автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии получения утфеля первой кристаллизации

БРАЖНИКОВ Николай Николаевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Специальность: 05.18.05 - «Технология сахара и сахаристых продуктов, чая, табака и субтропических культур»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 НОЯ 2010

Воронеж -2010

004613739

Работа выполнена на кафедре технологии сахаристых веществ ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия».

Научный руководитель - кандидат технических наук, профессор

Громковский Анатолий Иванович (ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»)

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Корниенко Тамара Сергеевна (ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия») кандидат технических наук, доцент Смольянинов Валерий Викторович (ООО «Продимекс-Холдинг»)

Ведущая организация - ГНУ Всероссийский научно-

исследовательский институт сахарной свеклы и сахара им. А. Л. Мазлумова Россельхозакадемии

00

Защита диссертации состоится «01» декабря 2010 года в 12 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.06 при ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия» по адресу: 394036, г. Воронеж, пр. Революции, д. 19, конференц-зал.

Приглашаем Вас принять участие в заседании совета или прислать отзыв на автореферат в двух экземплярах, подписанный и заверенный гербовой печатью учреждения, по указанному выше адресу на имя ученого секретаря совета доц. Г.П. Шуваевой.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат размещен на официальном сайте ВГТА www.vgta.vrn.ru «28» октября 2010 года.

Автореферат разослан «28» октября 2010 г.

Ученый секретарь

совета Д 212.035.06

Г.П. Шуваева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Первая ступень кристаллизации определяет качество и выход товарного сахара-песка, затраты топливно-энергетических ресурсов и экономические показатели работы завода в целом. На расход топлива влияет подача воды в вакуум-аппарат для растворения повторно образовавшихся кристаллов и подача воды в центрифуги при пробеливании, которые зависят от размера и однородности кристаллов в утфеле.

Основным условием получения однородной кристаллострукту-ры утфеля первой кристаллизации является проведение процесса при равенстве скоростей создания пересыщения и роста кристаллов, позволяющем исключить повторное кристаллообразование. Большую роль при этом играет поддержание оптимального рабочего пересыщения, учет латентного периода кристаллообразования, способ производства кристаллической основы для утфеля и наличие эффективного метода контроля кристаллоструктуры.

Проблему снижения расхода пара и топлива на первой ступени кристаллизации невозможно решить без применения современной системы автоматизации. При этом настройка параметров в системе автоматизации должна проводиться не только по оптимальному пересыщению, но и на основе анализа кристаллоструктуры.

С учетом вышеизложенного дальнейшие исследования по совершенствованию технологии получения утфеля первой кристаллизации являются актуальными.

Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры технологии сахаристых веществ ВГТА «Разработка новых и совершенствование существующих технологий, оборудования и методов контроля сахарного производства» (№ государственной регистрации 01970000492).

Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось совершенствование технологии получения утфеля первой кристаллизации путем разработки новых способов контроля и управления процессом наращивания кристаллов и производства кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

-разработка и промышленная проверка метода контроля кри-сталлоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации;

-разработка программы для ЭВМ, позволяющей определять качественные характеристики и количество кристаллов в затравочных суспензиях, холодном кристаллизате, маточном и производственном утфелях первой кристаллизации;

-определение максимального рабочего коэффициента пересыщения при получении утфеля, учитывающего длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора;

-усовершенствование математической модели управления процессом наращивания кристаллов при получении утфеля первой кристаллизации на основе учета длительное™ латентного периода кристаллообразования;

-разработка режима тепло- и массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением;

-разработка способа получения утфеля первой кристаллизации, учитывающего длительность латентного периода кристаллообразования;

-разработка и промышленная проверка способов производства кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением.

Научная новизна. Разработан компьютерно-оптический метод контроля кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, включающий установку, методику и алгоритм обработки данных дисперсионного анализа.

С целью совершенствования теоретических основ технологии получения утфеля первой кристаллизации предложено учитывать длительность латентного периода кристаллообразования. Получено регрессионное уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения при получении утфеля первой кристаллизации, учитывающее длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора. Предложено ввести в математическую модель управления процессом наращивания кристаллов уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения.

Разработан режим тепло- и массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, предусматривающий равенство скоростей охлаждения и роста кристаллов.

Практическая значимость. Разработана и прошла промышленную проверку на ОАО «Земетчинский сахарный завод» и ОАО «Елань-Коленовский сахарный завод» методика компьютерно-оптического контроля кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, предназначенная для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации.

Разработана программа для ЭВМ «Кристаллоструктура суспензий», позволяющая определять средний линейный размер кристаллов, коэффициент неоднородности, количество кристаллов по среднему линейному размеру и с учетом количественного распределения по размерам в затравочных суспензиях, холодном кристаллизате, маточном и производственном утфелях первой кристаллизации.

Разработан способ получения утфеля первой кристаллизации, позволяющий повысить однородность кристаллоструктуры и интенсифицировать процесс за счет поддержания коэффициента пересыщения в соответствии с длительностью латентного периода кристаллообразования.

Разработаны и внедрены с экономическим эффектом способы производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, обеспечивающие увеличение однородности кристаллоструктуры.

Приоритет новых технических решений, направленных на совершенствование технологии получения утфеля первой кристаллизации, защищен патентами РФ № 2342437, № 2359039, № 2371480 и свидетельством № 2010612837.

Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие положения, имеющие научную новизну и практическую значимость:

-установка, методика и программа для ЭВМ для компьютерно-оптического контроля кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей

первой кристаллизации, предназначенная для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации;

-способ и технологический режим получения утфеля первой кристаллизации, учитывающий длительность латентного периода кристаллообразования;

-способы и технологические режимы производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, обеспечивающие равенство скоростей охлаждения и роста кристаллов.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2 и 5 паспорта специальности 05.18.05 - «Технология сахара и сахаристых продуктов, чая, табака и субтропических культур».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на отчетных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (2007-2009 гг.); VIII и IX Всероссийской конференциях молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии» (Казань, 2007-2008 гг.); XXII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-22» (Псков, 2009); III международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК РФ, получено 3 патента РФ на изобретение, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций промышленности, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 156 страницах, содержит 42 рисунка, 16 таблиц, библиографический список, включающий 183 источника, в том числе 20 на иностранных языках, и 44 страницы приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, рассмотрены научная новизна и практическая значимость диссертационной работы.

В первой главе систематизирована научная информация отечественных и зарубежных авторов по теории кристаллизации сахарозы, научно-практические данные по тепло- и массообмену при получении утфеля первой кристаллизации, проведен анализ причин нарушения однородности кристаллоструктуры в существующих технологиях получения утфеля первой кристаллизации, сформулированы цель и задачи исследования.

Во второй главе обоснованы и описаны методики исследования.

В связи со сложностью моделирования процессов и аппаратов для получения продуктов на первой ступени кристаллизации основная часть работы выполнялась в производственных условиях.

Объекты исследования:

-затравочные суспензии;

-холодный кристаллизат, приготавливаемый в кристаллизаторе-охладителе;

-маточный и производственный утфели первой кристаллизации, получаемые в вакуум-аппаратах периодического действия с механическим циркулятором.

В холодном кристаллизате, маточном и производственном ут-фелях первой кристаллизации и их межкристальных растворах определяли содержание сахарозы и сухих веществ по стандартным методикам, с помощью существующих систем автоматизации контролировали уровень и температуру в аппаратах.

Во всех объектах исследования анализировали кристаллострук-туру с помощью специально разработанной методики на установке для компьютерно-оптического контроля (рис. 1).

Методика включает в себя отбор пробы в герметичный сосуд, стабилизацию части хорошо размешанной пробы в глицерине, насыщенном сахарозой, нанесение посредством стеклянной палочки определенной массы подготовленной пробы на предметное стекло, равномерное распределение с помощью накладывания покровного стекла и помещение на предметный столик оптического микроскопа БИОЛАМ С-11. Изображения кристаллов, попавших в поле зрения микроскопа,

получали с помощью цифровой камеры-окуляра. Для этого вставляли цифровую камеру-окуляр вместо окуляра микроскопа, открывали программу ScopePhoto, входящую в комплект цифровой камеры-окуляра, выбирали название цифровой камеры-окуляра, и при использовании функции Capture -> Capture a Frame открывалось новое окно с полученной фотографией. Определение линейного размера кристаллов проводилось сравнением со шкалой в программе ScopePhoto использованием функции View-> Rulers and Grid -> Grids -> Manual Grids.

Рисунок 1. Установка для компьютерно-оптического контроля кристалл оструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата. маточного и производственного утфелей первой кристаллизации: 1 - оптический микроскоп БИОЛАМ С'-11, 2 - цифровая камера-окуляр для микроскопа DCM300, 3 - ноутбук, включая программное обеспечение анализа изображений ScopePhoto

Полученные в ходе компьютерно-оптического контроля кри-сталлоструктуры данные длины и ширины кристаллов обрабатывались в специально разработанной программе для ЭВМ «Кристаллост-руктура суспензий». Программа написана на Марк-языке программирования для персональных компьютеров, использующих операционную среду Windows. В результате обработки определялись средний линейный размер кристачлов, коэффициент неоднородности, общая поверхность и количество кристаллов по среднему линейному размеру и с учетом количественного распределения ro размерам.

Достоверность полученных результатов обеспечивалась пятикратной повторностью опытов. Воспроизводимость результатов проверялась по критерию Кохрена. Максимальная относительная погрешность определения среднего линейного размера кристаллов в

объектах исследования не превышает 9 %.

Третья глава посвящена совершенствованию технологии получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающей равенство скоростей создания пересыщения и роста кристаллов, на основе учета длительности латентного периода кристаллообразования и разработки режима тепло- и массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением.

Равенство скоростей создания пересыщения и роста кристаллов имеет вид:

ипер=«кр- 00

При уваривании утфеля равенство (1) преобразуется в уравнение тепло- и массообмена (2), в котором учитываются параметры теплообмена (К,.ш Б, <:у, г) и массообмена (Кнас, Кпер, Но, V, М-6-с12).

^•р-Оп-^-к^-к^-Нр =у м б ^ (2)

1,1-г

Выполнение равенства (1) имеет смысл только тогда, когда при данном коэффициенте пересыщения гарантируется отсутствие повторного кристаллообразования. Поэтому регулирование коэффициента пересыщения должно проводиться в границах метастабильной области. Главным технологическим регулируемым параметром, который должен обеспечивать выполнение равенства (1), является общая площадь поверхности кристаллов сахарозы в вакуум-аппарате

Скорость процесса и производительность аппарата по уравнению (2) при заводке кристаллов и на первой стадии наращивания кристаллов зависит от правой части уравнения и Кпф , в дальнейшем - от значения Кпер.

