Статьи журнала - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Все статьи: 2527
Оптимизация процесса гранулирования комбикормов для молодняка кроликов и оценка их эффективности
Статья научная
В состав комбикормов для молодняка кроликов при гранулировании вводили жидкую зерновую патоку в качестве связующего компонента. Для нахождения оптимальных параметров процесса гранулирования комбикормов, содержащих зерновую патоку, были проведены исследования на экспериментальной установке. Для повышения питательной ценности и усвояемости комбикормов в рецепты вводили пробиотические кормовые добавки «Споротермин», «ПроСтор», сорбенты «Карбитокс» и «Фунгистат-ГПК». Для нахождения оптимальных параметров процесса гранулирования комбикормов были проведены исследования на экспериментальной установке, включающей пресс-гранулятор, с применением метода статистического планирования многофакторного эксперимента. Получены математические модели процесса гранулирования комбикормов с зерновой патокой, устанавливающие зависимость крошимости гранул и потребляемой энергии от выбранных факторов: в результате гранулирования рассыпного комбикорма в условиях применения оптимальных режимов получены гранулы хорошего качества...
Бесплатно
Оптимизация процесса гранулирования комбикормов для пушных зверей
Статья научная
В последнее время продукция пушного звероводства становится все более востребованной. С увеличением поголовья пушных животных необходимо производство комбикормов, обеспечивающих высокое качество пушнины при минимальных затратах корма. Для пушных зверей разработаны рецепты комбикормов с содержанием жира 20 % и выше. Целесообразным является скармливание корма в виде гранул, выработанных по технологии, одним из этапов которой является процесс гранулирования комбикормов с повышенным содержанием жира при обоснованных параметрах работы пресса-гранулятора. Для определения оптимальных параметров гранулирования проведены исследования процесса с применением метода статистического планирования многофакторного эксперимента. В качестве факторов, влияющих на рассматриваемый процесс, были выбраны: количество введенного жира, расход пара, зазор между валком и матрицей пресса. Критерием оценки влияния выбранных параметров служили удельный расход энергии и крошимость, позволяющие адекватно оценить эффективность процесса. Полученные данные свидетельствовали, что процесс гранулирования комбикормов при оптимальных параметрах позволяет получать гранулы, качество которых отвечает требованиям стандарта. Все полученные данные лежали в пределах рассчитанных доверительных интервалов параметров оптимизации. Исследовали изменение показателей качества полученного гранулированного комбикорма при хранении. Изменения качества гранулированного комбикорма при хранении свидетельствовали, что значения общей кислотности и кислотного числа жира существенно выросли после двух месяцев хранения вследствие гидролиза жира в условиях свободного доступа кислорода. Значение перекисного числа жира, отражающего глубину окислительных изменений в комбикорме, после двух месяцев хранения резко возрастало. Содержание витаминов А и Е при хранении комбикормов в течение 45 дней в летний период составили соответственно 12,3 % и 10,5 % от исходных значений. Рекомендуемый срок хранения гранулированных комбикормов с повышенным содержанием жира в зимне-весенний период составляет 60 суток, в летний - 45 суток.
Бесплатно
Оптимизация процесса осахаривания разваренной массы в производстве этанола
Статья научная
Стадия осахаривания в производстве этанола является одной из основных. От правильности проведения данного процесса зависит полнота выбраживания декстринов и крахмала, учитываемая в бродильном отделении, а, следовательно, количество производственных потерь, качество и выход конечного продукта. Оптимизацию процесса осахаривания разваренной массы проводили методом полного факторного эксперимента с применением центрального композиционного ротатабельного униформпланирования эксперимента. В качестве управляемых факторов были выбраны: дозировка ферментного препарата Биозим 800Л; температура; рН и продолжительность гидролиза. Наибольшее влияние на процесс осахаривания оказывает дозировка ферментного препарата Биозим 800Л и продолжительность процесса. Значимость коэффициентов регрессии определяли с помощью критерия Стьюдента, адекватность уравнения регрессии - с помощью критерия Фишера при уровне значимости 5%, сходимость параллельных определений - с помощью критерия Кохнера. Установлено, что применение ферментного препарата Биозим 800Л на 40,5% по сравнению с контролем увеличивает накопление глюкозы. Для определения оптимального режима осахаривания был использован метод неопределенных множителей Лагранжа. Установлено, что максимальное накопление глюкозы в сусле составляет 12 г/100 мл достигается при следующих режимах: дозировка ферментного препарата Биозим 800Л 4,8 ед ГлС/г крахмала; температура 60,2 C; рН 4,55 ед; продолжительность осахаривания 2,05 ч.
