автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии этилового спирта путем оптимизации процессов измельчения и разваривания зерна

На правах рукописи

Черепов Сергей Владимирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И РАЗВАРИВАНИЯ ЗЕРНА

05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки

злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства 05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производств

6 НОЯ 2014

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ш КОН 9

Краснодар - 2014

005554539

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВПО «МГТУ»)

Научные руководители: доктор технических наук, доцент,

Сиюхов Хазрет Русланович доктор технических наук, доцент, Схаляхов Анзаур Адамович

Официальные оппоненты: Шевцов Александр Анатольевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», профессор кафедры технологии хлебопекарного, кондитерского, макаронного и зерноперерабатываюшего производств

Николаев Николай Сергеевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств», профессор кафедры теплотехнологий, холодильных систем и энергосбережения

Ведущая организация: ФГБНУ «Северо-Кавказский зональный

научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства»

Защита диссертации состоится 11 декабря 2014 года в 13.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.100.05 в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет» по адресу: 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2, ауд. Г-248.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный технологический университет».

Автореферат разослан 24 октября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доцент

В.В. Гончар

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ 1.1 Актуальность работы. В отечественной промышленности на спирт перерабатывают в основном зерно злаковых культур: ячменя, пшеницы и кукурузы. Показатели производства этилового спирта существенно зависят от следующих основных технологических стадий: измельчения зерна, разваривания зернового замеса, сбраживания сусла и брагоректификации. Повышение степени измельчения зерна увеличивает затраты электроэнергии, но снижает затраты пара на разваривание крупки и увеличивает выход спирта с тонны зерна. Технология разваривания претерпела в последние годы существенное изменение. Оптимизация технологических параметров измельчения и разваривания зерна проводится лишь на эмпирическом уровне. Влияние степени измельчения на выход спирта и затраты электроэнергии и греющего пара представлены с помощью эмпирических соотношений Б.А. Устинниковым и C.B. Мельниковым. Оптимизация этих параметров требует разработки математических моделей. В процессе разваривания влага доставляется внутрь частиц крупки диффузией. Известные аналитические решения задач нестационарной диффузии не учитывают комплекса происходящих при разваривании явлений, а именно изменение температуры, набухание крахмальных гранул и их разрыв, сопровождающийся отрывом наружного слоя частиц развариваемой крупки. Набухание крахмальных гранул глубоко изучено отечественными и зарубежными учеными. Полученные результаты обобщены с использованием моделей химических реакций 1-го, 2-го и 3-го порядка.

В теорию и практику технологии этилового спирта большой вклад внесли отечественные и зарубежные ученые - В.Н. Стабников, П.С. Цыганков, B.JI. Яровенко, C.B. Востриков, С.Е. Харин, В.Б. Тишин, J1.A. Лихтенберг, P. Malumba, S. Lagarrigue и др.

Однако в настоящее время отсутствует обоснованная теория оптимизации процессов измельчения и разваривания зерна, что сдерживает дальнейшее развитие спиртового производства. Поэтому совершенствование технологии получения этилового спирта путем оптимизации процессов измельчения и разваривания зерна является актуальной задачей.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с государственным заданием Минобрнауки РФ (проект № 7.439.2011) «Теоретические основы интенсификации тепло- массобменных, квазистационарных и мембранных процессов с целью

разработки инновационных технологам переработки сельскохозяйственного сырья и производства пищевых продуктов» и госбюджетной научно-исследовательской темой ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный технологический университет» «Совершенствование технологических приемов производства продуктов переработки сельскохозяйственного сырья» (№ гос. регистрации 01201062580).

1.2 Цель и задачи исследований. Целью исследований явилось совершенствование технологии получения этилового спирта путем оптимизации процессов измельчения и разваривания зерна с использованием математического моделирования.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- сделать сравнительный анализ известных экспериментальных данных по развариванию ячменной крупки при различных температурных режимах с использованием результатов численного решения уравнения нестационарной диффузии;

- экспериментально исследовать разваривание пшеничной и кукурузной крупки и разработать модель разваривания крупки с учетом изменения температуры, явления набухания крахмальных гранул и их разрыва, сопровождающегося отрывом наружного слоя развариваемых частиц;

- обследовать технологию разваривания пшеничной и кукурузной крупки в производственных условиях спиртзаводов ООО «КХ Восход» (г. Майкоп) и ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) и в лабораторном эксперименте;

- определить коэффициенты диффузии влаги при разваривании пшеничной и кукурузной крупки и выполнить их сравнение с результатами исследований диффузии при сушке и увлажнении целого и измельченного зерна;

- усовершенствовать математическую модель спиртового брожения на основе анализа сопротивлений переносу компонентов из цитоплазмы в наружную жидкость через мембрану дрожжевой клетки;

- определить оптимальный режим разваривания крупки с учетом влияния её размеров на время разваривания и суммарные затраты электроэнергии на измельчение зерна и теплоты на разваривание;

- обследовать брагоректификационную установку (БРУ) производительностью 6000 дал ректификованного спирта в сутки на ООО «Стандарт Спирт» (Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала), разработать программу расчета шестиколонной БРУ в интегрированной среде ИУБУБ и апробировать ее при оптимальном режиме разваривания крупки;

- разработать и изготовить лабораторную ректификационную установку периодического действия, апробировать результаты исследований по измельчению зерна, развариванию кукурузной крупки, сбраживанию сусла и ректификации бражки;

— выполнить технико-экономическое обоснование усовершенствованной технологии получения этилового спирта, рассчитать ожидаемый экономический эффект от оптимизации процессов измельчения зерна и разваривания зернового замеса и разработать технологическую инструкцию для производства ректификованного спирта.

1.3 Научная новизна. Доказано, что при разваривании зернового замеса имеют место: нестационарная диффузия, набухание крахмальных гранул и их разрыв, сопровождающийся отрывом наружного слоя частиц развариваемой крупки. Разработана, официально зарегистрирована в виде программы для ЭВМ и подтверждена экспериментально математическая модель процесса разваривания зернового замеса, учитывающая изменение температуры, явление набухания крахмальных гранул и их разрыв, сопровождающийся отрывом наружного слоя частицы развариваемой крупки и основанная на численном решении уравнения нестационарной диффузии. Усовершенствована математическая модель спиртового брожения путем учета сопротивлений переносу компонентов между цитоплазмой и наружной жидкостью через клеточную мембрану. Коэффициент диффузии в клеточной мембране составил £>„ = 1,75-10"17 м2/с. Доказано, что сопротивление клеточной мембраны переносу вещества, равное 8/£>„ = 4-10" с/м, намного больше, чем сопротивление массоотдачи в клетке и сусле, т.е. последними можно пренебречь. На основе полученных результатов проведена оптимизация процессов измельчения зерна и разваривания зерновой крупки.

