Проаналізовано сучасний стан математичного моделювання процесу екстрагування цукру (ПЕЦ) у похилому дифузійному апараті (ПДА). Запропоновано відомі математичні моделі технологічного ПЕЦ у ПДА. Виконано взаємний кореляційний аналіз ПЕЦ з бурякової стружки, обгрунтовано вибір структури його узагальненої моделі. Висвітлено особливості комп'ютерної реалізації математичних моделей і методів ПЕЦ у ПДА. Наведено напрямки використання імітаційної нечіткої моделі ПЕЦ.

Проанализировано современное состояние математического моделирования процесса экстракции сахара (ПЭС) в наклонных диффузионных аппаратах (НДА). Предложены известные математические модели технологического ПЭС в НДА. Выполнен взаимный корреляционный анализ ПЭС из сахарной стружки, обоснован выбор структуры его обобщенной модели. Освещены особенности компьютерной реализации математических моделей и методов ПЭС в НДА. Приведены направления использования иммитационной нечеткой модели ПЭС.

Наведено способи інтенсифікації процесу вилучення цукрози з бурякової стружки з використанням хімічних реагентів для підвищення чистоти дифузійного соку. Досліджено ефективність застосування основного сульфату алюмінію та полігексаметиленгуанідину гідрохлориду в процесі екстрагування цукрози.

Досліджено вплив загальної тривалості імпульсної електрообробки сокостружкової суміші на поведінку окремих груп нецукрів та ефекти очищення соків. Показано, що попередня електрообробка забезпечує зниження вмісту нецукрів білково-пектинового комплексу в дифузійному соку на 5 - 20 %.

Проведено дослідження нового вітчизняного атисептика "Нобак" на мікрофлору дифузійного соку. Дію нового антисептика порівнювали з дією традиційного для цукрової промисловості антисептика формалін. Проведені за лабораторних умов дослідження показали високу бактерицидну дію низьких концентрацій антисептика "Нобак" на мікроорганізми дифузійного соку. "Нобак" рекомендовано як антибактеріальний засіб для цукрової промисловості.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л840.31-1

Рубрики:

Дифузійний процес

Шифр НБУВ: Ж29432 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Виділено чинники впливу на процес тепломасообміну між буряковою стружкою (БС) і екстракційною речовиною, запропоновано методику визначення концентрації та температури БС і дифузійного соку для похилого дифузійного апарату.

Досліджено застосування в процесі екстрагування сахарози антисептика-флокулянта ПГМГХ. Визначено найбільш ефективний спосіб введення препарату, а також оптимальну концентрацію його робочого розчину. Досліджено мікроструктуру пектинових речовин у разі взаємодії їх із ПГМГХ.

Рассмотрены многомерные оптимальные регуляторы для технологических объектов на примере подсистемы регулирования температур сокостружечной смеси в наклонной диффузионной установке сахарного производства. На основании компьютерного моделирования определены условия, преимущества и недостатки каждой из систем с различными регуляторами для данного объекта. Приведены варианты реализации некоторых алгоритмов на современных технических средствах автоматизации.

Розглянуто рекуперацію тепла у дифузійних установках (ДУ) різних типів та ефективний спосіб підвищення їх теплової економічності. Проаналізовано сучасні конструкції, які забезпечують ефективне теплопередавання від дифузійного соку, який відбирається на подальшу переробку, до свіжої стружки, що надходить до ДУ. Наведено розрахунок прямотечійного теплообміну на окремому ступені зрошення та змінення пружності бурякової стружки під час нагрівання. Описано гідродинамічні умови, які забезпечують ефективний теплообмін між соком і стружкою. Визначено споживання пари дифузійною установкою в разі застосування ошпарювача й обгрунтовано доцільність застосування його для оснащення існуючих ДУ.

Розглянуто методику збору експертної інформації для побудови бази знань. Вказано на перевагу використання SADT діаграм, що забезпечують ясність представлення і адекватного розуміння логічних тверджень експерта та інженера знань. Наведено приклад функіональних моделей дифузійної станції цукрового заводу, розроблених з використанням структурного аналізу.

Розглянуто кількісні зміни парку дифузійних установок на цукрових заводах України. Проаналізовано фактори, які впливали на вибір типу дифузійних установок на різних етапах і визначено ці етапи. Розглянуто позитивні та негативні властивості 3-х основних типів дифузійних установок: двошнекових, колонних, ротаційних і сформульовано висновки щодо їх застосування.

Досліджено питання розробки підсистеми підтримки прийняття рішень у складі автоматизованої системи управління дифузійною станцією, яка на підставі інформації, одержаної від системи автоматичного контролю, оператора (про результати візуального огляду обладнання) та даних сировинної та заводської лабораторій, формує рекомендації щодо управлінських рішень оператора з метою покращання показників роботи дифузійної станції. Для формування бази знань за методом структурного аналізу розроблено фукціональну модель дифузійної станції. На її базі розроблено продукційну модель процесу дифузії та алгоритми логічного виведення. Для визначення кількісних параметрів рекомендацій використано алгоритм нечіткого виведення Мамдані. Процедуру нечіткого логічного виведенння здійснено з використанням програмного пакету MATLAB. Для звуження множини рекомендацій з використанням методів регресійного аналізу розроблено алгоритм прогнозування впливу зміни параметрів на показники якості процесу дифузії. З метою зменшення загальних втрат цукру за методом вирішення транспортної задачі запропонвано методику визначення плану переробки сировини. Вибір алгоритмів управління продуктивністю дифузійної станції проведено з використанням теорії гри. Розроблено функіональну структуру й інтерфейс оператора системи управління дифузійною станцією цукрового заводу з підсистемою підтримки прийняття рішень.

