автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Математическое моделирование процессов и технологических схем маслоэкстракционного производства



л--) V 8

КРАСНОДАРСКИЙ ордаил ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАНИИ

1ЮЛИШЮ№СКИЙ инстшт

' На правах рукописи

Для служебного пользования

" 0 О у

КОВАЛЕВ ВЯЧЕСЛАВ АНДРЕЕВИЧ

УДК 665.3.035

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ И ЗЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ШОЮЭКСЛРАЩИШНОГО ПРОИЗВОДСТВА

^ 05.16.12. Процессы и аппараты пищевых

производств

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краснодар - 1985

Работа выполнена в Краснодарском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте

доктор технических наук, профессор Константинов Е.Н.

доктор технических наук, профессор Дьяконов С.Г. ' кандидат технических наук Золочееский В.Т.

СК$ НПО "Маслояирпром"

Защита состоится 27 декабря 1965 г. в часов на за-

седании специализированного Совета К.063.40.02 Краснодарского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института по адресу: 330006, г.Краснодар, ул.Краоная, 135, в ауд. ЙО -

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан ноября 1985 г.

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

Отзыв на реферат в двух экземплярах, заверенный печатью учреждения, просим направлять по адресу: 350006; г.Краснодар, ул.Красная, 135, КОИ, Ученому се1фетарю.

Ученый секретарь специализированно: Совета к.т.н., доцент

В.А.Толмачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность_проблемы. Продовольственной программой СССР предусмотрено увеличение выпуска растительного масла и определе-

ны основы технологической политики его производства,заключающиеся в дальнейшем совершенствовании и применении экстракционной технологии * Определяющим достоинством экстракционного способа является высокая.эффективность использования маслосодержащего сырья. Наряду с этим ему присущи больше затраты энергии и расход реагентов, остается существенными и потери масла.

Задачу по увеличение извлечения масла, с01ф&щеняю потерь растворителя, снижению затрат энергии можно решить на основе изучения влияния различных факторов на конечную эффективность масло-экстракционного производства.

Наиболее аффективный путь решения указанной задачи связан с применением методов математического моделирования.

Настоящая работа выполнена в рамках координационного алана АН СССР по теме 2.27.2.1.17 раздела "Теоретические основы химической технологии".

Цель работы. Разработка математической модели технологической схемы маслоэкстракциокного производства с произвольным набором аппаратов» базирующейся на системно организованном комплексе математических моделей процессов, и решение на этой основе прикладных задач совершенствования технологии..

Научная новизна. На основе последовательного применения системного анализа и математического моделирования доказана эффективно сть подхода х маслоэкстракционноыу производству как сложной химико-технологической системе. Предложено осуществлять выбор

уровня моделирования процессов и обеспечивать родноту их пред-

РГАУ-МСХА

имени К.А. Тимиряае»« ДНБ имени Н И. Жслеано»«

ставлекия в моделирующей системе на основе многоуровневой классификации моделей процессов по уровню тс математического описания, функциональному назначению, постановке задачи при учете специфики наелоэкстракционного производства.

Разработан функционально полный комплекс математических моделей процессов маслоэкстракционного производства. Доказано, что математические модели ?еплооОленных процессов МЭП должны отражать особенности кинетики переноса тепла при наличии фазовых переходов в многокомпонентных теплоносителях. Показано, что фазовый переход оказывает существенное влияние на формирование двилущейсила.

При создании специализированной вычислительной систедо разработан алгоритм автоматизированного перевода данных о схеме и режиме работы маслоэнстракционного производства в машинно-ориентира за ный набор данных.

Практическая ценность. Реализована программно специализированная вычислительная система (СЗС), предназначенная для моделирования технологической схемы маслоэкстракционного производства с произвольными набором аппаратов и организацией связи мезду ними. Система снабжена управляющими программами, обеспечиваюзими автоматизированное взаимодействие элементов структуры СВС, в том числе подсистем ввода-вывода, банка данных я библиотеки технологических модулей.