Учет длительности латентного периода кристаллообразования. Однородность кристаллоструктуры утфеля первой кристаллизации, являющаяся основной качественной характеристикой, зависит от растворения кристаллов и повторного кристаллообразования.

Управление стадией наращивания кристаллов в настоящее момент не учитывает повышенную растворимость мелких кристаллов и влияние латентного периода кристаллообразования, равного промежутку времени от создания пересыщения до появления новых кристаллов.

Поэтому рекомендовано в метастабильной области пересыщения выделять рабочую зону, в которой исключается как растворение кристаллов, введенных с кристаллической основой, так и повторное кристаллообразование. Минимальный рабочий коэффициент пересыщения рекомендуется принимать равным Кра5тш = 1,038. Максимальный рабочий коэффициент пересыщения определяют путем сопоставления длительности латентного периода кристаллообразования с временем наращивания кристаллов в производственных условиях.

Получено регрессионное уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения, учитывающее длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора:

к раб.тах = -1,874070 + 0,045579 • Ч + 0,059085 • I - 0,005187 • т л -

-0,000174-Ч2 -0,00003-^ + 0,000023• т2 -0000301-Ч-г-0,000013-4-тл-0,00000м-тл. (3)

Уравнение (2) предложено использовать для обоснования изменения параметров в алгоритме уваривания (рис. 2) на разных стадиях наращивания кристаллов и для построения верхней границы метастабильной рабочей зоны пересыщения на диаграммах фазового превращения (рис. 3 и 4).

Из результатов, представленных на рисунке 4, видно, что на первой стадии наращивания метастабильная рабочая зона пересыщения должна быть в пределах 1,038-1,158, на второй стадии наращивания ее верхняя граница увеличивается до 1,193, а на стадии окончательного сгущения - до 1,214.

Из рисунка 4 следует, что за счет подъема верхней границы метастабильной рабочей зоны ее ширина увеличивается. При этом вероятность повторного кристаллообразования на последней стадии наращивания снижается. Это позволяет постепенно увеличивать содержание сухих веществ в межкристальном растворе для повышения скорости роста кристаллов сахарозы и производительности вакуум-аппарата.

С/тдии у&ри&гая

Рисунок 2. Алгоритм уваривания утфеля первой кристаллизации по данным Техин-сервис: I - заполнение вакуум-аппарата; II - предварительное сгущение; III - заводка кристаллов; IV - наращивание кристаллов; V - окончательное сгущение; VI - выгрузка утфеля и подготовка к следующему процессу уваривания

8!,

Иеиша&зячя кщжеш

зг

РшШтше рюя&зра

Рисунок 3. Диаграмма фазовых превращений: 1 - кривая насыщения; 2 и 3 - кривые минимального и максимального рабочего коэффициента пересыщения соответственно; 4 - кривая критического коэффициента пересыщения

Ю

73

/Шшт Е5шхш 2 /иресьгвгш) /,3

" У ! .

V МзпкаюЗиъюя рЯочаязаа * ч ¡щЕшдаия

Л1

70 Л

Ршййюня ршЬры

73 82

Г,'С

Рисунок 4. Диаграмма фазовых превращений: Х1=0,035 и Х2~0,056 - возможное увеличение коэффициента пересыщения; I - кривая минимального рабочего коэффициента пересыщения; 2, 3, 4 -кривые максимального рабочего коэффициента пересыщения для чистоты соответственно 82,7 %, 86,0 %, 90,4 %

В современной модели управления процессом уваривания величина Кпер в стадии наращивания контролируется посредством измерения СВ6-СВ8, значение которого поддерживается за счет подкачки исходного раствора в аппарат. Характер изменения кривой СВ на рисунке 2 определяется уровнем утфеля Ь. При этом настройка проводится путем проведения экспериментальных варок, что не позволяет оптимизировать процесс и работать при максимальном Кпер.

Предложено ввести в математическую модель управления процессом наращивания кристаллов при получении утфеля первой кристаллизации уравнение (3). Математическая модель предусматривает на первой стадии наращивания, когда промежуток времени от данной стадии до окончания уваривания значительный, поддержание концентрации межкристального раствора за счет подкачек исходного продукта постоянной СВ6 = СВ7 (рис. 2 и 3) и рассчитываемой по уравнению (4).

100-К^ -Кпео-Н0

СВ =-—-^-5—. (4)

кН2С-кпер.н0+ 0,01-4

На второй стадии, когда длительность рабочего цикла наращивания сокращается и становится ниже длительности латентного периода кристаллообразования, для поддержания высокой скорости роста кристаллов содержание сухих веществ межкристального раствора увеличивают от СВ7 до СВа пропорционально снижению чистоты изменением угла а (рис. 2 и 3). Для этого в текущий момент времени по уравнению (3) находится Краб.тах и подставляется в уравнение (4).

Режим проведения стадии окончательного сгущения определяется шириной метастабильной рабочей зоны пересыщения, представленной на рисунке 4. Для предотвращения повторного кристаллообразования в стадии окончательного сгущения максимальный коэффициент пересыщения не должен превышать Кра6.тах, которому на графическом алгоритме (рис. 2) соответствует значение СВ9.

Производство кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением. Аналитический обзор литературы показал, что кристаллические основы, произведенные методом кристаллизации охлаждением, обладают более однородной кристаллоструктурой по сравнению маточным утфелем, полученным методом изотермической кристаллизации выпариванием с заводкой кристаллов затравочной суспензией или холодным кристаллизатом.

Поэтому был разработан режим тепло- и массообмена для производства кристаллических основ методом кристаллизации охлаждением, предусматривающий равенство скоростей охлаждения и роста кристаллов. Управление процессом предлагается проводить с использованием расчетной кривой изменения температуры раствора во времени, полученной по уравнению

V =_10°-У-5_. (5)

охл -Кшр -Н0 .(100-СВИр).(100-Кр)

Четвертая глава посвящена промышленному исследованию режимов получения затравочных суспензий, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации с помощью компьютерно-оптического контроля кристаллосгруктуры с целью определения повторного кристаллообразования для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации.

На первом этапе исследовали кристаллоструктуру пяти затравочных суспензий. Характеристики кристаллов в пяти затравочных суспензиях, рассчитанные в программе для ЭВМ «Кристаллострукту-ра суспензий», представлены в таблице I.

Таблица 1

Характеристики кристаллов в затравочных суспензиях

Способ получения затравочной суспензии ¿сер. > мкм Кн. % Иу > шт./см3

по ¿сер. по ^сер.

мокрое измельчение 1,7 кг сахара-песка фракции 0,8-1,25 мм и 4 л изопрошшового спирта в шаровой мельнице в течение 5 ч 11,31 56,79 1,63 •ю8 5,95 •108

мокрое измельчение 1,7 кг сахара-песка фракции менее 0,2 мм и 4 л изопропилового спирта в шаровой мельнице в течение 5 ч 10,01 51,19 2,38 •Ю5 7,39 ■10*

мокрое измельчение 2,0 кг сахара-песка фракции 0,5-0,8 мм и 4 л изопропилового спирта в шаровой мельнице в течение 7.5 ч 12,02 60,43 1,60 •108 8,13 •10*

мокрое измельчение 1,7 кг сахара-песка фракции 0,8-1,25 мм и 4 л изопропилового спирта в кофемолке в течение 5.0 ч 65,38 51,47 8,44 •105 2,78 •106

ССС-Р 16,64 54,25 5,18 •107 2,13 •108

Данные таблицы 1 показывают, что количество кристаллов в 1 см° затравочных суспензий, рассчитанное с учетом количественного

распределения по размерам по <^сер, в среднем превышает количество, рассчитанное по среднему линейному размеру, в 3,85 раза. Это объясняется тем, что во втором случае при расчете не учитывается возросшая доля мелких кристаллов по сравнению с крупными.

На втором этапе исследовали изменение кристаллоструктуры в шести точках на стадии наращивания и при окончательном сгущении маточного и производственного утфелей первой кристаллизации. Наличие повторного кристаллообразования определяли по изменению количества кристаллов и параметру о, равному отношению общей площади поверхности кристаллов к 1 кг сахарозы в пересыщенном состоянии.

Результаты исследования представлены на рисунке 5 и в таблицах 2 и 3.

Анализ рисунка 5 показывает, что при использовании затравочной суспензии для заводки кристаллов в маточном утфеле в начальный момент стадии наращивания параметр о, рассчитанный как по с1сер , так и по с^сер,

находится значительно ниже безопасной области, ограниченной снизу линией 3. Из-за недостаточной поверхности кристаллов в затравочной суспензии происходит повторное кристаллообразование, которое подтверждается ростом количества кристал-ловN.. т (таблица2).

200 (I, мкм

400

600

Рисунок 5. Изменение параметра о в процессе получения маточного и производственного утфелей первой кристаллизации: 1 - расчет по среднему линейному размеру кристаллов; 2 - расчет с учетом количественного распределения кристаллов по размерам; 3 - граница минимального параметра в, при котором отсутствует повторное кристаллообразование, по В. Нойману

Дальнейшее наращивание кристаллов сопровождается ростом параметра а, что обусловлено увеличением поверхности кристаллов при постоянном или снижающемся количестве сахарозы в пересыщеннохм состоянии.

Таблица 2

Характеристики маточного утфеля первой кристаллизации__

т, мин 0 10 40 70 85 100 115 130

Нсер , мкм 11,31 13,01 100,72 131,84 157,82 175,21 190,90 201,23

К„,% 56,79 64,17 45,20 47,65 49,67 49,66 49,54 46,49

Ь,% 27 27,6 41,8 45,2 49,4 54,0 57,6 60,0

1у, °С 68,80 69,22 69,26 70,34 70,40 71,36 71,80 74,24

СВМ р, % 80,70 81,04 81,34 81,66 82,00 82,30 82,62 82,96

Чм.р, % 88,30 88,19 85,63 84,15 82,57 80,74 79,40 78,57

КПер 1,15 1,17 1,16 1,15 1,15 1,14 1,14 1,12

Кр, % 0 0,98 17,74 24,82 30,62 35,58 39,28 41,34

N. 7 .шт. 1,49-10" 2,06- 10м 9,28-1012 7,44-Ю12 6,02-1012 6,85-1012 6,34 -1012 4,72-1012

Таблица 3

Характеристики производственного упЬеля первой кристаллизации

т, мин 0 10 40 70 100 130 145 160

<Зсер , мкм 201,23 255,72 348,23 423,78 477,03 525,85 555,55 . 587,17

к„,% 46,49 44,00 44,69 45,41 44,10 43,83 43,16 43,41

ц% 40,2 43,2 55,2 64,0 71,0 78,2 83,8 85,2

I у,°с 69,76 70,56 71,16 71,58 72,68 73,22 74,20 74,20

свмр,% 80,52 80,68 80,94 81,36 81,76 82,10 82,50 82,72

Чм р, % 87,66 86,15 85,15 82,51 80,00 78,46 77,04 75,44

^пер 1,12 1,10 1,10 1,09 1,07 1,06 1,06 1,05

Кр, % 9,00 18,90 29,00 36,06 42,58 47,18 50,32 53,22

N , -г ,шт. 6,86-10" 9,50-10" 8,86-10" 8,00-10" 7,48-10" 7,31-10" 7,53-10" 7,26-10"

В случае получения производственного утфеля с заводкой кристаллов маточным утфелем параметр о находится выше линии 3, что обеспечивает равенство (1) и подтверждается незначительным изменением количества кристаллов (таблица 3).

