Розроблення способів інтенсифікації уварювання цукрових утфелів - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРозробленим розрахунково-експериментальним методом вперше визначено миттєву швидкість кристалізації цукрози в умовах уварювання цукрових утфелів і виведено математичну залежність її від вмісту кристалів, температури, коефіцієнта пересичення та чистоти міжкристального розчину. Розроблено й впроваджено у виробництво на Гнідавському цукровому заводі спосіб уварювання утфелю 2 кристалізації. Промисловими дослідженнями встановлено, що за рахунок вдування неконденсованих газів в утфель тривалість його уварювання скорочується на 10...15 %, кольоровість зменшується на 7...10 %, а середній розмір кристалів цукру збільшується на 20...25 %. С помощью разработанного расчетно-экспериментального метода впервые определена величина мгновенной скорости кристаллизации сахарозы в условиях уваривания сахарных утфелей и получена математическая зависимость учитывающая степень влияния массового содержания кристаллов, температуры варки, коэффициента пресыщения и чистоты межкристального раствора. По результатам исследований в лабораторных условиях получено математическое соотношение для определения величины потерь сахарозы в условиях уваривания утфелей в зависимости от температуры, PH, чистоты межкристального раствора и продолжительности процесса, которая использована для оценки эффективности применения разработанной технологии интенсификации уваривания утфелей.Одним із базових процесів у технології виробництва цукру є кристалізація, завдяки якій видаляється до 70% нецукрів. Відповідно до поставленої мети були визначені такі задачі досліджень: - встановити вплив технологічних факторів на питому швидкість кристалізації цукрози та кінетику її розкладання в умовах уварювання утфелів; Методи досліджень включають в себе розроблені методики визначення питомої швидкості кристалізації цукрози та її втрати від термічного розкладання в залежності від технологічних факторів, а також методику досліджень впливу вдування в утфель при його уварюванні неконденсованих газів. верше розроблено принципово новий розрахунково-експериментальний метод визначення миттєвої питомої швидкості кристалізації цукрози в умовах уварювання утфелів, знайдена емпірична залежність її від технологічних факторів; Результати теоретичних, лабораторних та промислових досліджень були реалізовані за такими напрямками: одержані математичні залежності кількості розкладеної цукрози та миттєвої питомої швидкості її кристалізації від технологічних факторів використовувались при розробці удосконаленої технології уварювання утфелю ІІ кристалізації;Установлено, що численні варіанти підсилення циркуляції утфелю не вирішують задачі інтенсифікації його уварювання: механічне підсилення циркуляції потребує значних капіталовкладень для переобладнання вакуум-апаратів, вдування в утфель водяної пари збільшує витрати палива, вдування повітря перевантажує вакуум-насоси. А і В - константи, які залежать від коефіцієнта пересичення, температури, чистоти міжкристального розчину, вмісту кристалів в утфелі, площі їх поверхні та гідродинамічних умов кристалізації, їх визначали експериментально для кожного досліду. На основі одержаних даних розраховували вміст сухих речовин в міжкристальному розчині, його чистоту, коефіцієнт пересичення, вміст кристалів в утфелі, площу їх поверхні та миттєву швидкість кристалізації цукрози К: (2) де Кр0 - початковий вміст кристалів в утфелі, %; Дослідження впливу дійсного коефіцієнта пересичення міжкристального розчину на питому швидкість кристалізації цукрози в умовах уварювання утфелів проводили при температурах 50, 60 та 70°С, вмісті кристалів в утфелі - 5, 10, 15, 20, 25, 30 і 35 %, чистоті міжкристального розчину-70 ...100 % та коефіцієнті його пересичення - 1,04...1,14. Требіна і одержали емпіричну залежність миттєвої питомої швидкості кристалізації цукрози від дійсного коефіцієнта пересичення міжкристального розчину, його температури, чистоти та вмісту кристалів в утфелі: К=0,019(1-0,006 Кр)(Д-1)1,095 ґ ехр(0,055·t - 8,8·(100-Ч)/Ч), г/(м2с) (4) де Д-дійсний коефіцієнт пересичення міжкристального розчину;На основі теоретичних і експериментальних досліджень розроблено спосіб інтенсифікації уварювання утфелю ІІ кристалізації вдуванням неконденсованих газів. Лабораторними дослідженнями доведено, що миттєва питома швидкість кристалізації цукрози в умовах уварювання цукрових утфелів залежить від вмісту кристалів, температури, коефіцієнта пересичення міжкристального розчину та його чистоти, запропоновано емпіричну математичну залежність між цими величинами, яка може бути використана для розрахунків нових технологічних режимів. Дослідженнями уварювання утфелю ІІ кристалізації в промисловому вакуум-апараті встановлено, що на останніх стадіях цього процесу масообмін не досягає теоретично можливого, в звязку з чим виникає потреба його інтенсифікації.

2. Основний зміст дисертації