автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Совершенствование процесса экстрагирования сахара путем электрообработки свекловичной стружки

h tí Ой

КИЕВСКИЙ ТЕХНОШГИ'ШСКИа ИНСТИТУТ ГОЩЕВОЯ ПРСЬШДЕНИООТИ

lia правах рукописи

Долинокая tema Николаевна

СОВЕРВЕНСТВ0МГО1Е ПРОВДССА ЭКОТРАГИРОВАНШ САХАРА ПУТЕМ ЭЛЕКТРООБРАБОТНИ СВЕКЛОВИЧНОЙ СТРУЖКИ.

Специальность 06.18.12 -процессы, машины и агрегаты пищэвой промышленности 1

А В. ТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Киев - 1993

Работа выполнена в Киевской технологическом институте подзвой промышленности

Научные. руководители:

доктор технических наук, профессор, академик АИН Украины И. С. Гуяъй доктор технических наук, профессор М. П Купчик Официальные оппоненты:,

доктор технических наук, академик АИН Украины Н. С. Карпович кандидат технических наук Е А. Кузенков Ведущая организация: Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов перерабатывающей промышленности.

Укрпищепрома. «

Защита состоится" $ " и юн Л1893 года в часов на заседании специализированного Совета Д 063.17.04 Киевского технологического института пищевой промышленности по адресу: 252017, Киев-17, ул. Владимирская, 68. корпус А, ауд. 311.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Киевского технологического института пищевой промышленности.

Автореферат разослан " & " сысиЛ 1893 года.

Ученый секретарь специализированного Совета Д 068.17.04

Н. И. Сороколит

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЦ

Актуальность работы. Одним из важнейших направлений повышения эффективности производства пищевых продуктов является интенсивное развитие сельского хозяйства и перерабатывающих отраслей промышленности на основе широкого использования достижений науки в производстве, внедрения ресурсо- и энергосберегающих технологий, повышения качества продукции. В области переработки пищевого сырья имеются большие неиспользованные возможности, которые могли бы стать дополнительными резервами получения продовольствия. Однако, реализовать эти возможности на основе традиционных методов обработки пока не представляется возможным.

Производство сахара является одной из наиболее знерго-ыа-териало-трудоемких отраслей пищевой промышленности. Валнейшей стадией технологического процесса получения сахара является экстрагирование сахарозы из свекловичной стружи, оказывавдее значительное влияние на качественные показатели диффузионного сока, готовой продукции и эффективность производства.

Механизированная уборка сахарной свеклы привела к снияе-¡гаю качества поступаемого сырья, что в свою очередь повлекло ухудшение качества экстракта, и, соответственно, увеличило расход энергии и материалов на дальнейших стадиях очистки сока.

Современные аппаратурно-технологические схемы диффузионных установок не обеспечивают достаточно эффективного извлечения сахарозы из свеклы ухудшенного качества, так как потенциальные возможности традиционного способа получения сахара во многом уже исчерпаны.

Перспективным направлением совершенствования процесса

экстрагирования сахара является разработка и внедрение новик физических методов обработки свекловичного сырья, к которым относятся и методы, основанные на использовании электрических полей. Основными достоинствами электротехнологий являются универсальность, экономичность, экологичность и возможность автоматизации процесса.

Поэтому применение электрических полей для повышения эффективности процесса диффузии сахара из свекловичного сырья является весьма актуальным.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом НИР Киевского технологического института пищевой промышленности по теме:" Разработка электротехнологии экстрагирования сахара и пектина из растительного сырья" ( Приказ Минвуза Украины 78 от 21.03.1691 г.)

Дель работы - состоит в изучении влияния электрических полей на процессы массопереноса сахарозы и физико-химические свойства свекловичной ткани и' разработка на этой основе эффективных способов и устройств для подготовки свекловичной стружи к диффузии.

