автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и внедрение вакуумной установки для дистилляции мисцеллы растительного масла в потоках большой массы

11а правах рукпгмш

г ^ озд

Умаров Сабйржон Джлряевич

РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ВАКУУМНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ДИСТИЛЛЯЦИЙ МИСЦЕЛ-ЛЫ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА В ПОТОКАХ

большой Массы

С пециальность 05.1 Я. 12 - Процессы, машины й агрегаты пищевой

промышленности

АВТОРЕФЕРАТ............

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

г.

1997 г.

Работа выполнена во 'Всероссийском научно-исследовательском институте жиров.

Научный руководитель-д.т.н. IUI. Хамндов

ОфнИНЯЛЬИЫС ОННОНСНПЛ - ДЛ-Н-, НрофсШф П. В. 1>С. 1оГю|М>ДОВ

кллисг.н.с. I '.It Доискива

Ведшая opmwumim: C'pe;i\t!II ИЖПНПшпцюм

iiiiniiiîi cocioiiiT» A3 /999 в /3 час.

На зассдашш диссертацнонпош Concia ,102(1.71.01 во Всеросснй-ском научно-нсследоия гсльском инсит тс и.иров но aipccy: г.С'aiiKi-IIciYp(>>pi",y.ri. Черняховской» К), конференции.

ЛшорсфсрИГ jlHVKVIÜII "Hl" iwi.

Учений сскрсшрь дисссришнонного ( onria

ОЗДЛЙ ХАРАКТЕРИСТИКА РА^ОТ! I

Лнтудльность павоты. Сопороенстоопание технплогичосмих систем дистилляции маслоэкстоанционного производства при разделении компонентов в потонах больших масс оаствоооп масел с.углеводородными растворителями представляет со^ьп -сепьез-ную наподно-хозлпстпеннуш проблему, при этом необходимо обеспечить сннкение удельных энергозатрат, понизить удельную металлоемкость технологического оборудования, а главное, начество получаемого продукта долнно соответствовать требованиям стандарта.

Па НАсансном маслоэнстоанционном заводе используется для пеработни хлопковых семян и семян сон установка плп дистилляции мис-целлы, входящая п кбмплент экстпанционнпя линии "Энстракционтяхнин" (¿РГ). Технический износ оборудования оЗуслопия необходимость постановки вопроса о ее замене. Опыт комплексной разработки ппобле-мн технологического и технического развития иаслоэнстращионного производства специалистами ВИМа, Кубанского технологического университета и таанентсного политехнического института совместно со специалистами промышленных предприятия составляет основу.для последующей разоаботни новой высокопроизводительной дистилляционной установки, когда объем переработки сырья достигает 1200 т/сутни семян хлопчатника.

При разработке единой высокопроизводительной технологичесноп линии производится проектирование дистиллпнионных аппаратов, объединяющих оункционально-конструнционные элементы,которие .обеспечивают существенную интенсификацию процесса.. На этапе проектирования при проведении теплотехнических расчетов важно правильно определить значения термодинамических и теплоФизичесних свойств пенеств, участвует« в теплообмене. Температура является важнейшш Фактором химического взаимодействия веществ о промышленных недостаточно очиченнмх растворах масел. н частности, устаноялено, что под влиянием теяяеоат.упы в хлопиопых жсцеллах происходит взаимодействие госсипола с аминогруппами сопутствуем вепеств, причем сно-тсть реакции зависит от материала поверхности сманиваемой стенки.

И числу ванных научных задач относится оценна эффективности применения различных -йуннционально-нонструнционных элементов в техголопш дистилляции оаствороз масел, исходя из анализа механизма (Тронесса разделения компонентов, и поспедуппия синтез высокопроизводительной промышленной технологичесноп системы.

Данная работа выполнена в соответствии с планами ШДО5 концерна "Узптёпром" и по проенту "ресурсосберегающие технологии насло-¡чиропого производства "Госудаоственной научно-техничесной ппогпам-

мы России " Перспективные процессы в пепеоаОатнпаю'чих отраслях Л111Г.

Цель работн. Совершенствование и интенсификация процесса дистилляции пастооров растительных пасел в углзводоролнмх оаство-рителях, обоснованный выбор (-»уннционпльно-констоунционннх элементов лля реализации эооентов интенсиоинации и синтез высокопроизводительной дистилпятюнноА установки.

Основные задачи нсспелооанип:

- разработать концепции создания высокоэффективной технологической системы дистилляции растпорол пастительних масол п углепо-лооодпмх растлителях:

- проанализировать и систенатизипопать расчетные соотношения для элективных теплоОиэических сяопств растворов масел;

- обобщить и с использованием математических моделей проанализировать результаты натурных экспериментов гю Изучению .-тектив-ности оуннционально-нонсТоунционных элементоп яистилллтопой, обес-печившэдих интенсибикацип процесса;

- разработать технический и рабочий проекты писокопооизводи-тельноп дистмлляционной установни лля маслоэнстпанционногп производства;

- определить рашюнальнне пекимние характеристики технологического процесса дистилляций при финсиоопанноп взаимосвязи оумнцио-нально-конструкционных элементов,

- получить данные о начествё пасла 0 условиях ппмтно-ппоиьна-лзнноп поовепни работы внопь созданного пистилллционного "борудопа-

• ния.