Бесплатно
Оптимизация процесса отжима растительного масла методом математического моделирования
Статья научная
Основной задачей экспериментального исследования всех процессов является анализ, изучение и обобщение всех имеющихся результатов. В соответствии с идеей шагового поиска эксперимент проводился в несколько этапов. Число этапов и действия на каждом из них зависели от результатов предыдущего этапа и конечной цели исследований. Конечной целью исследования является определение оптимальных условий протекания процесса. Исследования процесса отжима растительных масел были проведены на экспериментальной установке, созданной на базе одношнекового маслопресса. Для того чтобы обеспечить максимальный КПД маслопресса без потери качества готового необходимо обеспечить непрерывность и равномерность поступления масличного сырья в загрузочную воронку. Для обработки экспериментальных исследований был применен программный комплекс STATISTICA 10. Для получения уравнения регрессии матричные данные были обработаны при помощи программного комплекса MS Excel. Установлено, что для того чтобы обеспечить требуемую производительность маслопресса необходимо установить угловую частоту вращения шнека в пределах 5,5-6,4 с-1, при этом величина кольцевого зазора между шнеком и зеерной камерой составляет 0,7-0,9 мм, величина зазора зеерной камеры 0,16-0,18 мм. Для оптимизации процесса, величины выходных параметров преобразованы в безразмерную шкалу желательности d. Установлено, что функция желательности D, характеризующая адекватность полученных значений, имеет экстремум в опыте 8 и равна 0,8. Основываясь на полученных данных оптимальными следует считать следующие параметры: угловая скорость вращения шнека 6,6 с-1, величина кольцевого зазора между шнеком и зеерной камерой 0,92 мм, величина зазора.
Бесплатно
Оптимизация процесса получения экстрактов в поле низкочастотных механических колебаний
Статья научная
Использование экстрактов, полученных из плодово-ягодного сырья, давно нашло применение в пищевой промышленности. Так их использование позволяет получить готовый продукт не только с уникальными натуральными органолептическими показателями, но и повысить пищевую ценность готового продукта. При этом переработка местного дикорастущего плодово-ягодного сырья имеет высокое значение для экономики многих регионов. Однако сдерживающим фактором получения экстрактов из плодово-ягодного сырья является отсутствие высокоэффективной и гибкой технологии, основанной на современных способах экстрагирования. В работе рассмотрен современный способ получения экстрактов из замороженного плодово-ягодного сырья в поле низкочастотных механических колебаний. Способ является не только эффективным с точки зрения получения экстрактов с высоким содержанием целевых компонентов, но и позволяет сократить количество единиц оборудования в технологической цепочке производства, что увеличивает простоту перенастройки линии на другие виды сырья. При этом сдерживающим фактором применения данного способа является его мало изученность и как следствие отсутствие рациональных значений проведения процесса. На основании литературных источников и серии экспериментов определены основные параметры, влияющие на эффективность процесса, то есть на конечную концентрацию целевых компонентов в готовом экстракте. Для нахождения рациональных значений данных параметров была проведена серия экспериментов. Полученные данные были обработаны, и получены регрессионные уравнения зависимости выхода целевых компонентов в экстрагент (вода) от основных параметров, влияющих на процесс для двух видов сырья – ягоды клюквы и голубики. Полученные уравнения подверглись оптимизации с целью нахождения рациональных параметров. По полученным результатам проведена контрольная серия экспериментов, подтверждающая, что найденные параметры являются рациональными и значения выхода целевых компонентов на практике не отличаются более чем на 5% от полученных аналитическим путем значений.