Научная новизна;

- обоснован механизм влияния электрического поля на интенсификацию массопереноса сахарозы в капиллярно-пористых средах;

- впервые для расчета диффузии сахарозы в капиллярно-пористых средах при наложении электрического поля применено гиперболическое уравнение массопереноса и получены зависимости коэффициентов уравнения от параметров электрического поля;

- экспериментально установлено повышение тепломассонроводных свойств свекловичной ткани при обработке ее электрическим полем;

- выявлено влияние электрического поля на изменение соотношения форм связи влаги в растительной ткани;

- изучено влияние предварительной электрообработки свекловичной стружи на динамику перехода растворимых веществ в диффузионный сок в процессе экстрагирования;

- разработан способ получения диффузионного сока путем электрической обработки свекловичной стружки к сокостружечной смеси с дополнительной коагуляцией внутриклеточного содержимого, позволяющий уменьшить потери сахара при экстрагирования и снизить расход топливно-энергетических ресурсов на очистку сока.

Практическая ценность и реализация результатов работы:

- обоснована эффективность обработки свекловичной стружки в постоянном электрическом поле и предложены аппаратурно-техноло-гические схемы диффузионного отделения завода с элекгрообработ-кой свекловичной стружки я сокостружечной смеси;

- предложены способы и аппараты для осуществления элегарической обработки свекловичной стружи, обеспечивающие повышение доброкачественности диффузионного сока на 1-2% и снижение на 20 % содержание сахара в томе по сравнению с традиционной технологией;

- предложена усовершенствованная программа расчета на ЭВМ коэффициентов диффузии на основе численного решения обратной задачи массопереноса;

- предложения и выводы, содержащиеся в работе, целесообразно использовать при расчете процессов электрообработки и массооб-мена в экстракторах свеклосахарного производства и других пивдэ-вых производств.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и

- А -

обсуждены на заседаниях кафедры Технологического оборудования пк-вдзвых производств в 1989-1932 г. г., ЮС ПНМ в 1993 г., 6-й Всесоюзной научнотехнической конференции "Электрофизические методы обработки пвдрвых продуктов и сельскохозяйственного сырья"/Шск-ва. 1989 г./, Республиканской научно-технической конференции "Разработка и внедрение высокоэффективных ресурсосберегающих технологий, оборудования и новых видов пишэвых продуктов в пищевую и перерабатывающие отрасли АПК" / Киев, 1991 г./, научной конференции "Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пищэвой промышленности" / Москва, 1991 г./.

Публикации. Ш теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ и получено 1 авторское свидетельство и 1 положительное решение по заявке.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций промышленности, списка использованной литературы и приложения.

Работа изложена на 142 страницах основного текста, содержит 35 рисунков и 7 таблиц. Список • использованной литературы включает 156 отечественных и зарубежных источников.

Автор выражает благодарность канд. техн. наук Матвиенко А. Б. за научные консультации при выполнении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены цели и задачи исследований, представлена информация об основных научных и практических результатах исследований.

В первой главе дан анализ литературных данных по использованию электрических полей для интенсификации процесса экстрагирования сахарозы из свеклы, а так-же влиянию электрических и

тепловых факторов на структуру и физико-химические свойства растительной ткани.

Шказачо, что "применение электрических полей является перспективным направлением интенсификации тешюмассообмешшх процессов пищэвых производств. Так, при экстрагировании сахарозы из свекловичной стружки, ведение диффузии в электрической поле позволяет увеличить массообменные характеристики процесса в 1,5-2 раза. Однако, не достаточно изучен механизм влияния электрического поля на проницаемость биологических мембран и нет достоверного математического описания процесса экстрагирования сахарозы в поле воздействия электрических сил.

Б настоящее время широкое распространение получили способы предварительной обработки растительного сырья в электрических полях, оказывахвде значительное влияние на последующие технологические процесси его переработки, качество и выход готовой продукции. Анализ существующих методов обработки растительного сырья показал, что при их разработка основной цеяыо ставилась возможность увеличения выхода готовой продукции, например, сока. Проблеме яз селективного извлечения полезных компонентов та растительной клетки, как в случае экстрагирования сахарозы, уделялось недостаточное внимание. Поэтому, ни один из электрических способов предварительной обработки растительной ткани не получил широкого применения в сахарной промышленности.

