автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Электрогидравлическая обработка отходов мукомольного производства в технологии получения биоэтанола

На правах рукописи

Головинов Николай Валентинович

1 '

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ОТХОДОВ МУКОМОЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЭТАНОЛА

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и

электрооборудование в сельском хозяйстве

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 3 Л Е'( 7^0

Зерноград-2010

004617800

Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».

Научный руководитель: член-корреспондент РАСХН,

доктор технических наук, профессор Таранов Михаил Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Ерошенко Геннадий Петрович

кандидат технических наук, профессор Чеба Борис Павлович

Ведущая организация: ФГОУ ВГ10 Ставропольский

государственный аграрный университет (г. Ставрополь)

Защита состоится <<^Оу> о^Еьсд^р. 2010 г. в V) часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01 при ФГОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия» по адресу: 347740, г. Зерноград Ростовской области, ул. Ленина 21, аудитория 201, корп. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО АЧГАА.

Автореферат разослан » ис.счУл 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Н.И. Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Крахмало- и целлюлозосодержащие отходы сельскохозяйственного производства и процессов переработки его продукции, а в частности отходы мукомольного производства, ввиду относительно низкой стоимости и высокого содержания гидролизуемой части являются ценным сырьевым материалом для получения биоэтанола.

Включение в технологическую линию производства биоэтанола различных электрофизических способов предварительной обработки крахмало-и целлюлозосодержащего сырья (КЦС) обеспечивает снижение энергозатрат на стадии тепловой обработки или разваривания. Использование электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) на стадии предварительной обработки приводит к быстрому разжижению крахмалистой части и к деструкции кристаллической структуры целлюлозы, которая создает физический барьер для возможных точек контактов гидролитических ферментов.

Разработка электрогидравлического (ЭГ) способа обработки КЦС в технологии производства биоэтанола является актуальной и его практическое применение будет способствовать снижению себестоимости данного вида биотоплива.

Цель и задачи исследования. Цель работы - повышение эффективно--сти предварительной обработки сырья при производстве биоэтанола путем использования ЭГЭ для разрушения клеточной структуры крахмала и целлюлозы в отходах мукомольного производства.

В задачи исследований входило:

1. Анализ существующих способов и технических средств предварительной обработки КЦС в технологических линиях получения биоэтанола.

2. Разработать и обосновать способ ЭГ воздействия на КЦС при предварительной обработке и разваривании в технологических линиях получения биоэтанола.

3. Провести теоретический анализ и экспериментальные исследования основных параметров и режимов импульсного ЭГ воздействия на КЦС.

4. Провести экспериментальные исследования процесса ЭГ обработки

КЦС.

5. Оценить технико-экономический эффект при использовании ЭГ способа обработки отходов мукомольного производства в технологии получения биоэтанола.

Объектом исследования является ЭГ обработка КЦС на стадии разваривания в технологических линиях получения биоэтанола.

Предмет исследования - закономерности влияния режимов высоковольтной электрогидравлической обработки КЦС на процесс ферментации в технологии производства биоэтанола.

Методы исследования. Использовались электрофизическая теория импульсных разрядов в жидких средах, аналитические и экспериментальные методы, теория планирования эксперимента, методы математической статистики с применением современного программного обеспечения и графиче-

ских средств персональных компьютеров. Экспериментальные лабораторные исследования высоковольтного импульсного разряда в рабочих жидких средах КЦС.

Научную новизну работы составляют:

- ЭГ' способ предварительной обработки КЦС при производстве биоэтанола;

- результаты экспериментальных исследований по ЭГ обработке отхо-' дов мукомольного производства для получения биоэтанола;

- параметры и режимы высоковольтной ЭГ обработки КЦС.

Новизна технических решений защищена пятью патентами Российской

Федерации на изобретения и полезные модели.

На защиту выносится:

- способ импульсного ЭГ воздействия на КЦС из отходов переработки зерновых культур при производстве биоэтанола;

- режимы работы установки для ЭГ обработки КЦС;

- регрессионные модели целевого показателя стадии ферментации КЦС при ЭГ обработке.

Практическая ценность. Обоснован и исследован способ импульсного электрогидравлического воздействия на КЦС отходов процессов переработки сельскохозяйственной продукции, обеспечивающего снижение ферментных препаратов и уменьшение энергозатрат на стадии разваривания.

Реализация работы. ЭГ обработка отходов мукомольного производства внедрена на технологическом оборудовании для получения биоэтанола в ОАО «Ростовремагропром».

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и получили одобрение на научно-практических конференциях ФГОУ ВПО Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии (г. Зерно-град, 2008-2010 г.г.), ФГОУ ВПО Санкт-Петербургского государственного аграрного университета (г. Пушкино, 2008 г.), ФГОУ ВПО Ставропольского ГАУ (г. Ставрополь, 2009 г.), ГНУ ВНИПТИМЭСХ (г.Зерноград, 2009 г.), ФГОУ ВПО Челябинского ГАУ (г. Челябинск, 2009 г.) и ФГОУ ВПО Саратовского ГАУ (г. Саратов, 2010 г.), в ФГОУ ВПО Южном федеральном университете по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2010» (УМНИК-2010, г. Ростов-на-Дону).

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 11 работах, в их числе 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, и 5 патентов РФ на изобретения и полезные модели.

Объём работы. Работа содержит введение, пять глав, общие выводы, список литературы из 121 наименования и приложения. Она изложена на 171 страницах, включает 57 рисунков и 22 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулирована её научная новизна, приведены методы исследования и положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Аналитический обзор и задачи исследования» дана оценка отходам мукомольного производства из зерновых культур. Подчеркивается, что наиболее привлекательным в производстве биоэтанола является использование агропромышленными предприятиями в качестве крахмалистого и целлюлозосодержащего сырья отходов производства и процессов переработки продукции. Пшеничные отруби и вентиляционные относы мукомольного производства могут рассматриваться как наиболее удобные сырьевые материалы, так как они содержат гидролизуемую часть в размерах соизмеримых с содержанием крахмала в традиционных видах сырья (зерно пшеницы или кукурузы) для получении биоэтанола.

Предварительная обработка сырья является неотъемлемым и важным участком технологии производства биоэтанола, имеет большую энергоемкость, при этом до 40% всех энергозатрат приходится на этот участок. Интенсификация процесса предобработки КЦС и его разваривания представляет не только практический, но и большой научный интерес.

Среди методов предобработки сырья ЭГ способ обладает ударным или взрывным механизмом воздействия на крахмало- и целлюлозосодержащие субстраты, что облегчает проведение ферментативного гидролиза в технологических линиях производства биоэтанола.

Большой вклад в развитие теоретических и экспериментальных иссле-' дований по использованию электрофизических способов обработки различных сельскохозяйственных материалов и сред внесли И.Ф. Бородин, Л.Г. Прищеп, Н.В. Ксенз, Д.С. Стребков, Ф.Я. Изаков, В.И. Тарушкин, М.А. Таранов, C.B. Вендин, А.Н. Васильев, Н.М. Симонов и др.

Изучением процессов ЭГ воздействия в жидких средах занимались JI.A. Юткин, Ю.Е. Шамарин, К.А. Наугольных, Е.В. . Кривицкий, И.А. Потапенко и др.

Научная гипотеза. Повышение эффективности переработки КЦС, в том числе отходов мукомольного производства, в биоэтанол может быть достигнуто путем ЭГ воздействия на их целлюлозную составляющую, что приведет к увеличению ее реакционной способности к ферментации за счет снижения физического барьера для возможных точек контактов осахаривающих ферментов и как следствие к снижению энергозатрат на предварительную, обработку сырья и количества необходимых ферментных препаратов.

Рабочая гипотеза. Увеличение реакционной способности к ферментации и как следствие снижение энергозатрат и необходимых ферментных препаратов при переработке отходов мукомольного производства в биоэтанол возможно за счет импульсного высоковольтного разряда в водных растворах отходов при их ЭГ обработке.

Сформулирована цель и задачи исследования.

Во второй главе «Теоретические исследования электрогидравлической обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья» рассмотрены особенности работы электрической цепи при высоковольтной ЭГ обработке, получены зависимости потерь энергии в предпробойной стадии от величины межэлектродного промежутка и вида субстрата, произведен расчет гидродинамического КПД ЭГ разряда.

Конструктивная комплектация ЭГ установки схематически представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Схема ЭГ установки: ЗУ - зарядное устройство; С - конденсаторная батарея; И - искровой промежуток; Р - резервуар с жидким затором; ПУ - перемешивающее устройство; Э - электроды; К - канал разряда.

Электрофизическое воздействие на частицы используемого КЦС рассмотрено при помощи спектральной теории турбулентности. В импульсах ЭГ разряда выделяются крупномасштабные пульсации и микропульсации. Если крупномасштабные пульсации приводят только к колебаниям скорости обтекания жидкостью поверхности микрочастиц измельченного сырья, а микропульсации вызывают турбулентные процессы, ведущие к качественным изменениям э околоклеточной и внутриклеточной зонах микрочастиц вплоть до их деления или разрушения.

