Preview

Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Расширенный поиск

Моделирование конструкции ошпаривателя для термохимической обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы

https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-39-44

Полный текст:

Аннотация

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.

Об авторах

Н. Г. Кульнева
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Россия
д.т.н., профессор, кафедра технологии бродильных и сахаристых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


М. В. Журавлев
Московский государственный университет пищевых производств
к.т.н, кафедра кондитерских, сахаристых, субтропических и пищевкусовых технологий, Волоколамское ш., 11, г. Москва, 125080, Россия


Список литературы

1. 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

2. Верхола Л.А., Ладановский М.И. Актуальные аспекты проектирования энергоэффективного производства // Сахар. 2017. № 9. С. 28-36.

3. Schulze T. et al. A look at technological and technical tower extraction trends sugar industry // Zuckerindustrie. 2015. № 12. Р. 748–752.

4. Олішевський В.В. и др. Вплив нанокомпозиту алюмінію на дифузійні властивості бурякової стружки // Цукор України. 2017. № 5 (137). С. 17–23.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Кухар В.Н. и др. Оптимизация работы диффузионной установки колонного типа методом усовершенствования конструкции ошпаривателя // Сахар. 2018. № 4. С. 64-71.

13. 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.

14. 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.

15. 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.


Для цитирования:


Кульнева Н.Г., Журавлев М.В. Моделирование конструкции ошпаривателя для термохимической обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020;82(3):39-44. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-39-44

For citation:


Kulneva N.G., Zhuravlev M.V. Modeling the design of the scaler for thermochemical treatment of beet ships before extracting sucharose. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2020;82(3):39-44. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2020-3-39-44

Просмотров: 47


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


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