Бесплатно
Оптимизация процесса прессования семян сафлора в ультразвуковом поле
Статья научная
В статье дано математическое описание процесса прессования семян сафлора в ультразвуковом поле в виде уравнения регрессии, найденного статическими методами на основе экспериментов и, описывается полиномом второй степени. В качестве основных факторов, влияющих на эффективность процесса, были выбраны: частота ультразвука, амплитуда ультразвука, давление и создаваемое в зеерной камере пресса. А в качестве критерия оценки влияния выбранных параметров использована остаточная масличность жмыха. Для оценки адекватности математической модели был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) эксперимента в программе Design Expert v. 10 и получено уравнение регрессии, анализ которых позволил выделить факторы, в наибольшей степени влияющих на рассматриваемый процесс. Установлено что при повышении давления в прессе до значения выше 14 МПа дальнейшее повышение эффективности его работы не наблюдалось вместе с повышенными значениями как частоты ультразвука, так и его амплитуды. Максимальные и наиболее эффективные значения остаточной масличности жмыха получены при значениях частоты в среднем 35-40 Гц, амплитуды свыше 40 мм и давлении в прессе от 10 до 11 МПа., которые очевидно зависят напрямую от поведения зерна и движения его внутренней части во время подвода ультразвука.. Графическая интерпретация уравнения представлена кривыми равных значений и поверхностями отклика для входных параметров. Предложена численная и графическая процедуры оптимизации для прогнозирования оптимального уровня входных факторов и получения максимального выхода масла по отношению к массе первоначального сырья. Для проверки адекватности модели представлены результаты ряда параллельных экспериментов, которые попадали в рассчитанные доверительные интервалы по всем критериям качества.
Бесплатно
Оптимизация процесса производства соевого масла
Статья научная
Для производства соевого масла используется технология прямой экстракции нефрасом с дальнейшим очищением мисцеллы от растворителя и кислотной гидратацией (лимонной кислотой). Мисцелла очищается от растворителя посредством прохождения через целый ряд теплообменных аппаратов и дистилляторов. Окончательный дистиллятор представляет собой 2х-ступенчатый дистилляционный аппарат, работающий при абсолютном давлении примерно 400 мбар. Существенные недостатки данных установок является нерациональное использование пара и его тепла, возможность перегрева готового продукта и ухудшение его качества, небольшая скорость протекания процесса, сложная конструкция и обслуживание. Для интенсификации процесса испарения растворителя из пленки мисцеллы в конструкции желобов в пленочной камере целесообразно установить цилиндрические или щелевые отверстия, через которые происходит образование свободно падающих струй мисцеллы последовательно с вышележащего витка желоба на плоскотсь нижележащего. При этом пленка мисцеллы, движущейся по желобу, имеет определенную гидродинамическую нестабильность в местах стока и падения струи на плоскость желоба. Непосредственно в струе жидкость, как правило, турбулизирована, а ламинарная пленка отсутствует. Указанный технический прием заметно интенсифицирует процесс дистилляции. Также для интенсификации следует установить аэрационную систему подачи острого пара, представлена трубчатым барботером. Применение трубчатых аэраторов позволяет достичь увеличения отношения аэрируемой площади к общей площади секции при использовании меньшего количества аэрационных элементов и сокращении длины трубопроводов (в среднем в 4 раза). Вследствие этого существенно сокращаются сроки и стоимость монтажа.
Бесплатно
Оптимизация процесса производства твердого хозяйственного мыла
Статья научная
В исследовании основной упор сделан на улучшение органолептических показателей (цвет, запах, структура), а также пенообразующую способность и длительность хранения, изменение которых позволит получить более качественный продукт. Был проведен органолептический и качественный анализ твердого хозяйственного мыла, благодаря которому выявлены основные потребительские недостатки продукции и проведена оптимизация линии и рецептуры производства для их устранения. Основой оптимизации является оснащение дополнительными емкостями с системой подачи перекиси и дозировки маскираторов, использование которых необходимо из-за введения новых компонентов рецептуры, также применяется дополнительная пара шнеков для предотвращения мраморовидной структуры продукта. В рецептуру были включены перекись водорода, использование которой позволяет осветлить продукт на стадии карбонатного омыления и получить на выходе мыло светло-бежевого цвета, соответствующее стандарту, и маскираторы для скрытия запаха жирных кислот, характерного для данного вида твердого мыла...