Эффективное ЭГ разрушительное воздействие следует ожидать только в той части диапазона величин импульса энергии, в котором масштаб пульсаций соизмерим с размерами частиц КЦС. Причем энергия диссипации зависит от электрических параметров ЭГ установки, а именно - от емкости конденсаторной батареи С и от рабочего напряжения и. Масштаб турбулентности при ведении ЭГ обработки определяется через удельную энергию импульсного электрического разряда в рабочей жидкости

( з \'/4

где кт — коэффициент вида материала или обрабатываемой среды,

определяется в каждом случае индивидуально и с учетом физико-химических свойств, этот коэффициент является эмпирическим и может быть определен экспериментально; у - кинематическая вязкость, м2/с;

м - удельная энергия импульсного разряда в обрабатываемую среду, Дж/(кг-с),

IV

РЧ■

г-т '

IV =

' р.ц.

к..,Си2

- энергия импульсного разряда в рабочем объёме, Дж;

к„ - коэффициент потерь энергии до рабочей камеры; С - емкость зарядного конденсатора, Ф; и~ напряжение разряда, В;

1

2-/

- время обработки замеса из КЦС (и - количество

разрядных импульсов, /- частота заполнения импульса давления при ЭГ разряде, Гц); т - масса обрабатываемой жидкой среды, кг. В конечном виде выражение (1) примет вид

Г ^ У/*

. _ , V ■п-т

Ударная волна от ЭГ разряда имеет сферический фронт, и распространяясь в жидком заторе из КЦС, затухает по экспоненциальному закону

Рх = Ртлу. ехр(- а х), (4)

где а - амплитудный коэффициент поглощения звуковой волны;

х - расстояние от центра разряда до контрольной точки.

Расчеты показали, что ЭГ обработка замеса из вентиляционных относов проходит при большем затухании амплитуды ударной волны, чем для замеса из измельченных отрубей (рисунок 2). Это объясняется появлением вязкостного трения при клейстеризации крахмала в относах, а в отрубях при ЭГ обработке вязкость любого затора снижается и разрушающее действие ударной волны распространяется с меньшим затуханием от места разряда.

0,8 (1.6 0,-1

з ч < *

0 0,5 1 1.5 2 2.5 Расстояние от источника до контрольной точки, м

Рисунок 2 - Результаты расчета изменения амплитуды ударной волны от эпицентра разряда до рассматриваемой точки: а) для крахмалистого замеса из вентиляционных относов; б) для измельченных отрубей.

Основным физическим фактором, определяющим влияние ЭГЭ на КЦС, является величина импульсного давления во фронте ударной волны, а также длительность его воздействия. Мощность ударной волны в значительной степени определяется величиной межэлектродного промежутка, от кото-

poro также зависит скорость ввода энергии в канал и амплитуда импульса давления, причем последняя играет основную роль в разрушении частицы КЦС, что значительно облегчает и ускоряет дальнейшее осахаривание перед брожением в этанол.

Энергия, накопленная батареей конденсаторов, идет непосредственно на формирование канала разряда, а часть ее теряется как в электрической ц>' пи, так и внутри разрядной емкости. Энергетический баланс представляется суммой элементов, показанных на рисунке 3.

Рисунок 3 - Энергетический баланс ЭГ установки: W,j, m„b - потери энергии в электрической цепи; W„„ - энергия формирования пробоя (предпробойные потери); W„a„ —потери энергии на теплопроводность; Wm¡J - энергия образования парогазовой полости; WCKm - энергия светового излучения, в котором до 90% приходится на УФ лучи, 8% - на видимые лучи, 2% - на инфракрасные лучи; W„omepb - потери энергии в парогазовой полости, \Усжат - энергия импульса сжатия.

При ЭГ разряде предпробойные потери доходят до 40% всех потерь. Минимизировать эти потери возможно за счет снижения рабочего напряжения ЭГ установки до уровня удобного с эксплуатационной точки зрения для агропромышленного производства, а также с учетом стандартных напряжений импульсных малоиндуктивных разрядных конденсаторов. В этой связи при ЭГ обработке заторов из КЦС в технологии получения биоэтанола может быть рекомендовано рабочее напряжение до 10 кВ.

Для получения наибольшего акустического КПД, характеризующегося долей исходной энергии, передаваемой ударной волне, режим разряда должен быть близок к критическому. При этом межэлектродный промежуток 8 —> 8, и механизм разряда близок к границе лидерно-теплозого пробоя, который происходит при наибольших значениях обоих КПД, кроме того предпочтительно чтобы разряд происходил в большей степени в лидерной зоне. Это условие обеспечит получение и максимальных амплитуд импульсов давления в водной среде, оказывающих разрушающее воздействие на крахмало-и целлюлозосодержащие материалы.

Во время эксплуатации ЭГ установки из-за эрозии электродов, механического смещения и т.п., происходит изменение межэлектродного промежутка, что приводит к снижению г\а. Результаты расчета зависимости акустического КПД от величины предельного межэлектродного промежутка <5. (граница лидерно-теплового пробоя) при разных значениях напряжения начала разряда Uo приведены графически на рисунке 4 на основании использования следующей зависимости

8, = 0,06[/q Ve , (5)

где дг - граница лидерно-теплового пробоя, мм; ¡Уо - напряжение разряда, кВ; С - емкость зарядного конденсатора, мкФ. Данный расчет проведен при индуктивности цепи разряда 1=1,8 мкГн, а также С=( 1, 2, 3, 4) мкФ и и„=(5, 6, 7, 8, 9, 10) кВ.

(о <

14 12 10 8 6 4 2 О

5 ■ <

1 2.....^ ч ■ к —*

1-- л \ \ * * Лг ъ

Рисунок 4 - Графики зависимости г]а=1{д*) при разных

значениях и0:

246-

[/о=6 кВ; 3 £/0=8 кВ; 5 г7п=юкв.

1 - и0= 5 кВ;

- г/0=7 кВ;

- и0=9 кВ;

0 1 2 3 4 5 6 7 8 Граница лидерно-теплового пробоя, мм

Анализ графических зависимостей на рисунке 4 показывает, что в случае необходимости увеличения напряжения разряда следует проводить корректировку в сторону повышения межэлектродного промежутка с целью обеспечения пограничного механизма лидерно-теплового пробоя. Такая корректировка может составить ±1 мм на каждый киловольт разрядного напряжения. При этом реальное отсутствие такой корректировки на практике приведет к резкому снижению акустического КПД и соответственно импульсного давления ударной волны.

Также была проведена математическая оценка влияния на акустический КПД разрядного напряжения и величины накопительной емкости, с целью обоснования диапазона изменения последней. Эта оценка представлена графически на рисунке 5, где показано, что увеличение емкости конденсаторной батареи с 1 до 4 мкФ снижает акустический КПД практически в два раза, поэтому имеет место необходимость работы с малыми емкостями для достижения более высокого акустического КПД при ЭГ обработке КЦС в технологии поучения биоэтанола.

В третьей главе «Программа и методика проведения лабораторных и производственных экспериментальных исследований ЭГ обработки в технологии получения биоэтанола» составлена программа исследований по определению эффективности предварительной ЭГ обработки КЦС для производства биоэтанола, определены особенности выполнения лабораторных исследований.

Экспериментальные исследования проводились с целью проверки теоретических предположений о наличии соответствия масштаба пульсаций ЭГ обработки размерам частиц КЦС, влиянии электропроводности водных заторов из КЦС на потери в предпробойной стадии и энергетическую эффективность ЭГ обработки, влиянии величины разрядного напряжения и промежутка на амплитуду давления ударной волны в заторе из КЦС, проверке гипотезы о том, что ЭГ воздействие на отходы процессов переработки сельскохо-

зяйственной продукции приводит к разжижению крахмалистой части и деструкции целлюлозной составляющей отходов.

Рисунок 5 - Поверхность отклика, характеризующая значение акустического КПД г\а в зависимости от накопительной емкости и напряжения заряда.

При проведении экспериментальных исследований по осахариванию сложных субстратов, к которым относится КЦС из отходов мельничного производства, использовались комплексные ферментные препараты отечественного производства. На стадии разжижения крахмала в отрубях и в вентиляционных относах применялся ферментный препарат Амилосубтилин ГЗх, а для осахаривания - Глюкаваморин ГЗх, при этом целлюлозная часть в отрубях осахаривалась комплексным препаратом ЦеллоЛюкс-А. Отличительной особенностью этих ферментов является низкая температура действия (до 70 °С). Для эффективного осахаривания целлюлозы в отрубях была поставлена задача о необходимости проведения дополнительного тонкого измельчения пшеничных отрубей перед ЭГ обработкой с целью обеспечения дополнительной максимально возможной деструкции целлюлозы, а также разработана методика определения гранулометрического состава мельничных отходов с использованием камеры Горяева.

Выбраны основные технические средства для определения энергетических параметров при ЭГ обработке КЦС и поставлена задача проведения исследований по определению электропроводности заторов из отходов мельничного производства.

Определение величины гидродинамического давления, возникающего при высоковольтном электрическом разряде в производственном заторе может быть произведено с помощью пьезоэлектрического датчика давления типа 014МИ, который технически предназначен для преобразования быстропе-ременного и импульсного давления в электрический сигнал.

С целью минимизации предпробивных потерь в ЭГ обработке необходимо стремиться к использованию воды с наименьшей электропроводностью, что позволит обеспечить наибольшую амплитуду ударной волны при разрушении клейстеризованного крахмалистого замеса при производстве биоэтанола.

Представлена методика определения содержания целевого продукта осахаривания - глюкозы после ЭГ обработки и ферментативного гидролиза,

основанная на зависимости показателя преломления светового луча от концентрации сахаристых веществ с использованием рефрактометра ИРФ-454Б.