На рисунке 5 штрихпунктирными линиями показаны кривые изменения параметра о при заводке кристаллов в производственном утфеле с помощью затравочной суспензии. При этом параметр о при заводке кристаллов затравочной суспензией № 1 объёмом 25 см3 равен 0,01. Следовательно, исключить повторное кристаллообразование в вакуум-аппарате производственного утфеля в данных условиях невозможно.

Дальнейшие исследования посвящены анализу технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации процесса получения маточного и производственного утфелей первой кристаллизации посредством компьютерно-оптического контроля кристалл оструктуры.

Целесообразность применения методики компьютерно-оптического контроля кристаллоструктуры подтверждается наличием повторного кристаллообразования на фотографиях до и его значительным снижением после корректировки технологического режима, представленных на рисунке 6.

Корректировка технологического режима заключалась в изменении концентраций сухих веществ межкристального раствора СВ4, СВ4-, СВ5 и угла подъема коэффициента пересыщения а в алгоритме на рисунке 2.

В пятой главе на основе проведенных исследований разработана и предложена промышленности (внедрено на ОАО «Земетчинский сахарный завод» в 2009 году) инструкция по компьютерно-оптическому контролю кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, предназначенная для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации.

Усовершенствованная математическая модель управления процессом наращивания кристаллов реализована в способе получения утфеля первой кристаллизации (патент РФ № 2371480).

Рисунок 6. Фото* рафии кристаллов: а. б - маточный угфель первой кристаллизации при заводке кристаллов с помощью затравочной суспензии в момент спуска из вакуум-аппарата соответственно до и после корректировки технологического режима; в. г - производственный утфель первой кристаллизации при заводке кристаллов с помощью заправочной суспензии в момент спуска из вакуум-аппарата соответственно до и после корректировки технологического режима; д. е - производственный утфель первой кристаллизации при заводке кристаллов с помощью маточного утфеля перед спуском из вакуум-аппарата соответственно до и после корректировки технологического режима

Данный способ предусматривает набор сиропа в вакуум-аппарат, сгущение его до коэффициента пересыщения 1,25-1,30, заводку кристаллов, наращивание кристаллов в две стадии, окончательное сгущение и выгрузку готового утфеля, при этом требуемое количество кристаллов вводят в вакуум-аппарат с пастой, для сохранения количества кристаллов коэффициент пересыщения быстро снижают до метастабильного состояния через 5-10 с после ввода пасты, первую стадию наращивания кристаллов проводят при постоянном содержании сухих веществ межкристального раствора, соответствующем коэффициенту пересыщения 1,05-1,10, до содержания кристаллов 1020% к массе утфеля, вторую стадию наращивания кристаллов проводят при постепенном росте содержания сухих веществ межкристального раствора, причем повышение содержания сухих веществ пропорционально унижению чистоты раствора и соответствует росту коэффициента пересыщения от 1,10 до 1,20.

Данный способ позволяет повысить однородность кристаллост-руктуры производственного утфеля первой кристаллизации; интенсифицировать процесс получения утфеля первой кристаллизации; исключить повторное кристаллообразование на начальном этапе наращивания кристаллов за счет более низкого коэффициента пересыщения, величина которого обоснована длительностью латентного периода кристаллообразования; увеличить скорость роста криггаплов на завершающем этапе наращивания за счет постепенного роста коэффициента пересыщения.

Для практической реализации предложенного режима тепло- и массообмена разработаны два способа производства кристаллической основы для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением.

Способ производства кристаллической основы для утфеля методом однократной кристаллизации охлаждением (патент РФ № 2342437) предусматривает использование концентрированного исходного продукта (СВ 78,5-79 %), предварительное его охлаждение до коэффициента пересыщения 1,05, внесение затравочной суспензии с размером кристаллов 25-30 мкм, основное охлаждение в течение 6 часов. Готовый холодный кристаллизат имеет средний линейный размер кристаллов 0,20-0,25 мм.

Данный способ производства кристаллической основы по сравнению с маточным утфелем позволяет упростить и ускорить произ-

бодство кристаллической основы, увеличить коэффициент однородности кристаллов за счет проведения наращивания кристаллов в одну стадию.

.Другой способ производства кристаллической основы для ут-феля, предусматривающий двукратную кристаллизацию охлаждением (патент РФ № 2359039), схематично представлен на рисунке 7.

Рисунок 7. Способ производства кристаллической основы по патенту РФ № 2359039

Применение способа с двукратной кристаллизацией охлаждением по сравнению с однократной позволяет получать более однородную кристаллоструктуру в кристаллической основе за счет увеличения количества и поверхности кристаллов, вводимых при заводке.

На следующем этапе исследования осуществлены производственные испытания способов производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением в

сравнении с заводкой кристаллов маточным утфелем, полученным путем наращивания кристаллов холодного кристаллизата.

Результаты производственных испытаний способов производства кристаллической основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, показывающие эффективность предложенных технических решений по сравнению заводкой кристаллов маточным утфелем, представлены в таблице 4.

Таблица 4

Сравнительная оценка способов производства кристаллических основ

Ступень кристаллизации

0 1 1 2 2 3

Затравочная суспензия Холодный кри-сталлизат Первый холодный кристал-лизат Второй холодный кристал-лизат Маточный утфель Производственный утфель

10 мкм 200-250 мкм, Ко = 8588 % 100-120 мкм, К„ = 8790% 250-300 мкм, Ко = 8790% 300-350 мкм, Ко = 8285% грануляцией

✓ 300-400 мкм, К„ = 80-84 %

✓ 600-650 мкм, К„= 85-88 %

✓ ✓ ✓ 650-700 мкм, К„ = 87-90 %

✓ ✓ ✓ 700-750 мкм, К„ = 82-85%

Данные таблицы 4 показывают, что предлагаемые способы производства кристаллической основы методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением позволяют увеличить однородность кри-сталлоструктуры производственного утфеля первой кристаллизации.

Расчетный экономический эффект от внедрения способов производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением складывается из уменьшения расхода условного топлива на выпаривание дополнительного количества воды для наращивания кристаллов, ликвидации повторного кристаллообразования, пробеливания в центрифугах, и составляет 6820,4 и 3540,3 тыс. руб. соответственно (Внедрено на ОАО «Елань-Коленовский сахарный завод» в 2009 году).

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработана и прошла промышленную проверку методика компьютерно-оптического контроля кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, предназначенная для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации.

2. Разработана программа для ЭВМ «Кристаллоструктура суспензии», позволяющая определять средний линейный размер кристаллов, коэффициент неоднородности, количество кристаллов по среднему линейному размеру и с учетом количественного распределения по размерам в затравочных суспензиях, холодном кристаллизате, маточном и производственном утфелях первой кристаллизации.

3. Получено регрессионное уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения при получении утфеля первой кристаллизации, учитывающее длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора.

4. Предложена усовершенствованная математическая модель управления процессом наращивания кристаллов при получении утфеля первой кристаллизации на основе учета длительности латентного периода кристаллообразования.

5. Разработан режим тепло-массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, предусматривающий равенство скоростей создания пересыщения и роста кристаллов.

6. Разработан способ получения утфеля первой кристаллизации, позволяющий повысить однородность кристаллоструктуры и интенсифицировать процесс за счет поддержания коэффициента пересыщения в соответствии с длительностью латентного периода кристаллообразования.

7. Разработаны и внедрены с экономическим эффектом способы производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, обеспечивающие высокую однородность кристаллоструктуры путем исключения повторного кристаллообразования.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ипер- скорость создания пересыщения, кг сахарозы/ч; г>кр - скорость роста

кристаллов, кг сахарозы/ч; СВ - содержание сухих веществ, %; СХ - содержание сахарозы, %; Ч - чистота раствора, — температура, °С; тд— длительность латентного периода кристаллообразования, равная длительности наращивания кристаллов, мин; т - время отбора от начала стадии наращивания кристаллов, мин; \¥ - разрежение в вакуум-аппарате, кПа; <Ш - снижение разрежения в вакуум-аппарате, кПа; СВ! - СВ9 - концентрация сухих веществ раствора, %; Ь - уровень утфеля в вакуум-аппарате, %; Р - давление греющего пара, кПа; в - начальное положение паровой заслонки; с1сер -

средний линейный размер кристаллов, мкм; <1^ - средний линейный размер кристаллов, рассчитанный с учетом количественного распределения кристаллов по размерам, мкм; К„ - коэффициент неоднородности кристаллов, %; К0 - коэффициент однородности кристаллов, %; Кр - содержание кристаллов, %; Кпср - коэффициент пересыщения; - общее количество кристал-

лов, рассчитанное с учетом количественного распределения кристаллов по размерам, шт.; Кп, - коэффициент теплопередачи, ккал/(м2-час-°С); Б - площадь поверхности нагрева вакуум-аппарата, м2; 1П - температура греющего пара, °С; ^ - температура кипения раствора, °С; Кнас - коэффициент насыщения; Н0 - растворимость сахарозы в воде, кг сахарозы/кг воды; г - скрытая удельная теплота парообразования, ккал/кг пара; V - удельная массовая скорость роста кристаллов сахарозы, кг/(м2-ч); N - количество кристаллов, шт.; <1 - размер кристаллов, мкм; о - поверхность кристаллов, приходящаяся на 1 кг сахарозы в пересыщенном состоянии, м2/кг сахарозы; Кра6тах - максимальный рабочий коэффициент пересыщения; Кра6глш - минимальный рабочий коэффициент пересыщения, Кра5тш = 1,038; а - угол подъема коэффициента пересыщения; рс - плотность кристаллов сахарозы, кг/м3.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Громковский, А. И. Оптимальный режим уваривания утфеля I продукта [Текст] / А. И. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников // Сахар. - 2008. - № 8. - 0,19 пл. (лично автором - 0,06 пл.).