Бесплатно
Статья научная
Основной задачей экспериментального исследования всех процессов является анализ, изучение и обобщение всех имеющихся результатов. В соответствии с идеей шагового поиска эксперимент проводился в несколько этапов. Число этапов и действия на каждом из них зависели от результатов предыдущего этапа и конечной цели исследований. Конечной целью исследования является определение оптимальных условий протекания процесса перемешивания жидких агрегатоо получения однородной структуры. Исследования процесса перемешивания были проведены на экспериментальной установке, созданной на кафедре. Для обработки экспериментальных исследований был применен программный комплекс STATISTICA 12. Для получения уравнения регрессии матричные данные были обработаны при помощи программного комплекса Microsoft Excel 2010. Для оптимизации процесса, величины выходных параметров преобразованы в безразмерную шкалу желательности d. Установлено, что функция желательности D, характеризующая адекватность полученных значений, имеет экстремум в опыте 12 и составляет 0,733666. Основываясь на полученных данных оптимальными следует считать следующие параметры при перемешивании жидких агрегатов: окружная скорость вала мешалки в пределах 4 м/с, при этом время перемешивания составляет 8 с, а концентрация хладагента 20%.
Бесплатно
Оптимизация процесса сушки фильтрата послеспиртовой барды
Статья научная
Исследованы взаимодействия различных факторов, влияющих на процесс сушки фильтрата послеспиртовой барды. Полученырациональныеусловияпроведенияпроцессасушкивраспылительнойсушилке.
Бесплатно
Оптимизация процесса экстрагирования из люпина подсырной сывороткой
Статья научная
Показана актуальность работы. Приведено высказывание академика А.Г. Храмцова о том, что прорывной технологией в молочной промышленности является использование молочной сыворотки в качестве экстрагента с целью извлечения целевых компонентов из растительного сырья и получения ценного молочно-растительного экстракта. Решена задача оптимизации для определения входных факторов, обеспечивающих эффективное ведение процесса экстрагирования. Оптимизация параметров процесса проводилась экспериментально-статистическими методами в несколько этапов. На первом этапе построена регрессионная модель, адекватно описывающая зависимость выбранного выходного параметра от изучаемых факторов. Проведён полный факторный эксперимент (ПФЭ) типа 2 3, составлена матрица планирования, оформленная в таблицу. Опыты проводились в двухкратной повторности. Число опытов в центре плана выбрано с учётом возможного перехода к планированию второго порядка. План ПФЭ типа 2 3 даёт возможность рассчитать 8 регрессионных коэффициентов и построить уравнение первого порядка. Результаты расчёта доверительной ошибки представлены в таблице. Статистическая обработка экспериментальных данных позволила определить регрессионные коэффициенты, проверить их значимость, оценить воспроизводимость опытов и установить адекватность полученного регрессионного уравнения второго порядка по трём критериям. Второй этап заключался в оптимизации параметров экстрагирования. Постановка задачи оптимизации записана аналитически. Для решения поставленной задачи использован метод неопределённых множителей Лагранжа. В соответствии с вычисленным алгоритмом составлена система уравнений, содержащая частные производные целевой функции по всем независимым переменным и неопределённому множителю Лагранжа. Оптимальными признаны результаты, полученные на 10 шаге оптимизации, обеспечивающие достижение максимального выхода экстрактивных веществ. Получены оптимальные условия экстрагирования. Третьим этапом явилась оценка степени точности и надёжности полученного значения критерия оптимизации (выход экстрактивных веществ).