Научная новизна; Разработана-концепции создания пысокоэ^-ФентивкоП технологической системы дистилляции растворов растительных масел в углеводополннх пастпопитеппх и результате лпанти-ческоп реализации которой:

1. Показано, что оастпопы хлопкового масла с углеводо'попнмм растворителем можно классифицировать нам смесь спабоспльпатипуш- ■ цих практически нэассоциированнмх яилкостеп и пполлокен" расчетное соотношение плп теппеоатуом кипения растпрпа гни маггопнх концентрациях паспа от 0 по 70"',.

2. Разработана матенатичесипп 'коцепь тептооОчена при кипении раствооов наела с различной концентрацией в Оольппи объеме, в соответствии с которой получено расчетное г.ооптиезнш* лля л-мен-тивной теплопроводности оаствооа в милностном пленке на ткер^нч-cti; тепломерелатей стении,

3. Получены опытные данные по эффективности использовании паповых эоосунок в зависимости от их Функционального назначения и соответствующего оазмеиенип в технологическое схеме дистилляции и от соотношения расходов перегретого волпного папа и распиливаемого о его з«ент11Р№'чей струе раствора масла.

Научно обоснована конструкция высонолпоилппдитсльноП дис-тиллпционноА установки и определены национальные технологические .родимы эксплуатации этой установки г? ппоиэпплстве оастительНых масел. "

5. Установлена взаимосвязь между отдельными операциями процесса дистилляции и начествон получаемого масла.

Практическая ценность и реализация Результатов оабпщ. Разработанная в диссертации концепция создания высоноэ<у>ектип-иых технологических систем дистилляции еноаяает обобщенный методологический подход н пеиёнию аналогичных технологических задач ма ппедпоиятивх леоепаоатывавдих отоаслеп пшцевоп промышленности.

Разработаны технический и. рабочие! пооекти конструкции высокопроизводительной дистилляиионноп установки для маслоэнстранционных заводов с перераСютной семян хлопчатнина до 1200 т/сутни. Ланная дистилллционная установи монет поименяться на заводах, перерабатывающих семена различных масличных культур, а таняе в других отоас-лях гшевоП Нромышлеиности й химичесной технологий.

я диссертации систематизированы и табутюопаны расчетные соот-ноаения длл прогнозирования эффективных теЛлоФизических свойств раствопов масел; эти материалы составляют исходную методологическую базу при решении задач математического моделирования.

Пнедпение результатов работ производилось поэтапно на пяле маслоэкстранционных заводов РЕспублики'Узбекистан, а, в целом, комплектная- высокопроизводительная дистилляционнап установка введена в эксплуатацию на Миллеровснои маслоэнстоакционном заводе в 1995 г.

и соответствии с имеющимися запросами от промьтлеииих предприятий предполагается шиооное' тиражирование и внедрение аналогичных лястиллпционних установок в России и Республике vэбeниcтaнi

Апробация работы. Материалы диссертации. донладывались на н й 111 Международных Форумах по теппомвссооПиену (Имнсн:199?, 1996), на. УШ всесоюзной конференции "ЛвухФазннп лотрк в машинах и аппаратах {л.:1990), на Республиканской научно-техничеснов нон*, "научно-плантичесние аспекты комплексного использования хлопчатнина мак смрьл плл пигчяпоп проиыппеиности", а тайме нп семинарах секции

- е, -

по производству пастельных масел иаучно-техничесного совета Всероссипского научно-исследовательского института ииоов.

Публикации. Оснопные пезультатн исследования и разработок,, по теме диссертации освеиены а 9 печатных работах, из которых 3 опубликованы в анадемичеснмх изданиях, и в 2 апторснмх свипе-, тольстпах.

Структура и овъеи работы.. Диссертация состоит из опепенпя, четырех глав. заключения и солемгг страниц мапинописного

теиста. рисунков, таблиц и список литературы

на наименования.

2. ОСМОПИОЕ СОДЕРЖИ РД50ТН

2.1. Оозоонап часть

Современные тенденции совершенствования экстракционной технологии производства растительных масел связаны со стремлением иметь агрегаты Оольиол единичной мощности, а в технологических ' подсистемах дистилляции пелаТелып плллеп.'итать пределами уровень тсмпе!>атур|| р,5"О,, уионьиать время пылеппни пастчора масла з зоне попипенимх температур, особенно ппемп контакта ^аствооп с наемтши стенками аппарата, ойеспечипать наиболее развитую поверхность меж-оазного оОмена и. интенсиАИцигювать процессы тепло- и массооб.чена в с;1!лип"1 и паоовоп оаяах путем подлелианмп в них повмченмоп туобу-лептности. При этом необходимо предотвращать ■ монденсашп папов подч на онончательноП стации дистилляции р результате турбулентного смешит паров с отлича^чиМися тепмолинамичесшпи параметрами.Оуче-ствупт тайме проблемы, связанные с образованием тумана при адиабатически;! расширении струл пара на выходе паоопоп оорсумнн п полости аппарата. Практически неизученным остается вопрос об интенсминиции иснаоенип растворителя из оастпооа пои адсорбции молекул ппаяиого пара на -поверхности пе::<0азного обмена. Основные способы управления технологическим процессом дистилляции оаствоооп масел евпзамн с поддержанием соответствующих гидродинамических понммов внутри ппдмоп и паровой 'баз. " технологии дистилляции пастпопоп насел вампе . значение имеют вопросы пполпаоитслыпп. "чистки паствопа перед его подачеП в аппараты перегонки. Например, \'станрвлено, что. в промышленных растворах хлопкового пасла госсипол взаимодействует с аминогруппами .сопутствующих вепеств, причем интенсивность химического взаимодействия зависит от темлератуоного лепима процесса дистиллпции.