Для повышения эффективности предварительной обработки свекловичной стружи перед процессом диффузии необходимо комплексное изучение и обобщение данных по влиянию электрического поля на свекловичную ткань и качество получаемого диффузионного coica.

11а основании анализа литературных данных обоснована целесообразность применения электричестве полей для совершенствования процесса экстрагирования сахарозы иа свеклы, сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе представлены результаты модельных исследований влияния электрического пом на диффузию водных растворов сахарозы через синтетическую мембрану, проницаемость которой близка к таковой для биологических мембран.

В результате исследования установлено, что перенос сахарозы через мембрану в электрическом поле определяется разностью химических потенциалов растворов, граничащих с мембраной и электрокииетическими явлениями, связанными с переносом сахарозы ааряжзнныш ионами двойного электрического слоя мембршш.

Показано, что с увеличением плотности тока возрастает вклад электрокинетических сил в процесс переноса сахарозы и получена зависимость скорости распространения изоконцеюрических поверхностей от плотности'электрического тока.

Для расчета процесса переноса сахарозы через мембрану предложено использовать гиперболическое уравнение ыассоиерепоса

На основании экспериментальных данных получены зависимости коэффициента диффузии О и времени релаксации процесса ЪР от силы тока приложенного. электрического поля.

у-ОдгасЮ -Ър з

(1)

0*(4.968 +6,565-1)-<о"°; н/с

(2)

Установлено, что введение электролита в раствор сахарозы снижает эффективность воздействия электрического поля на процесс массопереноса через мембрану.

Третья глава посвящена изучению влияния электрических воздействий на физико-химические свойства свекловичной ткани.

Исследовано изменение электропроводности свекловичной стружки от параметров электрообрзботки при воздействии электрического поля на слой свекловичной стружки.

Получены зависимости для расчета времени денатурации свекловичной ткани от напряженности электрического поля. Для постоянного электрического поля

Ъ - ехр( - 0,0261 Е)-130,8 (4)

Для переменного электрического поля

Г - ехр( - 0,0275 Е)-124 (5)

С. формулы получены для электрического поля напряженностью (100250 Е/см).

Исследовано влияние электрообработки на теплофизические характеристики свекловичной ткани. Определены значения теплоемкости с ( при помощи дифференциального сканирующего микрокалориметра ДСМ-2И ), теплопроводности Л ( методом стационарного режима, прибор ИТ-4 конструкции 0. А. Гераадэнко ) и по формуле

рассчитаны коэффициенты температуропроводности а. сахарной свеклы.

В результате экспериментальных исследований установлено, что предварительная электрообработка практически не оказывает влияния на теплоемкость сахарной свеклы. Величина теплопровод-

иости во многой зависит от состояния клеточных структур ткани и возрастает при увеличении интенсивности электрсобработки свеклы. Причем воздействие переменного поля при этом более эффективно. фи суммарном воздействии электрического поля и температуры на коэффициент теплопроводности сахарной свеклы С рис. 1 ) эффект злектрообработки в большей степени сказывается для низ-0&г---- ких температур (20-30°С), при

Я,

В'/нК ОЛ

этом коэффициент теплопроводности возрастает, по сравнению с контрольным опытом на 20%. Для высоких температур (70-80* С) эта величина составляет -3-3.5%. Увеличение коэффициента теплопроводности при денатурации свекловичной ткани,

. 90

Ь. С по-еидишму, объясняется тем, Рис.1 Зависимость изменения ко- что при разрушении клеточных эффициекта теплопроводности от структур возрастает конвектив-температуры. 1-без эдек^рооб- ная составляющая процесса переработки; 2-е электрообработкой, носа тепла.