Бесплатно
Оптимизация рецептур мучных кулинарных изделий с БАД
Статья научная
В статье изложены основные сведения о функциональных свойствах мучных кулинарных изделий, разработанных на основе рисовой и кукурузной муки с добавками порошков растительного происхождения: топинамбура, облепихи, яблоки, моркови, томата, паприки, укропа, даминарии, а в качестве подсластителя использовали экстракт стевии. Сбалансированное нутриентно-адаптированное питание, соответствующее физиологической потребности школьников, пол и индивидуальные особенности детей 7-11 лет, необходимо для полноценного развития физических и интеллектуальных способностей. В связи с чем, разработка мучных кулинарных изделий нутриентно-адаптированных к особенностям детского питания, оптимизация ингредиентного состава мучных кулинарных изделий с учетом технологических свойств сырья и медико-биологических рекомендаций к рациону данной категории питающихся будет способствовать не только достижению наилучших результатов в их развитии, физическом и умственном совершенствовании, но и позволит предотвратить ряд алиментарно-зависимых заболеваний и состояний данной категории населения. Это определяет основную задачу исследований и является актуальной и перспективной. Целью разработки новых специализированных продуктов является получение обогащенных безглютеновых композиций для изготовления индустриальным способом блинной ленты высокого качества. В статье приведены данные по оптимизации ингредиентного состава мучных кулинарных изделий с учетом технологических свойств сырья и медико-биологических рекомендаций к питанию школьников 1-4 классов. Научно обоснован перечень ингредиентов, обладающих иммуномодулирующими и антиоксидантными свойствами и возможность их применения при приготовлении специализированных мучных кулинарных изделий для школьного питания. Оптимизация проводилась с использованием современных программ, предусматривающих математическое моделирование рецептур изделий в реализованном диапазоне изменения параметров. Смоделирован качественный и количественный рецептурный состав в соответствии с санитарными нормами и требованиями СанПин 2.3/2.4.3590-20, предъявляемыми к продуктам питания детей с учетом их физических нагрузок. Установлена взаимосвязь между массовой долей белковых компонентов (рисовая и кукурузная мука и яичный белком) и физико-химическими показателями качества мучных кулинарных изделий для питания школьников. Экспериментально обосновано, что использование разработанных рецептурных композиций будет способствовать увеличению содержания белка, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ, повысит биологическую ценность и суммарное содержание водорастворимых антиоксидантов в мучных кулинарных изделиях для питания обучающихся 7-11 лет.
Бесплатно
Оптимизация рецептурного состава пшеничного хлеба с применением переработанного растительного сырья
Статья научная
Рассмотрена возможность использования муки тигрового ореха (чуфа) при производстве пшеничного хлеба. В ходе эксперимента производились пробные выпечки хлеба с различной дозировкой муки тигрового ореха и пшеничной. Были исследованы показатели смесей муки тигрового ореха и пшеничной муки первого сорта в соотношениях 5:95; 10:90; 15:85. Исследования проводились в условиях лаборатории кафедры «Технология хранения и переработки сельскохозяйственного сырья и общественное питание» Волгоградского государственного аграрного университета. В ходе эксперимента изучались: проблемы в хлебопекарной отрасли на современном этапе; география произрастания, урожайность и качество тигрового ореха; химический состав тигрового ореха и муки, полученной из него; влияние тигрового ореха на здоровье и самочувствие человека; органолептические показатели качества хлеба; физико-химические показатели качества хлеба; изменение хлебопекарных свойств пшеничного хлеба при добавлении муки тигрового ореха. В результате проведенного исследования была установлена возможность производства пшеничного хлеба с использованием муки тигрового ореха, а также установлена оптимальная дозировка муки тигрового ореха и пшеничной муки, позволяющая получать хлеб с высокими органолептическими и физико-химическими показателями.
Бесплатно
Оптимизация рецептуры зефира на желатине функционального назначения
Статья научная
Зефир на желатине или маршмеллоу - изделие мелкопористой пенообразной структуры. Данный продукт является популярным и широко востребованным кондитерским изделием среди населения, особенно у детей и школьников. Актуальным является разработка способов получения мини-зефира функционального назначения в условиях отечественного производства с использованием натурального функционального ингредиента - гуммиарабика «Instantgum», являющегося источником натурального пищевого волокна, улучшающего желудочно-кишечную функцию, понижающего уровень глюкозы в крови, что особенно важно при употреблении продукции диабетиками. Включение гуммиарабика в диету приводит к пребиотическому эффекту, стимулирующему иммунную систему человека и улучшающему функционирование кишечника. Технология мини-зефира на желатине с гуммиарабиком состоит из следующих стадий производства: приготовление желатинового раствора, водного раствора гуммиарабика, сахаро-паточно-инвертного сиропа, сбивной студнеобразной массы плотностью 400-600 кг/м3; формование массы отсадкой или выпрессовыванием с последующим охлаждением и резкой; выстойка и обсыпка крахмало-сахарной смесью корпусов мини-зефира. Проведена оптимизация рецептуры мини-зефира на желатине с функциональным ингредиентом «Instantgum» на основе гуммиарабика методом многокритериальной оптимизации с использованием функции желательности Харрингтона. Наибольшее значение обобщенной функции желательности имел образец с 10 % функционального ингредиента, так как ему принадлежит лучший набор всех частных параметров оптимизации. Разработанное изделие обладает высокими органолептическими, физико-химическими показателями, удовлетворительной формоудерживающей способностью, упругой жевательной консистенцией, имеет функциональное назначение по содержанию пищевого волокна. Предложенную рецептуру можно рекомендовать для производства на современных поточно-механизированных линиях по выработке пастильных изделий.