1.4 Практическая значимость. Усовершенствована технология получения этилового спирта путем оптимизации процессов измельчения зерна и разваривания крупки. Определено влияние размера частиц кукурузной крупки на суммарные энергозатраты при измельчении зерна и разваривании зернового замеса и выполнена оптимизация двухступенчатой схемы разваривания, принятой на спиртзаводе ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала). Установлена оптимальная степень измельчения зерна, соответствующая размерам крупки, проходящей через сито с диаметром отверстий равным 1 мм, что подтверждено актом внедрения и используется в технологии производства пищевого этилового спирта.

Установлено, что величина коэффициента диффузии влаги в крупке при разваривании ниже, чем при сушке и увлажнении, что связано с изменением структуры материала. Коэффициенты диффузии влаги при разваривании составили: для пшеничной крупки 8,273-10~12 м2/с при 138 °С и 3,641-Ю"'2 м2/с при 105 °С, для кукурузной крупки 8,7-10"12 м2/с при 145 °С и 4,48-10"12 м2/с при 106 °С. Разработана программа в интегрированной среде HYSYS и идентифицирована по результатам обследования действующей технологической схемы брагоректифика-ционной установки производительностью 6000 дал ректификованного спирта в сутки. Программа апробирована в условиях оптимального режима разваривания зернового замеса на спиртзаводе ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) и принята к внедрению. Определена оптимальная степень измельчения зерна с использованием в качестве функции цели суммарных энергозатрат на измельчение, расход теплоты на процесс разваривания и стоимости исходного зерна. Оптимальное значение степени измельчения зерна составляет 0,5 мм. Рекомендовано эквивалентный диаметр зерна пшеницы определять из объема зерновки, отнесенного к неравностороннему эллипсоиду; зерна кукурузы — на основе известных оологических исследований. Ожидаемый экономический эффект при производстве 6000 дал ректификованного спирта в сутки для двухступенчатого разваривания крупки составляет 1 млн 320 тыс. руб. в год за счет снижения количества перерабатываемого зерна и энергозатрат на измельчение зерна и разваривание крупки. По результатам выполненных исследований разработана технологическая инструкция для производства ректификованного этилового спирта.

1.5 Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на Всероссийской научно-практической конференции аспирантов, докторантов и молодых ученых (г. Майкоп, 2011 г.); на Третьей Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология» (г. Казань, 2012 г.); на I международной научно-практической конференции «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности» (г. Краснодар, 2012 г.); на Всероссийской научно-практической конференции аспирантов, докторантов и молодых ученых (г. Майкоп, 2014 г.); на 1-й Международной научно-практической конференции «Инновации в индустрии питания и сервисе» (г. Краснодар, 2014 г.).

1.6 Публикации результатов работы. По материалам диссертации опубликована 21 научная работа, в том числе 2 статьи в журналах, индексируемых в

базе данных Scopus, 9 статей в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ, получено 2 свидетельства Роспатента о регистрации программы для ЭВМ.

1.7 Структура н объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, обзора научно-технической и патентной литературы, 3 глав, основных выводов и результатов, списка использованной литературы и приложения. Основной текст диссертации изложен на 187 страницах, содержит 59 рисунков и 33 таблицы. Список использованной литературы включает 126 наименований, в том числе 49 - зарубежных авторов.

2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Объекты исследований. В соответствии с поставленной целью в качестве объектов исследований использовали бражку, бражной дистиллят, ректификованный спирт; технологические режимы разваривания промышленных БРУ непрерывного действия ООО «Стандарт Спирт» (Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала) и ОАО «КХ Восход» (республика Адыгея, г. Майкоп). Для экспериментального исследования разваривания использовали пшеничную и кукурузную крупку, выработанную в производственных условиях спиртзаводов. Степень измельчения крупки составила 90 %-й проход через сито диаметром 1 мм.

2.2 Методы исследований. При выполнении работы использовали методы ситового анализа, хроматографического анализа покомпонентного состава летучих примесей спиртовых смесей на хроматографе «Кристалл 2000М», численные методы анализа, метод сеток, неявную схему. При проведении ферментативного разваривания в качестве фермента применяли а-амилазу. При брожении кукурузной крупки использовали дрожжи «NP Turbo». Крепость водно-спиртовых растворов определяли по ГОСТ 3639-79 «Растворы водно-спиртовые. Методы определения концентрации этилового спирта». Крупность размола определяли в соответствии с Межгосударственным стандартом по ГОСТ 13496.8-72 «Комбикорма. Методы определения крупности размола и содержания неразмолотых семян культурных и дикорастущих растений». При проведении лабораторных исследований использовали термостат, микроскоп, сушильный шкаф, стендовую ректификационную установку периодического действия. Программы расчета процесса разваривания выполнены на языке программирования Pascal. Программа расчета технологической схемы брагоректи-фикации разработана в интегрированной среде HYSYS.

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ 3.1 Сравнительный анализ известных экспериментальных данных по развариванию ячменной крупки при различных температурных режимах с использованием результатов численного решения уравнения нестационарной диффузии. При разработке модели разваривания использованы данные по развариванию ячменя, приведенные в работе Н.В. Бараковой. В основе переноса влаги при разваривании лежит уравнение диффузии (1).

дС

д2С

дх

дх

(1)

где С — влажность материала, изменяющаяся во времени и в пространстве, м3 влаги/м3 влажного материала; т - время, с; х - координата в направлении, перпендикулярном к слою, м; О(с) - коэффициент диффузии влаги в материале, м2/с.

Влияние температуры на коэффициент диффузии учтено по уравнению Аррениуса. Решение уравнения (1) осуществлялось численно методом сеток по неявной схеме.

Начальные условия: т = 0; С,-1 = С0.