2. Алгоритм уваривания утфелей в вакуум-аппаратах периодического действия [Текст] / А. И. Громковский, Н. Н. Бражников, А. А. Громков-

ский, 10. И. Последова // Сахар. - 2009. - № 1. - 0,38 пл. (лично автором -0,09 п.л.).

Статьи н материалы конференций

3. Громковский, А. И. Соотношение скоростей кристаллизации и создания пересыщения при получении утфелей [Текст] / А. И. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников // Материалы XLV отчетной научной конференции за 2006 год: в 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. -- Воронеж, 2007. - Ч. 1. - 0,13 п.л. (лично автором - 0,04 п.л.).

4. Громковский, А. И. Применение маточных утфелей при кристаллизации сахара [Текст] / А. И. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников // Сборник тезисов докладов VHI Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием «Пищевые технологии». - Казань. -2007. - 0,06 п.л. (лично автором - 0,02 п.л.).

5. Громковский, А. И. Тепло- и массообмен при кристаллизации утфелей [Текст] / А. И. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников // Материалы XLVI отчетной научной конференции за 2007 год: в 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2008. - Ч. 1. - 0,13 пл. (лично автором - 0,04 пл.).

6. Громковский, А. И. Оптимальный режим получения кристаллической основы для уваривания утфелей методом охлаждения [Текст] / А. И. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников // Сборник тезисов докладов IX Международной конференции молодых ученых «Пищевые технологии и биотехнологии». - Казань: Издательство «Отечество», 2008. - 0,06 пл. (лично автором - 0,02 пл.).

7. Громковский, А. И. Компьютерно-оптический контроль изменения кристаллоструктуры при приготовлении маточного утфеля [Текст] / А. И. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников /7 Материалы XLVU отчетной научной конференции за 2008 год: в 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2009. -Ч. 1.-0,13 пл. (лично автором - 0,04 пл.).

8. Громковский, А. И. Теоретическое обоснование современной технологии изотермической кристаллизации утфелей методом выпаривания [Текст] / А. И. Громковский, 10. И. Последова, Н. Н. Бражников // Материалы XLVII отчетной научной конференции за 2008 год: в 3 ч. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2009. - Ч. 1. - 0,13 пл. (лично автором - 0,04 пл.).

9. Математическая модель стадии наращивания кристаллов при уваривании утфелей [Текст] / А. И. Громковский, Н. Н. Бражников, Ю. И. Последова, А. А. Громковский // Сборник чрудов XXII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-22»: в 10 т. - Псков: Изд-во Псков, гос. политехи, ии-та, 2009. - Т. 9. - 0,13 пл. (лично автором - 0,03 пл.).

10. Улучшение кристаллоструктуры утфелей при использовании кри-

етаплической основы [Текст] / А. И. Громковский, А. А. Громковский, Ю. И. Последова, Н. Н. Бражников // Материалы III международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)»: в 3 т. / Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж, 2009. - Т. 2. - 0,13 пл. (лично автором - 0,03 пл.).

Изобретения

11. Пат. 2342437 РФ, МПК СОР 1/02. Способ производства кристаллической основы для уваривания утфелей [Текст] / Громковский А. И., Последова Ю. И., Бражников Н. Н. ; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад.-№2007125213 ; заявл. 03. 07.07; опубл. 27.12. 08, Бюл. № 36. - 0,19 п.л. (лично автором - 0,06 пл.).

12. Пат. 2359039 РФ, МПК С 13 Р 1/02. Способ производства кристаллической основы для уварнвания утфелей сахарного производства [Текст] / Громковский А. И., Последова Ю. И., Бражников Н. Н.; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2008102183 ; заявл. 21. 01. 08 ; опубл. 20.06. 09, Бюл. № 17. - 0,31 пл. (лично автором - 0,10 пл.).

13. Пат. 2371480 РФ, МПК С 13 Р 1/02, С 13 Р 1/00. Способ получения ухфеля первой кристаллизации [Текст] / Громковский А. И., Бражников Н. Н., Громковский А. А., Последова Ю. И. ; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. -№ 2008147470 ; заявл. 01. 12. 08 ; опубл. 27. 10. 09, Бюл. № 30,- 0,25 пл. (лично автором - 0,06 пл.).

14. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2010612837 РФ. Кристаллоструктура суспензий [Текст] / Громковский А. И., Бражников Н. Н., Последова Ю. И.; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол, акад. - № 2010611139 ; заявл. 09. 03. 10; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 27. 04. 10. - 0,06 пл. (лично автором - 0,02 пл.).

Подписано в печать 26.10.2010. Формат 60x84 '/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 120 экз. Захаз 352. ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО ВГТА) Отдел оперативной полиграфии ГОУВПО «ВГТА» Адрес академии и отдела оперативной полиграфин 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Теоретические основы процесса кристаллизации сахарозы.

1.1.1 Растворимость сахарозы в чистых и производственных растворах.

1.1.2 Диаграмма фазовых превращений.

1.1.3 Кристаллообразование.

1.1.4 Скорость роста кристаллов сахарозы.

1.1.5 Рекристаллизация.'.

1.2 Основы промышленной кристаллизации сахарозы из растворов методом выпаривания.

1.2.1 Теплообмен при получении утфеля первой кристаллизации.

1.2.2 Массообмен при получении утфеля первой кристаллизации.

1.2.3 Равенство скоростей создания пересыщения и роста кристаллов.

1.2.4 Существующие способы получения утфеля первой кристаллизации.

1.2.5 Способы управления процессом получения утфеля первой кристаллизации.

1.2.6 Характеристики кристаллов сахарозы и способы их определения

1.3 Обоснование цели и задач исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Определение технологических параметров в продуктах первой кристаллизации.

2.2 Методика компьютерно-оптического контроля кристаллоструктуры суспензий кристаллизационной станции сахарного производства.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ.

3.1 Учёт длительности латентного периода кристаллообразования.

3.2 Разработка режимов производства кристаллической основы для утфеля методом кристаллизации охлаждением.

3.3 Исследование влияния длительности стабилизации на гранулометрический состав сахара-песка.

3.4 Выводы.

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ИСПЫТАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕТОДОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ.

4.1 Описание условий проведения исследования.

4.2 Определение качественных характеристик и количества кристаллов в затравочных суспензиях.

4.2.1 Определение качественных характеристик кристаллов в затравочных суспензиях.

4.2.2 Расчёт удельного количества кристаллов в затравочных суспензиях.

4.3 Исследование равенства скоростей создания пересыщения и роста кристаллов при получении маточного утфеля.

4.3.1 Определение качественных характеристик кристаллов в маточном утфеле.

4.3.2 Расчёт количества кристаллов в маточном утфеле.

4.3.3 Определение площади поверхности кристаллов в маточном утфеле.

4.4 Исследование равенства скоростей создания пересыщения и роста кристаллов при получении производственного утфеля.

4.5 Изменение поверхности кристаллов при получении маточного и производственного утфелей первой кристаллизации.

4.6 Анализ технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации процесса получения маточного и производственного утфелей первой кристаллизации.

4.7 Оценка погрешности измерений и воспроизводимости результатов.

4.8 Выводы.

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

5.1 Инструкция по компьютерно-оптическому контролю кристаллоструктуры суспензий кристаллизационной станции сахарного производства.

5.2 Способ получения утфеля первой кристаллизации, учитывающий длительность латентного периода кристаллообразования.

5.3 Способ производства кристаллической основы для уваривания утфелей методом однократной кристаллизации охлаждением.

5.4 Способ производства кристаллической основы для уваривания утфелей методом двукратной кристаллизации охлаждением.

5.5 Сравнительная оценка способов производства кристаллических основ для утфеля первой кристаллизации.

РАСЧЁТ ОЖИДАЕМОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ВНЕДРЕНИЯ.

Способ производства кристаллической основы для уваривания утфелей методом однократной кристаллизации охлаждением.

Способ производства кристаллической основы для уваривания утфелей методом двукратной кристаллизации охлаждением.

Актуальность работы. Первая ступень кристаллизации определяет качество и выход товарного сахара-песка, затраты топливно-энергетических ресурсов и экономические показатели работы завода в целом. На расход топлива влияет подача воды в вакуум-аппарат для растворения повторно образовавшихся кристаллов и подача воды в центрифуги при пробеливании, которые зависят от размера и однородности кристаллов в утфеле.

Основным условием получения однородной кристалл о структуры утфеля первой кристаллизации является проведение процесса при равенстве скоростей создания пересыщения и роста кристаллов, позволяющем исключить повторное кристаллообразование. Большую роль при этом играет поддержание оптимального рабочего пересыщения, учёт латентного периода кристаллообразования, способ производства кристаллической основы для утфеля и наличие эффективного метода контроля кристаллоструктуры.

Проблему снижения расхода пара и топлива на первой ступени кристаллизации невозможно решить без применения современной системы автоматизации. При этом настройка параметров в системе автоматизации должна проводиться не только по оптимальному пересыщению, но и на основе анализа кристаллоструктуры.

Большой вклад в исследование проблем и решение задач совершенствования технологии кристаллизации сахарозы внесли П.М. Силин, И.Н. Каганов, А.Р. Сапронов, В.И. Тужилкин, И.Ф. Бугаенко, А.А.Славянский, А.И. Громков-ский, A.A. Герасименко, В.Д. Попов, И.Г. Бажал, И.С. Гулый, Д. Шлипаке, А. Бригель-Мюллер, К.Е. Аустмайер, Г. Вавринец и многие другие.

С учётом вышеизложенного дальнейшие исследования по совершенствованию технологии получения утфеля первой кристаллизации являются актуальными.

Диссертационная работа выполнена в рамках НИР кафедры технологии сахаристых веществ ВГТА «Разработка новых и совершенствование существующих технологий, оборудования и методов контроля сахарного производства» (№ государственной регистрации 01970000492).

Цель и задачи исследования. Основной целью исследования являлось совершенствование технологии получения утфеля первой кристаллизации^ путём разработки новых способов контроля и управления' процессом наращивания кристаллов и производства кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением.

В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи:

- разработка и промышленная проверка метода контроля кристаллост-руктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации;

- разработка программы для ЭВМ, позволяющей определять качественные характеристики и количество кристаллов; в; затравочных, суспензиях, холодном кристаллизате, маточном-и производственном утфелях первой кристаллизации; ' '

-. определение максимального рабочего коэффициента пересыщения при получении, утфеля, учитывающего* длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора; .