Практические результаты, полученные с использованием математической модели технологической схемы маслоэкстракцнонного производства, заключаются в следующем: определено влияние состава растворителя на эффективность маслоэкстракционного производства: найдена зависимость энергозатрат от числа ступеней дистилляции масляной мисцеллы; оптимизирована структура конденсационной схемы рекуперации растворителя; определена оптимальная поверхность теп-

лообмена при конденсации растворителя из газ о воздушных смесей (ГВС); определена величина оптимального расхода растворителя в экстракторе; изучено влияние разделяющей способности дезодоратора на параметры технологического режима дезодорации.

Разработанная специализированная вычислительная система внедрена в учебный процесс ЮН.

Внедрение результатов исследования по оптимальному расходу растворителя на Ростовском масложиркомбинате позволило получить экономический эффекте размере 17 тыс. руб. -

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на ежегодных конференциях молодых ученых и специалистов КШ в 1982-1965■ годах; на Всесоюзном семинаре-совещании молодых ученых "Методы кибернетики в химии и химической технологии", г. Иваново* март 1962 г.; на Всесоюзной конференции поэкстрек-ции, г. Рига, ноябрь 1982 г.; на Всесоознам семинаре "Математическое моделирование и оптимизация процессов ■ маслохирового прои: водства", г. Краснодар, сентябрь 1963 г.; на Всесоюзном совещании по проблеме ."Абсорбция газов", г. Гродао,октябрь1963 г. на республиканской конференции "Автоматический контроль и упрет ление процессами маслоэкстракционного производства", г. Таякенте апрель 1964 г.; на Всесоюзной конференции "Математическое моделирование сложных химико-технологических систем"« г.Одесса, сентябрь 1965 г. - " ;.'.,\у-.

Публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 21 печатной работе. ■ ,

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введении, четырехглав, выводов, список литературы, вкягчаюцего 141 отечественных и зарубежных источшка, и приложения,■Работа маложенн на 133 страницах машинописного текста, содержит 24 гисунга к 34 " 5 V \ '-. ."-.

таблицы, отрадащие цифровой материал.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой глава на основе литературных данных рассмотрено состояние проблемы расчета технологических схем, наелоэкстракционного производства (ИЭП), выявлены основные черты и особенности, характерные как для отдельных процессов так к дяя схемы в целом, показано, что маслоэкстращионное производство относятся к сложным химико-технологическим системам, рассмотрены метода расчета отдельных аппаратов и практическая организация специализированных вычислительных систем.

Поставлены конкретные задачи исследования* Вторая глава посвящена разработке комплекса математических моделей процессов ыасяоэнстракционного производства. Предложена классификация моделей, учитывающая специфику МЭП. На основе классификации обеспечена функциональная полнота*системы и выбран 1 уровень моделирования процессов. ~

Разработанные модели технологических процессов разделены по. уровне описания, кратности контакта между паровой и жидкой фазами, по своему технологическому назначению к по постановке задачи модэлированкя (рис. I).

Проведанная классификация позволила таксе выделить общий ; элемент для большого класса моделируемых процессов и построить' математическое описание этих процессов на единой основе. Этим элементом 'является стадия равновесного однократного испарения' ¿конденсации); Модель однократного испарения (ОН) разработана с учетом специфики маслоэкстракционного производства - для четы-рехфазной многокомпонентной системы: многокомпонентный растворитель; масло, вода, воздух, твердое тело (остатки клеточной струи-

ШШЛЕНС штти^шда иодосн!

УАСЛОЭКСТРАНЩОННОГО ПРОИЗВОДСТВА

КИНЕТИЧЕСКИЕ

ПГЕдаЬНЬЕ ТЕГООДИ-нашчиже модам

ЩЕЛИ С УЧЕТОК -СОШСТНОШ ТЕП-ЛОКАССООШЕНА

^ ЭКСТРАКТОР^ (^^Лр

проектные.1,2

поверочные 1,2 поверошый проектный

Рис. I. Схема классификации моделей процессов масяозкстракционного производства

туры маслосодериащзго сярья). Она реализована в двух вариантах: при заданной температуре в при заданной энталыши.Учтено,' что масляная мисцелла является неидеальным раствором с отрицательным отклонением от закона Рауля н'в то же время образует с водой гетерогенный азеотроп о минимумом температуры кипения.

