Введение к работе
Актуальность темы. Переработка сырья для получения кристаллического сахара из саекли производится более 190 лет, а из тростника - более 500 лет. За это время сахарная промышленность достигла достаточно высокого уровня осуществления основных процессов производства. Дальнейшее повышение эффективности этих процессов за счет их интенсификации требует более полной информации о кинетике их протекания, для описания которой «еобходиио. знание физико-хкнических равновесий в растворах, представляющих собой двух-, трех-, четырех- и поликомлонентные системы Ссахароза-волаі сахароза-оксид кальция-зада, сахароза -оксид кальция -диоксид углерода-вода, сахароза- кесахара - вадаЭ. Эти системы интенсивно изучались,, однако многие задачи все еще остаются не полностью решенными. Так, недостаточно изучена ,. термодинамика этих систем, состав соединений, образующихся а этих системах в условиях равновесия, изменение состава соединений при введении в систему или выведении из нее новых компонентов н другие задачи. Если для растворов низкой концентрации ССх < IS50 эти проблемы а той или иной иере находят реиэние или их удается сбойти, то для растворов высокой концентрации ССх >, 50%Э сделать это НЄ303М02Н0, что приводит к снигенн» эффективности некоторых процессов. Если учесть, что уге более 30 лет переработка сахара-сырца оедэтся на свеклосахарных заводах, технологическая схема которой на предусматривает осуществления основных процессов прокзаодства с концентрированными сахарными растворами, то сэрьэзность проблеяы повышения эффективности этих процессов ко вызывает соянекнй.
В кастоявэе вреия проблему интенсификации основных процессов сЕязкзаят с анэдрбниеп в производство ко.япь»терной техник» 9 качества натекатичесхой основы» нсполъзувеей разработанные ранее аатенатпческне кэлали процессов. 3 то ss арзая севренеиная гоипьатэрнап техника позволяет оперировать значительно больжнки сйъенани информации, чв.ч та, которая' залоз-ма в ггэд-гяи одного
-j
процйсса. Это позволяет использовать ее для разработки стратегии ведения^процессов по всей технологической схеме и_ осуществления контроля за изменениями параметров основных процессов, н их регулирования. Для этого необходимо - разработать математические надели технологических схем. которые на практике позволили бы использовать возможности компьютерной техники.
Целью, работы является исследование взаинодействия систем сахароза-вода я сахароза-электролит^-вода, в той числе с основными реагентами - оксидов кальция и диоксидом углерода, для разработки физико-химических основ интенсификации процессов, и на этой базе разработка оборудования и технологических регламентов процессов переработки сахара-сырца. Повышение эффективности переработки сахара-сырца за счет разработки математических моделей технологических схем, позволяющих для этой цели использовать возможности компьютерной техники.
Научная новизна результатов, излохенных в работе, заключается
В СЛедуВЕЯН:
впервые*доказано, что взаимодействие сахароз Ссахароза, глюкоза, фруктоза* происходит по гидрофильному механизму;
предлоЕэко уравнение для описания температурной зависимости вязкости растворов веществ, образующих ассоциаты;
впервые получены значения термодинамических функций систем, нсиользуеных в процессах сахарного производства: сахароза-вода и сахароза-кесахар-вода. Исследованы изнзнения значений этих функций в зависимости от концентрации растворов и температуры;
-доказана зависимость количества разлозчвшейся .сахарозы от концентрации ее в раствора;
- дэхазаид инвариантность кинетической функции растворения
сахара-сырца от температуры н концентрации раствора;
получены даиныа по растворимости диоксида углерода в сахарных растворах; "''"".
впервъг установлен состав комплексов в система сахароза-известь--аода, состав углекальциевых сахаратов и параметры лх
существования;
- >гзработан критерий лля сравнения эффективности технологических
схен; "_ ..'„.'..'..
- впервые определена териодинаяйчески ' оптннальны» условия
сбрагс^акяя центров кристаллизации чистій рэствсрсв Сахаров.
