Процессы и аппараты пищевых производств. Рубрика в журнале - Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий
Разгонная колонна для выделения этилового спирта из фракций промежуточных и головных примесей
Статья научная
В настоящее время для очистки этилового спирта от головных и промежуточных примесей производится отбор фракций сивушного спирта и сивушного масла из ректификационной колонны и фракции головных и промежуточных примесей из конденсатора эпюрационной колонны, работающей по методу гидроселекции. При этом указанные фракции содержат не менее 13 % этилового спирта, что приводит к снижению выхода конечного продукта. Разгонка данных фракций в известных разгонных колоннах требует увеличения расхода греющего пара на 6-8 кг/дал и повышения металлоёмкости установки. В настоящей работе исследован процесс разгонки фракции из конденсатора эпюрационной колонны, сивушного спирта из ректификационной колонны и подсивушного слоя жидкости из декантатора, которые подают на тарелку питания новой разгонной колонны (РзК), которая работает по технологии эпюрации с подачей гидроселекционной воды на верхнюю тарелку и имеет в своём составе концентрационную, выварную и отгонную части, дефлегматор, конденсатор, кипятильник. Были получены уравнения материального баланса колонны и по ним определены концентрации этилового спирта на её тарелках. Преобразовав уравнения материального баланса, получили зависимости для определения соотношения количества примеси, отводимой из разгонной колонны с потоками лютера и фракции этилового спирта. Далее были получены уравнения для определения доли примеси, отбираемой с фракцией из конденсатора колонны. Проведенные расчеты показали, что изученные примеси практически полностью отбираются с данной фракцией. При этом содержание в ней этилового спирта составляет 0,14 % от часовой выработки.
Бесплатно
Разработка SCADA-проекта процесса выпаривания молока в двухкорпусной вакуум-выпарной установке
Статья научная
Одним из компонентов систем автоматизации производства остаются средства человеко-машинного интерфейса. Внешний вид и функциональные способности не могут стоять на месте так же, как и автоматизация, в связи с этим в данной работе освещена одна из важных сторон автоматизации пищевого производства - человеко-машинный интерфейс, направленный на совершенствование рабочего места оператора. На диспетчерском уровне автоматизации необходимо предусмотреть решение всего спектра поставленных задач, поставленных в ходе выполнения данного проекта. Целями создания проекта являются сокращение времени на принятия решения персоналом, поскольку, результативность предприятия частично зависит от скорости выполнения задачи, оповещение об опасности и нарушениях, а также предотвращение аварийных и нештатных ситуаций процессе выпаривания молока, хранение и архивация данных о протекании процесса, необходимые для составления отчетов, применяемых для расследований причин возникновения любой аварийной ситуации при выпаривании молока. Представлен проект человеко-машинного интерфейса процесса выпаривания молока, разработанный в среде TRACE MODE. Особенностью TRACE MODE является технология единой линии программирования, то есть возможность разработки всех модулей АСУ при помощи одного инструмента. В разработанном проекте человеко-машинного интерфейса процесса выпаривания молока предполагается использование двух основных операторских станций и одной резервной. Два из них для рабочих мест операторов и - резервный, используемый в аварийных ситуациях. Разработанный проект в среде TRACE MODE позволяет усовершенствовать рабочее место оператора вакуум-выпарной установки, сократить время необходимое на реагирование и принятие решений персоналом. Кроме того, система сигнализации автоматической сигнализации позволяет снизить количество брака продукции, и, соответственно, повысить выпуск и снизить себестоимость продукции на единицу сырья. Разработанный проект полностью удовлетворяет техническому заданию и внедрен на производство.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены различные типы мембранных установок, включающие типовые аппараты с отводом пермеата, которые используются в настоящее время для переработки различных жидких сред. Оцениваются их достоинства и недостатки, условия работы и особенности эксплуатации. Анализируется принцип работы мембранных аппаратов с отводом поляризационного слоя. Отличительной особенностью таких аппаратов является разделение потока исходного сырья на три части: примыкающую к мембране и включающую в себя поляризационный слой с повышенной концентрацией высокомолекулярных веществ (концентрат), обедненное ядро потока, подлежащее повторной обработке (ретентат), и практически не содержащий высокомолекулярных веществ пермеат. Приводится аппаратурная схема и принцип работы установки, укомплектованной этим оборудованием. Особенностью этой установки является параллельное расположение мембранных аппаратов. При такой конфигурации установки предусматривается наличие двух контуров циркуляции потока и двух емкостей, в одной из которых будет находится обедненный поток, в другой ретентат. В процессе работы предусматривается циркуляция обедненного потока. При этом, образующийся поляризационный слой (концентрат), будет отводиться во вторую емкость. Работа продолжается до полной выработки обедненного раствора в емкости. В том случае, когда раствор в этой емкости выработан, а необходимая концентрация продукта не достигнута, в работу включается вторая емкость с концентратом и процесс продолжается. Принцип работы в этом случаю аналогичен. Чередование емкостей продолжается до получения необходимой степени концентрирование продукта. Предлагается алгоритм расчета, блок-схема и программа расчета продолжительности работы мембранной установки, на которую получено свидетельство о государственной регистрации программы на ЭВМ. Приведен алгоритм расчета и интерфейс программы. Данная программа позволяет прогнозировать работу таких установок и предусматривает возможность оптимизации их работы.