Граничные условия: на границе соприкосновения с водой х = 0; С0 ■ = С*, в центре частицы х = 5/2; Си_, • = С •,

где Со - начальная влажность крупки (С0= 0,147 мае. дол.); С* - равновесная концентрация влаги в твердом теле на границе раздела фаз (найдена при идентификации и составила 0,85 мае. дол.); при х = 5/2 производная дС/дх = 0, т.е. С„_] = Сп

Диффузионная модель дает время разваривания крупки, имеющей толщину I мм, равное 32 ч, в то время как реальный процесс разваривания был завершен за 225 мин. Для проверки результатов численного решения проанализированы известные аналитические решения этой задачи. Графическое представление полученных решений представлено на рисунке 1. Результаты численного и аналитического решений совпадают. . 0,9

1 - 1 мин; 2-1 ч; 3 - 5 ч; 4 - 10 ч; 5 - 15; 6 - 20 ч; 7 - 25 ч; 8 - 30 ч

---численное решение

- аналитическое решение

Рисунок 1 - Сравнение точности численного и аналитического решений

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Координата, мм

3.2 Экспериментальное исследование разваривания пшеничной и кукурузной крупки и разработка модели разваривания крупки с учетом изменения температуры, явления набухания крахмальных гранул и их разрыва, сопровождающегося отрывом наружного слоя развариваемых частиц. Для определения причин резкого отличия экспериментальных данных Н.В. Бараковой от результата расчета нестационарной диффузии были проведены дополнительные опыты по развариванию пшеничной и кукурузной крупки. В процессе разваривания крупки наряду с диффузией влаги внутри частичек материала происходит процесс набухания крахмальных гранул. Об этом свидетельствуют фотографии, выполненные под микроскопом. Из рисунка 2 следует, что сухая частица состоит из крахмальных гранул, размер которых в пересчете на эквивалентный диаметр составил 18 мкм. После разваривания размер гранул увеличился. В среднем при размере 31,42 мкм гранулы разрывались, вследствие чего крайний крахмальный слой отрывался и переходил в жидкую фазу. Разбухшая гранула в момент отрыва слоя имела концентрацию воды порядка 80 % мае. Поэтому при моделировании необходимо одновременно рассматривать диффузионную задачу насыщения частиц водой и кинетику химической реакции набухания при условии подвижной границы раздела фаз (задача Стефана). Для моделирования описанного процесса набухания выбрано уравнение химической реакции 2-го порядка. Экспериментальные результаты обобщены в виде графика, представленного на рисунке 3. По этим данным определена величина энергии активации реакции набухания крахмальных гранул

Отрыв Еа = 84,8 кДж/моль, и предэкспонен-крахмальных

12,

Крахмальные гранулы в твердой фазе

' Разбухшие крахмальные гранулы в твердой фазе

циальный множитель У0 = 2,84 -10 с" . В результате получено уравнение

А-А>

А»-А

К0|ехр -

ЯТ( т)

'г, (2)

Рисунок 2 - Внешний вид сухой и разваренной частиц крупки

где О0 - диаметр исходной (сухой) гранулы крахмала, мкм; От - максимальный диаметр набухшей гранулы крахмала, мкм; О, - текущий диаметр гранулы крахмала (при набухании), мкм; Я = 8,314 - универсальная газовая постоянная, кДж/(моль-К); Т- температура, К; х- время, с.

Таким образом, разработанная математическая модель учитывает нестаци-

онарную диффузию, кинетику набухания крахмальных гранул и их разрыв, сопровождающийся отрывом наружного слоя развариваемых частиц. Расчеты

показали, что время набухания крахмальных гранул до их разрыва оказалось равным 40 мин. Аналогичное время для диффузионного процесса оказалось равным 24,5 мин. Так как эти процессы идут независимо друг от друга, то вплоть до времени 40 мин расчет проводился по набуханию. Состояние отрыва ловилось в узлах сетки. Т.е. определялась концентрация влаги С,- , в узлах

RT{ т)

Рисунок 3 - Зависимость (D, -D0)/(D,„ -D, как функция от ' 1

30 60 90 120 150 180 210 Продолжительность разваривания, мин

240

сетки по всем координатным с о,8

§0,75

и временным слоям до тех пор, пока в граничащем с жидкой фазой слое не достигалась влажность, при которой крахмальные гранулы будут лопаться и отрываться от частицы крупки. Согласно модели полное разваривание частичек крупки произошло за время 225 мин, что согласуется с экспериментальными данными (рисунок 4).

3.3 Обследование технологии разваривания пшеничной и кукурузной крупки в производственных условиях спнртзаводов ООО «КХ Восход» (г. Майкоп) и ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) и в лабораторном эксперименте. Проведено обследование технологических схем и режимов разваривания зернового сырья в технологии получения ректификованного этилового спирта в производственных условиях на спиртзаводах ООО «КХ Восход» (республика Адыгея, г. Майкоп) при переработке пшеницы и ООО «Стандарт

Номер слоя: 1 - 1; 2 - 2; 3 - 5; 4 - 10; 5 - 20; 6 - 30; 7 - 540; 8 - 50; 9 - 60; 10 - 70; 11 - 80; 12 - 90; 13-100

Рисунок 4 - Результаты расчета разваривания с учетом набухания и отрыва крахмальных гранул

Спирт» (Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала) при переработке кукурузы. Двухступенчатое разваривание на обоих спиртзаводах протекало аналогично по следующей технологической схеме (рисунок 5). После смешения в смесителе измельченного зерна с водой в пропорции 1:3 (1 кг зерна на 2,5-3 литра воды) замес подавался насосом через контактную головку вместе с паром из парового коллектора в выдерживатель 1 ступени, где обрабатывался под избыточным давлением 3,6-3,8 атм, затем поступал в паросепаратор-выдерживатель II ступени, где за счет резкого падения давления до 1,3-1,4 кгс/см" происходило охлаждение замеса и выделение вторичного пара. На обоих спиртзаводах используется крупка, прошедшая через сито диаметром 1 мм (рисунок 6). Технологический режим разваривания приведен в таблице 1.

