автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПАТОЧНЫХ СИРОПОВ С РАЦИОНАЛЬНЫМ ТЕПЛОИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

~ I ИМсФ*

I_I А К

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

—^ ^/ЙГ" ' Яа «/"в"* Рукописи

♦ *

.■'■'* ■ Для служебного пользования.

. Экз. № -р р гч 0 *

ХАНУХОВ Исай Рахамимович

* '* УДК: 664.162.038.048(043.3)

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПАТОЧНЫХ СИРОПОВ С РАЦИОНАЛЬНЫМ ТЕПЛОИСПОЛЬЗОВАННЕМ

Специальность 05.18.05 — Технология сахара и сахаристых веществ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА —1984 г.

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте пищевой промышленности.

I

, Научный руководитель — доктор технических наук, профессор ТРЕГУБОВ Н. Н;

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЛЫСЯНСКИП В. М., кандидат технических наук, старшш! научный сотрудник ЛУКИН Н. Д. ■

Ведущая организация — Роек р а хм алп а ток а МПП РСФСР.

- г т

Защита состоится . /^—*—-1984 г. в-¿^— часов на

заседании специализированного Совета Д,063.51.02 в Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте пищевой промышленности.

С днссертациеЛ можно ознакомиться в библиотеке МТИПП по адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамское шоссе, П. * I

Автореферат'разослан _ —*—- 1984 г.

Ученый секретарь

специализированного Совета, __

к.т.н.. Доцент 6. И. ТУЖИЛ «ИН

ОЕЩАД ХАРА1СШгаСП1КА РАБОТЫ

Актуальность работы, Одним из ключевых направлений интенсификации пищевой промышленности, витекашям из решений съезда КПСС и последующих Пленумов ЦК КПСС, является рациональное использование сырья и топливаг снижение их расхода на единицу готовой продукции при значительном улучшении качества выпускаемой продукции.

Перед крахмало-паточноЙ промншенностыо стоит задача совершенствования цаточно-глюкозкога производства на основе внедрения высокоэффективных технологических процессов, улучшения использования производственных мощностей и внедрения научно обоснованных технологических разработок, создающих йлагоприятнне предпосылки для освоения тепловых охем, обеспечиващах економкчный минималь-нн2 расход материальных и теплоэнергетических ресурсов со стабильным получение« внсококачеа твенвоЦ патоки и глюкозы,

В свази о втим важное значение придается совершенствованию работы ышарной станция шточно-глгакоэного производства путем интенсификации процесса выпаривания за счет возможного повышения температурного режима, что позволяет резко улучшить теплотехнические показатели соответствущнм отбором и использованием паров разша потенциалов, достижением оптималшых кондентрацдй сиропов и уменьшения нарастания их окрасив на выпарной станции, улучшения использования конденсатов.

Однако, только при наличии данных о кинетике процесса обра-йования красящих веществ гтожно сократить вреш выпаривания, увеличить температуру кипения сиропов и при в том установить рациональный тепловой реянм на ьноарноЙ стаящн.

Рель работы. В работе

иыенн К.А. Тимирязева ЦНБ имени Н,И. Железнова Фонд научный литературы

разработке новой технологической схеш дяя высокотемпературного концентрировали патощао: сиропов ври рациональной теплоисполь-эовашти л обеспечении получения готовой продукции высокого качества ,

Для этого необходима бшго изучить краснеете вещества даточ-но-глшозного производство, характеристики п условия их образования для возможного управления процессом и предупреждении окрашивания иаточшос сиропов.

По термоус тойъшо с га паточно-глзкоззшх сбросов надо было разработать и осуществить рад мероприятий, связашшх с раздо-нальным теплопотрсблеш:еи: изучение адсорбцкошпзс процессов, жграпзшс суцестветгую роль в стечении окраска продуктов; п с следование возможностп пргаленеизя ингкбпруидах добавок лрн высокотемпературном регзпяе вшюривагси; определение хншческого состава- и свойств конденсатов вторичных паров паточного производства для выявления соответствия их питательной воде паровых котков среднего давления.