Численное решение задачи ОИ осложнено тем, что система может находиться в ?рох состояниях: трехфазном при расслаивании масляной мисцеллы и воды; двухфазном с раст^о^щщлем в жидкой ' фазе; двухфазном с водой в жидкой фазе. При атом вариант, состояния заранее-неизвестен и может изменяться в процессе итераций по; температуре. Поэтому предусмотрена постоянная проверка'варианта состояния. Например: если парциальное давление паров воды Риг больше давления насыщенных паров Р^е . » то вода находится только в паровой фазе. После расчета ОИ это предположение проверяется по материальному балансу воды. В случае отрицательного результата расчет повторяется. Такое осложнение процедуры расчета остро поставило вопрос об экономии машинного времени. Ускорение расчета достигнуто введением вместо известной независимой переменной (доли отгона е. ) новой переменной П

: п-р«/е "": (I)

Функция покомпонентного материального баланса приобретает при этом ;вид ,-

: ' П-Л»*) <*>

Функция (рис. 2) имеет разрывы, отвечапцие усло-

виям

ГЦ-Рк P!(t)-0 ,

(3)

Анализ показал, что физический смысл имеет максимальней из корней функции. Это позволило надежно определить начальное значение переменной П , как максимальное из следущего ряда

п. _ Hit ft)-IV Zi-i

По«««^}

Дальнейший поиск корня проводится по методу касательных по форцуле

Температура процесса определяется как корень функции теплового баланса

где ...■■■■'

н^со^а) (б) :

Вид функции -f (*t) (рис.3) не гарантирует сходимости при использовании методов, обеспечивающих быстрый поиск корня.. Поэтому предусмотрен автоматический выбор итерационного метода (секущих, пропорциональных отрезков, деления отрезка пополам).

Согласно опыту расчетов и идентификации по экспериментальным данный к процессам, в основе которых лежат модули ОД, отнесены: •

Рис. 2., Зависимость функции

теплового баланса от температуры

Рис. 3. Зависимость функции мате-

териального баланса от переменной П ♦ ' ♦

т s Лг/у ж W

_

У/у) Уи

т

Т - хладоагент; П - стенка трубы; Ш - пленка конденсата; 1У - ГВС Рис. 4. Схша совместного теплообмена при конденсации IBC

предварительная дистилляция, сепарация фаз, смешение потоков, дросселирование, нагревание, охлаждение, конденсация. Модели аналогичного типа использованы для расчета свойств растворителя: упругости паров (абсолютной и по Рейду), относительной летучести,, температур начала и конца кипения.

К классу равновесных моделей, принадлежит также подкласс многоступенчатых противоточных процессов: окончательной дистилляции, дезодорации, абсорбции растворителя из газовоздушных смесей (ГВС) минеральным или растительным маслом. Эти процессы могут протекать в изотермических и в неизотермических условиях. Поэтому разработаны две базовые модели: изотермической колонны и ректификационной колонны. В качестве теоретической ступени разделения в этих моделях использованы модули ОИ. Расчет колонны выполнен релаксационным методом.'

Согласно классификации некоторые процессы не могут быть описаны на термодинамическом уровне. Разработаны следующие кинетические модели: конденсатора, предназначенного для охлаждения и конденсации смесей, содержащих инертный компонент; экономайзера; экстрактора. .■

В основу математического описания конденсатора положено од-нопараметрическая модель совместного тепломассообмена (рис. 4). Получено уравнение, учитывающее влияние концентрации инертного компонента на коэффициент теплопередачи:

Первый член выражения (7) соответствует сопротивлению, возникавшему вследствие массообмена между паром и пленкой конденсата.

(7)

П

Уодель экономайзера предназначена для расчета процесса теплообмена между двумя противоточно движущимися многофазными многокомпонентными теплоносителями при наличии фазового перехода, происходящем в общем случае одновременно в обоих теплоносителях (рис. 5).