1 - смеситель; 2 - насос; 3 - контактная головка (2 шт.); 4 - выдерживатель I ступени; 5 - паросепаратор-выдерживатель II ступени; 6 - вакуум-испарительная камера; 7 - барометрический конденсатор; 8 - барометрический ящик; 9 - вакуум-насос; 10- осахариватель; 11 - двухтрубный теплообменник

Рисунок 5 - Структурная схема подготовки зерновой крупки, разваривания и осахаривания

Таблица 1 - Технологический режим разваривания на спиртзаводах ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) и ООО «КХ «Восход» (г. Майкоп)

ООО «Стандарт Спирт» ООО «КХ «Восход»

Наименование Время. Температура, Время, Температура,

мин °С мин °С

Выдерживатель I ступени 50 мин 145 °С 60 мин 138 "С

Паросепаратор-выдерживатель 30 мин 106 °С 20 мин 105 "С

II ступени

Расход фермента рассчитан в соответствии с нормами на 1 тонну условного крахмала, приведенными в каталоге поставщика (г. Рязань): на 1 г крупки -0,0007 мл фермента. Фотографии, выполненные под микроскопом, приведены на рисунке 7. На рисунках а) и в) представлен внешний вид края частицы крупки через 20 и 40 минут разваривания соответственно. На рисунках б) и г) изоб-

1 <££Ь- • Сз^ - •• ,-

-V

ражена водная среда с крахмальными гранулами, окружающая частицы крупки при 20 и 40 минутах соответственно. На рисунке а) наблюдается отрыв наруж-а) б) ных слоев. На рисунке в)

Рисунок 6 - Кукурузная (а) и пшеничная (б) крупка представлены нераствори-цессе ферментативного разваривания элементы оболочек зерна. На рисунке б) четко видны крахмальные гранулы, выброшенные из частиц крупки в результате их набухания и отрыва. С течением времени крахмальные гранулы растворя-20 мин Л Г20 минт_ ются в окружающей

среде (рисунок г). Фотографии, полученные через 60 минут оказались практически идентичными фотографиям при разваривании за 40 минут. Сделан вывод, что разваривание пшеничной крупки, оставшейся на сите 0 0,9 мм, прошло в течение 40 минут.

Рисунок 7 - Микрофотографии ферментативного разваривания пшеничной крупки 3.4 Определение коэффициентов диффузии влаги при разваривании пшеничной и кукурузной крупки и их сравнение с результатами исследований диффузии при сушке и увлажнении целого и измельченного зерна.

Для моделирования и идентификации процесса разваривания, проведенного в лабораторных и производственных условиях, необходимо знание коэффициента диффузии влаги в частице крупки. Экспериментальные данные по коэффициентам диффузии при увлажнении пшеницы (целого зерна, ядер и т.д.) показаны в виде зависимости 1п(£>) от температуры (рисунок 8). Большие значения О при 22 °С получены методом ЯМР и для эндосперма.

Значения коэффициентов диффузии при разваривании, обозначенные

40 мин

Ш-' ЩШ

20 мин

-ЧЦ. & *

-О • . ¡> Г. *

б)

красными квадратами, найдены при идентификации математической модели разваривания. Известные значения коэффициентов диффузии влаги для процесса сушки кукурузы показаны на рисунке 9. Графическая зависимость 1п(1)) от температуры свидетельствует о том, что при высоких температурах величина С при разваривании снижается. Причиной является изменение структуры крахмальных гранул под воздействием высоких температур.

-15

-20

-25

-30

Е

-20 -22 1-24 -26 -28

■

•

• а • | ■

*<

20

10 30 50 70 90 110 130 150 Температура, "С

• при сушке;

м при разваривании в производственных условиях (106 °С и 145 °С);

Рисунок 9 - Зависимость ln(D) от температуры (кукуруза)

40 60 80 100 120 140 Температура, °С

• при увлажнении при температурах до 100 °С; ■ при разваривании в производственных

условиях (105 °С и 138 °С); А при ферментативном разваривании в лабораторных условиях (90 °С) Рисунок 8 - Зависимость ln(D) от температуры (пшеница)

Пример идентификации приведен на рисунке 10 в виде графических зависимостей изменения размера частицы пшеничной крупки (ее текущей толщины во времени) при разваривании в производственных условиях (кривая красного цвета) и в лабораторном эксперименте в присутствии фермента (кривая синего цвета). Координата, равная 0,5 мм, соответствует середине частицы, а вершины

кривых - полному развариванию. При времени разваривания, равному 60 минутам, кривая 1 претерпевает излом, что объясняется замедлением диффузии при резком понижении температуры со 138 °С до 105 °С при перемещении развариваемой массы из варочного агрегата под избыточным давлением 3,6-3,8 атм в паросепаратор с давлением, близким к атмосферному. Найденные значения Еа и D при идентификации двухступенчатого разваривания в

х90 | 80

I'70 I 60

¡50

S-40

I 30

а. 20

® л л

г

ГГ\ w

I

105 °С / Ч'1

| J X

138 "С / размер \

частицы крупки

/ У г -Л S,

У \

/ / размер частицы крупки \

I I I I 90 "С

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Координата, мм

1 - разваривание при 138 °С и 105 "С;

2 - ферментативное разваривание

при 90 °С

Рисунок 10 - Уменьшение размера частицы, связанное с отрывом наружных слоев, в зависимости от времени и температуры разваривания

производственных условиях и низкотемпературного разваривания в лабораторных условиях приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Результаты идентификации модели разваривания_

ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) | ООО «КХ «Восход» (г. Майкоп)

Двухступенчатое разваривание в производственных условиях

кукурузная крупка пшеничная крупка

Энергия активации, кДж/моль Коэффициент диффузии. О, м2/с Энергия активации, кДж/моль Коэффициент диффузии, А м2/с

22,41 8,70-10"'2 при <= 145 °С 32,12 8,27-10"'2 при г = 138 °С

4,48-10"12 при / = 106-С 3,64-10"'2 при /= 105 °С

Низкотемпературное разваривание в лабораторных условиях

ячменная крупка (по Н.В. Бараковой) пшеничная крупка

21,75 1.67-10"'2 при < = 50 °С 2.68-10'12 при ? = 70 °С 4,08-10"'2 при /• = 90 "С 32,12 1,46-10 " при 1 = 90 °С

3.5 Совершенствование математической модели спиртового брожения на основе анализа сопротивлений переносу компонентов из цитоплазмы в наружную жидкость через мембрану дрожжевой клетки. Перенос вещества в дрожжевой клетке рассмотрен ранее при допущении, что все сопротивление массопередачи сосредоточено в клеточной мембране. Это допущение не проверено ни экспериментально, ни теоретически. В качестве кинетического коэффициента использовано известное понятие проницаемости клеточной мембраны Р, м/с, Р= £>/8, где £) - коэффициент диффузии в мембране, м2/с, 8 - толщина мембраны, м. Для более строгого описания процесса массопередачи детально рассмотрена морфология дрожжевой клетки и ее геометрические характеристики. Диаметр ядра составляет около 1 мкм, длина клеток - от 5 до 12 мкм, ширина - от 3 до 8 мкм. Толщина билипидного слоя в плазматической мембране составляет порядка 7 нм.