нопг:зна. Исследованы юшегкка образования красящих веществ паточно-глюгсозного производства в процессе высокотемпературного кспцентрсровашш, сорбцяонныа. процессы в влияние ингибиторов, Разработан усовершенствованный метод выбора оптимальной длины волны монохроматического излучения для определения цветности паточно-глтозных сиропов н белизны глюкозы. Разработана и испытана однотрубная циркуляционная лабораторная вшорвая установка дня определенна терыоус гойчявостн паточных сиропов в про- . цзесе их уваривания. Установлена рациональная концентрация паточного сиропа после выпарной установки при высокотемпературном режиме его сгущении.. Определены основные тетки^изические характеристики паточного сиропа, ,

- б -

С. помощыа современных методов исследования получены даяние о химическом составе и свойствах чистых и соковых конденсатов паточного производства. Составлена математическая модель процесса высокотемпературного концентрирования паточных сиропов* На основании проведенных исследований разработана тепловая схема высокотемпературного концентрирования паточных стропов с рациональным использованием ооковше паров и конденсатов, что является предметом авторской заявки (приоритетная справка от 4 сентября 1984 Г,, а 3786990/26).

Дрвдтатаакая ценность работы. Предложены устройство, принципиальная тепловая схема и режима работы интенсифицированного вионошчвого процесса концентрирования паточных сиропов, прошедшие опызно-цршвшшнную проверку» Новая тепловая схема внедрена на паточном заводе Бесланского ордена Трудового Красного &аиеав шокового комбината (БЫК), Овидаешгй годовой экономический вф-фехт доя паточного завода производительностью 300 тонн наши в сутки составляет XII од.руйлей»

Исследован химический состав конденоатов вторичных паров ваточного производства и подтверждена возшянооть чяотоконден-оахного релша питания паровых котлов среднего давления» акоп-луагаруемых на крупных крахмало-паточных комбинатах*

Предложена ивтолика расчета основных параметров выпарной станщт дяя условий высокотемпературного концентрирования паточных сиропов. Предложена ноьюграша для инженерных расчетов выпаркой станции»

Установлена зависимость оптической плотности уваренного паточного сиропа от основных физико-химических факторов* Определены состав и одгимааьныа количества шгЮируших добавок*

¡УГА^Ш АТ^ТЧ Основные полшнши» налохвшше в дассер-

тшцш, доложены и айсуздеки на Всесоюзной научной конберашсш УТКИ и на ЕС Всесоюзном сш.шозяумо "йюшмяшмия крахмала я крахмалопродукгов" з ISQ4 году. По теме диссертащк имеются шесть публикаций.

Структур it объем работы« Дяссертоцая состоит из введения» 6 глав, выводов и рекомендаций промышленности, списка ксг.ольэо-вакной литературы п приложение. Работа пзлокенз на 162 страницах машноппеного текста, содержит 38 рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает Х66 нашенований, в том числе 40 ишь странных авторов. 1С диссертации приложены копии акта промышленник испугаюй, расчет экономической эффективности и материал математической обработки экснершенталыпес дашшх на S3.I.

СОДЕШНИЕ РАБОТЫ

Во- »ведении дается краткая характеристика возможностей нн-тетлфккацдя производства патоки с учетом повшепдя температуры увардваквя zjiñ улучше1Д1Я использования теплоэнергки и odocnoDa-ва актуальность аибранной темп.

В первой главе приведен обзор литературы по терыоустойчк-вости кражиальтас тадралз£затов, влиянии сорбции и сульфитации на интенсивность окраска паточно-глвкоэннх сиропов, характеристики крася^юс веществ саточно-глвкозкого производства» дан критический анализ теаловых схем по концентрированию паточных сиропов.

Увеличение поверхности нагрева выпарных станций для интенсификации процесса уваривания приводят соответственно к увеличению продолжительноети пребывания сиропов в корпусах выпарки,т.е. к увеличению времени температурного воздействии на сиропы. При

h

однократном обесцвечивании гадких паточных сиропов и отсутствии обесцвечивания густых сиропов рекомендуемую концентрацию густых сиропов с выпарной установки СБ = 55-57;« ш не считаем обоснованной с технологической it теплотехнической точки зрения.

