К определению размеров ректификационной колонны для получения спирта из вторичных ресурсов виноделия

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

641. 88. 002. 612
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА СОУСОВ ПО РЕОЛОГИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
А.И. МГЛИНЕЦ, Н.А. КОРОБОЧКА, М.В. ВУКОЛОВА, И.Ш. БУЗИАШВИЛИ
Российская экономическая академия
Контроль качества соусов на всех стадиях технологического процесса является одной из важных проблем, которую можно решить с помощью установления оптимальных параметров реологических характеристик соусов.
Исследовали соусы с натуральными ароматизаторами девяти наименований. Структурно-механические показатели качества определяли с помощью ротационного вискозиметра ''Реотест 2″ при температурах 10, 20^ 55 °C, которые поддерживались с точностью +0,1 С. Рабочий диапазон скоростей сдвига — 1,5−121,5 с *, отношение между радиусами цилиндров -- 1,02.
Математическую обработку полученных данных и нахождение некоторых реологических показателей осуществляли с помощью персонального компьютера 1ВМ-РС-386 по программе ''Реотест 2″, разработанной на кафедре ТППОП.
Установлены реологические показатели качества соусов — индекс течения, темп разрушения, коэффициент консистенции, предельное напряжение сдвига, вязкость — в режиме исследованных температур. Так, предельное напряжение сдвига при 20 °C изменялось в пределах 1,14−2,51 Па, в том числе для соусов с использованием томатной пасты — 1,14−1,64, грибного — 2,81, на основе белого соуса — 0,92−2,31 Па. Кривые течения исследованных соусов с достаточной точностью можно описать уравнениями течения, подчиняющимися закону Гершеля-Балкли.
Результаты свидетельствуют, что использование компьютерных технологий в процессе приготовления соусов позволяет с помощью установленных оптимальных реологических показателей частично решить проблему контроля качества данной продукции.
Кафедра технологии производства продуктов общественного питания
Поступила 13. 07. 94
66. 048. 001
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ РАЗМЕРОВ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПИРТА ИЗ ВТОРИЧНЫХ РЕСУРСОВ ВИНОДЕЛИЯ
Б.М. АЧМИЗ, В.Н. МАМИН, Е.Н. КОНСТАНТИНОВ
Кубанский государственный технологический университет
Для получения спирта-сырца из вторичных ресурсов виноделия, например дрожжевых осадков, в цехах утилизации винзаводов используют ректификационные колонны с 15 тарелками двойного кипячения. Из-за низкой общей разделяющей способности колонны и несовершенства традиционной схемы периодически действующей ректификационной установки спирт-сырец содержит нежелательные примеси, делающие его непригодным для дальнейшего использования в виноделии. Поэтому спирт-сырец отправляют на специализированные предприятия для последующей переработки.
Между тем, использование новой гибкой периодически действующей ректификационной установки, работающей по замкнутой схеме с применением колонн небольшой разделяющей способности, позволяет получать или пищевой экологически чистый спирт-сырец с допустимым содержанием примесей и без грубых тонов, который может быть использован на винзаводах для приготовления крепких настоек, коньячных напитков и т. п., или стандартный спирт-ректификат [1]. В последнем случае выход его и производительность установки снижаются. Для уменьшения стоимости
вновь создаваемых установок и исключения возможного засорения колонны при увеличении слоя пены в кубе-испарителе может быть использована комбинированная или насадочная колонна, расчет которой приводится ниже.
Для определения диаметра колонны, работающей в замкнутом режиме, примем расход пара и жидкости в нижнем сечении ее УУ = 200 кг/ч.
Тогда расход жидкости Ь = - = 5,8х
3600 рх
а их соот-
х10~ м/с, расход пара в = - ,
ЗоОО ри
ношение Ь/С = 6,24-Ю~4.
Для определения допустимой скорости пара воспользуемся уравнением [2, 3]:
= У (:
-гШ-
возд-^0,85
(1)
где
Хр/ Ръ Р& lt-
ускорение силы тяжести, м/с2- эквивалентный диаметр насадки, м-
(I — коэффициент динамической вязкости, Па-с.