Классическая схема профиля концентраций спирта приведена на рисунке 11. Жидкость, находящаяся внутри клетки - цитоплазма, а жидкость, омывающая клетку - наружная жидкость. Рассмотрены три фазы: цитоплазма, клеточная мембрана и наружная жидкость. Этим фазам отвечают две границы раздела фаз 1 и 2. На границе 1 достигается равновесие между наружной жидкостью и клеточной мембраной. Движущая сила массоотдачи к наружной жидкости равна Су_ж — Сж. С другой стороны мембраны протекает массоотдача от цитоплазмы клетки к мембране с движущей силой С-Су. На границе раздела 2 также достигается равновесие. Однако разница между свойствами фаз на границе раздела 2 менее четкая и равновесная концентрация Су 2 незначительно

отличается от концентрации Сf. Разность концентраций в мембране составляет

Cf. 2 - Cf, I ■

расположение непере мешиваемых слоев

мембрана

цитоплазма

С - концентрация извлекаемого вещества в цитоплазме клетки; Су - концентрация извлекаемого

вещества на границе раздела со стороны клетки; Су т - равновесная концентрация на границе раздела со стороны клетки; С^ | - равновесная концентрация на границе раздела со стороны наружной жидкости; С1ж - концентрация извлекаемого вещества на границе раздела со стороны наружной жидкости; Сж - концентрация извлекаемого вещества в наружной жидкости.

Рисунок 11 - Массообмен в системе «цитоплазма -осахаренное сусло»

Согласно рисунку 11 поток вещества N составит

.V = Ко6 (с* - с)= Р„ (с ~ С,)= ^ (С/,2 - су,) = р,к. (сЛк. - Ск.) ; (3)

спирт

г„ Г

КоС,

V,.

dC dx

= Koiisk(c'-c)-

(4)

(5)

где Ко5 - общий коэффициент массопередачи, м/с; С* - концентрация, равновесная с наружной жидкостью; р!( - коэффициент массоотдачи в цитоплазме, м/с; £>„ - коэффициент диффузии в клеточной мембране, м:/с; 6 - толщина клеточной мембраны, м; рж - коэффициент массоотдачи в наружной жидкости, м/с; Г1(, Гж - константа Генри в цитоплазме и наружной жидкости; Vk - объем дрожжевых клеток; Sk - поверхность дрожжевых клеток; Уж - объем наружной жидкости; С0 - начальная концентрация этанола в дрожжах.

Скорость массоотдачи от наружной жидкости к клетке оценена по критерию Шервуда для ламинарного режима, Sh =$ЖПD «2. Коэффициент массоотдачи

в наружной жидкости составил [}ж. =5,9-10"4 м/с, величина Г„ /р„ =6,86-105 с/м. Коэффициент диффузии в клеточной мембране Du = 1,75-10~17 м2/с, сопротивление мембраны 5/Д„ = 4-108 с/м. Выполнен эксперимент по экстракции спирта из дрожжевых клеток водой и на основании уравнений (3)-(5) доказано, что можно пренебречь сопротивлением массопередачи в клетке.

3.6 Определение оптимального режима разваривания крупки с учетом влияния ее размеров на время разваривания и суммарные затраты электроэнергии на измельчение зерна и теплоты на разваривание. Определено время разваривания для частиц, размер которых отличен от 1 мм. Подбиралось

такое суммарное время, при котором частицы крупки были полностью разварены. Зависимость времени разваривания от размера частиц пшеничной и кукурузной крупки приведена на рисунке 12. Данные использованы для определения оптимальной степени измельчения при принятии в качестве критерия оптимизации минимума суммарных энергозатрат на измельчение и разваривание.

0,5 1 1,5 2 2,5 о 0,5 1 1,5 2

Размер кукурузной крупки, мм Размер пшеничной крупки, мм

Рисунок 12 - Зависимость времени разваривания от размера кукурузной а) и пшеничной б) крупки

Работа, затраченная на измельчение Аиы, Дж/кг, определена по формуле C.B. Мельникова

^^qig^+c^-i), (6)

где X - степень измельчения (отношение величины крупности исходного материала к крупности размолотого); Си С2 - коэффициенты, зависящие от свойств измельчаемого материала, Дж/кг. В расчетах принято Q =12 кДж/кг и С2 = 8 кДж/кг. Степень измельчения X определена по выражению

k = D/d, (7)

где D, d- эквивалентный диаметр частиц до и после измельчения, мм.

Эквивалентный диаметр частиц после измельчения принят равным размеру частиц крупки. Для определения эквивалентного диаметра зерна кукурузы и пшеницы определен объем зерновки. Рассмотрена геометрическая форма отечественного зерна кукурузы (рисунок 13) и пшеницы (рисунок 14), а также характеристики длины, ширины и толщины, приводимые в литературе.

ъ

Рисунок 13-Зерно кукурузы

Рисунок 14 - Зерно пшеницы

Рисунок 15 - Форма яиц

Круглые зерна кукурузы отнесены на основе оологических исследований к яйцеобразной форме (рисунок 15) (уравнение (8) - для всех форм яиц), а большие плоские - к неравностороннему эллипсоиду.

F = (l / б}кЬ21, где b и / - линейные размеры яйца (/ > 6). Мощность на измельчение N, Вт

(9)

N = GAa.4'

где G - количество перерабатываемого зерна, кг/с.

Расчет затрат на греющий пар проведен из условия, что потери теплоты пропорциональны времени процесса разваривания и, таким образом, возрастают при увеличении размера частиц крупки. Количество зернового замеса G3 при гидромодуле вода-зерно 3:1 составляет для кукурузы G3=138-4=552 т/сут. и для пшеницы G, =87-4=348 т/сут. Учитывая, что кукурузный замес при разваривании нагревается от tH =40 °С до tK = 145 °С, а пшеничный от t„= 40 °С до К =138' "С, то количество требуемой для этого теплоты Q составит

Q = G3C(tk-tH), (10)

где С-теплоемкость замеса, кДж/(кг-К).

13000

п 3000

0.5 1 1.5 2 2,5 0 0,5 1 1,5 2

Размер кукурузной крупки, мм Размер пшеничной крупки, им

Рисунок 16 - Зависимость суммарных энергозатрат от размера частиц крупки Поскольку время разваривания влияет только на потери теплоты, определены потери теплоты в случае разваривания замеса при размере частиц 1 мм. Они оказались равными при разваривании кукурузы 19,82 ГДж/сут., пшеницы 12,96 ГДж/сут. Величина потерь теплоты при других размерах частиц вычислена пропорционально времени разваривания. Затраты теплоты в стоимостном выражении найдены при цене за 1 ГДж, равной 120 руб. Стоимость электроэнергии определена из расчета 500 руб. за 1 ГДж. Общие затраты вычислены как сумма затрат на измельчение и потери теплоты.