Используя уравнения кинетики теплообмена, материальных и тепловых балансов, на элементарном участке для каждого из потоков М03010 подучить '

Для определения использована модель ОК. Интегриро-

вание по поверхности теплообмена выполнено методом Эйлера. Граничные условия на противоположных концах аппарата удовлетворялись итерационным методом.

Расчеты по данной модели показали, что эффекты фазового перехода в многофазных многокомпонентных потоках приводят к существенной деформации профиля температур по длине аппарата (рис.6). При этом имеет место парадоксальный с точки зрения обычного теплообмена факт: минимум разности температур (движущей силы) наблюдается не на концах аппарата, а в некотором среднем сечении.

В основу математического описания экстрактора положена ячеечная модель. Экстрактор представлен состоящим из ряда последовательно соединенных по ходу экстрагента ячеек. Байпасирование части вкстрагента учитывается коэффициентами байпаса и проскока. Коэффициент проскока учитывает байпас, больший чем одна ячейка. Поглощение растворителя пористой структурой экстрагируемого материала (пропитка) распределено по длине экстрактора, пропорцио-

н*-

-и-

о/Г

Рис. 5. Схема.тепломассообмена а экономайзере

ЩИ.)

Рис. 6. Провяль температур теплоносителей но длине экономайзера

ЬнХм

N

и

К К-1

рмЗ.! г 1 1 --

их*

1

—

Рис. 7. Структура потоков б модели экстрактора ' 13

нальнс количеству экстрагируемого масла и описано уравнением

; о)

В остальном модель содержит уравнения материального баланса и ыаесообмена, записанные в соответствии с принятой схемой (рис.7). Решение системы уравнений выполнено численным методом.

Идентификация моделей выполнена по данным обследования Ростовского и Армавирского а также по литературным данным. В качестве параметров идентификации использованы; для дистилляции, • дезодорации, абсорбции - число теоретических ступеней; конденсации - комплекс рАг ; экономайзера - коэффициент теплопередачи; экстрактора - число ячеек и коэффициент массопередачи,

3 третьейиглаве описана специализированная вычислительная система маслоэкстракционного производства, предназначенная для расчета статического режима многоаппаратурной технологической схемы с произвольными набором аппаратов и организацией связи между ними, расчета режимных и конструктивных параметров отдельных аппаратов, расчета свойств сырья,'продуктов и индивидуальных компонентов, входящих в их состав. Вычислительная система построена на основе математических моделей процессов и аппаратов, разработанного в главе 2. На верхнем уровне иерархии она состоит из следующих элементов: управлящих программ (головной и подметенных); библиотеки модулей ввода-вывода; библиотеки технологических модулей; банка данных по физико-химическим свойствам (рис. в).

Связь между потребителем и системой осуществляется через исходные данные, которые представляются в общепринятой форме' технологических данных о схеме и режиме ее работы. Алгоритм автомати-

ГОЛОВНАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ ПРОТЕШИ |

■1 г 1 ,

УПРАВЛЯВШАЯ пгагамйА ■ ВВОДА УПРАВЛЯВШАЯ ПТОГРАМЙА РАСЧЕТА . УПРАВЛЯЕМАЯ ПРОГРАММА ВШОЛА

1 \ < {

ощиа ввод

ШЕЛИ-

ОТЕКА

ВВОДА

ШЕШЯЕКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЫОДУЛЕЙ

I

ОБЩИЙ ВЫВОД

БИБЛИОТЕКА З^ЗОДА

БАНК СЙЗИКО-ХИМИЧЕСШ СВОЙСТВ

БАЗА ДАННЫХ

Рис, 8. Функциональная схема специализированной вычислительной системы маслоэкстракционного производства

¡00 т 309 400 л' «О

1;2;3~содержаиие воздуха: 1;3;5£ Рис. 9. Приведенные затраты на конденвацкю • ГВС

м* —

400 •

5С6 - т

Й»

ноо

О ( 2 3 4 % Л

Содержание воздуха, % мольный РУс* .10. Оптимальная поверхность конденсаторе ГВС

зирэванного перевода технологических данных в машинно ориентированный набор данных основан на установлении соответствия между номером и типом аппарата по схеме с одной стороны, и номером и именем модуля в библиотеке технологических модулей с другой стороны.