Пп!| оценке эффективности поииенепия оазличних альтернативных вариантов 'технологичесних подсистем дистилляции целесообпаяно ' исходить из рассмотрения ненотоооп гипотстичесноп обобщенной технологической системы дистилляции, л котоппГ! сконцентоиоопан р.есь объем ииешчейсп информации и практический олыт.Л.онпцппяицип тдмоТ технологической системы дистилляции долина производиться на уровне 1;нлолйнил .•'оуннциональнр-нонстоуиционних эпелентоп, эментичность применения нотогш проверяется а условиях натупного эксперимента, а получаемые пои этом опытные данные анализируются с использованием пусть даме абстрантных йизичесних моделгч. Для математического моделирования элементаон'ых процессов, пнлепясммх я результата буни-■лиоиальной деиоплоэмши исходной залами синтеза' пнопь спздасаспол ппстилллционноп устанопни, необходимо птпетить на попоос о. мето-.динах расчета термодинамических и тепло-чтчосинх свойств растпооа в технол'огичесном потоке.

и диссеоташш представлены матооналы о ••тзических сзойствах углсзолопсшш растворителях, пои этой, напя.чу с небоасамп, в обзор онлючены данные о фракционном составе поименявпихсп в пЬоп-лом экстракционных бензинов.Данные о теплофизических спопстпах растительных насел имёютсп в справочного литературе. Для отпета на вопрос о виде расчетных методик, прииеняеннх ляп прогнозирования объективных теплобпзичесиих сшпстп оастрорпй насел с углеводородными растворителями, потребовалось специальное исследование.

Целевое практическое предназначение настолпеп работы связано с модернизацией подсистемы дистилляции технологичеснол линии "Энс-тоанционтехник". предназначенной для маслоэнстоанЦиояных эйводой, иерераЛатипаетих до 1200 т/сутки семян .хлопчатника. соответственно целепоп направленности работы нами разработка. концепция совершенствования технологической подсистемы дистилляции Насансного масло-экстпаиционного завода,длп реализации нотой испольЗуптся результаты пабот по модернизации дистилляцнонных .установон и данные натурных экспериментов,' лроводивинхся на иаслоз^странционных заводах Республики Узбекистан*

Пои разработке высонопронззопительиоп технологичёсноП линии дистилляции потребовалось обеспечить проектирование тепломассооб--менных аппаратов, внличакщих функционально-нонструнционныё элементы. котш^о обеспечивают суп.остпениуп интенсификации процесса, ^унншюнагьно-йонструкцнбнний 'элемент р'ассматрипаетсл кан отличи- ' тольмип -признак, нотощт по,чет соответствовать конкретным лизичес-кии элепентаи, а танке качественным характеристикам или свойствам.

2«2.физические свойства рлстр,ороя рлстителчнш масел

В УГЛЕБОДОРОЛНЧХ РАСТВОРИТЕЛЯХ Для разработки расчетных методик по интенсивности теплоотдачи ппи кипении паствооов масел и для выбора расчетных соотношения, с помопьп нотопых полно было Он прогнозировать э^ентивнпа тсппо-(^.'.зпчсскме ссопства пастпопа, .ватю ответить-на вопрос о Наличии .•¡еимоленулярннх связей мегсду компонентами ластвопа.

Г> немногочисленных статьях, иаса^чнхся пппЗлёми поогнозиоопа-иип теплофизических спппств оаствоппв масел п углеводородных оаст-ворителпх, отсутствует петрологическое обоснование проводившихся экспериментов и нет четких указании! на метоп научного обучения результатов измерений.

Результат выполненного наш анализа опытных данных о температурах кипения раствопов масел п углеводородных растворителях

II мИДКОСТЛХ, ПОЛЯГСПИХСИ ОТОПХЛООППОИРВОПНиМН углеводоппдпп, УНЛЗЫ-

ва^т на т", чт* спрцеончесние особенности пег,;юлснуляпногп взаимодействия п этих паствооах не проявляется в значительной степени. ?то означает, что нпличоствениаг, теопия оппедппения спопстп паст-ворог. по известной их концентрации, разработанная для раз-'№ленных паствопоо,- вполне поиголна ляп исслоцпсанил записииостеп пеплу свойствами пассматпнвае.чоп .в работе многономпокпнтклр системы.

С учетом известных правил "щзико-хпмическтл анализа чачи установлено, что насчет температуры ккпония частпоппв масел rfnr.no производить по простому сойтнопениг

рителп, Е - ноэ^ициент, вноаяати?. яопекулппное повмпение

темпеплтури кипения раствроа.