Изучение закономерностей реакций разложения моносахаридов, характеристики и условий образования красящих веществ при выпаривании Дает возможность уменьшения нарастания окрапенноста на-' точных сиропов дня повышения качества выпускаемой продукции»

Углевода ваточных сиропов при нагревания претерпевают слоя-вне химические изменения, Однако, если механизм превращения глюкозы-и образовании красящих веществ глшознсго производства достаточно изучен, то этого нельзя оказать о красящих веществах паточных сиропов.

Проблема тврмоустойчквости паточно-глшозных сиропов 8 настоящей работе имеет ваклое значение в связи о предполагаемой . интенсификацией технологического процесса выпаривания продуктов при более высоких тешепатурах,

В Советском Союзе вопросы высокотемпературного концентрирования паточных сирояов о учетом влияния окрашенности продуктов не изучалась, а шзгащеся в зарубежной литературе сведения boost чиото шфоршвдогшыа характер*

Разработки свеклосахарной отрасли по высокотемпературному выпариванию ооков неприемлема для условна получения патоки и глюкозы иэ-за меньшей теплоустойчивости последних.

□о результатам обзора отечественной я зарубежной литературы сформулирована цель и задачи исследования.

Во второй главе дала характеристика состава и свойств красящих веществ с целы разработки аффективных методов предупреждения их образования при высокотемпературной процессе.

- s -

Jiïti вшэдеизя состава и сволоте красящих веществ были при-иенеш созренешше г.етоды йракционироаашк и получения красящих аецестп в тлстстд ладе.

Оценку результатов ^акцпошфования проводплк спектрофото-метр1*ровй!Л1ем ira (»-"Скскорд" в ультрафиолетовой и вютаюй области спектра, оггредолгет содертаете сухих веществ каждой (фракции на iciTep>3epoî,гетре ¿ПГ-2.

Для анасгаа стдслышх груш красящих веществ использовались модель:ага раствори пато:ш и глвкозн, а таксе контрольные пробы висок оте(лпс?атурного копцентрг^ювания паточных cifponon иа лабораторной установке л заводской ышарке.

При circKTpoiJoToixTpiipoiiaici:! отдельных групп красящих веществ паточно-гдшозиих сгродаз в вадагой области спектра отмечено» что их aûcopâiçtoKHttô кривзю не различается иегду coColi и только в ^-области спектра имеется еоз^дность определить характерное для кагдой группы красяЕрк веществ селективное свето-поглощст:о.

Проведя выделеш:е красящих веществ с применением ыолселекта Д5Ай-(срепгеосновиого шшоляга), по динамике развития спектральных кривых последовательно анализируемых фракций установлено, что ссгсле выделения глшоаы обнаружен выход продуктов первичной ее деииоротаоиа в оксиштилфурфурола, поглощающих свет в У5-об-ласти спектра и с максимумами значений при 225 им л 283 нм.

Показано, что часть красящкх веществ крахмальных гидроли-затов по свою.!' свойствам сходна с красящими веществами продуктов карамели залай глвкози те«, что они не сорбируются аниоиитом.

Для идентификации исследуешх красящих веществ продуктов внеокотемпературного способа концентрирования паточных сиропов применены современные метода анализа: гельфальтрация, электро-

форез, УЭ-спектроскопия, газовая хроматохро^зя.

Исследуя сравнительную сорбщзэ красяох вецеств таточяид сиропов на углях разных марок, установлено, что наклучЕой сорб-цяей обладают продукты мелапоидаповой реакцш по сравнению с красящими вецестваш реакции карамелизсшп и кислотно-терьхчес-кого разложения паточных сиропов.

В третьей главе приведена разработанная .методика шбора оптимальной длины волны монохроматического излучения дня определения цветности паточно-глюкознюс сиропов.

В настоящее время не существует научно обоснованной методики инструментальной оценки определения цветности паточных стропов. Применяемая органолепткческая оценка цветности сравнением патокц о' типовыми образцами-эталонами, приготовленными растворением органической краски (ыетаяиловая желтая А,Т.250), приводит к существенным оыибкш. Цаетность же растворов глжозы определяет в единицах оптической плотности при двух разных длинах вс^л без научной обоснованности их выбора* Поэтому в данной работе точная, научно обоснованная инструментальная оценка оптической плотности получаемых сиропов имеет важное значение.