Бесплатно
Разработка вакуум-сублимационных сушилок с использованием термоэлектрических модулей
Статья научная
Выявлены основные направления использования сублимированных продуктов и ингредиентов. Приведен анализ рынков сбыта сублимированных продуктов. Показано, что внедрение инновационных технологий производства позволит динамично развиваться не только крупным компаниям, но и мелким фирмам, что создаст предпосылки для роста российского рынка сублимированных продуктов. Проанализированы тенденции развития сублимационного сушильного оборудования. Обоснована актуальность разработки энергосберегающих вакуум-сублимационных сушилок. Комплексный подход к созданию конкурентоспособных отечественных технологий и оборудования для сублимационного обезвоживания термолабильных продуктов заключается в использовании эффективных комбинированных средств энергоподвода, интенсификации процесса, уменьшении удельных энергозатрат и, как следствие, снижении себестоимости продукции при достижении высоких качественных показателей. Приведены преимущества термоэлектрических модулей как альтернативного направления существующему парокомпрессионному и абсорбционному холодильному оборудованию. Проведены исследования процесса вакуум-сублимационного обезвоживания с использованием термоэлектрических модулей. Научно подтверждено, что термоэлектрический модуль, работающий на эффекте Пельтье, способствует увеличению холодопроизводительности за счет использования принципа теплового насоса. Предложены варианты использования термоэлектрических модулей в конструкциях сушилок. Определены оптимальные режимы работы и количество модулей в секции. Указаны пути повышения энергетической эффективности вакуум-сублимационных сушилок с использованием термоэлектрических модулей. Полученные результаты позволят производить инженерные расчеты и проектирование прогрессивных вакуум-сублимационных установок с различными способами энергоподвода.
Бесплатно
Разработка высокоинтенсивной сушилки с регулируемым закрученным потоком теплоносителя
Статья научная
Разработана новая конструкция сушилки с регулируемым закрученным потоком теплоносителя для сушки мелкосемянных культур.
Бесплатно
Статья научная
В результате выполненных экспериментальных исследований были определены основные кинетические закономерности исследуемого процесса пропаривания и обоснован выбор рациональных режимов процесса влаготепловой обработки зерна: пропаривание паром ячменя и пшеницы до влажности 19% при расходе пара 100-180 кг/ч и давлении 0,20-0,35 МПа в течение 10-12 минут, а кукурузы - от 15 до 16 минут. Эти разработанные режимы обеспечивают наилучшие условия для термомеханической деструкции белково-углеводного комплекса с целью повышения доступности его действию пищеварительных ферментов и увеличение переваримости крахмала, не снижают переваримость протеина и улучшают санитарное состояние. Была разработана методика инженерного расчета, которая легла в основу создания оригинальной конструкции кондиционера-пропаривателя. Выполненный конструктивный расчет включал расчет смесителя-увлажнителя, расчет струйной форсунки и определение дисперсных характеристик при распыливании пара, а также тепловой расчет кондиционера-пропаривателя, который позволил определить расход пара и подобрать рациональную температуру нагрева зерен и величину их влажности. Отличительной особенностью кондиционера-пропаривателя является более высокая производительность вследствие существенного ускорения процесса диффузии влаги внутрь зерен; возможность улучшения качества за счет повышения степени клейстеризации крахмала вследствие подобранных технологических режимов пропаривания.