Разработана лабораторная база для проведения исследований по ЭГ обработке КЦС, основное оборудование которой представлено на рисунке 6, кроме того, обработка информации от первичных датчиков осуществлялась с помощью компьютеризированного измерительного комплекса на основе цифровых осциллографов АСК-31 Об и АСК-3102.

Проведено априорное ранжирование факторов, влияющих на эффективность ЭГ обработки отходов мукомольного производства отдельно для вентиляционных относов и отрубей в технологии получения биоэтанола, а также определены значимые факторы и их интервалы варьирования.

В качестве основных факторов в модели были использованы следующие: XI - количество разрядных импульсов, Х2 - емкость накопительной батареи.

Для исследования эффективности воздействия ЭГ разряда на крахмало-и целлюлозосодержащую часть затора из пшеничных отрубей (измельченные отруби) был выбран ротатабельный композиционный план второго порядка (таблица 1), выходной величиной являлась концентрация Сахаров в замесе, при этом неизменной была температура Т= 60 °С и концентрация разжижающего фермента а-амилазы 25% от требуемого значения, исходя из того, что в отрубях содержится 30% крахмала. Опыты в каждой точке плана имели двукратную повторность. Напряжение разрядных импульсов выдерживалось в диапазоне 9,67...9,81 кВ.

Математическая модель процесса ЭГ обработки, определяемая с помощью методов планирования эксперимента, представляется в виде полинома второго порядка

у = В0+ + В2Х2 + + ЯД22 + ВпХ[Хг, (6).

где Bi - эмпирически определяемые коэффициенты.

При определении результата ЭГ воздействия на крахмалистую часть вентиляционных относов концентрация А разжижающего фермента а-амилазы принимала три значения: 5, 15,25%, с учетом того, что в вентиляционных относах содержится до 77% крахмала. Как и в предыдущем случае, эффективность ЭГ обработки оценивалась по двум входным факторам (таблица 2), откликом выступала концентрация Сахаров в замесе.

Показатель эффективности ЭГ обработки определялся по следующей зависимости

Ээго =~--Ю0%) (7)

^гл

где С'а - концентрация глюкозы в осахаренном заторе (сусле) после ЭГ обработки, %;

Сгя - содержание гидролизуемых углеводов в заторе, %.

В четвёртой главе «Результаты лабораторных исследований и производственных испытаний» приведены результаты и анализ как экспериментальных исследований, так и производственных испытаний.

Рисунок 6 - Общий вид экспериментальной установки по исследованию процесса ЭГ обработки КЦС: 1 - трансформатор 0,23/10 кВ; 2 - выпрямительный мост; 3 - блок резисторов; 4 - высоковольтный конденсатор; 5 - регулируемый воздушный промежуток; 6 - вентилятор; 7 - рабочая камера; 8 - пояс Роговского; 9 - датчик давления; 10 - электропривод перемешивающего устройства; 11 - датчик температуры; 12 - датчик разрядных импульсов; 13 -счетчик разрядных импульсов; 14 - нагревательное устройство; 15 - устройство управления ЭГ обработкой.

Таблица 1 - Значимые факторы и интервалы варьирования при

исследовании эффективности ЭГ обработки затора из отрубей

Фактор Интервал варьирования -а -1 0 ' +1 +а

Число разрядных импульсов N х, 300 476 600 900 1200 1324

Накопительная емкость С, мкФ х2 1,5 0,4 1 2,5 4 4,6

Проведенная лабораторная оценка гранулометрического состава отходов мукомольного производства и анализ результатов дополнительного измельчения пшеничных отрубей показали, что эквивалентный диаметр составил: отруби 451,9 мкм; измельченные отруби 42,1 мкм; мука пшеничная тонкого помола19,7 мкм; вентиляционные относы 14,8 мкм.

Таблица 2 - Значимые факторы и интервалы варьирования при

исследовании эффективности ЭГ обработки затора из _вентиляционных относов_

Фактор xt Интервал варьирования -а -1 0 +1 +а

Число разрядных импульсов N X, 200 117 200 400 600 683

Накопительная емкость С, мкФ Х2 1,5 0,4 1 2,5 4 4,6

При определении электропроводности водных растворов КЦС из мельничных отходов были использованы два вида водной среды. Первый - это питьевая вода (водопроводная), поставляемая централизованно различным потребителям в Ростовской области, а второй - вода из артезианской скважины (техническая), которая является характерной для подавляющего большинства таких скважин на предприятиях агропромышленного комплекса ЮФО России, отличительной особенностью такой воды является повышенная жесткость и высокое содержание солей Са и Mg, что в значительной степени определяет ее повышенную электропроводность.

Измерения с использованием кондуктометрической ячейки позволили' получить зависимости удельной электропроводности от температуры субстратов из пшеничных отрубей и вентиляционных относов, на основании чего были построены зависимости предпробивных потерь от величины межэлектродного промежутка (рисунки 7, 8), рассчитанные по формуле

(8)

где 8 - величина межэлектродного промежутка, м; R - сопротивление разрядной цепи, Ом; v, - скорость прорастания лидеров, м/с;

Екр - критическая напряженность поля, В/м.

С целью минимизации предпробивных потерь в ЭГ обработке необходимо стремиться к использованию воды с наименьшей электропроводностью, что позволит обеспечить максимальную амплитуду ударной волны при воздействии на замес из отходов мельничного производства, а также обеспечить ввод в канал разряда наибольшее количество энергии.

При проведении экспериментов по определению зависимости импульсного давления от величины межэлектродного промежутка при различных разрядных напряжениях в качестве рабочих сред были взяты заторы из отрубей и вентиляционных относов. Емкость батареи конденсаторов составляла 1, 2 и 4 мкФ. Среднее напряжение разряда Up варьировалось от 9,81 до 5,26 кВ для отрубей и от 9,67 до 5,03 кВ для вентиляционных относов в зависимости от величины регулируемого воздушного промежутка и емкости конденсаторной батареи. Амплитуда импульсного давления в рабочей среде измерялась при разных величинах межэлектродного промежутка, начиная с 1

мм при шаге 0,5 мм до 5,5 мм. На рисунках 9 и 10 графически представлены результаты экспериментов для ёмкости 4 мкФ.

В результате анализа экспериментальных исследований установлена зависимость амплитуды импульсного давления от межэлектродного промежутка при ЭГ обработке водного затора КЦС, которая выявила точки максимального значения давления при определенных расстояниях межэлектродного промежутка. Эти данные определяют выбор межэлектродного промежутка для проведения предварительной ЭГ обработки заторов из отходов мукомольного производства, исходя из максимума амплитуды ударной волны.

и

и

m

80 60 40 20

т у = 2,8б25х2 - 13,б98х + 17,341 ......

Rî= 0,999

1 i 'lili

! i ! i / * j//:

; i i ft \ A \ /* ! _ i ...

y = 2,2991x2 R»

0 12 3 4 5 6 7 8 Величина межэлектродного промежутка, мм

Рисунок 7 - Графики зависимостей предпробивных потерь от межэлектродного промежутка для двух сред: сплошная линия - «вода техническая+отруби»; штриховая линия - «вода водо-проводная+отруби»

Рисунок 8 - Графики зависимо- • стей предпробивных потерь от межэлектродного промежутка для двух сред: сплошная линия - «вода техническая + вентиляционные относы»; штриховая линия - «вода .водопровод-ная+вентиляционные относы»

0 1 2 3 4 5 6 - S Величина межэлектродного промежутка, мм

Уравнения аппроксимационных кривых (рисунки 9 и 10), полученные с помощью программы Microsoft Excel, имеют полиномиальный вид. Соответствие этих уравнений экспериментальным данным оценено с помощью коэффициента детерминации R .

При анализе результатов ЭГ обработки пшеничных отрубей с использованием программы Statistica 6.0 была получена регрессионная модель зависимости концентрации глюкозы от входных факторов, которая в раскодированном виде имеет следующий вид

у = -2,209 + 0,023N - 8,7 • lO'^N2 + 1.481С - 9,8 • 10"4M7.

(9)

Графическая интерпретация выражения (9) представлена как в виде поверхности отклика^ (рисунок 11), так и его двумерного сечения (рисунок 12). Коэффициент детерминации модели составил Л2=0,963.

Для нахождения максимальной концентрации глюкозы при входных параметрах С и N исследовалась поверхность отклика (рисунок 11) в программе MathCAD 2001 Professional. Уравнение регрессии имеет точку максимума Л-1183 и С=2,415 мкФ, при которых концентрация глюкозы достигает своего наибольшего значения 13,6%. При этом, в соответствии с зависимостью (7) эффективность ЭГ обработки пшеничных отрубей составила 79,1%.

На основании полученных экспериментальных данных для определения соответствия масштаба турбулентных пульсаций размерам частиц отрубей на основании зависимости (3) следует найти связывающий коэффициент кт. Для пшеничных отрубей при d3=42,1 мкм, v=0,2 Па-с,_/=7300 Гц, п=\ 183, т=7,5 кг, С=2,4 мкФ, [/=9,6 кВ, расчетное значение коэффициента к„„ связывающего масштаб пульсаций и скорость диссипации энергии при вязкостном трении, составило 7,5-10'2.

Рисунок 9 - Экспериментальные зависимости амплитуды давления в заторе из отрубей от межэлектродного промежутка для 4 мкФ: 1 - Up" 9,12 кВ, р=-0,23 9^+2,65 8<53-9,924<S2+ +15,94(5+6,707, R2=0,922; 2 -Up=7,08 кВ, р=-0,548(53+4,15<52--7,614(5+18,76, Л2=0,955; 3 -Up=5,26 кВ,р=-2,028г)'2+7,334д"+ +12,84, R2=0,972.