Разработанная система является открытой как по моделям процессов, так я по компонентам сырья.

Система реализованна программно на алгоритмическом языке $ортран-4 в операционной среде ОС электронно-вычислительных машин серии ЕС (ЕС-1022). Система включает в себя 85 подпрограмм. Дяина загрузочного модуля составляет 252 килобайта.

5 четвертой главе проведено моделирование технологических схем и процессов маслоэкстракционного производства с использованием разработанной и описанной в главах 2 и 3 специализированной вычислительной системы и получены следующие практические результаты: определено влияние состава растворителя на его свойства, потери от испарения и эффективность маслоэкстракционного производства в целом; найдена зависимость энергозатрат от числа ступеней дистилляции масляной мисцеллы; оптимизирована структура кон-, денсационной схемы рекуперации растворителя, определена оптимальная поверхность теплообмена при конденсации растворителя из ГВС; разработан ковденсационно-абсорбционный способ рекуперации растворителя; определены величина оптимального расхода растворителя в экстракторе; изучено влияние разделяющей способности дезодоратора на параметры технологического режима дезодорации.

Оценка влияния состава растворителя на его свойства проведены на основе висленного эксперимента на модельных составах растворителя. Рассчитывались^температуры начала и конца кипения растворителя, абсолютная упругость^ и упругость по Рейду насыщенных

паров растворителя, относительная летучесть паров растворителя по отношению к нормальному гексану. На основании полученных результатов .сделан вывод о том, что ни один вз исследуемых показателей« как и их совокупность, не отражают г полной мере изменения в компонентном составе растворителя. На основе технико-экономического анализа установлено, что при разработке технологических требований на растворитель необходимо вводить ограничения непосредственно на содержание в нем пентанов и гептанов. Показано, что минимум эксплуатационных затрат на ЫЗЗ и нефтеперерабатьвамеем заводе отвечает содержанию гептанов и более тяжелых углеводородов равному 0,555.

Потери от испарения расчитаны для четырех растверителе3: Нефрас; Нефрас-Д; марка "А"! н-геясан. Анализ результатов позволил заключить: в технологических требованиях к растворителю следует регламентировать содержание пентанов и диметилбутанов; необходимо исключить гтодыетивание воздуха, в котором концентрация растворителя ниже равновесной на последней ступени конденсации к ГЭС из герметизированной технологической аппаратур«.

Показано, что увеличение числа ступеней дистилляции малоэффективно, т.к. экономия энергетических затрат незначительна, а при етом требуются дополнительные капиталовложения..

При оптимизации структуры конденсационной схемы рекуперации растворителя рассмотрены три схемк: двухступенчатая, трехступенчатая, двухступенчатая с,утилизацией холода отходящих потоков конденсата и ГВС. Расчеты показали, что наиболее экономической является двухступенчатая схема с утилизацией холода.

Разработан способ рекуперации растворителя, предусматриваю- , цяй впрыск охлажденного конденсата с целью увеличения разделяющей способности аппарата. На способ подучено авторское свидетельство.

17

Проведено определение оптимальной поверхности конденсации в зависимости от концентрации воздуха в конденсируемой ГВС (рис. 9 и 10).

Выполненные расчеты позволили заключить, что концентрация воздуха имеет столь существенное влияние на коэффициент теплопередачи, что ото необходимо учитывать при проектировании конденсационных систем в масло экстракционном производстве. Следует регламентировать степень герметичности установленного оборудования. . При концентрации воздуха в ГВС свыше 3 % целесообразно в типовых линиях увеличение установленной поверхности конденсаторов до 450 и2.

