Приближенный инженерный расчет кристаллизаторов-охладителей для молочного сахара в изогидрических условиях


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-37-42

Полный текст:


Аннотация

Ранее была предпринята попытка создания математической модели непрерывной кристаллизации лактозы в водных растворах при различных пересыщениях. Расчетный способ базировался на основе нового критерия метастабильности пересыщенных растворов. Критерий метастабильности раствора в данном случае представляет собой безразмерную величину от 0 до 1 и отражает роль зародышеобразования в любой момент времени. Другими словами, эта безразмерная величина, показывающая соотношение скоростей зародышеобразования и роста кристаллов. Нами эта величина определена путем математического моделирования с использованием модифицированной модели Гюнтера–Маца. Практическая значимость критерия заключается в установлении области кристаллизации (смешанная, нуклеации и роста) с учетом поверхности внесенной кристаллической фазы. Установлено, что при малой поверхности процесс кристаллизации протекает преимущественно в смешанной области, при отсутствии затравки (F=0), при превышении границы метастабильности идет в бласт нуклеации (Pg=0,1), при больших поверхностях кристаллов F. процесс протекает в области роста даже при высоких пересыщениях (Pg=0,9), т.е. он позволяет быстро определить необходимое количество затравки с целью интенсификации процесса кристаллизации. Он может быть применен для любого кристаллизуемого вещества, если имеются кинетические параметры процесса (константы скорости и кинетические порядки зародышеобразования и роста, растворимость и д.р.). Однако присутствие несахаров и соответствующей приборной базы вызывают большие осложнения по нахождению вышеуказанных параметров процесса рабочих растворов, поэтому остановились на упрощенном инженерном методе расчета.

Об авторах

К. К. Полянский
Воронежский филиал Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова
д.т.н., профессор, кафедра коммерции и товароведения, ул. Карла Маркса, 67А, г. Воронеж, 394036, Россия


Г. В. Калашников
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


А. С. Муравьев
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.т.н., инженер, отдел стандартизации и метрологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Полянский К.К. Кристаллизация лактозы. Производство молочного сахара // Переработка молока. 2017. № 6. С. 32–38.

2. Полянский К. К., Калашников Г. В. Тепловой расчет кристаллизатора-охладителя для молочного сахара // Деп. ВЦНИИТЭИ мясомолпрома. 1984. № 1. С. 96.

3. Липатов Н.Н. Руководство к лабораторным и практическим занятиям по курсу оборудования предприятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1978. 287 с.

4. Zhang L. et al. Development of an inverse heat conduction model and its application to determination of heat transfer coefficient during casting solidification // Heat and Mass Transfer. 2014. V. 50. №. 7. P. 945-955.

5. Полянский К.К. Кристаллизация лактозы в производстве молочных продуктов. Воронеж: ВТИ, 1981. 328 с.

6. Гаврилов Г.Б., Кравченко Э.Ф., Куренков А.С. Технологические аспекты кристаллизации лактозы // Молочная промышленность. 2017. № 5. С. 44–45

7. Power G. et al. Design and optimization of a multistage continuous cooling mixed suspension, mixed product removal crystallizer // Chemical Engineering Science. 2015. V. 133. P. 125-139.

8. Бредихин А.С., Червецов В.В. Гидродинамика процесса охлаждения молочной сыворотки при поточной кристаллизации лактозы // Вестник ВГУИТ. 2013. № 3. С. 36-40.

9. Fialkova E.A. et al. Analysis of the cyclic operation effect of the air cooling and heating crystallizer on crystal growth rate // Dairy Farming Journal. 2015.

10. Slavorosova E.V. et al. Experimental studies of the milk whey nano-filtrate curdling process with the accom-panying lactose crystallization // Dairy Farming Journal. 2016.

11. Rjabova A.E., Kirsanov V.V., Strizhko M.N., Bredikhin A.S. et al. Lactose crystallization: current issues and promising Engineering solutions // Foods and Raw materials. 2013. V. 1. №. 1.

12. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г., Евдокимов И.А., Рябцева С.А. и др. Альтернативные варианты промышленной переработки молочной сыворотки // Молочная промышленность. 2014. №. 11. С. 44-48.

13. Santos C.A., Quaresma J.M.V., Garcia A. Determination of transient interfacial heat transfer coefficients in chill mold castings // Journal of Alloys and Compounds. 2001. V. 319. №. 1-2. P. 174-186.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Полянский К.К., Калашников Г.В., Муравьев А.С. Приближенный инженерный расчет кристаллизаторов-охладителей для молочного сахара в изогидрических условиях. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(1):37-42. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-37-42

For citation: Polyanskii K.K., Kalashnikov G.V., Muravev A.S. Approximate engineering calculation of chill molds for milk sugar in isohydric conditions. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(1):37-42. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-37-42

Просмотров: 126

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)