Для определения коэффициента" £ достаточно знать уравнение

разового папновесия чистого растворителя и экспериментальное значение

темпеоатуры кипения раствора при одноя величине концентрации.

п диссертации табулированы 'расчетные соотношения тля тепло-Оизических сзонств растворов масел, опубликованные в различных литературных источниках.

ч олботе показано, что э^ективну;1) теплопроводность пастпооа в «пакостной пленке на поверхности палогенепиоую'деп стеннп мо.чнр • рассчитать, используя результаты технически несложных экспериментов по' теплоотдаче при кипении и математическую модель топлообмэна.

-з-

в иотопоп процессы молекулярной теплопроводности рассматривается последовательно для накдого из компонентов. Модели соответствует расчетная схема теплопереноса, йсхрдп из нотопой длп эо'юитиенол теплопроводности раствора оиидностной прослойке следует соотношение:

* - л Ми.*,

1-Ч7 Д Ми ос*

гдеЛЛ -эффективная теплопроводность, Л* и - теплопровод-растворителя и масла. /3 и /э плотности пастпорителя и масла. М, и (Чм -молекулярная илсса олстпооителя ч масла, оСч н &Сх ' коэффициенты теплоотдачи при нипении чистого растворителя и коэффициент теплоотдачи к маслу, ^ - объемная концентрация растворителя: ' •

У

\

X р. С

Хп.с • массовая концентрация растворителя R пидиостной прослойке.

Расчетные величины Да согласуются с опытными данными с погрешностью - 5%.

2-3.PA3PAROTHÄ ОТ№ЮНЛПУЮЧ<0ЙСТРУИ1|ЮМШ ЭПЕМГЛТОЗ И СИНТЕЗ ВНООПОЭФФЕНТИБНОР! ТР.ХНОЛПГПЧШШ ПОДСИСТЕМ'.-! ЛМСТ11ПЛЯЩ1

Опыт проведения теплотехнических исследораний, связанных с разработкой альтернативных вариантов технопогичесних схем дистилляции промнпленных растворов масел, могла соответственно разрабатывались модифицированные элементы Технологической системы (новые Функционально-конструкционные элементы дистилляторов), поназал, что при наличии математических моделей пояктмчесни важные результаты можно получить расчетным путем, если рассматривать идеализированную схему перегоним бинарного раствора с нелетучим компонентом. Б этом случае расчет материально-энергетичесних балансов, выбор размеров оборудования и расчет некоторых Функциональных характеристик технологи ig'chor системы помет осуществляться для осоелнен-

ннх п пространстве и времени лизмчесних хапаитеппстик, я учитыпать-сп дольни лишь пространственные--изменения о Напогплёнин течения.

Пппьиеа внимание следует уделять степени развитости пояеохно-сти раздела оаз и расчету средней по потону .скорости дзш-.ения растзооа. Последняя определяет,'в конечном счете, Ьоемя пое&ывания пастпопп в зоне повышенных теипемтур. На границе гшкость-пао :ю:;но принять условия термодинамического рйянопзсип, здОинсиропав ппи ?том теипеоатуон tetvnoncocnnmux элементов п конструкции аппа-

fv¡ то •

пои провеиейии проектных расчетов основных единиц пистишши-пнногп оборудовании применялись математические попели i теплообмен mi! нипеиии плствопа масла п больном объеме, теплообмен и'испарение -с пооеохности жидкостной пленки, unimytencn по наклонному :нело'1у, тепло- и мпссоо<!>мен шянос-тноп плонки и попе гплпитации на sjhsumóo поверхности пеотинальни* тоуб; рассмотоенн пппоосн тепло- и чассоо^-мена пом оаспилпоании саствопл папопыгщ лопсуняами и пооизпеяена оценка степени интенсиоинации теплообмена пои ооааенин поверхности нагретой стеннн частицами кидности из Факела оаспила Фопсунки. Лиссептационная пахота прополмлась параллельно с работали по математическому молелипооанию перечисленных пышё -процессов в солтзет-пии с планами llilOKP °l¡Unv¡.

Глп расчета интенсивности теплоотдачи ппи кипении пастпта масла о йолызом пэьемв намм получены .слодутие- si-юаменип

= ^.й сх- То), оСсм= сСт (i;-T)<2ОК ;о£с„=

оС-~ ^ ИзсТГ) >

ос<-2Я°:7 ; ос^ад-я,0'35,.

где:оСсм- иоз^нцпент теплоотдачи, Iw температура теплоотдаче:"! пореохности стснни, - температура ичпенип ojctboda., Соотпетст-иувшап его концентрации в объеме, Q, - поверхностная плотность теплооого потока, .'-'.. '

Анализ процессов- тепломассообмена '.в. стензппях '• лняностник пленнах и каплях п-потопе перегретого водного пара производился путем пеаемия системы уооиненмП сохранения тепла,: массм и импульса, соопмулипопанноп для задачи конденсации 'компонентов из смеси nanos профессором А.Д. Михалевичен.