Определен оптимальный расход растворителя в экстракторе на основе расчетов технологической схемы, представленной на рис. II. Расчитывались затраты на дистилляцию, отгонку растворителя из дрота, хондонсацип растворителя и доход от дополнительно извлеченного масла. Установлено, что с ростом расхода растворителя увеличиваются затраты на предварительную и окончательную дистилляции мисцеллы и на конденсацию паров дистилляции, снижаются затраты на отгонку растворителя из шрота, конденсацию паров иэ тостера. Вместе с тем увеличивается выход масла за счет снижения масличности шрота. На зависимости условного дохода от величина расхода растворителя иметтся оптимум. Оптимальный суточный расход растворителя составил 240 т, из расчета на суточную производительность экстракционной линии 500 т маслосеыян Срис, 12). Этому расходу растворителя соответствует концентрация мисцеллы на выходе иэ экстрактора, равная 17 '3. Фактический экономический эффект от поддержания оптимального расхода в экстракторе получен на Ростовском МЖК в размере I? тыс, р/б.

т8

г&с

НГ

КОНАСНСАГ

шръТ

• 28,5

1Й 200 280 Т »о

тмсцеллА

Рйс. 12. Приведенный доход в

зависимости от расхода -дистиллятор, растворителя в экстрак-

4, Ь—конденсаторы торе

Рис. И. Схема расчета оптимального расхода растворителя в

Г-экстрактор,2—тостер,

3-д------------

0,6

0.4

экстракторе

4 а

^КЧ. г г/а-

у*-*- , ,

V 2

\ * .. ^

___^^ 3_____

0,4

0

1;2;3 - удельный расход острого пара: ¿,4;4,6;7;23

Рис. 13. Остаток жирных кислот в дезодорате в зависимости от разделящеяспособности аппарата (числа теоретических тарелок (а) и температуры процесса (б) {а}- температура 180 иС; (б)- число тарелок 8

то

Моделирование дезодорации является расширение» возможностей разработанной системы, которое осуществление путем развития базы данных. О базу данных внесены сведения о жирных кислотах, не ода-ляешх и дезодорируешх- веществах. .'"■■.■".■"

Результаты проведенных расчетов (рис, 13) показываю, что со. вершенствование промышленных установок дезодорации, с цельо повышения качества конечной продукции за.спет увеличения степени отгонки сопутствующих веществ и снижения температур! процесса, должно вестись по пути увеличения подачи острого пара и по цуги увеличения разделительной способности аппарата.-.

■ вывода'.-..'

1. На основании проведенных исследований установлено, что маслозястракционное производство относится к сложным химихо-тех-нэлогическим системам.

2. Предложена классификация* моделей процессов, учитывающая специфику маслсзкстращионного производства!, по уровню их ыатема тическсго описания, функциональному назначение, постановке зада* чи. На основе классификации выбран уровень моделирования процес-.сов. обеспечена полнота их представления в модедирущей системе

и определено содержание библиотеки технологических модулей,

3. Разработаны математические модели процессов однократного испарения четырехфазной многокомпонентной системы при постоянной температуре и при заданной энтальпии. На их основе построены модели предварительной дистилляции, смешения многофазных шогокоы-гекгнтних потоков, сепарации, нагревания, конденсации, дроссели-резания и модели определения свойств растворителя (экстракционного бензина).

' 4. Разработаны математические модели многоступенчатых про-тивоточных процессов: окончательной дистилляции масляных мисцелл, абсорбции растворителя из ГВС, ректификации и дезодорации растительного масла.

5. Проанализированы особенности кинетики процессов конденсации ГВС, рекуперативного теплообмена в экономайзере между про-тивотсчно движущимися многофазными многокомпонентными теплоносителями, экстрагирования масла и разработаны их математические модели.

6. Установлена степень влияния инертного компонента на коэффициент теплопередачи при конденсации ГВС. Показано, что фазовый переход оказывает существенное влияние ва формирование движущей силы теплообмена в экономайзере, причем минимум разности температур наблюдается не на концах аппарата, а в некотором среднем сечении .

' 7. Разработана и реализована программно специализированная вычислительная система, предназначенная для моделирования технологической схемы маслоэкстракцнонного производства с произвольными набором аппаратов и организацией связи между ними. Разработаны алгоритмы управляющих программ, обеспечивающих автоматизированное взаимодействие элементов структур» специализированной вычислительной системы, в том числе подсистем ввода-вывода, банка данных и библиотеки технологических модулей.