Наш научно обоснована методика выбора оптимальной длины волны монохроматического излучения, учитывающая оптические характеристики исследуемого продукта и цветовое" восприятие наблюдателя.

Для выбора оптимальной длины волны монохроматического излучения в опенки цветности паточных сиропов спектральные коэффициенты пропускания в зависимости от длины волны в видимой области спектра изучались на спектрофотометре "СпекорД".

Расчет оптимальной дшнн волны проводился по интегральным , коэффициентам пропускания Ту» Тг, координатам цвета X» У, I

и по ¡килограмме перехода от трехцветных координат к цветовому тону, характеризуйте;* цветность образца и чистоту цвета. Основные расчетные формулы следущие:

-г Л „ А

, ... --^л» , „—;— •

| л(9й)1с аХ ¿Л х{т-£)1с лк

где Я у £ - удельные коордзнаты цветовых характеристик среднего наблюдателя в системе X, 7,2;

1е - спектральная интенсивность иалучеипя при источнике дюнного света "С";

7* - спектральный Еоэ&Тяаиеит пропускания.

Проведенная наш математическая обработка полученпнх данных показала, что оптимальной длиной волны для определения цветности патощшх скропоа является Л » 474 им.

Четвертая глава посвящена исследованию теплоустойчивости паточно-глюкозиых1сиропов в процессе их уваривания.

Следует отметить, что вопрос о термоустойчивоети продуктов трактуется исследователями только с точки зрения процесса разложения и образования окрапеиных соединений. Однако, белее ваяннм является изучение оптимальных условий и факторов, вяияадих на термоустойчивость.

Для определенен термоустойчивости исследуемых продуктов наци разработана установи, представляющая собой модель однотрубной циркуляционной шпарки, на которой осуществляется очень б ист-

рое нагревание паточио-глшоэгых опросов до заданной температуры.

Для подавления интенсивного образ оиаип :;расяг^с азпюств при высокотемпературной концентрировании паточных сиропов исследовался метод обесцвечивания о помощью различных восстановителей-ингибиторов, Исследована такзе оф&ектнниость процесса адсорбции для высокотемпературного режима концентрирования. Изучено влияние процесса адсорбции па различных стядаях технологаче сухого процесса на термоустойчивость паточных агроаов.

Установлено, что самой высокой термоустойчивомш обладая» продукты, подвергнутые глубокой сорбщюнной очистке. 3 качестве адсорбента хорошие результаты показали порошкообразные угли марок ОУ-Б ("кислый"), Шен-Вяроя (Швейцария) и КАД,

Исследование термоустойчивости крахмал ьшг педродязатов производилось на основе определения оптической плотности в зависимости от таких основных влияющих факторов, как температура кипения (t ,°С>, продолЕИтелъность выпаривания (Т ,шн), изменение концентрации сиропов , количество добавляемого ингибитора

При этом была использована методика рационального планирования эксперимента, позволяющая построить иатеыагическую модель процессе и выявить влияние каждого фактора на интенсивность образования красящих веществ, значительно сократив число опытов,

■ Проведенная математическая обработка аксЛвриментедшых дай*

них показала, что зависимость оптической плотности от влияющих факторов описывается следующим уравнением!

'(292,5-Xх -//,55* +0,36)

Как видно из уравнения (X), цветность сиропов вроаорцао-

нал ига тё^еретуре и продолжительности процесса. В свою очередь, продолжительность процесса выпаривали сироаа снижается с увеличение;: те^ературк кипения. Нзкеяеию концентрации продукта (дВ,£) в завны:шсги от температуры (¿,°С) я продолжительности

процесса випакэяши; (Т ,гяш) о^ооделено следующим соотнозением:

, (5М ~ (0-*• -с

дБ- ЗХ{-е «)

Исходя кз уравнежа; (I) за (2), била построена коглогрияла (рис.1), позволяющая определить оптсегальную теглературу, при которой происходит наяыепкже нарасто1п:е оптической плотности, а такг.е определяется продолжительность процесса вшаривання в зависимости от количества уваренного сиропа на выпаркой установке.