Рисунок 10 - Экспериментальные зависимости амплитуды давления в заторе из вентиляционных относов от межэлектродного промежутка для 4 мкФ: 1 - ир=9,14 кВ, р=0,03<56--0,63(55+5,027<54-19,63^3+39,81г2--39,36(5+39,66, Л2=0,992; 2 - ир=6Я2 кВ, р=-0,111 ¿6+1,808(55-1 1,77(54+ +39,23<53-70,21бГ+65,22(5-2,268, Д2=0,998; 3 - ир=5,03 кВ, р=-2,533 ¿4+16,26(53-36,56(52+36,53д'+ +3,1,Л2=1.

ч =

:4

18

16

14

♦ 1

<

ю

I 2 i -t ^

Величина межэлектродного промежутка, мм

ч о

30

20 15

10

2 <

2 4 6

Величина межэлектродного промежутка, мм

В результате обработки экспериментальных данных на ПК были получены регрессионные модели зависимости концентрации глюкозы от входных факторов при трех значениях концентрации разжижающих ферментных препаратов.

ЭГ обработка вентиляционных относов является менее энергоемкой чем отрубей, требует меньшее количество разрядных импульсов, что объясняется тем, что в относах отсутствует практически целлюлозная составляющая. Эффективность ЭГ обработки вентиляционных относов определяется содержанием фермента а-амилазы, так при А=5% наибольшая эффективность составила 47%, при .4=15% - 63,7%, а при А-25% соответственно 96,6%.

Число разрядных импульсов N

Рисунок 12 -Двумерное сечение зависимости концентрации глюкозы в заторе из пшеничных отрубей от накопительной емкости С и числа разрядных импульсов N

Аналогично пшеничным отрубям для вентиляционных относов при а?э=14,8 мкм, у=0,5 Па-с,/=7300 Гц, и=680, т=8 кг, С= 3 мкФ, £/=9,3 кВ можно рассчитать значение коэффициента кт, которое составило 1,6-10"2.

ВВ 13®О ГЛЮКОЗЫ 10Ш Ээго=~"б®»

ЯК глюкозы гош Ээго=69.8°о 181 1 глюкозы или Ээго=64.0°о I I 10°о ГЛЮКОЗЫ ИЛИ Эзг0=58,1<(|> I I 9°-о глюкозы гош Ээго=5-,3"о Щ 8°о глюкозы 11ЛП Ээго=4б.5°'« И 7% глюкозы или ЭЭГо=40,тЧ о ■И б?0 глюкозы яшг 3зго=34,9°-о

Рисунок 11 - Поверхность отклика зависимости концентрации глюкозы в заторе из пшеничных отрубей от накопительной емкости С и числа разрядных импульсов N

Накопительная емкость С, мкФ

Число разрядных импульсов N

В результате производственного эксперимента было установлено, что ЭГ обработка заторов из отходов мукомольного производства приводит к появлению эффекта разрушения и деструкции крахмальной и целлюлозной клеток, что позволяет снизить расход ферментных препаратов на стадии разваривания.

Рисунок 13 - Поверхности отклика зависимости концентрации глюкозы в заторе из вентиляционных относов от накопительной емкости С и числа разрядных импульсов N при различном содержании а-амилазы:

1 -Л=25%, 7=8,458+0,0157У-6,8-10'%2+1,715С-0,167С2-9,5-10"4/УС, Д2=0,989; '

2 -Л=15%, ^=2,662+0,015А-6,5 • 10"бА2+1,656С-0,174С2-7,7-1ОЛУС, Д2=0,984;

з'-Л=5%,_у=-0,197+0,01 Ш+1,787С-0,179С2,7?2=0,966.

В пятой главе «Технико-экономическая оценка эффективности электрогидравлической обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья при производстве биоэтанола» приведена технико-экономическая оценка эффективности ЭГ обработки КЦС при производстве биоэтанола. Использование ЭГ обработки на стадии разваривания сырья из отходов мукомольного производства позволяет добиться снижения количества необходимых для разжижения крахмала ферментных препаратов и уменьшение энергозатрат на нагрев затора, при этом в условиях технологической линии производства биоэтанола объемом 3000 литров/сутки годовая экономия эксплуатационных затрат составит 274,04 тыс. рублей при чистом дисконтированном доходе -. ] 499,7 тыс. рублей.

20

Число разрядных импульсов N

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан электрогидравлический способ предварительной подготовки крахмало- и целлюлозосодержащих отходов переработки зерновых культур в технологической линии производства биоэтанола на 30% снижающий энергозатраты при их разваривании и на 75% разжижающих крахмалистые вещества ферментных препаратов, кроме того производится деструкция целлюлозы, позволяющая провести ее осахаривание.

2. Электрогидравлическая обработка разрядом в зоне лидерно-теплового Пробоя межэлектродного промежутка в диапазоне 4...5 мм водных замесов с пшеничными отрубями и вентиляционными относами достигается' путем генерирования импульсов давления с фронтом ударной волны до 3 МПа разрядными конденсаторами до 4 мкФ и напряжении до 10 кВ.

3. Регрессионные математические модели электрогидравлической обработки пшеничных отрубей и вентиляционных относов в виде полинома второго порядка подтвердили функциональную связь концентрации глюкозы в обработанном замесе после осахаривания от емкости разрядного конденсатора и количества разрядных импульсов, максимум которой (13,6%) соответствует число разрядных импульсов 1183±60 и емкость конденсатора 2,4 мкФ, а при обработке вентиляционных относов рациональным для достижения наибольшего содержания Сахаров в сусле является 600±30 разрядов при емкости 3 мкФ.

4. Эффективность электрогидравлической обработки пшеничных отрубей составила 79,1%, вентиляционных относов - 96,6% (при 25% от требуе-. мого количества разжижающего ферментного препарата), а соответствующие им коэффициенты кт, связывающие масштаб турбулентных пульсаций и скорость диссипации энергии при вязкостном трении, равны 7,5-10'2 и 1,6-10'2.

5. Технико-экономическая оценка показала, что годовая экономия эксплуатационных затрат при использовании электрогидравлической обработки отходов мукомольного производства из зерна пшеницы в малотоннажных технологиях получения биоэтанола может составить 274,04 тыс.' рублей, чистый дисконтированный доход -1499,7 тыс. рублей, при этом срок окупаемости дополнительных капитальных вложений составит 0,17 года.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

а) в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Головинов, Н.В. К определению гидродинамического КПД электрогидравлического разряда в технологических линиях переработки сельскохозяйственной продукции и отходов производства [Текст] / М.А. Таранов, Н.В. Головинов // Нива Поволжья. - 2010. - №4.

2. Головинов, Н.В. Электрогидравлическая обработка пшеничных отрубей при производстве биоэтанола [Текст] / Н.В. Головинов // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2010. - № 4. - С. 21-22.

б) в сборниках научных трудов:

3. Головинов, Н.В. Использование пояса Роговского в электрогидроим-пульсной обработке материалов [Текст] / Н.В. Головинов // Вестник Воронежского ГТУ. -2009. - Т.5. - №11. - С. 103-105.

4. Головинов, Н.В. Исследование электроимпульсных разрядов в производственных средах при получении биотоплива [Текст] / М-.А. Таранов, Н.В. Головинов, В.В. Головинов // Сборник научных трудов международной научно-технической конференции «Ресурсосберегающие технологии и инновационные проекты в АПК» / ГНУ ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2009. - С. 142-147.

5. Головинов, Н.В. Электроимпульсная обработка отходов сельскохозяйственного производства при получении биоэтанола [Текст] / Н.В. Головиной, В.В. Головинов // Материалы XLVIII международной научно-технической конференции «Дйстижения науки - агропромышленному производству» / ФГОУ ВПО ЧГАУ.-Челябинск, 2009.-С. 180-184.

6. Головинов, Н.В. Энергосберегающая технология обработки сырья в получении биоэтанола [Текст] / М.А. Таранов М.А., Н.В. Головинов // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы энергетики АПК» / ФГОУ ВПО СГАУ им. Н.И. Вавилова. - Саратов, 2010. - С. 317-320.

в) в патентах РФ на изобретения

7. Патент 2212449 Российская Федерация, МПК7 С 12 Р 7/06. Способ производства спирта из крахмалистого сырья [Текст] / Головинов В.В., Антошкин A.B., Ксенз Н.В., Головинов Н.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. -№2001110257/13; заявл. 16.04.2001; опубл. 20.09.2003. Бюл. №26 - 6 с.

8. Патент 2229519 Российская Федерация, МПК7 С 12 Р 7/06. Способ производства спирта из крахмалистого сырья [Текст] / Головинов В.Ь., Максимовский С.Н., Маклаков В.В., Маклакова H.H., Головинов Н.В., Добровольская О.С.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. -№2002109143; заявл. 08.04.2002; опубл. 27.05.2004. Бюл. №28 - 6 с.

9. Патент 22142 Российская Федерация. Гидрозагвор бродильного аппарата [Текст] / Головинов В.В., Бабенко A.A., Грунтовский И.С., Головинов Н.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. - №2001121248/20; заявл. 26.07.2001; опубл. 10.03.2002. Бюл. №7 - 4 с.