Лпп оценки интенсификации теплообмена при орокенмн наллпми нагретых стеной за основу принптц патеона-да ра'пт профессора ".п. ■ ' Исаченно. "'.-.-' ' ,

Результатом математического моделирования концентрирования пастпооа о стенающей пленке, находящейся о соеде перегретого водяного пара без дополнительных источников энергообеспечении, является внвод о налой эффективности пленочного испарителя. Такой пывол совпадает с результатами математического моделирования процесса, полученными'в работах профессора Д.А. Лотинова, но противоречит опыту эксплуатации окончательна дистилляторов. По напеку мнении, энергетический обмен нейду перегретым водяным паром и раствором пасла с угпезодородним растгторителен значительно больночем топло-¡:o'i поток, переносимый конвенцией, причем пополнительное энеого-пилеление происходит в результате адсообции молекул води на пемфаз-ног; поверхности.

При математическом моделировании концентпиоопания пастпооа для капли, дпмтепся в спутном потоке перегретого водяного паоа, •конвективный теплообмен обеспечивает ее интенсивнып нагпев и выявить отмеченное для пленок противоречие немлу результатами расчета и практикой п этом случае не представляется возможным.

Нами производились испытания папопых боосунон при их различном размещении п технолохичесннх схемах дистилляции на шести маслоэкс-тракционных заводах Республики Узбекистан.Установлено, что пом распиливании оаствора масла в окончательных дистиплятооах без массо-обяенной насадки не удается получить масло,по сппппканию оастпопи-тсля и воды соответствующее стандарту. ИаибольянП эббект повышения интенсивности отгонки растворителя из пастврпа с маслом' наОПйвается при полаче дисперсного потока на нагоетуя поверхность испарителя. Ппм этом интенсивность теллоотлачи от поверхности испарителя в и яидкостнол пленне, находящейся псд динамическим воздействием капель, в /»-6 раз выше, чем в случае движения невозмупенных пленок.

Результаты анализа и проведенных натурных экспериментов послужили исходной информационной базой для оазработки технологической системы дистилляции для маслоэнстракционного завода с производительностью. до 1200т/сутни семян хлопчатника.

На пис. 1 показана конструкция разработанного нами дистиллятора попонного типа, состоящего из трех вертикальных последовательно размеренных одна на другой обогреваемых секции.конструкция аппарата определяется взаимной связью бункционапьно-нонструнционнмх элементов, принятого оанее уровня леномпозшии.

Раствор подапт с «евхнт сеииию дистиллятора через патру.'юн ?., далее растооп медленно движется овзвх п нольиэвсм зазоое маилу корпусом и ноиухоп f>. При обогреве корпуса на его внутренней повео-хностм происходит пооцесс кипения, Раствор поступает на горизонтальную по.пзгоролку 7 к стекает в пелоби ?.<} через кольцеяме зазопы, пои этом лаоп пастоооителя из яэохнеГ) сенцчи подпит на конденсатоп »проз патрубок 1?.. Частично нонцентривопанннп пастяпо подает. и? пзохнеп сеиции л соеднзд через таоелчатые форсунки 1?. !1испш!пис с тарелок кольцэпма потоки паствопа осаалачт на лооеохипсть гоом-зонтаяьноГ!. перегородки 1П и п^дат п вит пилностнмх лпоном на внешние поверхности труО обогреваемого теплообменника 1\ 15, 1G. Бо.шиоп пап подапт о тпуон теплообменника чеоез патоу^ок 17 и коллектор П. -Паон растворителя из соеднеч секции, отгонтт. на конленсатоп через газоходи, ноллентпр 10 ц патпубок 11. ''? теплообменника оастооо поступает л никнпп часть соедне:! секции,' откуда его эмектируют через папозые ооосунки 1!?. ЧеоегпетмП водясь пзп поаамт во внутоеннеЭсопло'.боосунки чепез патпубок 7.7, 1-анеп распила валовое, лоосунки направлен на нагоотуп поверхность c'ie-n' 23. 11 полость соевы полают водяноп пав. ч сбогпг;ваэиом лК'.пе н>г:неп секции размерен инг.ентор 26, а над пишем предусмотрено размещение бппботеол, Откачку масла из дистиллятора производят через патрубок 3.

!'лстилляцчонная колонка при автономное эксплуатации обеспечивает получение стандартного .пасла ппц подач.? на зх<\п лмст'флят^й pacTtvm ; массовой концентрацией масла 15-25 при оасхопч v. т/ч или 65-70 г; пои расходе 1В т/ч.

.".ля голода,перерабатывавшего семена хлопчатника, пооитодн-тельностьо 12по т/сутни нами разработана технологическая схема дистилляциониоЛ установки (рис. 2), при этом для аппаратурной ^саливации предварительно* дистилляции предлагается использовать иогухотруОние испаоителн -аппараты типа тПА-^ - или один аппарат аналогичной но^струиции с плопадь'о поверхности испарителя 250 !1 против 150 и" у'аналога.

п поедпаоительном дистилляторе предусмотрена подача смеси папов оодь' и оаствопителя из тостеоов в мемтоубное пространство' испарителя, ч дистилляторе колонного типа в ни.чнп» сеншг полают пэрегретип водяноп пар, иоторнп далее в смеси с пасами растворителя подает через газоход 21 (рис.1) и тоуби 2? s коллектор 1n. Taiv.iv, образом осуществляет ренупепаци"! теплотн папов, отгон^еччх н? ш!."!пей секции. Пока панн а я на оис. 2 технологическая схема .пиггчпл"-цмн обеспечивает снижение энеогозатват от внепних источников, салзаниих с использованием водяного пара.