Исследуя 1фоцссс концентрирования натоишх сиропов в випар-яо*1 установке н вакууи-аппарате от начальной концентрации сиро-нов до готово!; па тою: с аршененксы получение уравнений £1) и (2) на ЕВМ ОДРА-ХЕСИ б та: определены следующие оптимальные значения влияниях факторов: температура кипения ссропа - 115-117°С, концентрация сиропа после вкпарноЦ установки - 60-62^ СВ. количество дооавляе!л>го ннгибдтора (гидросульфита; к массе сиропа -0,023. При зтом продоллитсльность процесса концентрирования не долааа превшать 21 шшуту, а оптическая плотность 0,55.

более полного представления процесса високотешератур-ного> концентрирования ваточшк сиропов были определены их тепло- • физические характеристики щри различных концентрациях продукта в диапазоне температур от 40°С до Х20°С.

Лоэ^фациенто температуропроводности и теплоемкости-паточных сиропов определяли методом регулярного режима первого рода на экспериментальной установке с использованием ахадоршетра и вдк-роакалорнме тра.

На основания исследований иолучекы зависимости коэ^физтн-та температуропроводности С и удельной теплоемкости С паточных сиропов от температуры при различных концентрациях (рею.2),

Математическая обработка результатов исследования вышита зависимости: для коэффициента температуропроводности паточиьас сиропов а а (О.ОСК^В+ОЛЗ)^0'85.!^ СМ2/с); для удельной теплоемкости С = 4,2-е"0,024,3 (кДе'/кг'К) .

Анализ результатов исследования доказал, что при увеличении температуры кипения паточных сиропов коэффициент температуропроводности возрастает, что приводит к более быстроту прогреву запариваемого сироаа. Удельная теодоэдакость уменьшается с увеличением концентрации паточных сиропов а практически не зависит от пошиения температуры кипения. Увеличение температуры выпаривания паточного сиропа существенно не влияет на тедлопотребле-ше. Поэтому высокотемпературное концентрирование паточшас сиропов приводит к штенсификации процесса (увеличение коэйесшерта температуропроводности и коэффициента теплоотдачи в кипящему раствору о повышением температура и давления в зоне кипения, и, к сниненшэ расхода теплоэнергии, связанному о« уменьшением удельной теплоты парообразования,

В пятой главе освещена работа по исследованию химического состава и свойств конденсатов паточно-глюкозного производстве, С шли> разработки рациональной тепловоз схемы ваточного завода в условиях высокотемпературного родима концентрирования сиропов необходимо было провести комплексное исследование химического состава я свойств конденсатов соковых паров вшарной установки паточного производства.

Ваш было определено содераанне железа (в пересчете ка Уе3*), меда (в пересчете на Си2*), нитратов (в пересчете на

нор. хлоридов (а псрссчетс на С1~), аммиака, кальциевых, маг-ипевых и иагриез^х солсл а виде ионоз Са2+, На+ и коли-

чество сахароз л конденсатах содоисс паров выпарной установки паточного завода К.К.

¡'з-за отсутствия в крахмало-паточиой отрасли до настоящего временя падсяних сепорлрукглх устройств соковый конденсат зшюр-(шх стс^щй не используется для питания паровых котлов, как это имеет место л свеклосахарной отрасли, ввиду значительного содержания з конденсатах сахароз.

Внодрсгпю цяиоиж сепараторов ЙП-Ша на выпарных установках крал лало-па точного производства позволило снизить содержание Сахаров в соаошх ковдоисатах до требуемых норм и открыло возможность кспользовашэт всего количества конденсатов с выпарных установок.

По этему целесообразишь было проведение комплексного иссле-довшлл химического состава сокового конденсата паточного завода.

Химический анализ состава конденсатов проводили по методике, разработанной ВШЕХПом с некоторой изменениями, дополнениями согласно методов института ВСШШЕО. Определение малых количеств сохаров в конденсатах имело больное зпачешо для контроля чистоты сокового конденсата и определения потерь продукта со вторичным паром. Для о того наш использовался метод Л.Д.Боб-ровника и Я.и.Литаака, в основу которого полссеиа реакция Полита,

Для более точного анализа копденсатой и проверки результатов химических исследований соковый и чистый конденсаты паточного производства проверяла на содержание всех присутствующих микро элементов с использованием атешо-абсорбцнонной спектрофо-тометрии на ААСг^Сатурн"* Результаты исследований приведены в таблипр I.