- усовершенствование математической модели: управления! процессом' наращивания кристаллов при получении утфеля первой кристаллизации на основе учёта длительности латентного периода кристаллообразования;

- разработка режима тепло- и массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением;

- разработка способа получения утфеля первой кристаллизации, учитывающего, длительность латентного периода кристаллообразования;

- разработка: и промышленная проверка способов производства кристаллических основ для утфеля методом кристаллизации охлаждением.

Научная новизна. Разработан компьютерно-оптический метод контроля кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, включающий установку, методику и алгоритм обработки данных дисперсионного анализа.

С целью совершенствования теоретических основ технологии получения утфеля первой кристаллизации предложено учитывать длительность латентного периода кристаллообразования. Получено регрессионное уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения при получении утфеля первой кристаллизации, учитывающее длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора. Предложено ввести в математическую модель управления процессом наращивания кристаллов уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения.

Разработан режим тепло- и массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, предусматривающий равенство скоростей охлаждения и роста кристаллов.

Практическая значимость. Разработана и прошла промышленную проверку на ОАО «Земетчинский сахарный завод» и ОАО «Елань-Коленовский сахарный завод» методика компьютерно-оптического контроля кристаллострук-туры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, предназначенная для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации.

Разработана программа для ЭВМ «Кристаллоструктура суспензий», позволяющая определять средний линейный размер кристаллов, коэффициент неоднородности, количество кристаллов по среднему линейному размеру и с учётом количественного распределения по размерам в затравочных суспензиях, холодном кристаллизате, маточном и производственном утфелях первой кристаллизации.

Разработан способ получения утфеля первой кристаллизации, позволяющий повысить однородность кристаллоструктуры и интенсифицировать процесс за счёт поддержания коэффициента пересыщения в соответствии с длительностью латентного периода кристаллообразования.

Разработаны и внедрены с экономическим эффектом способы производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, обеспечивающие высокую однородность кристаллост-руктуры.

Приоритет новых технических решений, направленных на совершенствование технологии получения утфеля первой кристаллизации защищен патентами РФ №№ 2342437, 2359039, 2371480 и свидетельством № 2010612837.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационное исследование соответствует п. 2 и 5 паспорта специальности 05.18.05 - «Технология сахара и сахаристых продуктов, чая, табака и субтропических культур».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на отчётных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (2007-2009 гг.); VIII и IX Всероссийской конференциях молодых учёных с международным участием «Пищевые технологии» (Казань, 2007-2008 гг.); XXII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-22» (Псков, 2009); III международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 2 - в издании, рекомендованном ВАК РФ, получено 3 патента РФ на изобретение, свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций промышленности, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 156 страницах, содержит 42 рисунка и 16 таблиц. Библиографический список включает 183 источника, в том числе 20 на иностранных языках, и 44 страницы приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработана и прошла промышленную проверку методика компьютерно-оптического контроля кристаллоструктуры затравочных суспензий, холодного кристаллизата, маточного и производственного утфелей первой кристаллизации, предназначенная для анализа технологического режима и правильности настроек в системе автоматизации.

2. Разработана программа для ЭВМ «Кристаллоструктура суспензий», позволяющая определять средний линейный размер кристаллов, коэффициент неоднородности, количество кристаллов по среднему линейному размеру и с учётом количественного распределения по размерам в затравочных суспензиях, холодном кристаллизате, маточном и производственном утфелях первой кристаллизации.

3. Получено регрессионное уравнение максимального рабочего коэффициента пересыщения при получении утфеля первой кристаллизации, учитывающее длительность латентного периода кристаллообразования, чистоту и температуру раствора.

4. Предложена усовершенствованная математическая модель управления процессом наращивания кристаллов при получении утфеля первой кристаллизации на основе учёта длительности латентного периода кристаллообразования.

5. Разработан режим тепло- и массообмена при производстве кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, предусматривающий равенство скоростей охлаждения и роста кристаллов.

6. Разработан способ получения утфеля первой кристаллизации, позволяющий повысить однородность кристаллоструктуры и интенсифицировать процесс за счёт поддержания коэффициента пересыщения в соответствии с длительностью латентного периода кристаллообразования.

7. Разработаны и внедрены с экономическим эффектом способы производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением, обеспечивающие высокую однородность кристалло-структуры путём исключения повторного кристаллообразования.

Расчётный экономический эффект от внедрения способов производства кристаллических основ для утфеля методом одно- и двукратной кристаллизации охлаждением составляет 6820,4 и 3540,3 тыс. руб. соответственно. (Внедрено на ОАО «Елань-Коленовский сахарный завод» в 2009 году).

1. А. с. Би 1791456 А1, МКИ5 С 13 Б 1/02. Способ получения затравочной пасты / А. П. Козявкин, И. С. Гулый, Н. Н. Саган // Опубл. 30.01.93. Бюл. № 4.

2. Автоматизация процесса уваривания утфелей на основе измерения электросопротивления Текст. / В. И. Тужилкин, Э. А. Ковальчук, И. М. Лион и [др.] // Сахарная промышленность. 1976. - № 5. - С. 40-46.

3. Автоматизация уваривания утфеля в вакуум-аппаратах с циркуляторами Текст. / В. Н. Кухар, А. Ф. Кравчук, Ю. В. Прокопенко и [др.] // Сахар. 2007. -№ 4. - С. 24-27.

4. Афанасенко, С. С. Варка утфеля I продукта с «перетяжкой» Текст. // Труды групповых лабораторий. -М.: Пищепромиздат, 1955. С. 120-122.

5. Бабко, Е. Н. Влияние ввода извне водяного пара на уваривание утфеля Текст. / Е. Н. Бабко, Т. М. Погорелый, В. Г. Мирончук // Сахар. 1999. - № 3. -С. 16-17.

6. Бабко, Е. Н. Улучшение реологических свойств сахарных утфелей Текст. / Е. Н. Бабко, Т. М. Погорелый, В. Г. Мирончук // Сахарная промышленность. 1999.-№ 4. - С. 16-17.

7. Бажал, И. Г. Исследование взаимосвязи теплообмена и кристаллизации в утфельных вакуум-аппаратах для уточнения их расчёта Текст. Автореф. канд. дисс., 1961.-25 с.

8. Бажал, И. Г. О причине изогидрических условий варки сахарных утфелей Текст. / И. Г. Бажал, И. С. Гулый, Л. И. Требин, В. Ф. Черненко // Известия вузов. Пищевая технология. 1975. - № 3. - С. 57-59.

9. Бажал, И. Г. Связь между тепло- и массообменом кристаллизующихся дисперсных систем Текст. // Сахарная промышленность. — 1964. № 6. - С. 1214.

10. Белостоцкий, Л. Г. Исследование влияния циркуляции и перемешивания утфеля на процесс кристаллизации сахара Текст. Автореф. канд. дисс., 1969.-20 с.

11. Белостоцкий, JI. Г. Кинетика роста кристаллов сахара в вакуум-аппаратах Текст. / Л. Г. Белостоцкий, В. А. Шестаковский // Сахарная промышленность. 1971. - № 10. - С. 22-25.

12. Бобровник, Л. Д. Гидратация и фазовое превращение сахарозы Текст. / Л. Д. Бобровник, И. С. Гулый, В. М. Климович // Сахарная промышленность. -1992.-№6.-С. 10-12.

13. Богданчикова, В. С. О кинетике роста кристаллов сахарозы Текст. / В. С. Богданчикова, А. И. Громковский // Известия вузов. Пищевая технология. 1974. -№ 6. - С. 125-127.

14. Бренман, С. А. О скоростях кристаллизации сахарозы в производственных и лабораторных условиях Текст. / С. А. Бренман, А. Л. Соколова, Ю. Д. Кот // Сахарная промышленность. 1969. - № 6. - С. 32-35.

15. Бугаенко, И. Ф. Определение математической зависимости функции Кн = f(A) в области высаливающего действия несахаров Текст. / И. Ф. Бугаенко, А. И. Бугаенко // Сахар. 2003. - № 1. - С. 47.

16. Бугаенко, И. Ф. Повышение эффективности работы кристаллизационного отделения Текст. / И. Ф. Бугаенко, В. С. Воронин // Сахарная промышленность. 1995. - № 2. - С. 29-30.

17. Бугаенко, И. Ф. Принципы эффективного сахарного производства Текст.-М., 2003.-288 с.

18. Бугаенко, И. Ф. Технохимический контроль сахарного производства Текст. М.: Агропромиздат, 1989. - 216 с.

19. Вакуум-аппарат с циркулятором: оптимизация теплопотребления, улучшение качества готовой продукции Текст. / В. Н. Кухар, П. И. Лысюк, А. К. Сущенко и [др.] // Сахар. 2006. - № 7. - С. 48-51.

20. Ведомственные нормы технологического проектирования свеклосахарных заводов Текст. -М.: Минпищепром, 1985.-208 с.

21. Власенко, А. В. Модернизация кристаллизационного отделения: новые тенденции Текст. // Сахар. -№4. 2008. - С. 53-58.

22. Влияние поверхностно-активных веществ на кинетику зародышеобра-зования в пересыщенных растворах сахарозы Текст. / В. М. Перелыгин, Н. М. Подгорнова, С. М. Диденко, С. М. Петров // Сахар. 2000. - № 4. - С. 25-26.

23. Влияние частоты и амплитуды колебаний температуры пересыщенного раствора сахарозы на интенсивность кристаллообразования Текст. / И. С. Гулый, С. И. Сиренко, И. М. Федоткин и [др.] // Известия вузов. Пищевая технология. 1972. - № 3. - С. 163-166.

24. Гаряжа, В. Т. Интенсификация процесса уваривания утфелей / В. Т. Гаряжа, В. Р. Кулинченко, Ю. Г. Артюхов, Б. Г. Дидушко Текст. М.: Лёгкая и пищевая пром-сть, 1981. - 152 с.

25. Герасименко, А. А. Кристаллизация сахара Текст. Киев: «Наукова думка», 1965 .-316с.

26. Гмурман, В. Е. Теория вероятности и математическая статистика: Учеб. Пособие для вузов Текст. М.: Высш. шк., 2003. - 479 с.

27. Гнездилова, А. И. Влияние некоторых факторов на линейную скорость роста кристаллов сахарозы Текст. // Известия вузов. Пищевая технология. 2002. - № 2-3. - С. 47-49.

28. ГОСТ 12569-99. Сахар. Правила приёмки и методы отбора проб Текст. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. - 6 с.