Технологическая схеиа, показанная на рис. 2, включает нонден-ленсатоп орошения (пис. 3), констпуицип которого разработана .нами специально для плоектируемой высокопроизоодительной дистилляцион-ноп устанооки, й одновременно предусмотрено сохранить на последней ступени дистилляции ректимнационнуя колонну, используемую в установку "ЭкстоанционТйхнин".

При переработке до 1200 т/сутии семян хлопчатника на дистилляции поступает до 37 т/час мисиеллы концентрацией 15-1П

При переработка 600-S50 т/сутни семян расход мисиеллн, соответственно, о два раза пеньте и на стадии ппеппармтельноП дистилляции достаточно иметь-испаритель с суммарное плоэддь» поверхности 150-200 мt при этом нет необходимости в использовании пенти-•чжационноп нолонны, рис. 4.

2.4. ТЕХНОЛОГИИ ДИСТИЛЛЯЦИИ РАСПОРОТ (ШУ.Л

3 ПОТОПАХ КОПЬТО ПАССУ При дистилляции мисцелпы в соответствии с технологическими схемами, показанными на оис. 2 и пис. 4,о дистилляционноп установке долг,ты выполняться условия каскадного вакуума:

1. Давление в предварительном дистилляторе - п,1 мпа.

2. "золение в перхнел секции дистиллпииониой колонии - о,07-п,пл fila»

3. Давление в средней и нишея секциях дистилляционноп нолоннм-п,04-г>.05 Mda.

( Рабочее давление о.гактибикаииомноп колонне: в верхней секции-0,04-0,05 МПа, п нтчней секции - п,о?.-п,оз г,па).

Номинальная температура смеси паоов, подаваемых из тостеров ü мемтрубиое пространство предварительного дистиллптооа, оавна Г)5-70ЙС. Температура паствооа на выходе предварительного дистиллятора не монет превышать температуры гревдего теплоносителя, для более глубокого концентрирования паствооа на предварительное ступени дистилляции совместно с сомовыми папами в мегатоубное пространство коиухотрубного испарителя подают перегретый воляноп пар. р рубанки обогрева колонного аппарата, танке как и в тоубы теплообменника средней секции и в полость сберы нипноП секции, полатт насыченнип водяной пап под давлением 0,3 fina, а в паоовые Оорсунки и с мнлентоп-перегретыП оодянор пар поп давлением 0,2 ИПа с температурой не нине 160 °С, П случае необходимости полают перегретый водяной пар. в Оарботер под давлением 0,02-0,04 МПа.

тании образом, на предварительной ступени дистилляции про-гшльтропаннуш иисцеллу перегоняют в параллельно двигсупихсп потоках

mu те; ¡пота ту пах на граница наки.ого потопа не нипе пои этом

п потопах реализуется пенная стоунтуоа, а интенсивность теплообмена V границм потока изменяется в интервале 5WM"Po "т/и Ч. Лпи нон-цзнтоашшх 50-70 г; потони смеяиоаэт, производя поп этой сепарации ::::дкоП Оаон и отгонну лароп паст^поитяля, а затон писцеллу нлгпепаг :гг а восходп'чэи потоке, поддептшая тонпепатупу на границе потона п результате кипения мисцелли по леоиметоу потока поэт-стает .мессояое паоосодеочацие и концентрация писцелли достигает пяличинч 61-76 после чего мнсцеллу педант в гоазитатюннп сто-!in;r;!ie аилностнме пленни, «юнтантиоутию с перегретым водяным паоо.м. Нидкостнме пленки сяеяиваит- и пнпнь подает ппслеяозат<зл!>но ? свободно нисходящие тонкие коаксиальные потони и пидкостные ПЛвНКИ с ^односторонним обОГПвВПМ ППЦ ТЙИП°П?ТУ1е !>5-1п5в'ч/, при

птп.1 другая поверхность каклог: пленни находится в нонтанте

с пзоегоетым водяным паром. После концентрирования лиспе дли в пленках до ?$-?!> "í ммсцеллу из. пленой сиечиоа'от с образованием слоя. Иисцеллу из слоя эгшктпоупт в высокоскоростную стоую пеоогпетого полного папа, часпмлноадпг и осакда-зт в обогпэоаопуг» пленку поп температуре 10о-12п°С на ее поверхности. Процесс пасп'тирпнт мог.ио раиинлическп повторять до получ^нкп масле с остаточным солеп-г.аниом пастпооитэля 0,015-0,03 Л (тсипопптуоа ncnunuü 235M Расход пзпетотого водяного ляпа r процессе ппслилиппшп чнсцеллм не поевдазет 250-300 кг/т масла при температуре. папа 150-200°0.

Основным пггул!|руп"1ин зоеноя с колонном аппарате является •паоозые форсунки, т.н. интенсивность распылительной дистилляции зазисит от расхода подаваемого'в форсунки пара и от его термодинамических параметров.