Таблица I

Химический состав чистого и сокового . конденсатов выпарной станции ваточного завода

I Исследуемые вещества Fe3+ С«2* Са2+ % На+ Zn2+ Со2+ •ж

2 Нетсда анализа Атомно-абсорбцнонный спектрофотометр Реак-т;ш ЛОС-j¡ona

ЗЕд, измерения £Е£ л гаг л мг л мг л ЦКГ л ptr л 1Д1Г л ■ f «1С? л жг л иг л

4 Чистый конденсат 29 4,3 2,0 - - 0,4 2.0 5,9 2,3 -

5 Сессовы;! конденсат 21,4 2,2 - - 3,0 следи следы 3,4 слсдц 0,IS

6 Но норме ШЙ1Ш 50,0 10,0

I СГ" HOf Обцач кестгсость а^чснис Содержание сахара

2 Ь1еркур:тет-рически СулкХонит. к-та И еС~ -на&тлламнн Трилон-Б •С-НаТгеол

3 мг/л ют/л ккг-экв/л

4 - _ 0.1 6.95

5 2,0 _ 4.90

6 - 20 5,0 8,5 - *

Проведенные нами исследования химического состава чистого и сокового конденсатов паточного производства показали возможность их совместного применения для питания паровых котлов среднего давления, а также позволили разработать рациональную тепловую схему выаарной установки паточного производства о максимальным использованием тепла самоиспарения конденсатов и термокош-реосией сокового пара.

В иестой главе дана математическая модель выпарной установки паточного завода.

3 всюду математического оппоаняя процесса в выпарной установке положены уравнения материального а теплозого баланса корпусов, уравнения теплопередачи и пароотбора, уравнения, описн-санхгре качество получаемого продукта на выпарной станцяя, а также обобщенный мсоношческЕЕ критерий оптимальности.

Ло настоящего времени задача конструктивной и регишой оп-тяшзаши выпарной установка крахмален-паточного производства, как едакого ооьекта.не решалась.

Проведенный качественный анализ показан, что основными эконошчеехдш показателями работы вщгарной установки являются! расход грешего пара, нарастание цветности ^еярояов в корпусах выпарной установка г капитальные затраты на основное оборудова- ' ние. Ышпплазаадя каздого иэ этих показателей способствует увеличению прибыли завода. Однако, одновременная минимизация этих ^ показателей невозможна. Поаталу при конструктивной и резонной' огтшизации выпарной установки необходимо было найти такое соотношение параметров, при котором суммарная стоимость расхода грещего пара и снижение стоимости патоки за счет изменения ее цаеткостк будет минимальной. ,

Из структуры тепловой схеш выпарной установки (рис.3) видно, что к основным параметрам ее работа относятся температурный ракш, количество выпаренной воды в корпусах, расход и концентрация енропа после выпарной установки, которые находятся в тео-иой взаимосвязи.

Составлена* матема тиче екая модель выяарноЭ установки в учетш принятие дополнительных условий представляет собой солку», заиккутув совместную састецу уравнений.

Для решения на ЗШ системы уравнений, образуйся* ^тематическую модель выпарной устанозкд, и составления алгоритма расчета был выбран блочный пр:шгсгп комбинированного метода проел я итераций и оддой сз его ^оддОщгацй: - метод Бс1&еля. Оптпмаль-яые показателя работы выпарной установка тивсдсны в табл.2.

Экспериментальная оценка точности [¿атеиатпческо;! гюдслз выпарной установки проводилась на примере тепловой схсг.а вцпзр-ноё станции паточного завода ЕХС.

По проекту ка паточном заводе установлена 3-х корпусная шпарная установка (Г^ = = 2СО н2; Р3 = 25С м2) с пароотбором, Расчет этой установка с использованием получешюй математической модели при высокотемпературное регххе показал невозможность получения на ней сиропа с оптической плотностью О < 0,55. Проверка работы вшариой установки в заводив условиях при запроектированном и повышенном температурных режимах подтвердили невозможность получегая ка ней продукта высшего качества.

