Моделирование конструкции ошпаривателя для термохимической обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы

Бесплатный доступ

Экстрагирование сахарозы является ключевым процессом свеклосахарного производства, определяющим его эффективность. Этот процесс существенно ускоряется при комплексном тепловом, электрическом и химическом воздействии на свекловичную ткань в процессе ее подготовки и осуществляется в ошпаривателях различных конструкций. Конструктивные параметры ошпаривателя можно оценить с использованием методов математического моделирования. При разработке модели применили конечно-элементный подход путем представления сложных тел в виде большого количества отдельных однотипных элементов и метод динамики частиц. При моделировании введен ряд коэффициентов, связанных с разбиением стружки на отдельные шарообразные элементы: mЭ, cС, dЭС, cИС. Для их расчета использовали справочные и экспериментальные данные. Математическая модель реализована в виде системы дифференциальных и алгебраических уравнений, для обработки которых разработана компьютерная программа на языке Object Pascal. Разработанная модель позволяет варьировать большое число конструктивных и технологических параметров ошпаривателя и механико-геометрических параметров свекловичной стружки, и определять показатели, характеризующие эффективность термохимической обработки стружки. В качестве конструктивных параметров выбраны угол наклона форсунки в вертикальной плоскости, длина и диаметр форсунки. Эффективность конструкции ошпаривателя оценивали массой свекловичной стружки, накопившейся на форсунке, и временем контакта свекловичной стружки с внутренними поверхностями ошпаривателя. В ходе компьютерного эксперимента установлено, что увеличение угла наклона форсунок при различных их длине и диаметре существенно снижает массу накапливающейся стружки и время контакта стружки с поверхностью ошпаривателя. Полученная модель предназначена для конструирования опытных образцов ошпаривателя.

Еще

Свеклосахарное производство, экстрагирование, свекловичная стружка, ошпариватель, математическая модель

Короткий адрес: https://readera.org/140250986

IDR: 140250986   |   DOI: 10.20914/2310-1202-2020-3-39-44

Список литературы Моделирование конструкции ошпаривателя для термохимической обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы

  • Голыбин В.А., Федорук В.А., Матвиенко Н.А. Проблемы сезонности производства сахара из свеклы // Вестник ВГУИТ. 2020. Т. 82. № 1. С. 64-69. DOI: 10.20914/2310-1202-2020-1-64-69
  • Верхола Л.А., Ладановский М.И. Актуальные аспекты проектирования энергоэффективного производства // Сахар. 2017. № 9. С. 28-36.
  • Schulze T. et al. A look at technological and technical tower extraction trends sugar industry // Zuckerindustrie. 2015. № 12. Р. 748-752.
  • Олiшевський В.В. и др. Вплив нанокомпозиту алюмiнiю на дифузiйнi властивостi бурякової стружки // Цукор України. 2017. № 5 (137). С. 17-23.
  • Nykytiuk T., Olishevskiy V., Babko E., Prokopiuk O. Impact of nanosized aluminum hydroxide on the structural and mechanical properties of sugar beet tissue // Ukrainian Food Journal. 2018. V. 7. № 3. Р. 488-498.
  • Воробьёв Е.И., Майшак Ф. Селективное извлечение Сахарозы из свёклы методом электроплазмолиза и его влияние на технологию Сахарного производства // Сахар. 2018. № 4. С. 28-36.
  • Sitzmann W., Vorobiev E., Lebovka N. Applications of electricity and specifically pulsed electric fields in food processing: Historical backgrounds // Innovative Food Science & Emerging Technologies. 2016. V. 37. Р. 302-311.
  • Mhemdi H., Bals O., Vorobiev E. Combined pressing-diffusion technology for sugar beets pretreated by pulsed electric field // Journal of Food Engineering. 2016. V. 168. Р. 166-172.
  • Решетова Р.С., Городецкий В.О., Бганцева О.Ю., Молотилин Ю.И. и др. Использование кальцийсодержащих реагентов для повышения эффективности экстрагирования сахарозы из тканей корнеплодов свеклы // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2016. № 5-6. С. 34-38.
  • Шекуров В.Н., Михайлова С.Н., Шекуров К.В. Устройство для ошпаривания свекловичной стружки с использованием экологически обеспеченной технологии производства сахара // Вестник технологического университета. 2017. Т. 20. № 8. С. 141-142.
  • Семенов Е.В., Славянский А.А. Расчет процесса обессахаривания свекловичной стружки в диффузионном аппарате // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7. № 1. С. 98-104.
  • Кухар В.Н. и др. Оптимизация работы диффузионной установки колонного типа методом усовершенствования конструкции ошпаривателя // Сахар. 2018. № 4. С. 64-71.
  • Кульнева Н.Г., Журавлёв А.А., Журавлёв М.В. Моделирование процесса диффузионного извлечения Сахарозы с применением термической обработки свекловичной стружки // Сахар. 2019. № 2. С. 48-52.
  • Семенихин С.О., Даишева Н.М., Котляревская Н.И., Усманов М.М. Исследование влияния способов подготовки экстрагента на физико-химические свойства обессахаренной свекловичной стружки // Новые технологии. 2019. Т. 1(47). С. 162-170.
  • Пат. № 2621996, RU, A23N 15/00. Ошпариватель свекловичной стружки / Кульнева Н.Г., Журавлев М.В., Копылов М.В. № 2016110748; Заявл: 24.03.2016; Опубл. 08.06.2017, Бюл. № 16.
Еще
Статья научная