Бесплатно
Статья научная
В рамках производственной практики в ООО «Эксперт-Агро» разработана геоинформационная система (ГИС) по поставкам и обслуживанию производимого элеваторного оборудования. В системе MS Access сформирована база данных заказчиков, содержащая название предприятий, адреса и координаты их местоположения, контактную информацию, информацию по заказам (покупка, доставка и установка оборудования, обслуживание действующего оборудования, ремонтные работы и т.д.). При этом автоматически формируется сообщение, когда подходит день завершения заказа, что позволяет контролировать эффективность работы с клиентами и, при необходимости, продлять время выполнения заказа. В интегрированной среде MS Visual Studio с помощью библиотеки gmap.Net реализована геолокация для отображения на карте заказчиков, что позволяет оценивать географию деятельности ООО «Эксперт-Агро» и планировать дальнейшее расширение взаимодействия. Контроль местоположения заказчиков также обеспечивает решение логистических задач по поставкам оборудования. В системе дополнительно предусмотрен подбор датчиков технологических параметров, исполнительных устройств, управляющих контроллеров с модулями ввода/вывода и других приборов для автоматизации поставляемого оборудования. В настоящее время идет наполнение базы данных ГИС информацией по производимому оборудованию и приборам, которые используются в типовых проектах автоматизации.
Бесплатно
Разработка двухстадийной дробилки зерна
Статья научная
Важнейшей задачей при разработке рациона питания сельскохозяйственных животных является подбор наиболее сбалансированных по своему составу и максимально питательных кормов, являющихся при этом безопасными и соответствующими всем необходимым требованиям. Для оценки продуктивной ценности кормов и эффективности их использования предложен показатель в виде коэффициента продуктивного действия корма η. Данный коэффициент выражает продуктивную часть суммарной величины обменной энергии суточного кормового рациона и является важнейшим критерием качественных показателей корма. В рационах кормления животных самым дорогим, но энергетически насыщенным кормом является комбикорм, представляющий собой смесь измельченных семян сельскохозяйственных культур и белковых, минеральных, а также витаминных добавок. В рационах кормления по своей питательности данный кормовой продукт составляет для КРС - 50 %, свиней - 60-100 % и птицы - 100 %. Основной операцией при производстве комбикорма является измельчение семян, т.е. их разрушение под действием внешних сил, превосходящих силы молекулярного сцепления частиц зерновки. Для осуществления измельчения применяют различные способы: раскалывание, растирание, удар «влёт», раздавливание и др. При производстве комбикорма на существующем технологическом оборудовании существует проблема получения зерен комбикорма с необходимой степенью измельчения и при этом однородных по своему гранулометрическому составу. При получении слишком крупном помола возникает проблема трудной перевариваемости комбикорма сельскохозяйственными животными. Кроме того, процесс измельчения сопровождается высокими энергетическими затратами. Предложен измельчитель зерна, принцип работы которого основан на реализации двух способов измельчения зерна: раскалывания и удара «влёт». Предлагаемые конструктивные решения позволят получить высокопроизводительное техническое средство для измельчения семян сельскохозяйственных культур, а также снизить энергетические затраты, возникающие в ходе протекания процесса получения комбикорма. Приведена методика обоснования степени измельчения зерна по ступеням предлагаемой дробилки.
Бесплатно
Разработка и обоснование параметров СВЧ-установки для термообработки отбракованных куриных яиц
Статья научная
Россия занимает шестое место в мире по производству яйца, при этом только 13% идет на переработку. Кроме этого накапливаются еще и отходы яиц из инкубационных шкафов, которые можно переработать в белковый корм при помощи вакуумных котлов. В связи с этим разработка технологии и технического средства с использованием энергии электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМПСВЧ) для термообработки отбракованных яиц в непрерывном режиме для фермерских хозяйств актуальна. Целью исследований является разработка и обоснование параметров СВЧ-установки для термообработки отбракованных куриных яиц в качестве белковой кормовой добавки. Решаются задачи: разработать пространственную модель СВЧ-установки непрерывного режима работы; рассчитать конструкционные параметры установки. Разработанная СВЧ-установка содержит вертикально установленный усеченный неферромагнитный биконус. Вдоль его внутренней боковой поверхности уложена в виде биконической спирали диэлектрическая труба. Параллельно вертикальной оси биконуса установлена неферромагнитная пластина, разделяющая его объем на две камеры: резонаторную и камеру паузы...