3.7 Обследование брагоректификационной установки (БРУ) производительностью 6000 дал ректификованного спирта в сутки на ООО «Стандарт Спирт» (Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала), разработка программы расчета шестиколонной БРУ в интегрированной среде НУвУв и ее апробация при оптимальном режиме разваривания крупки. Экспериментально обследована технология спирта БРУ ООО «Стандарт Спирт» (Кабардино-Балкарская республика, г. Нарткала). Разваренное сусло из кукурузной

бражки направлено на брожение, в результате чего получена бражка (таблица 3), из которой выработан этиловый ректификованный спирт (таблица 4).

Таблица 3 - Состав бражки, выработанной из кукурузной крупки

Наименование компонента Концентрация, мг/дм3 Наименование компонента Концентрация, мг/дм3

Ацетальдегид 16,942 1-Пропанол 22,6

Ацетоин 20,092 Изобутанол 74,012

Фурфурол 4.2373 Изоамиловый 373,22

2,3-бутиленгликоль 560,05 Уксусная кислота 287,81

1,2-пропиленгликоль 37,828 Изомасляная кислота 1,8441

5 -метил фурфурол 9,5991 Масляная кислота 4,879

Этилацетат 15,888 Изовалериановая кислота 16,594

Этиллактат 4.2146 Капроновая кислота 8,4327

Метилкаприлат 1,5763 Фенилэтилацетат 7,5974

Этилкаприлат 0,6842 2-фенилэтилацетат 2,83

Этилкапринат 102,61 Фенилэтанол 102,21

Метанол 3,4618 Крепость, % об. 1 9,05

Таблица 4 - Покомпонентный состав примесей ректификованного спирта

Наименование компонента Концентрация, мг/дм3 Межгосударственный стандарт ГОСТ 5962-2013 (введен с 1.07.2014 г.) Спирт «Люкс»

Ацетальдегид 1,504 2

Этилацетат 0,306 5

2-пропанол 1,095 5

Метанол, % об. 0,001 0,02

Крепость, % об. 96,8 96,3

Сивушное масло, получаемое в декантаторе светло-желтого цвета является высококачествым по содержанию этанола, которое составляет всего 1,5 об. %. При крепости кукурузной бражки 9,05 об. % содержание метанола в ней невелико и составляет 3,4618 мг/дм3 по сравнению с содержанием метанола 40,44 мг/дм3 в кукурузной бражке крепостью 10,6 об. %, полученной на спиртзаводе «КХ Восход» (республика Адыгея, г. Майкоп). Значительно ниже содержание сивушных спиртов и сивушных масел. Компонент сивушного спирта изопропа-нол отсутствует. Однако преобладают ацетоин, эфиры, гликоли и кислоты.

Разработана программа в интегрированной среде НУБУБ (рисунок 17), имитирующая работу технологической схемы брагоректификационной установки производительностью 6000 дал/сут. ректификованного спирта при оптимальном режиме разваривания. Для моделирования взят выработанный из бражки бражной дистиллят крепостью 44,6 об. % (таблица 5). Характерным для данной схемы является отбор из колонны окончательной очистки ректификованного спирта марки «Люкс» с содержанием 2-пропанола в районе 1 мг/дм3 и содержанием метанола на порядок ниже, чем предусмотрено ГОСТ 5962-2013.

Таблица 5 - Состав примесей бражного дистиллята

Наименование компонента Концентрация, мг/дм3 Наименование компонента Концентрация, мг/дм'1

Ацетальдегид 35.448 1-Пропанол 109,8

Ацетоин 3.4525 Изобутанол 265,41

Фурфурол 3,3571 1 -Бутанол 6,0854

2,3-бутиленгликоль 2.0717 Изоамиловый 1513,2

5-метилфурфурол 1.1499 1 -Амилол 0,6570

Метилацетат 8.0286 1-Гексанол 1,7516

Этилацетат 57.007 Уксусная кислота 49,998

Этилвалериат 1.8273 Изомасляная кислота 0.8634

Изоамилацетат 0,4779 Масляная кислота 1,3694

Этиллактат 0,4309 Изовалериановая кислота 0,5252

Этилкаприлат 3,4047 Валериановая кислота 0,4508

Этилкапринат 10,109 Фенштэтилацетат 0,1279

Метанол 33.829 Фенилэтанол 20,783

2-Пропанол 0,7151 Крепость, об. % 44,6

.26 421

Чг

„ \ Др-'оз

ЭАК

1з

" 2 Х-101 5 К-102 13 . 53

ж'-»

| Ректификат

ДК=? ~СМ

С-101

БК - бражная колонна; ЭК - эпюрационная колонна; РК - ректификационная колонна; АЭК - альдегидо-эфирная колонна; СК - сивушная колонна; МК - метанольная колонна; ДК - декантатор; СМ - сивушное масло

Рисунок 17 - Структурная схема брагоректификационной установки ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала) в интегрированной среде НУЭУЭ 3.8 Разработка и изготовление лабораторной ректификационной установки периодического действия, апробация результатов исследований по измельчению зерна, развариванию кукурузной крупки, сбраживанию сусла и ректификации бражки. Кукурузную крупку просеивали через сито диаметром 0,7 мм, смешивали с водой при температуре 40 °С в соотношении 1 : 3, добавляли фермент а-амилаза в количестве 1,75 мл. Полученный замес при постоянном перемешивании нагревали до температуры 90 °С и выдерживали в те-

чение 1 часа, затем охлаждали до температуры 28 °С и после взятия пробы на йод добавляли дрожжи «NP Turbo», разведенные в небольшом количестве воды. Брожение длилось в течение 3-х суток. Бражку фильтровали через тканевый фильтр и загружали в куб колонны. Лабораторная установка периодического действия разработана совместно с С.С. Мариненко (рисунок 18) Перегонку проводили при незаполненной насадкой колонне. Состав полученного бражного дистиллята определен хроматографически и использован при расчете БРУ в среде HYSYS. Качество спирта не ухудшилось.