10. Патент 93529 Российская Федерация, МПК G01F 11/28, G01F 13/00. Устройство для определения параметров спиртосодержащей Жидкости [Текст] / Таранов М.А., Головинов Н.В., Головинов В.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. -№2009146830/22; заявл. 16.12.2009; опубл. 27.04.2010. Бюл. №12-3 с.

11. Патент 93700 Российская Федерация, МПК В02С 25/00. Устройство для управления электрогидравлической установкой [Текст] / Таранов М.А., Головинов Н.В., Головинов В.В.; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО АЧГАА. -№20091487.48/22; заявл. 28.12.2009; опубл. 10.05.2010. Бюл. №13 - 2 с.

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 22.11.2010. Формат 60x84/16. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 454.

© РИО ФГОУ ВПО АЧГАА 347740, Зерноград, Ростовской области, ул. Советская, 15.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Сырьевая база растительных материалов и отходов сельскохозяйственного производства в технологиях получения биоэтанола.

1.2 Технологические линии получения биоэтанола из крахмалистого сырья.

1.3 Технологии предварительной обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья при производстве биоэтанола.

1.4 Анализ существующих электрофизических способов и технических средств предварительной обработки сырья.

1.5 Выводы. Цель и задачи исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРАХМАЛО- И ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ.

2.1 Обоснование способа предварительной электрогидравлической обработки.

2.2 Электрическая цепь электрогидравлической установки. Параметры и возможные режимы работы.

2.3 Энергетический баланс разрядного импульса и предпробойные потери энергии.

2.4 КПД электрогидравлического разряда.

2.5 Выводы.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

В ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЭТАНОЛА.

3.1 Программа экспериментальных исследований.

• 3.2 Использование ферментных препаратов в экспериментальных исследованиях для биоконверсии крахмало- и целлюлозосодержащего сырья в биоэтанол.

3.3 Электротехнические средства для определения энергетических параметров электрогидравлического воздействия.

3.3.1 Датчик импульсного давления.

3.3.2 Датчик импульсов тока на основе пояса Роговского.

3.3.3 Кондуктометрическая ячейка для измерения электропроводности жидких сред.

3.4 Методика определения гранулометрического состава отходов мельничного производства.

3.5 Методика определения содержания глюкозы в осахаренном заторе после электрогидравлической обработки.

3.6 Лабораторная база для проведения исследований по электрогидравлической обработке крахмало- и целлюлозосодержащего сырья.

3.7 Планирование экспериментов.

3.8 Программа производственного эксперимента.

3.9 Выводы.

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ.

4.1 Гранулометрический состав продуктов и отходов мельничного производства.

4.2 Экспериментальные исследования электрической проводимости растворов крахмало- и целлюлозосодержащего сырья.

4.3 Результаты и анализ экспериментальных исследований зависимости амплитуды давления от межэлектродного промежутка.

4.4 Результаты и анализ экспериментальных исследований по электрогидравлической обработке отходов мельничного производства.

4.4.1 Результаты и анализ электрогидравлической обработки пшеничных отрубей.

4.4.2 Результаты и анализ электрогидравлической обработки вентиляционных относов.

4.5 Результаты производственного эксперимента.

4.6 Выводы.

5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРАХМАЛО- И ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ

БИОЭТАНОЛА.

5.1 Расчёт требуемых инвестиций.

5.2 Определение годовых эксплуатационных затрат.

5.3 Технико-экономическая оценка эффективности предлагаемого технического решения.

5.4 Расчёт чистого дисконтированного дохода.

Приход XXI века ознаменовался наступлением эры биоэкономики, то есть экономики, основанной на биотехнологиях, использующей возобновляемое сырье для производства энергии и материалов. Сырьем для большинства продуктов биоэкономики являются сахар (глюкоза), крахмал (зерно, сахарный тростник) или целлюлоза (солома, опилки). Наиболее значительными продуктами биоэкономики являются биоэтанол и биодизель - единственные возобновляемые жидкие топлива, использование которых в качестве добавки к автомобильному топливу не требует изменения конструкции двигателей

1Д].

В России начиная с 2005 года постоянно предпринимаются попытки со стороны различных структур законодательно закрепить хотя бы возможность производства биоэтанола для внутрихозяйственных или производственных нужд как добавки к автомобильному бензину [3,4,5]. Однако внутренние проблемы, связанные в основном с конкуренцией поставщиков углеводородного топлива, сдерживает формирование цивилизованных отношений не только при производстве, но и при использовании биоэтанола.

Необходимость проведения работ по организации в России рентабельного производства этилового спирта как добавки в моторное топливо вызвана не только внутренними причинами (среди которых отмечают также снижение объёмов производства парфюмерно-косметической продукции), но и внешними факторами, среди которых особо выделяется сверх интенсивное наращивание производства биоэтанола в развитых странах, чья экономика напрямую зависит от мировых цен на нефть.

С 2007 года мировым лидером в производстве биоэтанола является США, которые направляют на его получение до 20% выращенной кукурузы. При этом почти 80% производимого в этой стране этанола, используют в качестве горючего [2]. При этом власти США намерены субсидировать развитие новых технологий по производству топлива из «подножных» материалов

- от кукурузы до соломы. Красноречиво об этом говорят сами названия принятых национальных программ - «Спиртовое топливо» и «Топливо из биомассы». Цель - к 2025 году сократить импорт нефти на три четверти не только за счет развития водородных технологий для автотранспорта, но и используя внутреннее производство биотоплива из биомассы.

Занимавшая до 2007 года лидирующие позиции в производстве этанола Бразилия уже не имеет возможности наращивать производство основного сырья - сахарного тростника, что обеспечивает относительно низкую цену о бразильского биоэтанола (600 евро/т или 480 евро/м ). Кроме США, государственная программа по расширению производства этанола реализуется также в Канаде. В Евросоюзе принят закон о доведении доли автомобильных биотоплив до 5,75% [6]. Поэтому производство этанола растет за счет активного увеличения объемов его производства такими странами, как Испания, Франция, Германия и Италия. На африканском континенте в производстве этанола лидирует Южноафриканская республика, где из мелассы производится 70% этанола региона. Китай и Индия приняли программу о доведении доли биотоплив в бензине до 5%.

Первый в странах СНГ завод топливного биоэтанола был запущен в Казахстане в сентябре 2006 г., строятся еще несколько заводов; правительство страны разрабатывает государственную программу по биоэтанолу и биодизелю. На Украине действует закон, стимулирующий производство моторных бензинов с добавками биоэтанола (реформулированные бензины), при этом акциз на такие топлива снижен с 60 евро за тонну до 30 евро. Установлена нулевая ставка акцизного сбора на топливный биоэтанол, производимый на украинских заводах [7].

По оценкам Управления по охране окружающей среды США, бензин является крупнейшим источником искусственных канцерогенных веществ [7]. Благодаря добавлению этанола, бензин обогащается кислородом, что способствует более полному сгоранию и уменьшению выбросов окиси углерода на 30%. Он также уменьшает выбросы токсичных веществ на 30%, а выбросы летучих органических соединений - более чем на 25%. Проанализировав жизненный цикл этанола, департамент сельского хозяйства США пришел к выводу, что этанол вырабатывает 134% энергии, затрачиваемой при выращивании, уборке и переработке кукурузы. Бензин же возвращает лишь 80% энергии, используемой в его производстве.

Смесь бензина и этанола, известная под названием Е-10, используется американскими автомобилистами вот уже четверть века. Использование Е-10 разрешено всеми крупными производителями автомобилей. Топливо Е-10, подходящее для использования во всех видах автомобилей, улучшает работу двигателя путем добавления 2-3 октановых единиц к детонационной стойкости топлива, противодействует перегреву двигателя, выполняет функцию антифриза топливопровода и не вызывает загрязнения топливной форсунки.

В условиях кризиса продовольствия мировое сообщество выступает за производство биотоплива только на основе непродовольственного сырья. Для чего необходим переход к технологиям второго поколения, использующим для производства биотоплива непродовольственное сырье, прежде всего крахмало- и целлюлозосодержащие отходы сельскохозяйственного производства и процессов переработки его продукции, отходы деревообрабатывающей промышленности, отходы животноводства и твердые бытовые отходы.

Основным поставщиком сырья для производства биоэтанола является сельское хозяйство. Начиная с 2000 г., в России наблюдается тенденция к увеличению экспорта продукции аграрного сектора. Около 90% экспорта составляют зерновые. По прогнозам Министерства сельского хозяйства РФ экспортный потенциал в ближайшее время может быть увеличен до 20 млн. тонн. Но общая стоимость реализованной за рубеж сельхозпродукции все равно останется низкой - около 2 млрд. долл., что составляет доли процента от стоимости экспортируемых энергоресурсов.

С экономической точки зрения, гораздо эффективней направлять сельскохозяйственную продукцию на переработку внутри страны. Так как основную часть экспорта составляют зерновые, то их можно перерабатывать в биоэтанол. Важным фактором является то, что при производстве биоэтанола создаются побочные продукты, которые могут идти на корм скоту. Другой возможностью получения биоэтанола являются отходы деревообрабатывающей промышленности. До начала 1990-х гг. на территории России существовало около 40 гидролизных заводов, перерабатывающих древесную целлюлозу в спирт. Сейчас из них осталось лишь несколько. В случае нахождения путей реализации этанола можно будет восстановить и переоборудовать их в современные заводы, что позволит снизить капитальные затраты на развитие биоэтанольных мощностей [7].