Характер изменения коэффициента температуропроводности при электрообработкэ свекловичной ткани во многом идентичен аналогичным зависимостям для коэффициента теплопроводности.

Исследовано влияние злектрообработки на коэффициент диффузии сахарозы в свекле в диапазоне температур, характерных для промышленных экстракторов (40-?5°С).

Предложена усовершенствованная методика и программа расчета на ЭВМ коэффициента диффузии на основе численного реше-

- 9 -

кия обратной задачи массопареноса.

Температурные зависимости коэффициента диффузии сахарозы в свекле при различных видах обработки линейны в полулогарифмических координатах (рис.2). Установлено, что значение коэффициента диффузии сахарозы в -свекле при обработке ' ее в электрическом поле возрастает на 20-70%, причем использование переменного электрического поля для интенсификации процесса экстрагирования более эффективно. №1 основании обработки данных методом наименьших квадратов получены уравнения для определения коэффициента диффузии сахарозы в свекле при различных способах обработки в диапазоне температур 40-75'С. без поля: ,

О "Г, 43-Ю'еир(-3292/Т); "7с (7)

в постоянном электрическом поле:

О-- 3,5540 *ехр(-2729/7); в переменном электрическом поле:

о* <,9< /0'ехр (-2№/т)] "Ус (8)

Энергия активации процесса диффузии, рассчитанная по полученным данным, составляет 27 кДж/моль для свекловичной стружки без предварительной электрообработки и, соответственно, 82,7

- -

1-

■(/по: к

Рис.2 Зависимость коэффициента дифузш сахарозы от температуры. 1 - обез обработки стружки;

2 - в постоянном поле;

3 - в переменном поде.

кДжЛюль и 20 кДя/юль для стружки, обработанной в постоянной и переменной электрической ноле. Уыеньаэние энергии активация при использовании обработанной - свекловичной стружи подтверждает эффективность использования электрического поля для мнтенсифи-кации процесса диффузии сахарозы.

Обнаружено, что воздействие электрического поля на свекловичную ткань способствует высвобождению 3-4Х связанной вода

Проведены электронно-микроскопические исследования влияния предварительной электрообработки и температуры на ультраструктуру клетки сахарной свеклы. Анализ полученных данных показал, что при экстрагировании сахарозы из необработанной свекловичной ткани (температура экстрагирования 75°С) происходит полное разрушение клеточной организации с образованием мелких структур неправильной формы дкффувно распределенных по ' всему объему клетки, фи использовании свекловичной стружи, обработанной в постоянном электрическом поле, наблюдается уплотнение отдельных структур, образование крупных конгломератов и размещение их по периферии клетки, которое может быть объяснено поляризацией и эдекгрокоагуляцией обладающих электрическими зарядами компонентов мембран (белки, липиды). Это позволяет предположить, чю в процессе экстрагирования в клетке задерживается значительное количество несахаров (ШЗ и белкой). Использование дареыенного электрического поля для обработки свекловичной струхки приводит к наиболее глубокой деструкции клеточной орга-' ниэации ткани. ■

Отвергая глава посвящена экспериментальному изучению влияния электрообработки свекловичной стружки на процесс получения диффузионного сока и его качественный состав. Опыты про-'

11

т

СХХ

10

водили на лабораторной диффузионной установке периодического действия в ревше смешения. Параметры электрообработки свекловичной стружи составляли: напряженность электрического поля Е-120-125 Б/см, время обработки 'К- 5 с.

Установлено, что предварительная злектрообработка оказывает интенсифицирующее воздействие иа переход растворимых ве-щзств из свекловичной отругает в диффузионный ооп п процваое экстрагирования. Для всего диапазона исследуемых температур 20-80°С характерно увеличение аффекта перехода сухих веществ, в том числе и сахарозы, из свекловичной струйки в диффузионный сок (рис. 3) и сиитате содержания сахара в переработанном сырье по сравнению с типовым способом экстрагирования . Кроме того, предварительная злектрообработка свекловичной струна! оказывает влияние иа динамику перехода растворила вегрств в диффузионный сок, что позволяет на треть сократить время проведения экстракционного процесса 0 точки зрения интенсификации диффузионного процесса более эффективным является воздействие переменного злегарического поля йа свекловичную струшу.