Бесплатно
Разработка инновационной конструкции конического ротационно-пленочного аппарата
Статья научная
Разработана новая конструкция конического ротационно-пленочного аппарата для проведения процесса влагоудаления из фосфатидных эмульсий растительных масел, который используется в масложировой промышленности и других отраслях промышленности, применяющих выпаривание влаги из термолабильных высоковязких концентратов. В результате экспериментальных исследований определено, что в коническом ротационно-пленочном аппарате, внутренняя полость перфорированного ротора разделена на зону подачи и распределения исходного продукта и зону удаления пара перегородкой, на которой размещена вставка сфероконической формы с обратным изгибом конической части, вершина которой, направлена навстречу подачи исходного продукта, причем в зоне подачи и распределения исходного продукта отверстия перфорации ротора имеют щелевидную форму и в полости ротора данной зоны установлены криволинейные лопасти, образующие которых имеют вид кривой, полученной аппроксимацией ломаной линии, при этом патрубок для ввода исходного продукта, имеющий с обоих концов тангенциально выполненные отверстия, установлен с возможностью вращения в центральной части конического корпуса по его оси, один конец которого размещен во внутренней полости перфорированного ротора в зоне подачи и распределения исходного продукта, а другой размещен в камере для исходного продукта, которая последовательно соединена с калорифером и насосом подачи исходного продукта. Научной новизной инновационной конструкции аппарата является снижение амплитуды колебаний ротационно-пленочного аппарата путем уменьшения трения частиц суспензии о лопасти ротора, вызывающего повышенные динамические нагрузки, обеспечения равномерного распределения исходного продукта по внутренней поверхности корпуса, а также снижение энергозатрат.
Бесплатно
Разработка комбинированного способа бланширования ската звёздчатого
Статья научная
Обоснована возможность применения комбинированного способа бланширования (вода-пар) для ската звёздчатого. Предложенный способ полностью исключает процесс предварительной отмочки и, как следствие, оводнение мяса ската. Разработанная экспериментальная установка, защищённая патентом, может быть использована для исследования процесса бланширования водой, паром или комбинированным способом сырья как растительного, так и животного происхождения. Планирование эксперимента проведено методом комбинаторных квадратов. В качестве варьируемых параметров выбраны: температура воды, изменявшаяся в диапазоне от 70 до 95 °С с шагом 5 °С, и длительность обработки водой, изменявшаяся от 1 до 5 мин с шагом 1 мин. Эффективность удаления мочевины из мяса ската звёздчатого подтверждена экспериментально сравнением её массовой доли в мышечной ткани ската до и после предварительной тепловой обработки. Содержание мочевины определялось модифицированным фотоколориметрическим методом по ГОСТ Р 50032-92 "Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных...
Бесплатно
Разработка конструкции лиофильной сушилки для термолабильных продуктов
Статья научная
В статье представлены способ и конструкции вакуум-сублимационных сушилок для обезвоживания жидких и пастообразных термолабильных продуктов.