В целях снижения себестоимости производства биоэтанола разрабатываются и внедряются различные технологические схемы безотходного производства. Выбор схемы производства, так же как и сырья, для того или иного завода основывается на многих факторах. В частности на месторасположении, обеспеченности определенным видом сырья, рынке сбыта продуктов сопутствующих производству спирта и т.д.

В Российской Федерации с 2005 года наметился рост инвестиций в биотехнологические предприятия и научные исследования по переработке растительного сырья и отходов производства в этанол, что нашло поддержку со стороны правительства [8]. Сегодня проектируются мощные биотехнологические предприятия с непрерывным технологическим циклом, позволяющие за счет передовой технологии постоянно снижать себестоимость этанола. Важнейшим фактором при этом являются практически неограниченные запасы сырья, в качестве которого планируют использовать различные сельскохозяйственные и бытовые отходы, а также возобновляемое растительное сырье, база которого достаточна надежна.

Большими потенциальными возможностями по обеспечению сырьем для получения биоэтанола второго поколения обладает в сельском зерновом хозяйстве перерабатывающая промышленность, формирующая и накапливающая ежегодно большое количество крахмало- и целлюлозосодержащих отходов. Прежде всего, здесь необходимо выделить мукомольное направление. Среднее ежегодное производство пшеничной муки в России за последние семь лет держится на уровне 10. 11 млн. тонн [9]. Основными отходами ее производства (до 2,5 млн. тонн) являются отруби, вентиляционные или ас-пирационные относы, отсепарированные «мертвые» отходы. Содержание крахмала в мельничных отходах доходит до 30.40% [10]. Таким образом, отходы мукомольного производства ввиду высокого содержания крахмала и низкой стоимости являются ценным сырьевым материалом для производства' биоэтанола.

Существующая много десятилетий технология производства этанола содержит этап подготовки сырья, от качества проведения которого и режимных параметров (в зависимости от вида сырья) зависит в значительной степени количество получаемого конечного продукта. В этой связи включение в технологическую цепочку различных способов предварительной обработки сырья обеспечивает снижение энергозатрат на стадии тепловой обработки или разваривания, а последующее брожение протекает с наименьшими потерями сбраживаемых веществ.

При получении этилового спирта, используемого в качестве добавок к моторному топливу, возникает необходимость дополнительной обработки в водной среде мелкоизмельченного крахмало- и целлюлозосодержащего сырья с целью облегчения последующего ферментативного гидролиза в этанол и повышения его выхода. К наиболее привлекательным по эффективности обработки можно отнести электрофизические способы воздействия, которые являются менее энергоемкими, чем механические тонкодисперсные измельчения, и способны к деструкции или разрыву целлюлозной клетки. Одним из таких способов является электрогидравлический, при котором импульсный электрический разряд в жидкости приводит к быстрому выделению энергии в канале разряда, что приводит к возникновению ударной волны и потоков жидкости [11].

Давление на фронте ударной волны в жидкости может достигать сверхвысоких давлений (сотни атмосфер) Воздействие этого давления на обрабатываемый объект вызывает структурную перестройку материала объекта (дробление хрупких материалов, деформацию и т.д.). Таким образом, электрогидравлический эффект может быть применен для разрушения кристаллической структуры в целлюлозе, которая создает физический барьер для возможных точек контактов гидролитических ферментов с целлюлозой.

Поэтому наиболее перспективным направлением использования электрогидравлического эффекта является предварительная обработка замесов при их разваривании в технологических линиях производства биоэтанола и кормовой барды.

Цель работы - повышение- эффективности предварительной обработки сырья при производстве биоэтанола путем использования электрогидравлического эффекта для разрушения клеточной структуры крахмала и целлюлозы в отходах мукомольного производства

Задачи исследования:

1. Анализ существующих способов и технических средств предварительной обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья в технологических линиях получения биоэтанола.

2. Разработать и обосновать способ электрогидравлического воздействия на крахмало- и целлюлозосодержащее сырье при предварительной обработке и разваривании в технологических линиях получения биоэтанола.

3. Провести теоретический анализ и экспериментальные исследования основных параметров и режимов импульсного электрогидравлического воздействия на крахмало- и целлюлозосодержащее сырье.

4. Провести экспериментальные исследования процесса электрогидравлической обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья.

5. Оценить технико-экономический эффект при использовании электрогидравлического способа обработки отходов мукомольного производства в технологии получения биоэтанола.

Объектом исследования является электрогидравлический способ предварительной обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья на стадии разваривания в технологических линиях получения биоэтанола.

Предмет исследования - закономерности влияния режимов высоковольтной электрогидравлической обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья на процесс ферментации в технологии производства биоэтанола.

Научную новизну работы составляют:

- электрогидравлический способ предварительной обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья при производстве биоэтанола;

- результаты экспериментальных исследований по электрогидравлической обработке отходов мукомольного производства для получения биоэтанола;

- параметры и режимы высоковольтной электрогидравлической обработки крахмало- и целлюлозосодержащего сырья.

Методы исследования. Использовались электрофизическая теория импульсных разрядов в жидких средах, аналитические и экспериментальные методы, теория планирования эксперимента, методы математической статистики с применением современного программного обеспечения и графических средств персональных компьютеров. Экспериментальные лабораторные исследования высоковольтного импульсного разряда в рабочих жидких средах крахмало- и целлюлозосодержащего сырья.

Практическая ценность. Обоснован и исследован способ импульсного электрогидравлического воздействия на крахмало- и целлюлозосодержа-щее сырье отходов процессов переработки сельскохозяйственной продукции, обеспечивающей снижение ферментных препаратов и уменьшение энергозатрат на стадии разваривания.

Научная гипотеза. Повышение эффективности переработки крахмало-и целлюлозосодержащего сырья, в том числе отходов мукомольного производства, в биоэтанол может быть достигнуто путем электрогидравлического воздействия на их целлюлозную составляющую, что приведет к увеличению ее реакционной способности к ферментации за счет снижения физического барьера для возможных точек контактов осахаривающих ферментов и как следствие к снижению энергозатрат на предварительную обработку сырья и количества необходимых ферментных препаратов.

Рабочая гипотеза. Увеличение реакционной способности к ферментации и как следствие снижение энергозатрат и необходимых ферментных препаратов при переработке отходов мукомольного производства в биоэтанол возможно за счет импульсного высоковольтного разряда в водных растворах отходов при их электрогидравлической обработке.

Публикации. По результатам исследований получено в соавторстве 3 патента на изобретение и 2 свидетельства на полезную модель, опубликовано 7 статей, в том числе 2 в изданиях из перечня ВАК.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан ЭГ способ предварительной подготовки крахмало- и цел-люлозосодержащих отходов переработки зерновых культур в технологической линии производства биоэтанола на 30% снижающий энергозатраты при их разваривании и на 75% разжижающих крахмалистые вещества ферментных препаратов, кроме того производится деструкция целлюлозы, позволяющая провести ее осахаривание.

2. ЭГ обработка разрядом в зоне лидерно-теплового пробоя межэлектродного промежутка в диапазоне 4.5 мм водных замесов с пшеничными отрубями и вентиляционными относами достигается путем генерирования импульсов давления с фронтом ударной волны до 3 МПа разрядными конденсаторами до 4 мкФ и напряжении до 10 кВ.

3. Регрессионные математические модели ЭГ обработки пшеничных отрубей и вентиляционных относов в виде полинома второго порядка подтвердили функциональную связь концентрации глюкозы в обработанном замесе после осахаривания от емкости разрядного конденсатора и количества разрядных импульсов, максимум которой (13,6%) соответствует число разрядных импульсов 1183±60 и емкость конденсатора 2,4 мкФ, а при обработке вентиляционных относов рациональным для достижения наибольшего содержания Сахаров в сусле является 600±30 разрядов при емкости 3 мкФ.

4. Эффективность ЭГ обработки пшеничных отрубей составила 79,1%,. вентиляционных относов - 96,6% (при 25% от требуемого количества разжижающего ферментного препарата), а соответствующие им коэффициенты кт, связывающие масштаб турбулентных пульсаций и скорость диссипации

2 2 энергии при вязкостном трении, равны 7,5-10" и 1,6-10" . 5. Технико-экономическая оценка показала, что годовая экономия эксплуатационных затрат при использовании ЭГ обработки отходов мукомольного производства из зерна пшеницы в малотоннажных технологиях получения биоэтанола может составить 274,04 тыс. рублей, чистый дисконтированный доход -1499,7 тыс. рублей, при этом срок окупаемости дополнительных капитальных вложений составит 0,17 года.

1. Биоэнергетика: мировой опыт и прогноз развития: Науч. ан. обзор Текст. / М.: ФГНУ «Росинформагротех»; под ред. Митин С.Г. 2007. - 204 с.

2. Аблаев, А.Р. Биотопливо: мыслить за пределами нефтяной трубы Электронный ресурс. // Российское экспертное обозрение, 2009. Режим доступа: http://www.rusrev.org.

3. Проект Федерального закона. Об основах развития биоэнергетики в Российской Федерации Текст. ГНУ ВИМ РАСХН, 2009. - 10 с.

4. Проект федерального закона № 130858-4. Об использовании альтернативных видов моторного топлива (ред., внесенная в гд фс рф) №130858-4. Внесен депутатами Государственной Думы В.А. Язевым, E.H. Заяшниковым Текст.