1 - электроплитка; 2 - перегонный куб; 3 - насадочная колонна; 4 - дефлегматор; 5 - конденсатор; 6 - емкость; 7, 8 - термометр

Рисунок 18 - Ректификационная установка периодического действия

3.9 Технико-экономическое обоснование усовершенствованной технологии получения этилового спирта, расчет ожидаемого экономического эффекта от оптимизации процессов измельчения зерна и разваривания зернового замеса и разработка технологической инструкции для производства ректификованного спирта. Расчет экономической эффективности проведен при сравнении размеров частиц крупки 1 мм и 0,5 мм (таблица 6). Выход спирта вычислен по формуле Б.А. Устинникова

Y = A- Bd, (11)

где Г - выход спирта на 1 т крахмала для крупки данной степени измельчения, дал; А, В - коэффициенты, зависящие от вида, состояния сырья и способа его подваривания; ci - средний эквивалентный диаметр частиц крупки, мм.

Для частиц пшеничной крупки диаметром от 0,5 до 3 мм

Y = 66,2 - 0,43Î/ . (15)

Определен расход зерна

G.} = 6000/{ïKp), (16)

где Gs - расход зерна, т/сут.; Кр - крахмалистость пшеницы, % ( Кр принята равной 52,3 % в соответствии с нормами технологического проектирования предприятий спиртовой промышленности НТП 10-12976-2000*).

Ожидаемый экономический эффект при производстве 6000 дал ректификованного спирта в сутки составляет 1 млн 320 тыс. руб. в год за счет совершенствования технологии этилового спирта путем снижения количества перерабатываемого зерна и затрат электроэнергии на измельчение зерна и греющего пара на разваривание. Разработана технологическая инструкция для производства 6000 дал/сут. ректификованного этилового спирта.

Таблица 6 - Экономическая эффективность предлагаемой технологии

разваривания при производстве 6000 дал ректификованного спирта в сутки

Наименование Размер частицы пшеничной крупки, мм Прибыль,

0.5 1 1,5 2 тыс. руб.

Сумма затрат электроэнергии в год

на измельчение зерна и пара на разваривание, тыс. руб./сут. 8,152 6,85 9,196 13,62

Стоимость зерна: Суммарные затраты, тыс. руб./сут.

7000 руб./т 1225,2 1227,8 1234,2 1242,6 780

8000 руб./т 1399 1402,2 1409,2 1418,2 960

9000 руб./т 1573 1576,8 1584,2 1593,8 1140

10000 руб./т 1746.8 1751,2 1759,2 1769,2 1320

ВЫВОДЫ

Выполнено исследование по оптимизации процессов измельчения зерна, разваривания крупки и брагоректификации с целью совершенствования технологии получения этилового спирта.

1. Доказано, что при разваривании зернового замеса имеют место: нестационарная диффузия, набухание крахмальных гранул и их разрыв, сопровождающийся отрывом наружного слоя частиц развариваемой крупки. Разработана математическая модель разваривания зернового замеса, основанная на численном решении уравнения нестационарной диффузии.

2. Определено влияние размера частиц кукурузной крупки на суммарные энергозатраты при измельчении зерна и разваривании зернового замеса и выполнена оптимизация двухступенчатой схемы разваривания, принятой на спиртза-воде ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала). Установлена оптимальная степень измельчения зерна, соответствующая размерам крупки, проходящей через сито с диаметром отверстий равным 1 мм, что подтверждено актом внедрения и используется в технологии производства пищевого этилового спирта.

3. Установлено, что величина коэффициента диффузии влаги в крупке при разваривании ниже, чем при сушке и увлажнении, что связано с изменением структуры материала. Коэффициенты диффузии влаги при разваривании составили: для пшеничной крупки 8,273-10"12 м2/с при 138 °С и 3,64М0"'2 м2/с при 105 °С, для кукурузной крупки 8,7-10"12 м2/с при 145 "С и 4,48-10"12 м2/с при 106 °С.

4. Усовершенствована математическая модель спиртового брожения путем учета сопротивлений переносу компонентов между цитоплазмой и наружной жидкостью через клеточную мембрану. Коэффициент диффузии в клеточной мембране составил Ц„ = 1,75-10"17 м2/с. Доказано, что сопротивление клеточной

мембраны переносу вещества, равное 5/Д„ = 4-108 с/м, намного больше, чем сопротивление массоотдачи в клетке и сусле, т.е. последними можно пренебречь.

5. Разработана программа в интегрированной среде HYSYS и идентифицирована по результатам обследования действующей технологической схемы ше-стиколонной брагоректификационной установки. Программа апробирована в условиях оптимального режима разваривания зернового замеса на спиртзаводе ООО «Стандарт Спирт» (г. Нарткала).

6. Определена оптимальная степень измельчения зерна с использованием в качестве функции цели суммарных энергозатрат на измельчение, расход теплоты на процесс разваривания и стоимости исходного зерна. Оптимальное значение степени измельчения зерна составляет 0,5 мм. Рекомендовано эквивалентный диаметр зерна пшеницы определять из объема зерновки, отнесенного к неравностороннему эллипсоиду; зерна кукурузы - на основе известных оологических исследований.

7. Усовершенствована технология получения этилового спирта путем оптимизации процессов измельчения зерна и разваривания крупки. Ожидаемый экономический эффект при производстве 6000 дал ректификованного спирта в сутки составляет 1 млн 320 тыс. руб. в год.

По результатам выполненных исследований разработана технологическая инструкция для производства ректификованного этилового спирта. Разработанная программа расчета шестиколонной брагоректификационной установки в среде HYSYS принята к внедрению на спиртзаводе ООО «Стандарт Спирт». Список основных опубликованных работ по теме диссертации Научные статьи в журналах, индексируемых в базе данных Scopus:

1. Skhalyakhov A.A., Siyukhov H.R., Cherepov S.V., Konstantinov E.N., Korotkova T.G. The modeling of grain groats cooking as the process of moisture diffusion and swelling of starch granules Life Science Journal 2014; 11 (9s): 196-201. (ISSN: 1097-8135). http://w\vw.lifesciencesite.com/ 38.

2. Ksandopulo S.Y., Korotkova T.G., Cherepov S.V., Konstantinov E.N. Diffusion at low-temperature moisturization and high-temperature cooking of wheat. Life Science Journal 2014; 11 (lis): 282-287. (ISSN: 1097-81351. http://www.lifesciencesite.com/ 64.