Бесплатно
Разработка линии подготовки зерна сафлора к переработке
Статья научная
В настоящей работе предлагается новая схема высокоэффективной линии подготовки зерна сафлора к переработке, состоящей из воздушно-ситового сепаратора, магнитного сепаратора, овсюгоотборника, куколеотборника и камнеотборника при этом, после камнеотборника последовательно размещены вибросепаратор для разделения близких по физическим свойствам продуктов, шлифовальная машина с дуоаспиратором, фотосепаратор и аппарат для влаготепловой обработки. Преимущества предлагаемой линии подготовки зерна сафлора к переработке заключаются в том, что дополнительная установка перед фотосепаратором шлифовальной машины и дуоаспиратора позволяет отделить хохолок и удалить или утончить оболочку семечки в виде панцирного слоя для более эффективного последующего спектрального точечного анализа, который определяет состав зерна с целью сортировки его на основании химического состава и цвета в фотосепараторе. Последовательное размещение после камнеотборника вибросепаратора для разделения близких по физическим свойствам продуктов, шлифовальная машина с дуоаспиратором, фотосепаратора и аппарата для влаготепловой обработки обеспечивает интенсификацию технологического процесса эффективного отделения сафлора от примесей и подготовки его к последующей переработке. Приводится высокоэффективная схема фотосепаратора, преимущества которого заключаются в том, что установка накопителя и вибропитателя по отношению к скатному лотку с тыльной его стороны и выполнение в верхней части скатного лотка плавного изогнутого перехода к вибропитателю позволяет повысить эффективность сепарации зерновых продуктов путем снижения амплитуды колебаний зерна, вызванного отскоком от поверхности лотка в процессе загрузки сортируемого материала из вибропитателя.
Бесплатно
Разработка математических моделей испытательных систем как объектов с сосредоточенными параметрами
Статья научная
В работе рассмотрена задача построения математической модели для исследования теплового режима испытательной системы на этапе проектирования. Испытательная система в данном исследовании представляется как сложная химико-технологическая система, которая включает в себя большое число элементов, узлов и приборов, характеризующихся разнообразием функциональных и тепловых взаимосвязей. Методом проектирования рассматрииваемой системы принят блочно-иерархический метод. Разработана тепловая блок-схема системы, включающая в себя шесть взаимосвязанных блоков: термостат; теплоноситель; теплообменник; аппарат кубической формы; среда в аппарате и окружающая среда. Создана математическая модель для оценки средних температур в системе, которая позволяет рассчитывать интегральные характеристики процессов теплообмена (значения среднеобъемных и среднеповерхностных температур, средних тепловых потоков) с учетом взаимодействия между всеми блоками системы. Полагалось, что каждый элемент рассматриваемой системы может иметь тепловые связи, как с окружающей средой, так и с другими элементами системы. Принималось, что в элементе может рассеиваться собственная мощность, а также мощность, подводимая для терморегулирования элемента, которая зависит от его температуры. Расчет температурных полей тел и потоков теплоносителей при этом проводился на основе моделей с сосредоточенными параметрами, с допущением о том, что градиенты температуры по всем направлениям отсутствуют. Модель представлена системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Показаны зависимости изменения температуры от времени для двух нестационарных режимов термостатирования системы, состоящей из полого аппарата кубической формы объемом 3 м3, наполненного газом и снабженного теплообменником. Разработанная математическая модель позволяет решать задачи стабилизации температурного режима испытательной системы.
Бесплатно
Статья научная
Автоматизация любых производств невозможно без соответствующего математического обеспечения систем автоматизации. Системы автоматического регулирования используются для различных параметров технологических процессов. Одним из основных технологических параметров в молочном производстве является температура, в связи с этим важной задачей автоматизации молочных производств является ее контроль и регулирование на различных участках технологических линий. Для этого была создана информационная схема технологического объекта управления с обозначением регулируемых технологических параметров. В результате анализа штатной эксплуатации технологического объекта управления установлены следующие параметры: температура холодной воды, коэффициент передачи данного канала; температура исходного молока, коэффициент передачи данного канала; температура окружающего воздуха, коэффициент передачи данного канала; давление холодной воды, коэффициент передачи данного канала; расход исходного молока, коэффициент передачи данного канала. Расчет одноконтурной системы автоматического регулирования температуры молока на выходе из секции охлаждения выполнена в программе IPC-CAD. В результате обработки полученных данных выяснилось, что, переходные процессы «апериодический» и «с умеренным затуханием» обладают достаточным запасом устойчивости, так как степень затухания больше 0,75. Динамические ошибки в режимах настройки и проверки на грубость указанных процессов различаются на 0,02, то есть различия незначительны. Запас устойчивости «апериодического» процесса выше, а динамическая ошибка несущественно превышает остальные варианты, поэтому для дальнейшего применения выбран именно этот вид переходного процесса. Таким образом, применение системы автоматического регулирования на основе разработанного математического обеспечения является целесообразным и эффективным, так как позволит сократить брак и повысить качество выпускаемой продукции за счет своевременного качественного регулирования основного технологического параметра - температуры молочного сырья. Из этого следует, что применение данной одноконтурной системы автоматического регулирования является целесообразным в молочной промышленности.