Пои подаче иасла со слэдами растворителя м с попыченноп платность« п озрхипи секцию ректиоикаииониоГ; колонны проявляется • зф<5ек-. ти адиабатического испарения, происходит удаление влаги, а образу-эдипсд у меяфазноп поверхности, водяной пап дополнительно интенсифицирует пооцесс десорбции растворителя из-масла.

Ллительнып перегрев иасла мопет происходить в кольцепом зазопо оэпхнеп ■ секции и над обогреваемым пни-.зм i-нпноч секции попонного агшрата. Ощшо, следует учесть, чтп ^ кольчезои яазпю 'псхмя-'!иГ; поток миснеллм турбулчзиоуется под позасоствиэм лпоцсссп iii;m-пип, а над дшпом нт:нзп. секции поон'схлдчт цчшн'лпцил дрслт гюп зоздепствиоп паоотн инппктооа..

В' ниг.неп секции нолонного аппарата яоочп поебмвгпип масла не бслео 2 мин, п то эоеня нан в окончательных дистиллятор?;: линии НД-1250 'гзреип теомичоскол обработки масла п слпе лолйс г мин.

Перед разработкой технического проекта дистиллятора нолонного типа нами производились работы по внедрению лнстилллционннх аппаратов , имевдих.Оуннционапыю-конструкционнме элементы, включенные затем в нонструнцип нолонного аппарата. д частности, на Карпинском и Чарджоуснок маслоэнстоанционных заводах внедрены дистилляторы с полачел оаствора в наклонные кепобы и 'Фоомипованием нисходящих потоков раствопа, в пленке пои его дальнейшем ойспыливании с помо:чыл паровых форсунок. Нооме того, на четырех маслоэнстпаниионных заводах ( Лсаки, Наманган, Каоыи, Курган-Тюбе) онадоенм дистилляторы коиухотрубного типа с нисходяче'й пленной, разработанные по ПНИ!Г! для пазмед-зния на второй ступени дистилляции в 3-х ступенчатой технологическое! подсистеме. Рнедпение аппаратов производилось с оформлением протоколов ведомственных испытания и актов их приемки Республиканской комиссией. ...

Таким образом, мбшно считать, что создание дистиллятора колонного типа, показанного на оис. 1, является результатом применения эволюционного принципа синтеза технологической системы дистилляции, направленного на последовательную модификация аппаратурного оформления и ноооемци«) технологических связей исходного варианта технологической системы существующего поонзполства. Методология совер-пенстпования производства означает Последовательное применение декомпозиционного, эвристического или интегрально-гипотетического •принципов синтеза технологической системы, а затем требования технического прогресса неминуемо'ведут н эволюционному принципу. Результаты. диссептационноП работы подтвегшапт этот вывод.

. л.Нстилляиионная установка,'технологическая схема ноторой показана на рис. 4, в 1996 г. введена о эксплуатации на Миллеровском маслоэнстраиционном заводе при переработке; семян подсолнечника. Наряду с пеаейнем основной Исходной практической задачи: повысить производительность технологической линии пои снижении удельных энергозатрат внелних источников, при пуске новой установки' подучено наело более высокого качества,-чем получали оанее по традиционной технологии на экстракционной линий ИЛ-1250.

Масло по- новой технологии дистилляции имеет влажность 0,10,2 % и температуру гепшаки 235-250 С, '

Поназатели начества масла на выходе дистиллятора нолонного

типа;

1. Содержание свободных кшпных нислот (Кислотное число) - 2,52 мг НОМ;

1, пеоёкисное число - 5,4 ммоль

3. Бензидинооое число,, мг % нооич. альдегида - 2,1;

4. Содержание меонисленных триглицеридов, % - 81,6;

5. Содермание негидратируемых ФосФолипилов, % - 0,19;

6. цветность, мг У2 - 21;

7. Суииаоное содержание продуктов онисленип, неоаствооммых в петро-лейнон э^ире, Я - 0,23;

8. Содериание соединений с двуисопоменными С9язвми ( Ил. 232)- 0,047.

ПЫсокая температура вспышки масла, стандартная влажность, хорошие характеристики начества подтверждают высокую эффективность нового технологического процесса дистилляции раствора растительного масла, реализуемого с помощью разработанной., дистилляционной установки, изготовленной из легированной стали и рассчитанной на лере-гонну раствора концентрацией по маслу 15-20« пои производительности до 37 т/ч.

Вистилляционнап колонна момет работать в автономном режиме в производственных цехах маслоэнстранционных заводов при переработке 400-450 т/сутки семян подсолнечника.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана концепция создания высокоэффективной технологически системы дистилляции растворов растительных масел в углеводородных растворителях.

2. В результате анализа опытных данных о температурах кипения растворов масел в углеводородных растворителях установлено, что специфические особенности меммоленулярного взаимодействия в этих растворах не проявляются в значительной степени; получено соотношение для расчета тем[1ературы кипения растворов масел, в основе которого используются известные положения Физической химии для неассоциировакных жидкостей.