-» —* 3__,

4 г

' г ^ ч « ' / - / / ♦ / / / * У у /

£

Рис. 3 Зависимость от температуры содержания в диффузионном соке - - сухих вещзств, — сахарозы при экстрагировании из стружки

1-без обработки;

2-обработанной в постоянном воле;

3-обработанной в переменном поле.

10

30

¡а

70 У О

- 12 -

Исследован переход основных групп несахаров в диффузионный сок из свекловичной стружки, обработанной в электрическом поле. Установлено, что с повышением температуры экстракционного процесса количество веществ коллоидной дисперсности и содержание зольных элементов в диффузионном соке увеличивается. Но при этом использование свекловичной стружки,предварительно обработанной в постоянном электрическом поле, позволяет снизить содержание в соке высокомолекулярных соединений на 25-30 X. золы на 10-15%, общего азота на 4-6%, ионов К*на 10-20%, ионов Иа на 25-30%. Наблюдалось так^же некоторое снюкние содержания в диффузионном соке следующих микроэлементов: 2п. Си, Ре.

Таким образом, использование свекловичной стружки, обработанной в постоянном электрическом поле, по сравнению с типовым способом экстрагирования, позволяет в среднем на 10-30% снизить переход несахаров в диффузионный сок и повысить его доброкачественность на 1-2%. Цричем эффективность электрообработки в большей степени сказывается при использовании стружки пониженного качества

Швышекие качества диффузионного сока, полученного при. использовании свекловичной стружки, обработанной в постоянном электрическом поле, обьясняется спецификой воздействия постоянного электрического поля на растительную ткань, сопровождающегося поляризацией и электрокоагуляцией обладающих электрическими зарядами внутриклеточных компонентов. Образование крупных конгломератов приводит к тому, что их подвижность значительно снижается и они удерживаются в клетке.

При исследовании влияния материала электродов на качество диффузионного сока обнаружено, что, с точки зрения получения

диффузионного сока повышенного качества за счет дополнительной коагуляции Солее целесообразно применение для злектрообработки свекловичной стружки алюминиевых электродов.

Таким образом, для совершенствования процесса экстрагирования сахарозы наиболее эффективным представляется применение предварительной обработки свекловичной стружки в постоянном электрическом поле с использованием атшиниевых электродов, которая наряду с интенсификацией извлечения сахарозы обеспечивает получение диффузионного сока повышенного качества.

В пятой главе приведены результаты опытно-промышленных испытаний устройств для предварительной злектрообработки свекловичного сырья и дана сравнительная оценка способов подготовки свекловичной стружи к процессу диффузии.

На основании лабораторных и производственных исследований предложены усовершенствованная конструкция непрерывнодействуп-• щего барабанного электроплазмокоагулятора с использованием электродов из алюминия для обработки свекловичной стружки, а также ; трубный электроплазмокоагулятор для сокострузючной смеси.

Опытно-промышленная установка барабанного типа для электрообработки свекловичной стружи была смонтирована на 2-й технологической линии экспериментального производства Яготинского сахарного завода им. Ильича НТО "Сахар". Предварительную злект-рообработку свекловичной стружки проводили при напряженности электрического поля &-200-250 В/см в течении 0,8-1 с, с последующим осуществлением процесса экстрагирования на диффузионной установке РДА-2,8. В период испытаний 2-я технологическая линия работала в следующем режиме - температура циркуляционного cora

80*С, откачза 120-125 I. В качестве контроля взяты показатели

1-й технологической линия, где обработка свекловичной стружки велась по типовому способу. Опыты проводились в сопоставимых условиях при соблюдении одинакового технологического режима на обе}« линиях.