8.' Разработаны алгоритм и программа автоматизированного перевода; общепринятых технологических данных о схеме и режиме ее работы в. мапшнно-сриентированный набор данных, что позволило макси- . мально упростить работу потребителя.

9; С использованием математической модели технологической

схем« маслоэкстракционного производства .получены следуюз^е практические результаты: определено влияние состава растворителя на эффективность маслозкстракц^онного производства; найдена зависимость энергозатрат от числа ступеней дистилляции масляной мисцел-лы; оптимизирована структура конденсационной схемы рекуперации растворителя; определена оптимальная поверхности теплообмена при конденсации растворителя из 1БС; определена величина оптимального расхода растворителя в экстракторе; изучен^ влияние разделяющей способности дезодоратора на параметры технологического режима дезодорации.

10. Разработанная специализированная вычислительная система йяедрена в учзбный процесс КПП.

Знедрение результатов исследования по оптимальному расходу растворителя в экстракторе на Ростовском масложиркомбинате позволило получить экономический эффект в размере 17 тыс. руб.

УСЛОВНЫЕ . ОБОЗНАЧЕНИЯ

Рк - давление насьщенных паров безводной фракции; € - мольная доля отгона; К - количество .компонентов" смеси (без воды!;

£ , У - мольные доли компонента в питании и паровой фазе;'

у , Р° - коэффициент активности и давление насьщенных паров компонента; ^ , К - температура и энтальпия смеси; Нх - заданное значение энтальпии; Нд = - удельная энтальпия С -го компонента в £ -фазе; Ф - расход питания ;

$ » ¿- , К-1 - коэффициенты ыассоотдэчи, теплоотдачи; теплопередачи; Ч - удельная теплота конденсации;-А'- параметр; 3 -толщина и теплопроводность слоя; К( — количество слоев; ^,-температура первого и второго тамоноапелей; Г- поверхность теплообме-

на; L , № - количество растворителя и масла в шроте; £ - коэффициент пропитки; у - плотность,

ИНДЕКСЫ

. iii(j - номера компонента и фазы; щ , и - нсмера итераций по температуре и переменной П j С - номер слоя; .к - нсмер ячейки; X - относится к жидкой фазе; Vf _ относится к воде;

U- - относится к инертному компоненту.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

I. Серафимов Л.А., Берлин H.A., Константинов E.H., Ковалев В.А., }?узнечиков'В.А., К&сапов Н.К. Математическая модель тепломассообмена при конденсации иногокомпонентных смесей. - Теоретические основы химической технологии, 1979, т. X1Ü, Ш 3, с.404-410.

'¿. Ковалев В.А., Кузнечиков В.А,, Касапов Н.К., Константинов E.H. Поперечные потоки тепла и массы при интенсивном неэквшсяяр-ном касообмене. - В кн.: Переработка нефтяных газов,-Ы.: ВККИОЭНГ, 1979, с.97-102.

3. Константинов E.H., Любченков П.П., Ковалев В.А. Юпочкин В.В. Оптимизация процесса рекуперации растворителя - ¡¿асло-жиро-вая промышленность, 1982, № 5, с.П-15.

4; Константинов E.H., Ковалев В.А., Клсчкин В.В., Зарембо Г.В. Определение оптимальной концентрации мисцеллы. - Касло-жировая промышленность, 1982, * 7, с.20-22. .

5, Ковалев В.А., Константинов E.H. Математическое моделирование и оптимизация процесса экстракции твердое тело - жидкость. -В кн.: Экстракция и'экстрагирование: Тез.докл. £ Всес.конф., Рига, 1932, т.2, с.80-81. '

Ö. Константинов E.H.,. Ковалев B.A., Дэнскова Г.В. Влияние состава растворителя на эффективность маслоэкстракционного производства. - Насло-жярэвая промышленность, 1993, JP 2, с. 11-14.

7, довалив В.А., Константинов E.H., Вальдман В.А., Клвчкин В.Б., Донскоэа Г.В. Анализ exe« рекуперации'растворителя из паровоздушных смесей. - Масло-жировая промышленность, 1933» №6» с.6-3. . - * ,

&. Константинов E.H., Ковалев В.А. Маташтическое иоделкро-вание процессов ы&слоэхетракционного производства. - Изв. СИЦВД. Технические науки, 1933, № 3, с.39-43.