Бесплатно
Статья научная
Разработана математическая модель процесса сушки плодов черной смородины в вакууме с СВЧ-энергоподводом, отличающаяся высокой пространственной и временной детализацией, учитывается структура отдельных плодов и слоя плодов, теплофизические параметры зависят от координаты и времени, а также с учетом изменения формы плодов и структуры слоя плодов по мере обезвоживания. Для моделирования механического поведения плодов используется метод динамики частиц, который в последние десятилетия все чаще используется в различных отраслях науки и техники. Для того чтобы модель обладала высоким пространственным разрешением, моделируемый слой плодов состоит из 20-50 отдельных плодов, при этом каждый плод, в зависимости от диаметра, разбивается приблизительно на 100 отдельных элементов. Элементы плодов по своим физическим свойствам делятся на 3 типа (кожура, мякоть, семена). Поэтому в целом, с точки пространственной детализации, слой плодов состоит из 2000-5000 элементов. Моделирование производится в двухмерном декартовом пространстве X-Z. Состояние каждого элемента-круга задается четырьмя переменными: декартовыми координатами его центра и двумя составляющими скорости. Механическое взаимодействие элементов между собой принято вязкоупругим, что позволяет учитывать основные механические свойства плодов - модуль упругости, коэффициент внутреннего трения. В рамках разработанной модели учитывается, что между соседними элементами могут возникать силы отталкивания (при внедрении элементов друг в друга), или притяжения (при отдалении сцепленных элементов друг от друга). Описание процессов тепло- и влагообмена между элементами, а также между элементами и окружающей средой базируется на основе общепринятых уравнений сушки. В модели считается, что подводимая мощность СВЧ - излучения перераспределяется в нагреваемом объеме пропорционально влажности элементов.
Бесплатно
Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем
Статья научная
Интенсификация процессов сушки является основной совершенствования сушильной техники и технологии. Разработка и внедрение в промышленность высокоинтенсивных аппаратов с активными гидродинамическими режимами, обеспечивает во многих случаях более высокие технико-экономические показатели. Применение аппаратов с закрученным потоком теплоносителя для интенсификации процесса сушки дисперсных материалов представляет, как теоретический интерес, так и практическую ценность. Процессы тепло- и массообмена в сушильных аппаратах в значительной мере определяются гидродинамической обстановкой в его внутреннем объеме. Учитывая сложность геометрии и структуры поля скорости во взвешенно-закрученном слое, которое в общем случае является существенно трехмерным, необходимо декомпозировать гидродинамическую задачу на две суперпозиционные части. Из анализа физической картины следует, что траектории линий тока по своим близки к семейству винтовых кривых. На основе проведенного теоретического анализа тепло- и массообмена процесса сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем авторами разработана его математическая модель. Рассмотрена структура течения процесса сушки в поперечных сечениях аппарата. Модель базируется на фундаментальных уравнениях А.В. Лыкова, описывает тепло- влагоперенос в капилярнопористых средах в линейном термодинамическом приближении, учитывая конвективный способ подвода теплоты и малые размеры высушиваемых семян амаранта. Полученные уравнения описывают динамическое изменение полей температуры и влагосодержания в условиях сопряженного тепломассобмена на границе твердая фаза - теплоноситель. Найдены макрокинетические закономерности процесса. Результаты работы будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся сушкой семян амаранта, а также для расчета и проектирования современных сушильных установок. На основании экспериментальных данных и их статистической обработки была получена математическая модель, адекватно описывающая процесс сушки семян амаранта в аппарате с закрученным потоком теплоносителя. Определен характер изменения критериев оптимизации в зависимости от входных факторов. Результаты математической модели будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся сушкой семян амаранта, а также для расчета и проектирования современных сушильных установок.
