Лопухіна Ольга Олександрівна. Удосконалення процесу сатурації у виробництві цукру

brief description

Лопухіна Ольга Олександрівна. Удосконалення процесу сатурації у виробництві цукру: дисертація канд. техн. наук: 05.18.12 / Харківський держ. ун-т харчування та торгівлі. - Х., 2003

Лопухіна О.О. Удосконалення процесу сатурації у виробництві цукру. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.12 - процеси та обладнання харчових, мікробіологічних та фармацевтичних виробництв. Харківський державний університет харчування та торгівлі Міністерства освіти і науки України, Харків, 2003.
Дисертацію присвячено теоретичному та експериментальному обґрунтуванню напрямків інтенсифікації процесу ІІ сатурації у виробництві цукру та удосконаленню і розробці відповідних реакторів-сатураторів.
Експериментально-теоретичними дослідженнями отримано: закономірності процесів абсорбціїСО2суспензією сахароза вапно; закономірності утворення та росту кристалівСаСО3; закономірності адсорбції нецукристих на кристалахСаСО3; встановлено зв’язок між параметрами вищеозначених процесів і якістю очистки соку після ІІ сатурації.
Промислові випробування модернізованого апарата підтвердили його працездатність і високу ефективність очищення соку в ньому: об’ємний коефіцієнт масовіддачи в порівнянні з результатами функціонування типових сатураторів збільшується на 3040 %, продуктивність сатуратора - на 2030 %, коефіцієнт використанняСО2зростає на 1520 %, доброякісність соку зростає на 7...8 %, вміст солей кальцію зменшується на 2025 %, кольоровість соку зменшується в 2 рази. Інкрустація на внутрішній поверхні сатуратора й на контактних елементах за весь термін експлуатації не перевищила 1,5 мм, що у 510 разів менше, ніж у типових сатураторах. Економічний ефект від зменшення витрат цукру з мелясою для заводу потужністю 6000 т цукрового буряку у добу склав 100 000 грн.

1. Висвітлено інформацію про відомі реактори-сатуратори для впровадження процесу ІІ сатурації у виробництві цукру та особливості процесів, що відбуваються в них. Доведено важливість завдання розробки наукових основ для реконструкції діючих сатураторів, значного підвищення ступеню використанняСО2і ефекту очищення соку після ІІ сатурації.
2. У результаті теоретичних і експериментальних досліджень уточнено фазовий стан компонентів у системі сахароза Са(ОН)2 вода СО2і показано, що система являє собою суспензію з рівномірно розподіленими по обсягу обмежено розчинними часточкамиСа(ОН)2. Цей результат мав істотне значення для розробки математичної моделі сорбціїСО2.
3. Розроблено математичну модель сорбціїСО2з урахуванням хімічної реакції міжСа(ОН)2іСО2. Знайдено рішення моделі з одержанням рівняння для розрахунку коефіцієнта (фактора) прискорення. Доведено адекватність моделі реальним умовам процесу. Встановлено, що основним перемінним параметром у рівнянні моделі є об’ємний коефіцієнт масопередачі від газу до рідини, що визначає ефективність усіх процесів, що протікають у колоні сатурації. Визначено доцільність проведення процесу сатурації при температурах 363К і вище.
4. Розроблено модель кристалізаціїСаСО3із пересичених розчинів сахарози. Встановлено, що мінімальне значення ентальпії відповідає максимальній імовірності появи зародкуСаСО3і спостерігається в інтервалі температур 353...363К. Таким чином, цей результат ще раз підтвердив доцільність проведення сатурації при високих температурах.
5.Досліджено гідродинаміку і процеси масопереносу при проведенні ІІ сатурації у виробництві цукру, впливу конструкції реактора, фізико-хімічних властивостей рідини на газоутримання і об’ємний коефіцієнт масопереносу в рідині, а також здобуто кореляцію між газоутриманням і коефіцієнтом масопереносу незалежно від геометрії газорозподільчих приладів.
Дослідження виконано в прозорій моделі діаметром 1 м і в промислових сатураторах різного типу.
6. Отримані в роботі результати експериментальних досліджень дозволили обґрунтовано сформулювати конструктивні зміни в типових сатураторах, що дало можливість створити новий тип сатуратора для цукрового виробництва.
Промислові випробування нового апарата підтвердили його працездатність і високу ефективність очищення соку в ньому: об’ємний коефіцієнт масовіддачі в порівнянні з результатами функціонування типових сатураторів збільшується на 3040 %, продуктивність сатуратора - на 2030 %, коефіцієнт використанняСО2зростає на 1520 %, доброякісність соку зростає на 7...8 %, вміст солей кальцію зменшується на 2025 %, кольоровість соку зменшується в 2 рази.
Інкрустація на внутрішній поверхні сатуратора й отворах на контактних елементах за весь термін експлуатації не перевищила 1,5 мм, що у 510 разів менше, ніж у типових сатураторах.
Економічний ефект від зменшення витрат цукру з мелясою для заводу потужністю 6000 т цукрового буряку у добу склав 100 000 грн.