5. Федеральный закон №317639-4. «О внесении изменений в статью 1 Федерального закона «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртосодержащей продукции»» (№ 4002-4 ГД) Текст. М., 2006. - 2 с.

6. Колчинский, Ю.Л. Состояние развития биоэнергетики в Германии Текст. /Ю.Л. Колчинский, А.Е. Поликарпов. А.Е.М.: ФГУ РЦСК, 2007. - 39 с.

7. Федоренко, В.Ф. Состояние и перспективы производства биотоплива: научно аналитический обзор Текст. / В.Ф. Федоренко, Ю.Л. Колчинский, Е.П. Шилова. -М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2007. 132 с.

8. Федеральная служба государственной статистики (Росстат). Сельское хозяйство, охота и лесоводство в России. 2009: Статистический сборник Текст. -М., 2009. -439 с.

9. Егоров, Г. А. Технология муки, крупы и комбикормов Текст. / Г.А. Егоров, Е.М. Мельников, Б.М. Максимчук. М.: Колос, 1984. - 376 с.

10. Грановский, М.Г. Электрообработка жидкостей Текст. /М.Г. Грановский, И.С. Лавров, О.В. Смирнов. Д.: Химия, 1976. - 216 с.

11. Кухаренко, A.A. Безотходная технология получения этилового спирта Текст. / A.A. Кухаренко, А.Ю. Винаров. М.: Энергоатомиздат, 2001. -272 с.

12. Синицын, А.П. Биоконвсрсия лигноцеллюлозных материалов Текст. / А.П. Синицын, A.B. Гусаков, Чсрноглазов. М.: МГУ, 1995. - 224 с.

13. Казаков, Е.Д. Биохимия зерна и продуктов его переработки Текст. / Е.Д. Казаков, B.JI. Кретович. М.: Агропромиздат, 1989. - 368 с.

14. Яровенко, B.JI. Технология спирта Текст. / В. Л. Яровенко, В.А. Маринченко, В.А. Смирнов и др.; под ред. В.Л. Яровенко, М.: Колос, 1996.-464 с.

15. Яровенко, В.Л. Справочник по производству спирта. Сырье, технология и технохимконтроль Текст. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. -336 с.

16. Плешков, Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений Текст. М.: Колос, 1980.-495 с.

17. Машков, Б.М. Справочник по качеству зерна и продуктов его переработки Текст. / Б.М. Машков, З.И. Хазина. -М.: Колос, 1980. 335 с.

18. Ксенз, Н.В. Технологическая линия производства кормовой барды и пищевого спирта Текст. /Н.В. Ксенз, В.В. Головинов, A.B. Антошкин // Ин-форм. лист №064-007-00. Ростовский центр НТИ, 1999. - 4 с.

19. Громов, С.И. Переработка некондиционного сырья на спиртовых заводах Текст. / С.И. Громов, Б.А. Устинников. М.: Агропромиздат, 1989. - 200с.

20. Технологический регламент на производство спирта этилового ректификованного Текст. М.: АО «Конверсия», 1997. - 27 с.

21. Ильинич, В.В. Технология спирта и спиртопродуктов Текст. М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 383 с.

22. Технологическая инструкция на производство этилового спирта на установке СМУ-500. ТУ 5131-002-03527305-99 Текст. Ростов-на-Дону, 1999. -13 с.

23. Нормы технологического проектирования предприятий спиртовой промышленности ВНТП 34-93. Комитет РФ по пищевой и перерабатывающей промышленности Текст. М.: Гипропищепром-2, 1993. - 164 с.

24. Бачурин, П.Я. Оборудование для производства спирта и спиртопродуктов Текст. / П.Я. Бачурин, Б.А. Устинников. М.: Агропромиздат, 1985. - 343 с.

25. Терновский, Н.С. Ресурсосберегательная технология в производстве спирта Текст. М.: Пищевая промышленность, 1994. - 168 с.

26. Богданов, Ю.П. Справочник по производству спирта. Оборудование, средства механизации и автоматизации Текст. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 480 с.

27. ГОСТ 5962-67. Спирт этиловый ректификованный. Технические условия Текст. Введ. 1968-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1997. - 9 с.

28. ГОСТ Р 51652-2000. Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия Текст. Введ. 2001-07-01. - М.: Госстандарт России, 2000. - 9 с.

29. Логоткин, И.С. Технология ацетон о-бу г илового производства Текст. -М.: Пищепромиздат, 1958. 267 с.

30. ПР 64-35-89. Промышленный регламент на производство растворителей: ацетона, бутанола и этанола способом брожения Текст. Ефремов, 1989. -46 с:

31. Яровенко, B.JI. Непрерывное брожение в ацетоно-бутиловом производстве Текст. Нальчик: Кабардино-Балкарское книжное издательство, 1963. -251 с.

32. Панцхава, Е.С. Мировой рынок биотоплив глазами России Электронный ресурс. // Академия Энергетики, 2006. №4. - Режим доступа:-http://www.energoacademy.ru/ru/.

33. Zverlov, V.V. Bacterial acetone and butanol production by industrial fermentation in the Soviet Union: use of hydrolyzed agricultural waste for biorefinery Text. / V.V. Zverlov // Applied Microbiology and Biotechnology 71, 2006. pp. 587-597.

34. Galbe, M. A review of the production of ethanol from softwood Text. / M. Galbe, G. Zacchi // Applied Microbiology and Biotechnology 59, 2002. pp. 618-628.

35. Никитин, B.M. Химия древесины и целлюлозы Текст. / В.М. Никитин,-А.В. Оболенская, В.П. Щеголев. М.: Лесная промышленность, 1978. -363 с.

36. Tina, Jeoh. Steam explosion treatment of cotton gin waste for fuel ethanol production Text. Blacksburg: Virginia Polytechnic Institute and State University, 1998.- 153 p.

37. Трофимова, H.H. Катализируемый паро-взрывной гидролиз целлолигни-нового остатка древесины лиственницы / Н.Н Трофимова, В.А. Бабкин, М.М. Чемерис // Химия растительного сырья. 2002. №2. - с. 53-56.

38. Список избранных публикаций Лаборатории физико-химии ферментативной трансформации полимеров МГУ им М.В. Ломоносова Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.enzyme chem msu.m/celliüas/rapapers.html.

39. Вольф, Е.Г. Влияние гамма-облучения природных целлюлозосодержащих материалов на скорость ферментативного гидролиза Текст. / Е.Г. Вольф //Биотехнология, 1987. Т.З. -№3. - с. 380-385

40. Артур, Д. Реакции, инициированные излучением высокой энергии Текст. / Д. Артур // Целлюлоза и её производные. М., 1974. Т.2. -с. 356-391.

41. Кухаренко, A.A. Улыразвуковая предподготовка растительного сырья в производстве этанола Текст. / A.A. Кухаренко // Аграрная наука, 2000. -№3. с. 30-34.

42. Патент №2221872 Российская Федерация. Способ производства этилового спирта Текст. / Крикунова Л.Н., Журба О.С., Леденев В.П., Кирдяшкин В.В., Елькин Н.В.; опубл. 20.01.2004. Бюл. №2.

43. Патент №2265663 Российская Федерация. Способ производства этилового спирта Текст./ Крикунова Л.Н., Журба О.С., Омисова О.С., Гернет М.Б., Кирдяшкин В.В.; опубл. 10.12.2005. Бюл. №34.

44. Патент №2301261 Российская Федерация. Способ производства этилового спирта Текст. / Крикунова Л.Н., Андриенко Т.В., Сумина Л.И.; опубл. 20.06.2007. Бюл. №17.

45. Синицын, А.П. Ускорение ферментативного гидролиза целлюлозы в переменном неоднородном электромагнитном поле / А.П. Синицын // Докл. Академии Наук, 1993. Т.ЗЗЗ. - №4. - с. 529-531.

46. Синицын, А.П. Адсорбция целлюлаз и ферментативный гидролиз целлюлозы в электрическом поле Текст. / А.П. Синицын, Т.Б. Ларионова, Л.В. Яковенко // Биотехнология, 1988. Т.4. - №4. - с. 476-486.

47. Юткин, Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности Текст. Л.: Машиностроение, 1986. - 256 с.

48. Шамарин, Ю.Е. Электрогидравлический эффект в технологических процессах Текст. / Ю.Е. Шамарин // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1975. №6 - с. 26-27.

49. Шамарин, Ю.Е. Использование электрогидравлического эффекта для дегельминтизации жидкого навоза Текст. / Ю.Е. Шамарин, В.Я. Усов // Механизация и электрификация сельского хозяйства, 1977. -№2. с. 20-21.

50. Патент №2281638 Российская Федерация. Устройство для обеззараживания навозных стоков Текст. / Потапенко И.А., Александров Б.Л., Ададуров Е.А., Александров А.Б., Ткаченко У.Б., Кулакова А. Л.; №2005104357/12; заявл. 17.02.2005; опубл. 20.08 2006.

51. Патент №2332827 Российская Федерация Устройство для обеззараживания навозных стоков Текст. / Потапенко И.А., Лепетухин М.В., Перекопский К.В., Гаркавый К.А., Харченко П.М.; №2007106480/12; заявл. 20.02.2007; опубл. 10 09.2008.

52. Наумова, О.В. Совершенствование элекгроимпульсной технологии при получении биогаза из органических отходов Текст.: Автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.20.02 / Наумова Ольга Валерьевна. Саратов, 2005. - 15 с.