Установлено, что степень денатурации свекловичной стружки после тепловой обработки - 80%, а денатурации свекловичной стружи после элекгрообработки - 85%, суммарная степень денатурации после электрической и тепловой обработки - 96%.

При обычной температурном режиме на диффузии ( 70-72'С ) потери сахара в жоме снижаются при электрообработке свекловичной стружа! на 20%. Диффузионный сок по сравнен™ с контрольным, за счет дополнительной коагуляции, содержи веществ коллоидной дисперсности мэньда на 20-40%, золы на - 10-20%. В результате чего доброкачественность диффузионного сока увеличивается на 1,0-1,5%, что равноценно повышению аффекта очистки на диффузии ДО 20-25%,

Снижение количества несахаров в диффузионном соке, полученном из обработанной в электрическом поле свекловичной стружки, обеспечило повышение качества продуктов по всему верстату завода Сравнение качественных показателей продуктов на 1-й и

2-й технологических линиях показало, что уменьшение расхода извести на 0,3-0,5% на очистку диффузионного сока, не приводит к снижению качества очинённого сока.

Трубный злеетроплазмокоагулятор для сокостружечной смеси предложен как средство дополнительного плазмолиза свекловичной стружи перед колонным диффузионным аппаратом.

Электроплозмокоагулятор состоит из цилиндрического диэ-

дегарнческого корпуса и трек групп радиальных электродов, равномерно и симметрично размещенных по внутреннему периметру аппарата С рис. 4).

Злектроплазмокоагулятор работает следующим образов Со-коструквчная смесь с помощью насоса прокачивается через электродную камеру корпуса между электродами, на которые подается электропитание, и затем плаз ионизированная стружка вместе с соком поступает в распределитель колонного диффузионного аппарата.

Дга проведения опытно-промышленных испытаний трубный злектроплазмокоагулятор был смонтирован на одном из технологических трубопроводов подачи сокостружечной смеси в колонный диффузионный аппарат КДА 2 АЗО на Яготинскоы сахарном заводе имени Ильича. На рис. 6 приведена аппаратурно-технологическая схема диффузионного отделения завода с предварительной электрообработкой сокоструэючной смеси. Испытания бшш проведены в производственный период 1991-1992 г. на свекловичной стружке одного технологического достоинства следующим образом: 5 суток без злектрообраОотки, температура сокоструяэчной смеси 68-72*0 и 5 суток с применением элекгрообрайотки, температура со-

.....V

Рис. 4 Трубный злектроплазмокоагулятор. 1-диэлектричеасий корпус; 2-группа электродов.

Ркс. 5 Аппаратурко-технологическая схеиа диффузионного отделения завода с предварительной злектрообработкой сокоетрулечной смеси. - 1 - транспортер; 2 - ошпариватель; 3 - насос; 4 - трубный злектроплазюкоагулятор; 5 - диффузионный аппарат 1ЩА2-А 30; 6 - подогреватель.

кострузкечной смеси 68-72'С. Параметры электрообработки составляли: Ц-15-90 В. 1-10-60 А, V. 0,5-1 с.

Испытаниями установлено, что степень денатурации свекловичной стружки после тепловой обработки составляет 60-707., а суммарная степень денатурации свекловичной стружи после тепловой и электрообработки возрастает до 80-85 %. Дополнительная денатурация свекловичной ткани в результате электрообработки сокостружечной скееи позволила снизить потери сахара в жоме на 10-15% по сравнению с контрольным опытом. Диффузионный сок, полученный с использованием злектрообработки сокоструяечяой смеси, за счет дополнительной коагуляции, содержит веществ коллоидной дисперсности кеныае на 24-35%, золы на 8-16Х, общего азота на 8-10Х. В результате чего прирост доброкачественности диффузионного сока составил 0,5-1,0 %, что равноценно повышению эффекта очистки на 15-20%.

фи сравненгг/. способов и установок для обработки свекловичной стружи были учтены основные технологические и технико-экономические показатели их работы, надежность, металлоемкость аппаратов и расход энергии ( таблица 1 ).