29. ГОСТ 12579-67. Сахар-песок и сахар-рафинад. Метод определения гранулометрического состава // Сахар. Технические условия. Правила приёмки. Методы анализа Текст.: Сб. стандартов. М.: Изд-во стандартов, 2002. - С. 7172.

30. Грабка, Я. Процесс уваривания утфелей при заводке кристаллов специальной пастой Текст. // Сахарная промышленность. 1987. - № 12. - С. 2225.

31. Градус, Л. Я. Руководство по дисперсному анализу методом микроскопии Текст. М.: Химия, 1979. - 232 с.

32. Гранулометрический состав кристаллов сахара II и III кристаллизации Текст. / Б. В. Кузьменко, В. О. Штангеев, А. К. Сущенко и [др.] // Сахарная промышленность. 1993. - №5-6. - С. 28-29.

33. Грачёв, Ю. П. Моделирование и оптимизация тепло- и массообмен-ных процессов пищевых производств Текст. / Ю. П. Грачёв, А. К. Тубольцев, В. К. Тубольцев. М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1984. - 216 с.

34. Грбич, И. Скорость роста кристаллов сахарозы в чистых растворах и при наличии ацетата кальция Текст. / Й. Грбич, Р. Й. Мучибабич // International Sugar Journal. 110 (2008).-№ 1310. - S. 116-119.

35. Григоров, С. В. Приготовление основы для уваривания утфеля I первой кристаллизации Текст. / С. В. Григоров, В. И. Тужилкин, А. Р. Сапронов // Сахарная промышленность. 1984. - № 8. - С. 15-16.

36. Громковский, А. И. Зависимость нормы вязкости меласс от кристал-лоструктуры утфеля последнего продукта Текст. / А. И. Громковский, С. 3. Иванов, Н. А. Ремизова // Сахарная промышленность. 1973. - № 12. - С. 1215.

37. Громковский, А. И. О параметрах кинетической реакции на поверхности кристаллов сахарозы при их росте Текст. / А. И. Громковский, В. С. Бо-гданчикова, JI. В. Копкова // Известия вузов. Пищевая технология. — 1978. — № 4.-С. 119-122.

38. Громковский, А. И. Определение среднего размера кристаллов сахара методом фильтрования Текст. / А. И. Громковский, Н. А. Ремизова // Сахарная промышленность. 1972. - № 6. - С. 41-45.

39. Громковский, А. И. Подогрев утфеля перед центрифугированием Текст. / А. И. Громковский, В. Е. Апасов // Сахарная промышленность. 1976. -№ 10.-С. 46-48.

40. Громковский, А. И. Расход пара при различных технологиях уваривания утфеля I кристаллизации Текст. / А. И. Громковский, Н. П. Мазаев // Сахар. 2005. - № 4. - С. 44-46.

41. Громковский, А. И. Расчёт оптимального режима охлаждения утфеля последнего продукта Текст. / А. И. Громковский, В. С. Богданчикова // Сахарная промышленность. 1980. - № 5. - С. 40-43.

42. Гулый, И. С. Некоторые вопросы теории секционных вакуум-аппаратов непрерывного действия Текст. / И. С. Гулый, И. М. Федоткин // Известия вузов. Пищевая технология. 1972. - № 4. - С. 144-150.

43. Гулый, И. С. Непрерывная варка и кристаллизация сахара. Теоретические и экспериментальные разработки Текст. М.: Пищевая промышленность, 1976.-269 с.

44. Даишев, М. И. К теории растворимости сахарозы в присутствии несахаров Текст. / М. И. Даишев, И. Ф. Зеликман, Л. М. Даишева // Известия вузов. Пищевая технология. 1968. - № 3. - С. 32-37.

45. Даишев, М. И. К теории растворов сахарозы Текст. / М. И. Даишев, Л. М. Даишева, Н. В. Орлова // Известия вузов. Пищевая технология. 1974. -№ 2. - С. 40-44.

46. Даишев, М. И. Определение среднего размера кристаллов утфеля Текст. / М. И. Даишев, Н. А. Люсый, И. Н. Акиндинов // Сахарная промышленность. 1971.-№ 5.-С. 13-16.

47. Дашковский, Ю. А. Ультразвуковой способ определения размеров кристаллов сахара в утфелях Текст. / Ю. А. Дашковский, И. С. Гулый, А. В. Гукалов // Известия вузов. Пищевая технология. 1990. - № 4. - С. 93-94.

48. Добжицкий, Я. Химический анализ в сахарном производстве Текст. -М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.

49. Дополнительная кристаллизация сахара в утфеле I охлаждением Текст. / В. И. Тужилкин, А. Р. Сапронов, С. В. Григоров, М. В. Лысюк // Сахарная промышленность. 1985. — № 9. — С. 31-33.

50. Егорова, М. И. Влияние солей кальция сиропа на скорость кристаллизации сахарозы Текст. / М. И. Егорова, В. В. Спичак, Л. И. Требин // Сахарная промышленность. 1997. - №4. - С. 28-31.

51. Жвирблянский, Ю. М. Кристаллизация сахара Текст. М.: Пище-промиздат, 1958. - 112 с.

52. Зеликман, И. Ф. О влиянии температуры на скорость кристаллизации сахара Текст. // Труды групповых лабораторий. М.: Пищепромиздат, 1955. -С. 127-131.

53. Зубченко, А. В. Кинетика кристаллизации сахарозы Текст. Автореф. докт. дисс., 1970. 48 с.

54. Зубченко, А. В. Новое в кинетике кристаллизации сахара Текст. -М.: Пищевая промышленность, 1973. — 159 с.

55. Изменение качества продуктов при непрерывном уваривании Текст. / Ю. Д. Кот, Е. М. Глыгало, Л. П. Полозенко и [др.] // Сахарная промышленность. 1970.-№ 11.-С. 22-25.

56. Инструкция по химико-технологическому контролю и учёту сахарного производства Текст. Киев: ВНИИСП, 1983. - 476 с.

57. Интенсификация процесса кристаллизации за счёт принудительного колебания температуры Текст. / В. О. Штангеев, В. Я. Борисенко, И. С. Гулый, И. Г. Бажал // Сахарная промышленность. 1975. - № 8. - С. 20-23.

58. Интенсификация процесса уваривания утфелей в вакуум-аппаратах Текст. / В. Т. Гаряжа, Ю. Г. Артюхов, В. И. Павелко и [др.] // Сахарная промышленность. 1975. - № 1. - С. 14-17.

59. Каганов, И. Н. Гранулометрия сахара-песка Текст. / И. Н. Каганов, А. А. Славянский // Сахарная промышленность. 1970. - № 12. - С. 6-10.

60. Каганов, И. Н. Диффузия, вязкость и скорость роста кристаллов сахарозы Текст. / И. Н. Каганов, В. И. Тужилкин // Сахарная промышленность. -1968.-№ 10.-С. 11-12.

61. Каганов, И. Н. Скорости роста кристаллов сахара в нечистых растворах Текст. / И. Н. Каганов, М. С. Жигалов // Сахарная промышленность. -1965.-№ 1.-С. 16-19.

62. Каганов, И. Н. Скорости роста кристаллов сахара в чистых растворах Текст. / И. Н. Каганов, М. С. Жигалов // Сахарная промышленность. 1964. -№6.-С. 9-12.

63. Каганов, И. Н. Химико-технические расчёты и учёт в сахарном производстве Текст. / И. Н. Каганов, Г. Н. Михатова. М.: Пищевая промышленность, 1964.-332 с.

64. Карагодин, М. А. Совершенствование процесса уваривания сахарных утфелей в периодически действующих вакуум-аппаратах Текст. Автореф. канд. дисс., 1983. 20 с.

65. Карнаушенко, Л. И. Гранулометрический состав мелкодисперсных сыпучих материалов Текст. / Л. И. Карнаушенко, Д. М. Донской, С. Ф. Яценко // Известия вузов. Пищевая технология. 1985. - № 1. — С. 79-81.

66. Кобелев, Н. С. Некоторые конструктивные решения вакуум-аппарата Текст. / Н. С. Кобелев, Э. Н. Шеванова, И. Н. Насонов // Сахар. 2004. - № 6. -С. 41-42.

67. Кобер, В. Т. Интенсификация уваривания утфеля II кристаллизации Текст. / В. Т. Кобер, К. О. Штангеев, А. Н. Савич // Сахар. 2002. - № 2. - С. 50-51.

68. Козявкин, А. П. Определение параметров гранулометрического состава кристаллов сахара в утфеле Текст. / А. П. Козявкин, В. Н. Кушков, В. Г. Трегуб // Сахарная промышленность. 1986. - № 2. - С. 20-22.

69. Колесников, В. А. Теплосиловое хозяйство сахарных заводов Текст. / В. А. Колесников, Ю. Г. Нечаев. М.: Пищевая промышленность, 1980. - 392 с.

70. Комплексные решения по реконструкции сахарных заводов. Выпарные аппараты. Тепломассообменное оборудование. Вакуум-аппараты. Рекламные проспекты «Техинсервис». Группа компаний. К.: Техинсервис, 2007.

71. Кот, Ю. Д. Интенсификация процессов кристаллизации сахарозы Текст. / Ю. Д. Кот, Л. Г. Белостоцкий, А. К. Сущенко // Сахарная промышленность. 1977. - № 5. - С. 29-33.

72. Кот, Ю. Д. Определение гранулометрического состава кристаллов сахара в утфеле Текст. / Ю. Д. Кот, Л. Г. Белостоцкий // Известия вузов СССР. Пищевая технология. 1968. - № 5. - С. 168-169.

73. Кот, Ю. Д. Рост кристаллической массы в вакуум-аппарате Текст. // Сахарная промышленность. 1967. - № 7. - С. 14-18.

74. Коузов, П. А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельчение материалов Текст. Л.: Химия, 1987. - 264 с.

75. Кравчук, А. Ф. Вакуум-аппараты периодического действия: новые способы контроля и управления кристаллизацией сахара Текст. // Сахар. -2003.-№6. -С. 40-42.

76. Кристаллизация сахарозы как диффузионный процесс Текст. / Е. В. Семенов, А. А. Славянский, М. Б. Мойсеяк и [др.] // Сахар. 2003. - № 1. - С. 48-51.

77. Кристаллообразование при непрерывной варке сахарных утфелей Текст. / С. И. Сиренко, И. С. Гулый, В. Д. Попов, И. Г. Бажал // Сахарная промышленность. 1969. - № 2. - С. 24-29.

78. Кузьменко, Б. В. Математическое моделирование и оптимизация процесса уваривания сахарных утфелей Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.12 / Киев, технол. ин-т пищ. пром-сти. К., 1985. - 22 с.