Створено автоматизовану систему керування з використанням алгоритмів координації й адаптації з метою підвищення техніко-економічних показників функціонування колонної дифузійної установки (КДУ) цукрового заводу та зменшення витрат енергоносіїв. Проведено системний аналіз об'єкта, виділено підсистеми, які характеризують технологічні процеси в КДУ й обгрунтовано шляхи підвищення ефективності їх взаємодії. Розроблено алгоритми та структуру системи керування КДУ з використанням методів координації й адаптації. Запропоновано комплекс математичних моделей для визначення ефективності процесу екстрагування, досліджено статичні та динамічні режими та їх вплив на показники роботи дифузійної установки. Створено інформаційне та програмне забезпечення підсистем координації й адаптації.

Виявлено характер впливу довжини 100 г стружки, кількості вапна під час хімічної обробки та температури термічної обробки на динаміку вилучення соку за постійних значень тиску за умов пресування беззсувних навантажень у цукровому виробництві. Установлено закономірності набрякання пресованої стружки в рідині, залежність ступеня відновлення нею початкової маси під час набрякання від кількості вилучення соку, одержаного шляхом пресування, що дозволяє точніше враховувати зміну матеріальних потоків після переходу стружки на стадію екстрагування. Визначено характер впливу кількості вапна під час хімічної обробки, температури термічної обробки та ступеня вилучення соку на зміну кількості браку в стружці після пресування. Запропоновано формулу для врахування впливу погіршання якісних характеристик стружки після пресування на процес екстрагування в дифузійних апаратах ротаційного типу. З застосуванням існуючої теорії пресування рослинної сировини запропоновано числовий метод опрацювання експериментальних даних, що дозволяє за зміною об'єму матеріалу під час пресування протягом певного періоду визначати модулі стисливості різних видів деформації шару матеріалу, проаналізувати вплив різних чинників попередньої обробки стружки на окремі складові деформації шару сировини. Установлено стохастичну залежність відносного збільшення коефіцієнта ефективної дифузії в пресованій і набряклій стружці у порівнянні з непресованою від ступеня вилучення соку з цієї стружки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розв'язано науково-прикладну задачу - підвищення ефективності вилучення сахарози з бурякової сировини й очистка дифузійного соку з застосуванням фізико-хімічних методів інтенсифікації технологічного процесу. Науково обгрунтовано механізм дії коагулянта основного сульфату алюмінію та катіонного флокулянта полігесаметиленгуанідину гідрохлоридом на пектинові речовини під час екстрагування сахарози з бурякової стружки. Удосконалено технологію екстрагування сахарози із застосуванням даних реагентів. Визначено ефективність біоцидної дії певних препаратів. Розроблено способи дезінфекції сокостружкової суміші та затверджено три галузеві технологічні інструкції для застосування дезінфікційних засобів у цукровому виробництві. Удосконалено технологію дифузійно-пресового вилучення сахарози. Розроблено технологію вилучення сахарози із застосуванням механічного розкриття бурякових клітин і хімічного впливу коагулянта чи флокулянта. Наведено результати промислових випробувань розроблених способів.

На підставі результатів теоретичних та експериментальних досліджень визначено напрямки інтенсифікації масообміну у буряковій стружці завдяки застосуванню комбінованого впливу імпульсного тиску та градієнта силового поля на узагальнений коефіцієнт внутрішньої та зовнішньої дифузії. Описано напружений та деформований стани сокостружкової суміші (СС) у комірці транспортної системи екстракта за допомогою методу скінченних елементів. Розглянуто можливість використання силового поля, утвореного елементами транспортної системи, для інтенсифікації масообміну в екстракторі, проаналізовано головні фактори, що визначають його вплив на шар СС, а також встановлено ортогональність ліній ковзання після прикладання навантаження. Визначено закономірності поведінки СС у комірці транспортної системи, а також науково обгрунтовано та експериментально підтверджено ефективність масообміну за рахунок зміни напруженого стану у шарі СС, регульованого конструктивними параметрами елементів транспортних систем екстракторів. На підставі використання ефекту мінісвітіння клітин запропоновано новий спосіб визначення ступеня плазмолізу стружки. Розроблено методи та засоби ранньої діагностики головних елементів транспортних систем дифузійних установок, призначених для зменшення імовірності їх відмов у роботі.

Досліджено питання інтенсифікації процесів сокодобування в цукровому виробництві на основі застосування апаратів секційного типу. На основі теоретичних та експериментальних досліджень визначено переваги процесу тепло-масообміну з комбінованою взаємодією фаз під час теплової обробки бурякової стружки, процесні та технологічні характеристики апаратів секційного типу, якісні показники отримуваних напівпродуктів. Розроблено ротаційний підігрівник бурякової стружки секційного типу. Здійснено промислове випробування технологічної схеми екстракційної установки та конструкції ротаційного підігрівника, наведено дані щодо ефективності його використання.

  Скачати повний текст