В связи с этим на основании проведенного исследования била дредлокена тепловая схема выпарной установки с двумя корпусами при работе с повышенным температурным режимом. Предложенная тея-ловая схема внедрена на паточном заводе ПК. Оценка точности математической модели проводилась путем сравнения расхода острого-пара и температуры вторичного пара в корпусах, рассчитанных на ЭВМ "0ДРЛ-1204" с помощью математической модели и фактическими данными, полученными при испытании. Среднее отклонение (по иода-ли) значений относительного расхождения сравниваемых величин за время испытания составило: для расхода острого' пара 4,83, для температура вторичного пара 22.

Таблица 2

Основные показатели работы выпарной установки паточного производства

Д'5 Наименование показателей Ев. Термо- Корпуса

пд изменения комп-рзссор I I П 1 Ш

I. Давление острого пара Ша 0,6 _ —

2. Температура острого пара 168 - — —

3. Тешература греющего пара % 128 116 100

4. Температура вторичного _ пара "С - Н6 10Г 81

5. Тевдература конденсата °0 - 126 113 98

6. Расход исходного сиропа кг/о г . —

7. Расход острого пара кг/о 1,9 о* **

в. Коэффициент инхекши 0,15 ' - - -

9. Количество испаренной влаги кг/о 2,1 0.6' * 1 0.7

10. Количество отбирав» мого экстра-оара кг/о ОД 2,0 0,1 0,7

II. Продолжительность концентрирования мин _ 5 в 7

12. Концентрация густого сиропа, сухих веществ % _ 46 54 62

13, Оптическая ндотность сиропа 0,162 0,168 0,147

14. Поверхность нагрева а2 _ 300 150 150

15. Диаметр кипятильной трубш и 0,038 0,038 0,038

10. Ддтта кипятильной трубки II г 2 2

17 , Оптимальней уровень сиропа м - 0,8 1.3 1.6 .

ВЫВОДЫ

1. Изучена кинетика образования красящих веществ паточно--глшкозного. производства, характеристика и условия.: их образования в процессе высокотемпературного концентрирования. Показано, что часть красящих веществ крахмальных гидролпзатов по своим свойствам сходна с красящими веществам:! продуктов терморазложения глшозц тем, что они не сорбируются анионитсо.

2. Исследована сравнительная сорбция красящих веществ паточных сиропов на углях разных марок. Установлено, что наилуч-сее значение сорбции наблюдается у продуктов ыеланоидкновой реакция по сравнении с красящими веществами реакции карсмелизацпп и кислотно-термического разложения паточных сиропов.

3. Разработана методика выбора оптимальной длили волны монохроматического излучения для инструшнталБнсЙ оценки цветности паточно-глюкозных сиропов. Рассчитана оптимальная длина волны для определения цветности паточних сиропов, равная 474 нм.

4» Исследована термоусто?!чиъость паточных сиропов. Установлены оптимальные значения технологического решала высокотемпературного концентрирования паточных сиропов: температура кипения П5-117°С; концентрация густого сиропа 60-62? СБ; прсдаикитсль-ность процесса 21 шш; оптическая плотность сиропов 0,55*

5. Проведено исследование влияния суларитирующи добавок на эффект ингибирования нарастания цветности термообрабатшзае-ыых сиропов паточного производства. Установлено, что оптимальное количество ингибитора -гидросульфита натрия при высокотемпературном концентрировал ти паточных сиропов составляет 0,02£ к массе исходного сиропа.

6. Изучена теплофизические характеристики паточных сиропов, показывающие обо сноваиность реготма високотемпературиогч) концепт-

рярования в рационального тешюисяольэования для этого процеооа.