Анализ приведенных данных показывает, что наибольшее обессахарившше и повышение эффекта очистки на диффузии можно получить при использовании для предварительной обработки свекловичной стружи электроплазмокоагуляционшх установок. Кроме того, данные установки шест несложную конструкцию, компактны, не металлоемки, не требуют для размещения дополнительных производственных пловдей, просты и надежны в обслуживании. И хотя для злектрообработки свекловичной стружки требуются дополнительные затраты электроэнергии, они могут быть ком-

Таблица 1

Технико-экономические показатели установок для обработки свекловичной стружки.

Показатели : Тип установки

: Ш1-Ш 432 ГО-Пе 3 А2-ШБ-30 0С-25/30Ы

Воздействушзй фаетор : эдектрич. поде пар сок сок

.Увеличение производи- :

тельности экстракторах: 10-15 10-15 10-15

Эффект очистки на диф-:

фузии,X 20-30 15-20 12 10

Снижение потерь сзхара:

в жзме,% к массе свею: 0,2 0,1 0,1 -

Удельный расход элек-

троэнергии, кВт. ч/т. св: 2,0 - - -

Расход пара, кг/т - 36,8 - -

Расход электроэнергии

на технологические нуле

да в диффузионном, со-

коочистительном и из-

вестково-газавом отде-

лениях завода, к&г. ч/т 25,5 26,8 26,5 26,4

Габаритные размеры, ш

длина 3770 4000 '14180 12170

ширина 3160 3200 6750 4240

высота 3280 4000 8340 6370

Потребление электро-

энергии на приводе »к&г 11,0 15,0 11,2 7,0

Масса аппарата, кг 5500 8000 97000 42610

Занимаемая плоцадь,м 17,2 24,8 95,7 51,1

Годовой экономический

эффект, тыс. руб ( по 120000 72632 104161 -

ценам 1991 года )

пенсированн« ва счет снижения расхода электроэнергии э соноо-чистительнои и известтово-газовом отделениях завода в результате уменьшения расхода извести и углекислого газа на очистку диффузионного сока.

ОСНОВНЫЕ' ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. На основании комплексного изучения влияния электрических полей на физико-химические свойства свекловичной ткани и процессы нассопереноса разработаны эффеюивные способы и устройства для подготовки свекловичной стружки к процессу диффузии.

2. Установлено, что в основе интенсификации массообменных процессов в пористых средах при наложении электрического поля лежат электрокинетичесгае явления, связанные с наличием двойного электрического слоя на границе раздела фаз, а именно элеот-роосмотическкй перенос.

3. Для расчета массообмешш процессов в капиллярно-пористых средах при наложении электрического поля предложено использовать гиперболичеаюе уравнение ыассопереноса. Получены зависимости коэффициента диЭДузш и времени релаксация процесса от параметров электрообработки.

4. Усовершенствована программа расчета на ЭВМ коэффициентов диффузии на основе численного решения обратной задачи нассопереноса

5. Установлено, что в результате электрической обработки свекловичной ткани увеличиваются до 70% ее тепло- и юссопровпд-ные свойства, что позволяет интенсифицировать процесс э1ютрэги-

рованияния сахарозы.

6. Доказано, что при электрооСработке свекловичной ткани 3-4% влаги переходит из связанного в свободное состояние.

7. В результате проведенных электронно-микроскопических исследований влияния электрического поля и температуры на ультраструктуру клеток свекловичной ткани установлено, что при обработке свекловичной ткани в постоянном электрическом поле, по сравнению с контрольным опытом, наблюдается усиление агрегации внутриклеточного содержимого за счет поляризации и электрокоагуляции обладаю®« электрическими зарядами компонентов мембран. Использование переменного электрического поля для обработки свекловичной стружи приводит к наиболее глубокой деструкции клеточкой организации ткани.