79. Кузьменко, Б. В. Методика расчёта параметров кинетики массового роста и растворения кристаллов сахара Текст. / Б. В. Кузьменко, В. Г. Мирончук, В. О. Штангеев // Известия вузов. Пищевая технология. 1994. - № 5-6. -С. 68-70.

80. Лищук, Ф. В. Пересыщение при изогидрическом уваривании сахарных утфелей Текст. / Ф. В. Лищук, И. С. Гулый, В. А. Михайлик // Известия вузов. Пищевая технология. 1986. — № 4. - С. 31-34.

81. Люсый, Н. А. Кристаллизация сахарозы Текст. / Н. А. Люсый, И. Н. Люсый, Ю. И. Молотилин. Краснодар, 2004. - 302 с.

82. Маллин, Дж. У. Кристаллизация / под ред. В.И. Вигдоровича, перев. с англ. Текст. М.: Металлургия, 1965. - 342 с.

83. Матусевич, JI. Н. Кристаллизация из растворов в химической промышленности Текст. М.: «Химия», 1968. - 304 с.

84. Мирончук, В. Г. Исследование взаимосвязи процессов рекристаллизации и рециркуляции при получении сахарных утфелей Текст. Автореф. канд. дисс., 1980.-23 с.

85. Моделирование процесса кристаллизации сахара при охлаждении Текст. / В. И. Тужилкин, М. В. Лысюк, А. И. Сорокин, А. Р. Сапронов // Известия вузов. Пищевая технология. 1989. - № 4. - С. 66-68.

86. Мохова, Т. Б. Повышение эффективности технологии уваривания утфеля первой кристаллизации Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.18.05 / Т.Б. Мохова; МГУПП. М., 2008. - 21 с.

87. Новые способы интенсификации технологических процессов свеклосахарного производства Текст. / М. П. Купчик, В. В. Манк, А. Б. Матвиенко и [др.] М.: АгроНИИТЭИПП, Сахарная промышленность, 1986. - вып. 5. — 45 с.

88. О влиянии вязкости раствора на скорость кристаллизации сахарозы Текст. / Ю. Д. Кот, А. В. Власенко, А. Н. Савич, А. Ф. Кравчук // Сахарная промышленность. 1982. - № 8. - С. 31-32.

89. О динамическом режиме работы вакуум-аппарата непрерывного действия Текст. / В. П. Зубченко, И. С. Гулый, В. Д. Попов и [др.] // Известия вузов. Пищевая технология. 1971. - № 5. - С. 125-130.

90. Особенности кинетики уваривания утфеля I кристаллизации Текст. / Б. В. Кузьменко, И. М. Гринчук, В. О. Штангеев и [др.] // Сахарная промышленность. 1994. - № 2. - С. 28-29.

91. Пат. 2103371 РФ, МПК С 13 F 1/02. Способ производства посевного материала для кристаллизации сахара Текст. / Карпенко В. А., Кравчук А. Ф., Сущенко А. К., Ковалевский С. Т. // Опубл. 27.01.98. Бюл. № 3.

92. Пат. 2133276 РФ, МПК С 13 F 1/02. Способ получения кристаллической основы для уваривания утфеля сахарного производства Текст. / Даишев М. И., Решетова Р. С., Даишева Н. М., Рыженко Т. Е. // Опубл. 20.07.99.

93. Пат. 2137842 РФ, МПК С 13 Б 1/02. Способ получения затравочной суспензии кристаллов для утфелей сахарного производства Текст. / Сапронова Л. А. // Опубл. 20.09.99.

94. Пат. 2227162 РФ, МПК С 13 Б 1/02. Способ получения утфеля первой кристаллизации Текст. / Славянский А. А., Мойсеяк М. Б., Горбатюк А. В. // Опубл. 20.04.04.

95. Пат. 2252967 РФ, МПК С 13 Б 1/02. Способ получения утфеля первой кристаллизации Текст. / Славянский А. А., Ильина В. В. // Опубл. 27.05.05. -Бюл. № 15.

96. Пат. 2266335 РФ, МПК С 13 Б 1/02. Способ получения утфеля первой кристаллизации Текст. / Громковский А. И., Последова Ю. И., Провкина Т. А. // Опубл. 20.12.05. Бюл. № 35.

97. Пат. 2301265 РФ, МПК С 13 Б 1/02, С 13 Б 1/00. Способ получения утфеля первой кристаллизации Текст. / Славянский А. А., Мохова Т. Б., Мойсеяк М. Б., Гольденберг С. П. // Опубл. 20.06.07. Бюл. № 17.

98. Пат. 2320725 РФ, МПК С 13 Б 1/02. Способ уваривания утфеля первой кристаллизации Текст. / Славянский А. А., Мохова Т. Б., Мойсеяк М. Б., Гольденберг С. П. // Опубл. 27.03.08. Бюл. № 9.

99. Пат. 2320726 РФ, МПК С 13 ¥ 1/02. Способ получения утфеля первой кристаллизации Текст. / Славянский А. А., Мохова Т. Б., Последова Ю. И., Мойсеяк М. Б., Гольденберг С. П. // Опубл. 27.03.08. Бюл. № 9.

100. Пат. 2327741 РФ, МПК С 13 Б 1/02. Способ получения утфеля первой кристаллизации Текст. / Славянский А. А., Мохова Т. Б., Мойсеяк М. Б., Гольденберг С. П. // Опубл. 27.06.08. Бюл. № 18.

101. Перелыгин, В. М. Расчёт продолжительности индукционных периодов при кристаллизации сахарозы в пересыщенных водных растворах Текст. / В. М. Перелыгин, А. И. Гнездилова // Известия вузов. Пищевая технология. -2001.-№4.-С. 85-87.

102. Петров, С. М. Дисперсионный анализ в пищевых производствах: Учеб. пособие Текст. / С. М. Петров, Н. М. Подгорнова, Н. Н. Солуянова. Воронеж. гос. технол. акад. Воронеж:, 2003. - 140 с.

103. Петров, С. М. Кинетическая модель скорости роста кристаллов сахарозы из чистых и нечистых растворов Текст. / С. М. Петров, В. А. Курицын, Д.

104. B. Арапов // Сахар. 2004. - № 6. - С. 26-29.

105. Петров, С. М. Расчёт коэффициента насыщения нечистых сахарных растворов Текст. / С. М. Петров, Д. В. Арапов, В. А. Курицын // Сахар. 2005. - № 1. - С. 42-45.

106. Подгорнова, Н. М. Оценка эффективности способов заводки кристаллов при уваривании сахарных утфелей Текст. / Н. М. Подгорнова, С. М. Петров, Н. Н. Солуянова // Сахар. 2005. - № 6. - С. 44-47.

107. Поперека, И. К. Влияние содержания кристаллов в утфеле на скорость кристаллизации сахара при разных из размерах Текст. / И. К. Поперека, Ю. Д. Кот // Сахарная промышленность. 1970. - № 1. - С. 25-27.

108. Попов, В. Д. Изучение рабочих процессов при непрерывной кристаллизации сахара Текст. // Известия вузов. Пищевая технология. -1964. № 2.1. C. 122-125.

109. Попов, В. Д. Кинетика уваривания сахарных утфелей Текст. / В. Д. Попов, И. Г. Бажал // Известия вузов. Пищевая технология. 1961. - № 2. - С. 136-143.

110. Попов, В. Д. Основы теории тепло- и массообмена при кристаллизации сахарозы Текст. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 320 с.

111. Попов, В. Д. Связь между тепло- и массообменом при уваривании сахарных утфелей Текст. / В. Д. Попов, И. Г. Бажал // Известия вузов. Пищевая технология. 1961,-№ 1.-С. 101-105.

112. Попов, В. Д. Тепловой расчёт утфельных вакуум-аппаратов Текст. // Труды групповых лабораторий. -М.: Пищепромиздат, 1955. С. 132-160.

113. Рамутите, Р. А. Влияние конструкции вакуум-аппарата на процесс кристаллизации при уваривании сахарных утфелей Текст. Автореф. канд. дисс., 1984.-21 с.

114. Ремизова, Н. А. Разработка оптимальных параметров продуктов последней кристаллизации на основе исследования режимов центрифугирования утфеля Текст. Автореф. канд. дисс., 1974. 25 с.

115. Ропотенко, Я. Г. Варианты технологического режима уваривания утфелей с добавками ПАВ Текст. / Я. Г. Ропотенко, Ю. Д. Кот, И. Г. Бажал // Сахарная промышленность. 1977. - № 12. - С. 34-36.

116. Сапронов, А. Р. Технология сахарного производства Текст. 2-е изд., исправл. и доп. - М.: Колос, 1999. - 495 с.

117. Сапронова, Л. А. Кинетика поверхностной реакции кристаллизации сахарозы Текст. / Л. А. Сапронова, В. И. Тужилкин // Сахар. 2000. - № 2. - С. 18-20.

118. Сахарная промышленность. Промышленно-отраслевой бюллетень. -1997.-№ 12.-С. 9,11.

119. Силин, П. М. Технология сахара Текст. М., 1967. - 625 с.

120. Силин, П. М. Химический контроль свеклосахарного производства Текст. / П. М. Силин, Н. П. Силина. М.: Пищевая промышленность, 1977. -236 с.

121. Скрипко, И. С. Расчёт технологических показателей кристаллизации сахара в вакуум-аппаратах Текст. // Известия вузов. Пищевая технология.1964.-№2.-С. 130-133.

122. Славянский, А. А. Пищевые ПАВ и их воздействие на кристаллизацию сахарозы и разделение утфеля в центробежном поле Текст. / А. А. Славянский, М. Б. Мойсеяк // Сахар. №6. - 2007. - С. 27-30.

123. Славянский, А. А. Повышение эффективности технологии утфеля I кристаллизации Текст. // Сахар. 2004. - № 2. - С. 44-48.

124. Славянский, А. А. Технология получения утфеля I кристаллизации с повышенным содержанием сухих веществ Текст. / А. А. Славянский, Е. А. Аюпова // Сахар. 2005. - № 2. - С. 38-42.

125. Славянский, А. А. Уваривание утфеля I кристаллизации из высококонцентрированных сахарных растворов Текст. / А. А. Славянский, Е. А. Аюпова, С. В. Штерман // Сахар. 2005. - № 5. - С. 44-47.

126. Совершенствование технологии уваривания утфеля I кристаллизации Текст. / А. А. Славянский, Т. Б. Мохова, Р. В. Лукашевич, С. П. Гольденберг // Хранение и переработка сельхозсырья. 2008. - №3. - С. 20-22.