53. Коликов, В.А. Пролонгированная микробная устойчивость воды, обработанной импульсными электрическими разрядами Текст. / В.А. Коликов // Журнал технической физики, 2007. Т.77. - Вып. 2. - с. 118-125.

54. Слепцов, В.В. Микроразряды высокой мощности в жидкости Текст. /В.В. Слепцов // Технология машиностроения, 2007. Вып. 10. - с. 54-58.

55. Фрик, П.Г. Турбулентность модели и подходы Текст. Пермь: Перм. гос. техн ун-т., 1999. -42,- 136 с

56. Ильинич, В.В. Технология спирта и спиртопродуктов Текст. М.: ВО «Агропромиздат», 1987. - 383 с.

57. Попилов, Л.Я. Электрофизическая и элекгрохимическая обработка материалов: Справочник Текст. М.: Машиностроение, 1982. - 400 с.

58. Лепендин, Л Ф. Акус! ика Текст. М.: Высш. школа, 1978. - 448 с.

59. Михайлов, И.Г Поглощение ультразвуковых волн во взвесях Текст. / И.Г. Михайлов, К.Н. Маренина // Вестник ЛГУ, 1956. №22. - Вып. 4 -с. 56-73.

60. Кривицкий, Е.В. Динамика электровзрыва в жидкости Текст. Киев: Наук, думка, 1986. -208 с.

61. Наугольных, К. А. Электрически и разряд в воде Текст. / К.А. Наугольных, М А. Рой. М.: Наука, 1971 - 155 с.

62. Борисов, А Г. Элекгроразрядное экстрагирование целевых компонентов из растительного сырья '1екс1. Автореф. дисс. . канд. тех. наук: 05.20.02, 05.18.12 / Борисов Алексей Геннадьевич М., 2006. - 17 с.

63. Раковский, Г.Б. О развитии неустойчпвостей в предпробойной стадии разряда в электропроводящих жидкостях Текст. / Г.Б. Раковский, В.И. Загребнюк // Физические основы электрического взрыва Киев: Наук, думка, 1983.-с. 10-18.

64. Кесель, Б.А. Электрогидравлическая очистка деталей в среде с управляемой проводимостью при ремонте газотурбинных двигателей Текст.: Дис. . канд. техн. наук: 05.07 05 / Кесель Борис Александрович. Казань, 1999. -145 с.

65. Мельников, Н.П. Развитие электрического пробоя водных электролитов Текст. / Н.П. Мельников, Г.А. Остроумов, М.Ю. Стояк // Пробой диэлектриков и полупроводников М.; JL: Энергия, 1964. - с. 246-248.

66. Мельников, Н.П. Некоторые особенности электрического пробоя электролитов Текст. / Н.П. Мельников, Г.А. Остроумов, A.A. Шпейнберг // Докл. АН СССР, 1962. №4. - с. 822-825

67. Советников, В.П. К расчету основных характеристик предстримерной стадии электрического разряда в воде повышенной проводимости Текст. // Электронная обработка материалов, 1979 №6. - с 36-39.

68. Советников, В П. О возможности взрывного вскипания на достримерной стадии электрического разряда в воде Текст. / В.П. Советников,' JI.JI. Теляшков // Электронная обработка материалов. №4. - с. 46-48.

69. Смайт, Э. Электростатика и электродинамика Текст. — М.: Изд-во иностранной литературы, 1954. 384 с.

70. Фрюнгель, Р. Импульсная техника Текст. М.; JL: Энергия, 1965. -488 с.

71. А. с. 504851 СССР. Способ электромеханического закрепления грунта Текст. / В.В. Чепелев (СССР); опубл. в Б И., 1976. №8.

72. Баум, Ф. А. Процессы разрушения горных пород взрывом Текст. / Ф.А. Баум //Взрывное дело, 1963. №52/9. - с. 262-285.

73. Гаврилов, Г.Н. Разрядноимпульсная технология обработки минеральных сред Текст. Киев: Наук, думка, 1979. - 164 с.

74. Арсентьев, В.В. К теории развития канала импульсного электрического разряда в жидкой среде Текст. / В.В. Арсентьев // Сб. докл. IV Мевуз. конф. по пробою диэлектриков и полупроводников М.; JI.: Энергия, 1964. -с. 12-14.

75. Кривошеев, В.А. Автоматизация управления параметрами электрогидравлических ударных процессов в машиностроении Текст.: Дис. . канд. техн.наук: 05.13.06 / Кривошеев Вячеслав Александрович. Набережные Челны, 2006,- 174 с.

76. Грачева, И.М. Технология ферментных препаратов Текст. / И.М. Грачева, А.Ю. Кривова. М.: «Элевар», 2000. - 512 с.

77. Технологическая инструкция по использованию ферментных препаратов фирмы «Ново» при производстве спирта из зерна Текст. / Всероссийский научно-иследовательский институт пищевой биотехнологии (ВНИИПБТ) -М., 1995.- 17 с.

78. Novozymes is the world leader in bioinnovation Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.novozymes.com.

79. Применение ферментов «Новозаймс» при производстве спирта. Альтернативная энергетика: задачи, стоящие перед производителями ферментов. Текст. // Представительство фирмы «Новозаймс А/С» (Дания) М., 2008. -23 с.

80. Сиббиофарм кормовые добавки, средства защиты растений, биопрепараты для биологической очистки воды, борьбы с колорадским жуком, инсектициды Электронный ресурс. - Режим доступа: http://www.sibbio.ni.

81. Тульский, В.В. Динамика одномерных упругих систем и пластин при импульсном электрогидравлическом воздействии Текст.: Дис. . канд. техн. наук: 01.02.06 / Тульский Владимир Владимирович. Киев, 1989. - 141 с.

82. Средства измерения давления, уровня, расхода и температуры Текст. // Каталог продукции НКТБ «Пьезоприбор» РГУ. Ростов-на-Дону: ООО «Пьезо-электрик», 2005. - 68 с.

83. Датчик давления пьезоэлектрический тип 014МИ. Паспорт 24.07.00.000ТУ ПС // НПО ООО «Пьезоэлектрик» Ростов-на-Дону, 2008. -4 с.

84. Мамутов, A.B. Измерение давления в процессах электроимпульсной штамповки Электронный ресурс. / A.B. Мамутов, B.C. Мамутов. Режим доступа: http://wvvw.dgma.donetslc.ua/publish/omd/2005-h/pdrs/s2-017.pdf.

85. Ward, D. A. Measurement Engineering Science and Educational Text. / D.A. Ward, J. La, T. Exon // «Journal 2, 3», 1993. 105 p.

86. Бессонов, JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи Текст. -М.: «Высшая школа», 1996. 638 с.

87. Кривцов, B.C. Методы экспериментальных исследований процессов импульсной обработки давлением Электронный ресурс. / B.C. Кривцов, М.Е. Тараненко. Режим доступа: http://www.dgma.donetsk.ua/publish/ omd/2005-h/pdfs/s2-015 pdf.

88. Ray, W.F. Wide bandwidth Rogowski Current Transducers Part II: The Integrator Text. / W.F. Ray // «ЕРЕ Journal», 1993. Vol. 3. - №2. - pp. 116-122.

89. Ramboz, J.D. Machinable Rogowski Coil, Design and Calibration Text. / J.D. Ramboz // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1995. -Vol. 45.-Issue: 2.-pp. 511-515.

90. Data Logger Meters and DataLoggers by DENT for Energy Audits and Monitoring Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.DENTinstruments.com.

91. ГОСТ 27560-87. Мука и отруби. Метод определения крупности Текст. -Введ. 1989-01-01 М.: Стандаргинформ, 2007. - 4 с.

92. Будаева, В.В. Исследование ферментативного гидролиза отходов переработки злаков Текст./ В.В. Будаева, Р.Ю. Митрофанов, В.Н. Золотухин // Ползуновский вестник, 2008. №3. - с. 322-327.

93. ТУ 64-1-816-84. Камера Горяева Текст. 2 с.

94. Тейлор, Д. Введение в теорию ошибок Текст. М.: Мир, 1985. - 272 с.

95. Бронштейн, И.Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов Текст. / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука, 1986. - 544 с.

96. Швец, И.С. Исследование характеристик высоковольтного электрического разряда в воде Текст.: Дис. . канд. физ.-мат. наук Николаев, 1980. -161 с.

97. Практикум по биохимии Текст. / под ред. С.Е. Северина,. Г.А. Соловьевой. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 509 с.

98. Тойберт, П. Оценка точности результатов измерений Текст. М.: Энер-гоатомиздат, 1988.-368с.

99. Гмурман, В.Е. Теории вероятностей и математическая статистика Текст. М.: Высш. шк , 1998. - 479 с.

100. Веденяпин, Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных Текст. М.: Колос, 1973. - 199 с.

101. Богданович, Н.И. Расчеты в планировании эксперимента Текст. Л.: ЛТА, 1978. - 80 с.

102. Спиртовая малогабаритная установка СМУ-500. Паспорт, описание, руководство по эксплуатации Текст. Ростов-на-Дону: ОАО «Ростовремагро-пром», 2000. - 12 с.

103. Зотов, В.Н. Ремонт оборудования спиртовых заводов: Справочник Текст. / В.Н. Зотов, А.Б. Козлов, В.Ю. Сидоркин. М.: ВО «Агропромиз-дат», 1988.-288 с.

104. Хорольский, В.Я. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов Текст. / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов, Д.В. Петров. Ростов-на-Дону: ООО «Терра», 2004. - 168с.