Бесплатно
Оптимизация рецептуры кормов непродуктивных животных с помощью математического моделирования
Статья научная
В статье рассмотрен новый подход к повышению ресурсосбережения в сфере производства кормов для домашних животных на основе использования вторичного пищевого сырья и оптимальных рецептур, обеспечиваемых математическим моделированием на основе аппарата нечеткой логики. Нестабильные качественные показатели сырья и взаимодействие компонентов смеси между собой затрудняют построение полной математической модели. Поэтому моделирование рецептуры кормов для непродуктивных животных осуществляется с помощью аппарата нечеткой логики. Преимуществом данного метода является возможность проведения анализа в условиях субъективной оценки эмпирических данных и отсутствии явной числовой формы результата. Особенно ярко преимущества этих систем проявляются при проектировании многокомпонентных пищевых продуктов, где велика неопределенность входных и выходных параметров, а качество оценивается по результатам сенсорного анализа. Аппарат нечеткой логики позволяет улучшить качество управления объектами, определить оптимальное соотношение рецептурных компонентов при проектировании новых многокомпонентных видов сухих кормов и сократить количество производственных опытов. Дополнительно он дает возможность повысить качество управления производством и контролем готового продукта в условиях информационной неопределенности, которая характерна для реального производства в отраслях пищевой промышленности. Для реализации предлагаемой методики используется модуль Fuzzy Logic Toolbox, входящий в пакет MatLab, а для представления результатов моделирования в графическом виде, используют модуль Surfase Viewer. Приведены аналитические выкладки и результаты эксперимента, свидетельствующие о работоспособности предложенной методики для различных гендерных групп животных.
Бесплатно
Оптимизация свойств радиационного регенерата, применяемого в эластомерных кровельных материалах
Статья научная
Приведены результаты исследования по проблеме регенерации резин на основе бутилкаучука. Обоснованы преимущества радиационной деструкции бутиловых резин. В качестве объектов исследования выбраны диафрагмы форматоров-вулканизаторов, которые подвергались воздействию ионизирующих излучений на источнике Co60. Исследовано влияние дозы облучения на технологические свойства полученных регенератов и упруго-прочностные свойства композиций на их основе. Установлено, что обработка диафрагменных резин дозой 50, 70 кГр обеспечивает оптимальный комплекс свойств. Анализ структурных изменений, происходящих при радиационном облучении отработанных диафрагм показал, что при дозах 20–40 кГр сохраняется высокий уровень высокоэластической деформации, при этом сохраняется достаточное количество сшитых структур. При дозе облучения >40 кГр деструктант приобретает способность к вальцеванию. Изучено влияние механообработки на диафрагменные резины, подвергнутые радиационному воздействию. Выявлено, что обработка на оборудовании роторного типа снижает вязкость композиций. Выполнена процедура оптимизации составов кровельных резиновых смесей в зависимости от дозы облучения диафрагменных резин и дозировки регенерата. Регрессионная статистика и дисперсионный анализ подтвердили адекватность модели и значимость коэффициентов уравнения. Погрешность вычислений для прочности при растяжении составили 0,65%, для вязкости по Муни 1,23%. На основе разработанных регенератов изготовлены кровельные резиновые смеси и исследованы их свойства. Показано, что применение в рецептуре кровельных резин регенератов бутилкаучука с дозой 50, 70 кГр обеспечивает требуемый уровень свойств и снижает их себестоимость. Рекомендовано применение данных материалов в составе гидроизоляционных материалов для улучшения технологических свойств и снижения их себестоимости.
Бесплатно
Оптимизация сливочно-растительных спредов по жирно-кислотному составу
Статья научная
Разработана методика оптимизации сливочно-растительных спредов по жирно-кислотному составу. Проведен анализ органолептических свойств продукта. исследована его микроструктура, изменение активной кислотности молочной плазмы, определены кислотное и перекисное число, рациональный срок хранения.