Научные статьи в журналах, рекомендованных ВАК Мннобрнаукн РФ:

3. Короткова Т.Г. Использование неявной схемы и метода исключения Гаусса при моделировании насыщения зерновой крупки водой и сушки упаренной барды / Т.Г. Короткова, JI.M. Левашова, С.В. Черепов // Новые технологии, 2012. № 2. С. 19-26.

4. Мариненко С.С. Разработка лабораторной ректификационной установки периоди-

ческого действия с тепловым насосом / С.С. Мариненко, C.B. Черепов, Х.Р. Сиюхов, Т.А. Устюжанинова, Т.Г. Короткова // Известия вузов. Пищевая технология, 2013. №2-3. С. 121-122.

5. Черепов C.B. Математическое моделирование процесса разваривания ячменной крупки / C.B. Черепов, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова, Н.В. Солонникова, A.M. Артамонов // Известия вузов. Пищевая технология, 2014. № 1. С. 88-92.

6. Черепов C.B. Экспериментальное исследование диффузии при ферментативном разваривании пшеничной крупки / C.B. Черепов // Политематич. сетевой электрон, науч. журн. Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. №05(099). IDA [article ID]: 0991405024. Режим доступа: http://ei.kubagro.ru/2014/05/ndf/24.pdf. 0,688 у.п.л.

7. Константинов E.H. Разработка модели разваривания зернового замеса / E.H. Константинов, Т.Г. Короткова, С.Ю. Ксандопуло, C.B. Черепов // Вестник ВГУИТ, 2014. № 1.С. 40-46.

8. Черепов C.B. Моделирование нестационарной диффузии при разваривании зерновой крупки методом сеток и на базе аналитических решений / C.B. Черепов, Т.Г. Короткова, О.В. Мариненко, Н.В. Солонникова // Известия вузов. Пищевая технология, 2014. № 2-3. С. 113-115.

9. Черепов C.B. Анализ модели массообмена между дрожжевой клеткой и бражкой / C.B. Черепов, М.Г. Марковский, Т.А. Устюжанинова, В.В. Артамонова// Известия вузов. Пищевая технология, 2014. № 2-3. С. 102-106.

10. Черепов C.B. Влияние степени измельчения кукурузного и пшеничного зернового сырья на энергозатраты при двухступенчатом разваривании / C.B. Черепов // Политематич. сетевой электрон, науч. журн. Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. №06(100). IDA [article ID]: 1001406064. Режим доступа: httn://ei.kubagro.ru/2014/06/ndf/64.pdf. 0,875 у.п.л.

11. Черепов C.B. Оптимизация степени измельчения пшеничного зернового сырья при производстве спирта / C.B. Черепов, Т.Г. Короткова, Н.Ю. Истошина // Известия вузов. Пищевая технология, 2014. № 4. С. 95-98.

Научные статьи

12. Константинов E.H. Математическое моделирование разваривания кукурузной крупки и ректификации бражки / E.H. Константинов, С.Ю. Ксандопуло, Т.Г. Короткова, C.B. Черепов, O.A. Кривова [Электронный ресурс] // Научные труды КубГТУ: электрон, сетевой политематич. журн. 2014. № 1. URL: http://ntk.kubstu.ni/file/9.

13. Короткова Т.Г. Моделирование разваривания кукурузной крупки / Т.Г. Короткова,

A.A. Схаляхов, X.P. Сиюхов, C.B. Черепов [Электронный ресурс] // Научные труды КубГТУ: электрон, сетевой политематич. журн. 2014. № 2. URL: httn://ntk.kubstu.ru/file/59.

Материалы конференций

14. Черепов C.B. Разработка математической модели ГДФО / C.B. Черепов, A.A. Схаляхов, Х.Р. Сиюхов // Матер. Всерос. науч.-практич. конф. аспирантов, докторантов и молодых ученых. - Майкоп: МГТУ, 2011. С. 190-194.

15. Черепов C.B. Математическое моделирование массообмена между дрожжевой клеткой и бражкой / C.B. Черепов, Т.Г. Короткова, E.H. Константинов // Матер. Третьей Всерос. студ. научно-технич. конф. «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопасность и экология». - Казань: КНИТУ, 2012. С. 257-259.

16. Черепов C.B. Исследование механизма разваривания зерновой крупки и определение специфики моделирования этого процесса / C.B. Черепов, A.A. Схаляхов, Х.Р. Сиюхов // Матер. I Межд. науч.-практич. конф. «Инновационные технологии в пищевой и перерабатывающей промышленности», 2012. - Краснодар, КубГТУ. С. 216-219.

17. Черепов C.B. Анализ режимов высокотемпературного и низкотемпературного разваривания зерновой крупки спиртового производства / C.B. Черепов, A.A. Схаляхов, Х.Р. Сиюхов // Матер. Всерос. науч.-практич. конф. аспирантов, докторантов и молодых ученых. - Майкоп: МГТУ, 2014. С. 53-54.

18. Короткова Т.Г. Определение оптимальной степени измельчения зернового сырья при производстве ректификованного спирта / Т.Г. Короткова, C.B. Черепов // Инновации в индустрии питания и сервисе: Электронный сб. матер. 1 Межд. науч.-практич. конф. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2014. С. 73-75.

19. Черепов C.B. Влияние цепы пшеницы на оптимальное значение степени помола / C.B. Черепов, Т.Г. Короткова // Инновации в индустрии питания и сервисе: Электронный сб. матер. I Межд. научно-практич. конф. - Краснодар: Изд. КубГТУ, 2014. С. 76-79.

Свидетельства Роспатента на программы для ЭВМ

20. Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2014617379 (Заявка № 2014615017). Расчет процесса разваривания на базе уравнения нестационарной диффузии / C.B. Черепов, Х.Р. Сиюхов, С.Ю. Ксандо-пуло; Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 17.07.2014.

21. Свидетельство Роспатента об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2014617378 (Заявка № 2014615019). Расчет нестационарной диффузии, осложненной набуханием и отрывом крахмальных гранул / Т.Г. Короткова, C.B. Черепов, O.A. Кривова; Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 17.07.2014.

Черепов Сергей Владимирович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭТИЛОВОГО СПИРТА ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И РАЗВАРИВАНИЯ ЗЕРНА

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 11.10.2014. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Формат бумага 60x84/16. Печать цифровая. Усл. п. л. 1.0. Тираж 100. Заказ 0102.

Отпечатано с готового оригинал-макета на участке оперативной полиграфии ИП Магарин О.Г. 385008, г. Майкоп, ул. 12 Марта, 146. Тел. 8-906-438-28-07. E-mail: olemag@yandex.ni