3.В диссертации табулированы расчетные соотношения для теплофизи-чесних свойств растворов масел, опублинованные в литературных источниках; получено расчетное соотношение для эффективной теплопроводности раствора в «пакостной пленке на парогенерируиаей поверхности, для практического использования которого необходимо

ипеть данные об интенсивности теплоотдачи пои кипении.

4. В результате анализа результатов натурных экспериментов и накопленного опыта модернизации технологических подсистем дистилляции

на маслоэнстранционных заводах Республики 'Узбекистан определены Функционально-нонструнционные элементы, обеспечивающие высокую интенсивность процессов тепло- и массообмена.

5. Разработаны Технологический и рабочий лроенты высонопооизв'оди-тельноп яистилляционной установки для маслоэнстоакционного производства; установка введена в эксплуатацию на Миллеровсном масло-энстранционном заводе в 199<5 г.

С. Применительно к внедренной технологичесной схеме дистилляции определены рациональные ремимные характеристики технологического процесса.

7. Получены опытные данные о качестве масла на выходе вновь созданного 'дистиллятора колонного типа при пеоепайптне семпн полсолнечника; подтверждена эффективность предложенных о работе новых технических решении,

0. Создание дистиллятора колонного типа является результатом пои--менения эволюционного принципа синтеза технологической системы дистилляции, направленного на последовательную модификацию аппаоа-тупного оформления и коррекцию технологических связей исходного варианта технологической системы существующего производства.

9. Методология совершенствования производства означает последовательное применение декомпозиционного, эвристического или интегрально-гипотетического принципов синтеза технологичесной системы, а затем требования технического прогресса неминуемо ведут к эволюционному принципу. Результаты диссертационной работы Подтверждают этот'вывод

Основные положения диссертации опублинованы в следующих печатных работах: .

1. Залетнев а.о., Ключкин в.п., Умаров С.д. Концепция совеоиенст-вования технологической системы дистилляции Насанского масло-энстпакционного завода и основные результаты ее реализации//

■ масло-киповая промышленность. -1995,- Г* 1-2.

2. Залетнев А.Ф., Ключкин В.П., Умаров С.Л. К определению тепло- : Физических свойств растворов ^ассоциированных ншлкостей (свойства мисцелл растительных масел)// Маспо-иировая промышленность. - Т994.-'') 3-4.

3. Залетнев А.Ф., Ключкии R.R., Умаров С.П. Теплогидоавлическце асленты процесса дистилляции масляных чисцепл и новые нонструн-. ции телломассообмённых аппаратов// Двухоазнып потом вмашинах

и аппаратах: Тез. докл. V111 рсесоюзн. конй.-Л.ЦШТИ. 1990. T.1.

4. Залетнев А.Ф., Нлючнцн 8.П.,. Умаров С.Д. Тепломассообмен в дистилляторе с эрлифтом при отгонке растворителя из масляной . иисцеллы// Тепломассообмен в химико-технологических устройствах. Тепломассообмен,-ММФ-92. Т. 11,-Минеи: АНН "ИТМО им. А.в.Лшюаа" AUG, 1992, .

5. Залетнев Л.Ф., Ндючнин В.в., жарно ВЖ, умаров С.Л» Гкшшение. эл^ентивности теплообмена в дистилляторах маслоэнстранционного . производства// Телломассоо6мен-()МФ-9б, т. 11.-Минск: ЛИН "UTM0 им. A.n. лынова" ЛН5. 19Р6.

6. Залетнев А.Ф., Нлючнин В.В., Умаоов С.Л. ИнтенсиАинация теплообмена и регулирующие звенья в технологической системе дистилляции мисцеллм растительного масла//Масло-шоовая промышленность.-1994.-fo 5-6,

7. Денченно П.П., Умаров С..Д, Ялияние влагосодер/чания и температуры на теплойизичесние характеристики хлопковых семян// научно-прайтические аспекты комплексного использования хлопчатнина как сырья для пищевой промышленности.-Ташкент: СредАзНИПНЙпииепром, 1990.' '

я. Демченко П.П., Умаров С,Л. Сепарация твердых частиц мисиеллы в гидроцинлонах// Научно-ппантические аспекты комплексного использования хлоРчатнина иан сырья для т.пёвоа промышленности.г Ташкент'. СредАзНИЖИпщепром. 1990.

9. Лемченко fí.П., Умаров G.n. Осамение частиц твердой фазы мисцел-nbí в отстойнике// Научно-практичесние аспекты комплексного использования хлопчатнина нан сырья для пищевой промышленности.-Ташкент: СредАЗНИПНИпищепром. 1990.

10. A.C. 1816461 СССР, МНИ В 01Д 3/00. Дистилляционная колонна/ А.Ф,, Залетнев, с.Д. умаров, в.В. Нл'ючкин м др. (СССР)-4938Ш/. 26; Заявлено 24.05.91. ОпубД, 23.05.93. Бюл. «* 19.

Ъп ßHLUuj/s, з Of- 7^ /00: ¿tff íih

Рис 1Трехсекцион -ныи~ аппарат колонного типа дляди-сгилляцки мисце^МГ

Рис. Ко*Щ9Всгж>р орошвтшя

pee»

. Технологическая схем мспиимшм ait* маю. знстсакшкимш зваодоа с пммзвештгльнаспя 750 т/супш с«кян паасояхечиим