9. Ксжсгантннов E.H., Рябченко Н.П,, Ковалев В.А. Теплообмен в аппарате с прямоточным закрученным двухфазным потоком. - Краснодарский политехнический институт, 1983, с.5 (Рукопись депонирована в EilrÜITti 03.01.83, £ 7-83, с.99). ^

1С. Ковалев В.А., Константинов E.H. Термодинамический,расчет многокомпонентной абсорбции в трехфазной системе при налички инертных компонентов. - В кн.: Абсорбция газов: Тез.докл. Второго Веес.совещ., Гродно, 1933, с.ЗО; ■■.' ' ,

11. Ковалев В.А. Вычислительный комплекс для моделирования экстракционного производства растительного:масла. - В кн.: ^тематическое иоделированиа к оптимизация процессов маслоаировоЯ промышленности: Тез.докл.Всес. семинара, Краснодар, 1983, с.22-24.

12. Ковалев В.А..Применение вычислительного комплекса для ; -оптш.шзации структуры и режима ИЭЗ. - В кн.: Математическое моделирование и оптимизация процессов масложировой промышленности:: Тоэ.дскл.Всес. семинара, Краснодар; 1983, с.28-2Э.

13. Вальдиан В.А,, Ковалев В.А. Сравнение конденсационной и п^ибинирсванно? конденсацизнно-абсорбционной систем рекуперации растзорлтеля из паровоздушных смесей, - В кн.: Математическое мо-

делирование и оптимизация процессов масложировой промышленности: Тез.докл.Всес. семинара, Краснодар, 1983, с,21-22.

14. Константинов E.H., Ковалев В.А., Ключкин В.В., Зарембо Г.В. Оптимальное разрежение сепарации масляной мисцеллы не выходе из экономайзера. - Масло-жировая промышленность, 1984, £ 3, с.13-15.

. 15, Константинов E.H., Ковалев В.А., Ключкин В.В., Вальдаан В.А. Об оптимальной поверхности теплообмена при конденсации перс-воздушной смеси в маслоэкстракционная производстве, - Игр. ьузоЕ. Пищевая технология, I9S4, Р I, с.107-111.

16. Константинов E.H., Ковалев В.А. Автоматизация технологических расчетов маслоэкстракционного производства. - Масло-жировая промышленность, I9S4, > 9, с.10-12.

17. Ковалев В.А., Константинов E.H. Вычислительный комплекс для моделирования маслоэкстракционного производства; Информационный листок. - Краснодар, ЦНЯ1, № 70-35.

16. A.C. III2048 (СССР) Способ рекуперации паров экстракционного бензина из газовоздушных смесей маслоэкстракционного производства /Е.Н.Константинов, В.А.Ковалев, В.А.Валадман, В.В.Клсчкин, В.Н.Брик, В.А.Третьякова, А.Й.Йридт, Г.В.Донскова. - Опубл. в В.П., I9B5, № 33.

19, A.C. III405I (СОСР) Способ рекуперации растворителя из паровоздушных смесей маслсзкстракцисннога производства/ П.П.Хюб-ченков.В.А.Ковалео, В.В.Кдючкин, Е.Н.Константинов.

. 20. Ковалев В.А. Программное обеспечение для исследования и автоматизированного расчета технологических схем пищевой промышленности. - В кн.: Математическое моделирование сложных химико-технологических систем (СХТС-1У): Теэ.дскл. Всес.конф., Одесса,

1935, кн. 2, с.84. '

21, Константинов E.H., Ковалев В.А. Особенности моделирования сложных ХТС с многофазными многокомпонентными потоками на примере малоэкстракционного завода, - В кн.: Математическое моделирование сложных химико-технологических систем (СХТС-1У): Тез. докл.Зсес.кэнф., Одесса, 1985, кн.I, с.56-57.

Краснодар. Ротапринт ИЛИ. Зак. К 656. Itep. ТОО.