Бесплатно
Разработка математической модели сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем
Статья научная
Одним из путей создания новой сушильной техники является разработка и внедрение в промышленность высокоинтенсивных аппаратов с активными гидродинамическими режимами, обеспечивающих во многих случаях более высокие технико-экономические показатели. Данный принцип весьма успешно реализуется в аппаратах с закрученными потоками теплоносителя и дисперсного материала. Поэтому применение аппаратов с закрученным потоком теплоносителя для интенсификации процесса сушки дисперсных материалов представляет, как теоретический интерес, так и практическую ценность. Семена амаранта содержат в среднем 17 % белка, до 8 % масла и 4-5 % клетчатки. Из-за значительного содержания аминокислоты лизина, которого в белке амаранта в два раза больше, чем у пшеницы, и в три раза больше, чем у кукурузы и сорго, и сопоставимо по количеству с соей и коровьим молоком, качество белка амаранта считается очень высоким. Семена амаранта являются сырьем для производства масла, содержащего до 8 % сквалена. На основе проведенного теоретического анализа тепло- и массообмена процесса сушки семян амаранта в аппарате со взвешенно-закрученным слоем авторами разработана его математическая модель. Рассмотрена структура течения процесса сушки в поперечных сечениях аппарата. Модель базируется на фундаментальных уравнениях А.В. Лыкова, описывает тепло- влагоперенос в капилярнопористых средах в линейном термодинамическом приближении, учитывая конвективный способ подвода теплоты и малые размеры высушиваемых семян амаранта. Полученные уравнения описывают динамическое изменение полей температуры и влагосодержания в условиях сопряженного тепломассобмена на границе твердая фаза-теплоноситель. Найдены макрокинетические закономерности процесса. Результаты работы будут полезны широкому кругу специалистов, занимающихся сушкой семян амаранта, а также для расчета и проектирования современных сушильных установок.
Бесплатно
Статья научная
В работе отмечено, что модель построена с целью создания в экстракторе возможно большего изменения давления в подсырной сыворотке, поскольку скорость переноса целевых компонентов пропорциональна разности давлений на концах капилляров. Подробно дано математическое описание пропитки как основной или важной вспомогательной операции. Приведены уравнения для пропитанной части капилляра, отношение скоростей пропитки в разные моменты времени. Из приведенных зависимостей выведено уравнение Вошберна относительно времени пропитки. Записаны формулы для расчета объемов экстрагента, прошедшего через капилляр, сыворотки и вытесненного из капилляра воздуха с учетом вязкого сопротивления последнего. После интегрирования уравнения скорости капиллярной пропитки получено выражение, позволяющее оценить конечное значение пропитки в начальной стадии. Для различных случаев капиллярной пропитки записаны выражения при атмосферном давлении, вакуумировании и при избыточном давлении. Введение безразмерных величин позволило упростить решение и получить выражение для расчета времени пропитки поры...
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена разработке математической регрессионной модели процесса прессования свекловичного жома на прессе глубокого отжима. В качестве исходных параметров были приняты следующие параметры прессования свекловичного жома: влажность начальная (перед прессом) и конечная (после пресса) влажность; содержание сахара в жоме перед и после прессования; содержание сахара в жоме; длина свекловичной стружки перед и после прессованием; общая биологическая обсемененность свекловичного жома; кислотность жома перед и после прессованием; кислотность гранулированного жома. 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. Такие исследования предварительно проводились с помощью пакета прикладных программ CurveExpert 1.3 Полученные уравнения адекватно описывают изменение содержания сахара в жоме и его кормовой ценности в зависимости от кислотности и влажности жома, а также от длины свекловичной стружки. Выявлена значимость влияния каждого из основных технологических параметров (кислотность и влажность свекловичного жома, длина свекловичной стружки) на величину содержания сахара в жоме и его кормовую ценность. Полученные квадратичные зависимости, имеющие достаточно высокие коэффициенты R2 адекватно описывают реализуемый процесс отжима свекловичного жома в прессе глубокого отжима с оценкой влияния изменяемых параметров на содержание остаточного сахара и кормовых единиц в свекловичном жоме. Полученные данные позволяют объективно оценивать работу пресса глубокого отжима и обосновать кинематический режим вращения шнеков, позволяющий минимизировать себестоимость готовой продукции.
Бесплатно