7. Проведено комплексное исследование химического состава и свойс*в конденсатов выпарной установки паточного завода на атомно-абсорбцнонном спектрофотометре. Показана возмопность применения чистого и сокового конденсатов высокотемпературного способа концентрирования сиропов паточного завода дан питания паровых котлов среднего давления, что способствует значительной еко-номии топлива,

в. Составлена математическая модель выпарной установки паточного завода, представляющая собой полную, замкнутую совместную систему уравнений теплового и материального балансов, уравнений теплопередачи, уравнений пароотборов о корпусов и уравнений, характеризующих качество получаемых пустых сиропов, Проведенная экспериментальная проверка математической модели на выпарной установке паточного завода В® показала хорошую сходимость фактических и расчетных данных. ч

Разработана рациональная тепловая схема выпарной установки паточного завода в условиях высокотемпературного режима концентрирования. По этой схема испытана и внедрена двухкорпуо-ная выпарка на паточной заводе ЕЖ. Онидаемый годовой экономический аффект от внедрения зтой охеш для паточного завода прсъ-иэводател ыюстыо 300 т/оут. составляет XII тыс.руб.

0,20

0,10

0, Об

0,15

НО 115 120

Рис.1 Номограмма для определения продолжительноетп Процесса концентрирования паточных сиропов в зависимости от температуры и количества выпариваемого сиропа, а также оптической плотности при применении ингибитора - гидросульфита натри в количестве 0,023

50 60 70 80 90 100 IIQ¿,°C

0 20 40 60 CB, %

Ркз. ¿ Tenаофаэи^ескиа характеристика паточных сиропов

¡5

3

Тепловая схеиа вываркой установки паточного завода X - паровоз коллектор; 2,3 - тершкошрессо'ры; 4,6,3,10,11, 13,15,18 - регулирующие клапана; 5,8,9 - выпарные аппарата; 12 - сйорюск конденсата; 14,16,21 - паровые эгскторы; 17 -насос дм. перекачка конденсата; 19 - испаряте^ь ковдевсата; 20 -I апцарат контроля качества конденсата

Диссертант вирохаот накренит благодарность аа постоянную я вс в стороннюю помощь в работа доценту кафедры "Процаооы в аппараты" ШИШ в.т.н. Лазареву В.Д, к старшему научному оотрудвику, к.т.н. Ковалёнку В.А. .

Основное содержание диооертащш опубликовано в следующих работах»

1. Гулюк Н,Г., Трегубов H.H., Хонухов K.P. Исследование фракций красящих веществ гидрола, - В кн. t Крахыало-пагочная промышленность, - М. i ЦНИИТЕШищепром, 1983, вып.в, c.IO-II,

2. Оптимальная длина волны для определения цветности продуктов глюкозното производства Данухоз И.Р., Лазарев В.Д., Ctí-роедов В,И., Трегубов H.H., Коваленок tí,А. - Сахарная промыи-ленность, 1964, К 4, с.55-56.

3. Оптическая плотность паточных сиропов как фактор оптимизации процесса выпаривания Данухов И,Р., Лазарев В.Д., Трегуб бов H.H., Сыроедов В. 5!., Коваленок В.Л, - В кн.: Тезисы докладов1 Всесошной научной конференции "Пути совершенствования технолог-гических процессов и оборудования для производства, хранения и транспортировки продуктов питания", ДСП, Ы., 1984, с.85.

4. Исследование работы выпарной установки /TpeÖeiroK С.У., Трегубов H.H., Лазарев В.Д., Ханухов И.Р. - В кн. t Тезисы докладов Всесошной научной конференции "Пути совершенствования технологических процессов и оборудования для производства .хранения и транспортировки продуктов питания". ДСП. Шсква, 1984, с.236.

- 5. Высокотемпературное выпаривание паточных сиропов ó применением сульфитации Двнухов И.Р., Лазарев В.Д., Трегубое H.H., . Сыроедов В, И,', Коваленок В.А. - Сахарная промышленность, 1984, X 6, 0.65-68.

6, Теплофизические характеристики паточных сиропов /Хану-хов И.Р., Коваленок В.А., Лазарев В.Д., Трегубов H.H. - В кн.: | Тезисы докладов на XX Всесоюзном научном симпозиуме "Физико-хи-мия крахмала в крахмалоцродуктов". 1!., 1984, с.12-10.

"Tînt ibHCUlTjU t,lL\.H^O,ZCL

[fee ilï ¿do,