127. Соколова, А. Л. Оценка неоднородности размера кристаллов сахара Текст. / А. Л. Соколова, Б. Н. Терешин [Текст] // Сахарная промышленность.1965.-№ 1.-С. 19-21.

128. Сорокин, А. И. Научные основы синтеза оптимальных схем и режимов процесса многоступенчатой кристаллизации сахара. Дис. докт. техн. наук: 05.18.05 Текст. -М.: МТИПП, 1988.-378 с.

129. Сущенко, А. К. Вакуум-аппараты непрерывного действия в технологической схеме сахарного завода Текст. / А. К. Сущенко, В. О. Штангеев, Гришагина Т. П. М.: АгроНИИТЭИПП, 1987. - 32 с.

130. Сущенко, А. К. Кристаллическая основа в технологическом процессе уваривания утфеля Текст. / А. К. Сущенко, Т. И. Моргун, А. Н. Савич // Сахар. -2002.-№4.-С. 54-55.

131. Сущенко, А. К. Способы повышения равномерности кристаллов при непрерывном уваривании утфеля Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / ВНИИ сах. пром-сти. М., 1988. - 25 с.

132. Терёшин, Б. Н. Современные центрифуги в сахарной промышленности Текст. -М.: Пищевая промышленность, 1975. 120 с.

133. Траоре, М. Скорость массового роста кристаллов сахарозы Текст. / М. Траоре, В. И. Тужилкин, А. Р. Сапронов // Сахарная промышленность. -1982,-№2.-С. 24-25.

134. Требин, Л. И. Колориметрическое определение среднего размера кристаллов сахара в утфеле Текст. / Л. И. Требин, В. А. Михайлик, Н. И. Штангее-ва // Сахарная промышленность. 1977. - № 6. - С. 32-33.

135. Трегуб, В. Г. О коэффициенте формы кинетической кривой роста содержания кристаллов в утфеле Текст. / В. Г. Трегуб, В. Д. Попов // Известия вузов. Пищевая технология. 1968. - № 4. - С. 88-92.

136. ТУ 6-09-07-1718-91. Спирт изопропиловый. Технические условия.

137. Тужилкин, В. И. Контроль пересыщения при уваривании утфелей Текст. / В. И. Тужилкин, С. М. Петров, А. Р. Сапронов // Известия вузов. Пищевая технология. 1981. - № 4. - С. 100-103.

138. Тужилкин, В. И. Кристаллизация сахара Текст. МГУ1111. - 2007. -336 с.

139. Тужилкин, В. И. Повышение температуры кипения производственных растворов сахарозы Текст. / В. И. Тужилкин, Л. Г. Федоров, В. В. Ярошевич // Известия вузов. Пищевая технология. — 1977. № 2. — С. 163-164.

140. Тужилкин, В. И. Построение математической модели процесса кристаллизации сахарозы Текст. / В. И. Тужилкин, М. А. Карагодин, А. И. Сорокин // Известия вузов. Пищевая технология. 1982. - № 6. - С. 76-79.

141. Тужилкин, В. И. Совершенствование технологии кристаллизации сахара Текст. / В. И. Тужилкин, А. Р. Сапронов // Пищевая промышленность. -1988. -№ 1.-С. 43-46.

142. Уваривание утфелей на основе маточного утфеля и стандарт-сиропов Текст. / О. Н. Сидо, М. В. Зубик, С. М. Петров и [др.] // Сахар. 2007. - № 3. -С. 39-43.

143. Уваривание утфелей при поддержании постоянного расстояния между кристаллами Текст. / В. И. Тужилкин, А. Р. Сапронов, С. В. Григоров, М. А. Карагодин // Сахарная промышленность. 1987. - № 5. - С. 27-30.

144. Управление увариванием утфелей на основе кинетических закономерностей кристаллизации сахарозы в вакуум-аппаратах Текст. / С. М. Петров, Е. Е. Миленко, С. Л. Филатов, В. И. Тужилкин // Сахар. 2009. - № 7. - С. 5557.

145. Хамский, Е. В. Кристаллизация в химической промышленности Текст. М.: «Химия», 1979. - 344 с.

146. Хамский, Е. В. Кристаллические вещества и продукты: Методы оценки и совершенствования свойств Текст. М.: Химия, 1986. - 221 с.

147. Хамский, Е. В. Пересыщенные растворы Текст. Л.: «Наука», Ле-нингр. Отд-ние, 1975. - 100 с.

148. Харин, В. М. Исследование роста и растворения кристаллов сахарозы Текст. / В. М. Харин, А. Л. Жарков // Известия вузов. Пищевая технология. -1974.-№4.-С. 117-123.

149. Харин, В. М. К теории кристаллизации сахара Текст. // Известия вузов. Пищевая технология. 1974. - № 2,3. - С. 97-101, 89-94,- 1975.-№ 2.-С. 129-136.

150. Шевандин, Н. А. Непрерывный способ получения сахарных утфелей Текст. // Сахарная промышленность. — 1967. № 2. — С. 17-19.

151. Шевандин, Н. А. Расчёт коэффициентов теплопередачи для процесса уваривания сахарных утфелей Текст. // Сахарная промышленность. 1969. -№ 10.-С. 10-13.

152. Шестов, А. Г. Модель массообмена при кристаллизации сахарозы в инфразвуковом поле Текст. / А. Г. Шестов, С. М. Петров, В. И. Тужилкин // Сахарная промышленность. 1994. - № 6. - С. 25-27.

153. Шлипаке, Д. Основные направления развития методов кристаллизации сахара Текст. / Д. Шлипаке, Б. Экельхоф // Сахар и свекла. 1993. - № 1. -С. 53-61.

154. Штерман, С. В. Роль и оценка предельного пересыщения в процессах промышленной кристаллизации сахарозы Текст. / С. В. Штерман, В. И. Тужилкин // Сахар. 2008. - №3. - С. 41-48.

155. Шумовецкий, Г. А. Затравочный утфель: технологические аспекты применения Текст. // Сахар. 2009. - №3. - С. 39-42.

156. Шумовецкий, Г. А. Получение затравочного утфеля охлаждающей кристаллизацией: заводские испытания Текст. // Сахар. 2009. - №1. - С. 3945.

157. Шумская, Э. Е. Исследование влияния инициирующей поверхности на процесс кристаллообразования в сахарных растворах Текст. Автореф. канд. дисс., 1974.-26 с.

158. Шумская, Э. Е. О влиянии готовой кристаллической поверхности на скорость кристаллообразования сахарозы Текст. / Э. Е. Шумская, В. Д. Попов, С. И. Сиренко // Известия вузов. Пищевая технология. 1972. - № 6. - С. 155158.

159. Шуцкий, И. В. Практические аспекты и теплотехнические факторы работы вакуум-аппаратов Текст. // Сахар. 2005. - № 1. - С. 50-51.

160. Brieghel-Müller, А. Übersättigung und Kristallisationsgeschwindigkeit Текст. //Zucker. 15 (1962). - S. 596-600.

161. Bubnik, Z. Sugar Technologists Manual. Chemical and Physical Data for Sugar Manufacturers and Users Текст. / Z. Bubnik, P. Kadlec, D. Urban, M. Bruhns. В ARTENS Pub.Co., Berlin, 1995. 416 p.

162. Ekelhof, B. Gesamtmodell der Kristallisationskinetik der Saccharose in reinen und unreinen Lösungen Текст. Dissertation, Technische Universität Carlo-Wilhelmina zu Braunschweig, 1997. 120 S.

163. Heffels, S. K. Grouwth Rate of Small Sucrose Crystals at 70 °C Текст. / S. К. Heffels, E. J. Jong, D. J. Sinke // Zuckerindustrie. 112 (1987). - № 6. - S. 511-518.

164. Neumann, W. Kristallfußarbeit in der Zuckerfabrik Uelzen Текст. // Zuckerindustrie. 113 (1988). - № 8. - S. 657-663.

165. Reinefeld, E. Über die Kampagne 1982 Текст. // Zuckerindustrie. 1081983).-№ 4.-S. 307-319.

166. Reinefeld, E. Über die Kampagne 1983 Текст. // Zuckerindustrie. 1091984). -№ 5. -S. 399-411.

167. Schliephake, D. Beitrag zur vollständigen Berechnung der Kristallisationsgeschwindigkeit der Saccharose Текст. / D. Schliephake, B. Ekelhof // Zuckerindustrie.- 108 (1983).-№ 12.-S. 1127-1138.

168. Schneider, F. Technologie des Zuckers Текст. Verlag M.&H. Schaper, Hannover, 1968.- 1067 S.

169. Sixt, A. Prospektive Qualitätssicherung bei der technischen Saccharosegewinnung Текст. Dissertation, Techn. Univ. Berlin, 2005. 198 S.

170. VanHook, W. A. Sucrose crystallization Science and Technology Текст. / W. A. VanHook, G. Mantovani, M. Mathlouthi. BARTENS, Berlin, 1997. 209 p.

171. Vavrinecz, G. Berechnungen über zweckmäßigste Kühlung von Nachpro-duktfüllmassen Текст. // Zeitschrift für die Zuckerindustrie. 17 (1967). - №7, 9 -S. 357-360, 470-473.

172. Vavrinez, G. Bildung und Zusammensetzung der Rübenmelasse.I. Die Gleichung der Löslichkeit Текст. // Zuckerindustrie. 15 (1965). - S. 70-74.

173. Wagner, G. Optimierung eines Bildanalysesystems zur Beurteilung der Kristallqualität in Saccharosekristallsuspensionen Текст. / G. Wagner, R. Schick, K. E. Austmeyer, L.-G. Fleischer// Zuckerindustrie. 126 (2001). -№ 1. - S. 34-41.

174. Wagnerowski, K. Probleme der Melasseerschöpfung. Текст. / К. Wagne-rowski, D. Dabrowska, C. Dabrowski // Zuckerindustrie. 12 (1962). - S. 664-671.

175. Wiklund, O. Molekülverbindungen zwischen Saccharose und Salzen Текст. // Zucker. 8 (1955). - S. 266-277.

176. Witte, G. Untersuchungen zur Kristallfußarbeit bei Weißzucker Текст. // Zuckerindustrie. 112 (1987). -№ 7. - S. 581-587.

177. Wittenberg, A. Beitrag zur Optimierung der technischen Saccharosekristallisation Текст. Dissertation, Techn. Univ. Berlin, 2001. 168 S.

178. Wittenberg, A. Untersuchungen zur Kristallfußkristallisation mit einem Bildanalysesystem Erste Erfahrungen im industriellen Einsatz Текст. / A. Wittenberg, R. Schick, W. Mauch, L.-G. Fleischer // Zuckerindustrie. - 125 (2000). - № 1. - S. 42-50.