Доказано. отсутствие теряодинэкяческк оятикажкызг условий
образования центров кристаллизации для ncirifiOKrioHeKTHtK растюров
СЗХДГ-СЗЧ;
- в гарокоя диапазона концентрачиЯ к температур опрелглэны числа
гклрататди.ч сахароз' и подтверждена гипетезд Катусгемча И.О. о'
пропорциональности згрзятноста образование цечт; s кристаллизации
сахарсэ их чксдан гидратации в растгоре.
Практическая ценность полунекшх Ийучкьж дек.чмх состоит в 'топ, что онч позволили создать стадуветв у-с-гзия для ;инг=нсіівкаийи процессов проазяодсте-а:
- на ac-лапе кке-дриаіггкоста гянотическо.І - кривое, рь^творения
опрслзлана сятияальн*:* е.чг.рсть аппзратзз для кдерзвакия
ялхгра-сыриа;
р;?рлСот--я,. сатур/пор лля сйрайс'ткх клорогс-к сахэрэ-а^аз и других густых продуктов сахарного производстоа; ,, h.
обоснован я разработан -технологический ргглзиентч уваривания ут$чг.? последней кристаллизации па кристаллической сечове;
ешзлекы причины образования накипи иа .поверхности нагр«за sar.yyh-аппара'тоа" при переработкэ сахара-сырца, исследован состав ггакипя к показано, что основну» кассу его ,состг»лягт сульфат
КЇЛ.ЧИЯР;
-разработана и внгдреча технология ярадотвраиенив образования
наг.кпк на тахнологическои обарудозании при переработке
сахара-сырца;
разработана .кетадиха, определения рационального регика
переработки сахзра-сырца на езеклосэхарных загодах с учется объема
еозврате-. часта-яергего оттека ртфелж г кристаллизации на очистку,
->
которая внесена в действувяув «инструкции по ведению
технологического реанпа переработки сахзра-сыруа на свеклосахарной -заводе;
в промышленных условиях исследовані эффективность аффинации сахара-сырца и определено, что редуцируйте вёаества удаляются на 90%.. зола - 60%. храхяал - 4QX к полисахариды - 45. Доказано, что все удаленные редуцирующие сахара накапливается в келассе и на верстате завода не разлагаются, что позволяет рассматривать процесс гффинацчи сахара-сырца как перспективный для внедрения проньшленноста;
с использованием теории графов, теории рециркуляции, линейкой алгебры и . комбинаторики разработаны «атеистические модели технологических схен переработки сахара-сырца;
.- получены уравнения передачи технологических схен и продуктовых отделений заводов при переработке сахара-сырца, позволявшие разработать стратегию ведения технологических режимов на основных станциях зарода.
Годовой экономический эффект-от внедрения в промышленность разработок составляет 420 тыс.руб. в ценах 1990 года.
апробация работы. Результати выполненной работы докладывались на 46-52-оЙ научных конференциях Киевского технологического института яияезой промышленности; Республиканской научно-технический конференции «Технический уровень предприятий перерабатывающей промышленности Госагропрома УССР и качество готовой , продукции» {Кировоград, 1989Э; Научно-технической конференции молодых ученых .и специалистов «Вопросы повышения эффективности сахарного, производства» СЯгртия, 1984, 1969Э; Республиканской научно-технической конференции «Интенсификация технологии и совершенствование оборудования перерабатывавших отраслей АПК» СКиев, 1989Э; Научно-технической конференции «Основные направления повышения технического уровня сахарной проньїшлениоетії» СВорзель, 1992); 41 Confenencia Nacional de la атас (Гавана, Республика Куба. 19783; Segundo - Seainario Internaciocal юЬп tzugu у derivados de 1» can» С Гавана.
б
Республика Куба; 1990Э. .-"<, -.
По теме диссертаций опубликовано 73 научные работы, , р. той , . числа: 4 'брошюры, 3 азторскизс. свидетельства . и . 5 , инструктивно-нормативных' материалов. «
Структура работы. Диссертация состоит из-.введений, 5 глав.. ,
выводов и рекомендаций промышленности, списка литературы и
приложения. "Работа изложена* нэ- 502 страницах^ основного, текста. .
содержит 191 рисунок')» 102'таблицы. -Библиография* -включает. 472 . ._
источника. '"' '' ; ^-" ''>"'' '':* "'*- («">.-- .,;.,.-..