Бесплатно
Статья научная
Сырьевыми потоками промышленного производства мото- и авиа-алкилатов являются изобутановая и бутан-бутиленовая фракции, содержащие в своём составе инертный для реакции сернокислотного алкилирования изобутана олефинами компонент - н-бутан. В соответствии с Техническими условиями ТУ 0272-024-00151638-99 содержание н-бутана в изобутановой фракции в зависимости от марки фракции составляет 0,7÷20%мас. Его присутствие уменьшает полезный реакционный объём реактора алкилирования, а при разделении компонентов реакционной массы алкилирования необходимо использование ректификационной колонны (дебутанизатор). Рассматривается возможность включения в технологическую схему дополнительной колонны для вывода н-бутана из состава фракции (соответственно концентрирования изобутана) до её подачи в реактор алкилирования. Особенное значение это имеет для фракций с маркой ниже «Высшая марка». Исследование проводится с использованием программной системы Honeywell UniSim Design. Для расчета свойств компонентов технологических потоков использовали метод Peng-Robinson. Рассчитано теоретически оптимальное оформление аппарата: при использовании ректификационной колонны с давлением в аппарате порядка 400 кПа для уменьшения содержания н-пропана в дистилляте (получаемая изобутановая фракция) до 0,001 мол.доля и содержания изобутана в кубе (получаемая н-бутановая фракция) 0,001 мол.доля потребуется 48 теоретических тарелок, принятое флегмовое число R=8,9, температуры в конденсаторе и ребойлере 26,88 и 47,27 ℃ соответственно. Вычислительным экспериментом показано, что для достижения в получаемой изобутановой фракции практического отсутствия н-бутана (концентрация порядка 0.1%мас.) возможно использование ректификационной колонны со следующими технологическими режимами: число тарелок 60, тарелка питания 15, эффективность контактных устройств 0,8; давление в колонне порядка 400 кПа, температура в конденсаторе и ребойлере Тк=28,91÷29,05 ℃ и Тр=46,72÷47,25 ℃ соответственно, флегмовое число R=20,41. В этой фракции также нет пентанов.
Бесплатно
Статья научная
Одним из ответственных узлов для установок получения изопропилбензола является узел подготовки фракций реактантов, в частности используемой пропан-пропиленовой фракции. В соответствии с Техническими условиями ТУ 0272-024-00151638-99 содержание пропилена в этой фракции должно составлять не менее 65%мас. Такое достаточно низкое содержание пропилена для проведения реакции алкилирования бензола приводит к неэффективному использованию реакционного объёма реактора алкилирования. Рассматривается работа узла концентрирования пропилена из пропан-пропиленовой фракции промышленного производства изопропилбензола алкилированием бензола пропиленом. Исследование проводится с использованием моделирующей системы Honeywell UniSim Design. Моделируется протекание процесса в одной ректификационной колонне и при использовании двух колонн. Проведением вычислительного эксперимента показано, что для получения пропиленовой (расчетное содержание пропилена 99,1%мас.) и пропановой (расчетное содержание пропана 90%мас. пропилена - 4,47%мас.) фракций, удовлетворяющих параметрам действующих нормативных документов, возможно использование одной ректификационной колонны с технологическими режимами: Тниз=31,4 ℃, Тверх=21,17 ℃, давление в аппарате 1050кПа, флегмовое число R=13,43. При использовании двух колонн первая качественно «формирует» пропиленовую фракцию (расчетное содержание пропилена 99,1%мас., пропана 0.8%мас), а вторая колонна - пропановую фракцию с практическим отсутствием в ней пропилена (содержание пропана 94,42%мас., пропилена - 0.03%мас.). Разработанные модели технологических схем концентрирования пропилена из пропан-пропиленовой фракции могут использоваться для оценки режимных и конструкционных параметров колонн и анализа достигаемых показателей процесса. Расчетами показано, что на промышленном узле вероятной причиной высокого содержания пропана в получаемой пропиленовой фракции порядка 7%мас. является поддержание неоптимальных технологических режимов. Приводятся значения целесообразных режимных параметров.
Бесплатно
Оптимизация состава рецептуры красок на основе сополимера из отходов производства стирола
Статья научная
Представлены исследования зависимости свойств разработанных рецептур красок на основе сополимера, полученного из отходов производства стирола, от состава и соотношения компонентов краски.
Бесплатно