8. Исследовано влияние различных способов обработки свекловичной стружи на качество получаемого диффузионного сока. Шказано, что обработка стружки в постоянном электрическом поле позволяет снизить на 10-30 7. переход нес&харов в диффузионный сок, причем зффэкт электрообработки в болыаей степени сказывается для сырья пониженного качества.

9. Исследовано влияние предварительной электрообработки на содержание в диффузионном соке микроэлементов. Обнаружено значительное удерживание ионов К* и Ыа в свекловичной стружке в результате воздействия постоянного электрического поля.

10. Разработан и испытан способ обработки свекловичной стружки с дополнительной коагуляцией несахаров, обеспечиваюшдй повышение доброкачественности диффузионного сока на 1-2%.

11. Разработан и испытан в промышленных условиях аппарат для электрообработки сокостружечной смеси и предложена ал-

паратурно-технологическая схема диффузионного отделения сахарного завода, обеспечивающие снижение потерь сахара в жоме на 10-15%.

12. Ожидаемый экономический эффект от внедрения способа интенсификации диффузионных процессов в экстракторах свеклосахарного производства с использованием электрофизических воздействий по ценам конца 1992 года составил 32,6 млн. крб. Список опубликованных работ по теме диссертации.

1. Воздействие, электрических и тепловых факторов на растительную клет1су в процессе извлечения сахарозы. / А. Б. Матвиенко, НЕ Купчик, Н. И. Лйбовка, КН. Долинская // VI Всесоюзн. научн. - техн. конф. "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья": Тез. докл. М., 1989. - С. 253

2. Электрофизический метод обработки пива. /И.О. Гулый, А. И. Украинец, 0. К Дебелинский, И. К Долинская // UI Всесоюзн., научн. -техн. конф. "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья": Тез. докл. М., 1989. - С. 194

3. Влияние тепловой и электрической обработки на упруго-пластические свойства свекловичной стружки. / Г. Н. Данькевич, И.О. Гулый, А.Б. Матвиенко, И.Н. Долинская, М.Е Купчик,

И. М. Катроха // Электронная обработка материалов. - 1991. - 4. -С. 59-61

4. Влияние способа подготовки свекловичного сырья на эффективность процесса экстрагирования. /КН. Долинская, M. Е Купчик, TIL С. Гулый, А. Б. Матвиенко //Республ. науч. -техн. конф. "Разработка и внедрение высогаэффективных ресурсосберегающих

технологий, оборудования к новых видов пищевых продуктов в липовую и перерабатывающие отрасли АПК": Тез. докл. - Киев, 1991, С. 52-53

5. Данькевич Г. Н.. Долинская И. Н., Купчик М. П. Влияние эдектрообработки свекловичной стружки на физико-механические свойства и сострав диффузионного сока // Научная конференция "Научное обеспечение хранения и переработки растительного сырья в пишевой промышленности". : Тез. докл. - М., 1991.

6. Влияние электрических и тепловых факторов на эффективность процесса извлечения растворимых веществ из растительного сырья./ КН. Долинская, Г.Н. Данькевич, U.C. Гулый, M.IL Купчик и др.// Электронная обработка материалов. - 1992. - 1 - С.66-69

7. Данькевич Г. а , Долинская И. & , Матвиенко А. Е Кинетика экстрагирования несахаров при воздействии темперптуры и электрического поля на свекловичную стружку. // АгроНШЭИПП Пищевая промышленность. Информационный сборник. - И. - 1991. - Выпуск 3. -С.- 18-20

8. А. с. 1761105 СССР. Ш A23N1/00. Электроплазмоанализатор для сокостружечной смеси. / Ы. П. Купчик, Л С. Гулый. И. Е Долинская И др. Б.И.- 1992.- N 34

9. Элекгроплазмолиэатор для свекловичной стружки / А. Б. Матвиенко, М.Е Купчик, И.О. Гулый, Г.Е Данькевич, И.Е Долинская, ЕЕ Катроха, ЕУ. Фишук.Шложительное решение ВНИИГГО по заявке N 4944695/13 от 13.06.91 г.