Индексы относятся к жидкости, газу, воде и воздуху.
г
-4,1996
102. 612
качест-ления, пряже-^анных сдвига Па, в латной основе вчения гостью шняю-
эвание повле-шнных стично й про-
148. 001
1я воз-:и слоя зована расчет
ботаю-пара и г/ч.
[= 5,8х х соот-
ара
(1)
/с2-
ісадки,
вязко-
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 3−4, 1996
83
О
Из графика Эдулджи [4] для режима подвисания параметр у — 3, тогда скорость пара = 0,82 м/с. Принимаем да0 = 0,5 м/с.
Диаметр колонны Б с кольцами Рашига будет равен
= =1/я нРп- = 0,486 ж ¦ (2)
Vлта / 3,14−0,о Принимаем О = 400 мм, тогда да0 = 0,74 м/с& lt-
& lt- дап-
Зная объем V и диаметр колонны (1, определим ее высоту Н.
Н = -Н,, м. (3)
лй
Объем колонны определяется как отношение поверхности фазового контакта Т7 к удельной поверхности насадки а
?
V =
(4)
Поверхность фазового контакта найдем из уравнения массопередачи
(5)
где у, у
К
соответственно равновесная и рабочая мольная доля легколетучего компонента в парах- коэффициент массопередачи.
К —
, кмоль/(м2 • с) ,
(6)
где /?, (Зх — коэффициенты массоотдачи в паровой и жидкой фазах, кмоль/(м -с).
Для замкнутой ректификации флегмовое число й -" оз, а у = х, где х — мольная доля легко-летучего компонента в жидкости. Тогда, разбивая равновесную кривую на отдельные участки и аппроксимируя ее прямой [5], имеем
у'- = тх + Ь = ту + Ь. (7)
Подставляя уравнения (6) и (7) в уравнение (5) и разделяя переменные, получим
Лу
(8)
После интегрирования для г-го участка
г 1. ті^ 1, К — 1) У* + ьі
Р^% + К)^ті-1ІП^т[-)уи + Ьі
+
~Р~х^'ті - 1 (ті - 1) уи + Ьі
1
т
(9)
Суммы 2А = 14,82 и ХД = 14,68 определяли графоаналитическим способом из диаграммы равновесия у-х для смеси этиловый спирт-вода в пределах изменения концентрации исходной смеси в кубе от хш — 0,039 мольн.% (начальная концентрация хш = 2,94 мольн. %) до концентрации дистиллята хй = 86 мольн.%.
Коэффициент массоотдачи в паровой фазе /Зг вычислим из уравнения Гильденблата [4]
А=
РА
д.
= 0,407И.е Рг
0. 655 г, 0,33 _
Тогда
0,407- 14 205б55−0,493°'-33 = 38,4.
NuгDI 38,4−0,203−10
с! з 0,015
В пересчете на мольный поток имеем
Рг? 0,052 • 105
(Ю)
= 0,052 м/с.
, 67−10″
кмоль
2
М -с
(11)
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе определим, используя уравнение Илмаца [4]:
В (1
Ыи ж э
О.
= 0, Оте°'75Рг°-5 =
0,01 -3,93°-75−211и-й = 0,405,
(12)
где N11, Ие. Рг -критерии Нуссельта, Рейнольдса, Прандтля.
Тогда
_ _ 0,405−1,4- 10~э
Л
0,015
= 3,78−10 Р
м/с-
= 958
= 3,78- = 2−10
18
-6 кмоль
& gt- 2 • м -с
(13)
(14)
где Мж — молекулярная масса жидкости.
Подставляя найденные значения в уравнение (9), определим .Р = 195 м², из уравнения (4) V = = 0,977 м, а из уравнения (3) Н = 7,3 м.
При такой же производительности для получения экологически чистого спирта-сырца с концентрацией до 80 мас.% (61 мольн. %) высота слоя насадки Н — 4 м. При этом для лучшего отделения примесей предпочтительней использовать комбинированную колонну, устанавливая дополнительно наверху колонны 3 ситчатых тарелки с живым сечением 5~6%.
Внедрение ректификационных установок на предприятиях подтвердило рациональность их использования со значительным экологическим эффектом для получения спирта и спирта-сырца из вторичных ресурсов виноделия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ачмиз Б. М., Мамин В. Н., Константинов Е. Н. Совершенствование брагоректификационной установки для получения этилового спирта из вторичных ресурсов пищевой промышленности / Тез. докл. Межрегиональной науч,-практической конф. & quot-Пищевая промышленность-2000. — Казань, 5−8 июня 1996 г. — С. 44.
2. Кафаров В. В. Основы массопередачи. — М.: Высш. школа, 1979. — 494 с.
3. Перри Джон Г. Справочник инженера-химика. Т. 2. — Л.: Химия, 1969. — 504 с.
4. Рамм 8.М. Абсорбция газов. — М.: Химия, 1976. — 656 с.
5. Стабников В. Н. Перегонка и ректификация этилового спирта. — М.: Пищевая пром-сть. 1989. — 456 с.
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Поступала 20. 06,96
воде И

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой