Динамика ультрафильтрационного аппарата для разделения диффузионного сока сахарной свеклы

• Автор: Кувардина, Елена Михайловна
• Шифр специальности: 01.02.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 144 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 .АНАЛИЗ РАБОТЫ АППАРАТОВ ДЛЯ БАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ РАСТВОРОВ
1.1. Области и перспективы применения мембранного разделения растворов
1.2.Классификация и характеристики мембран для разделения растворов
1.3. Особенности мембранного разделения сахарных производственных растворов
1.4. Анализ конструкций и способы повышения надежности и эффективности работы баромембранных аппаратов
ВЫВОДЫ
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ
2.1 .Обобщенная расчетная схема установки
2.2.Численное моделирование процесса ультрафильтрации диффузионного сока сахарной свеклы
2.3. Применение метода крупных частиц для интегрирования дифференциальных уравнений ультрафильтрации диффузионного сока сахарной свеклы
2.4.Результаты численного эксперимента
ВЫВОДЫ
3. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ БАРОМЕМБРАННЫХ АППАРАТОВ
3.1. Основные параметры баромембранных аппаратов
3.2 Оценка конструктивного исполнения узлов мембранных аппаратов
3.3 Влияние температуры и давления на долговечность и селективность мембранных элементов
3.4 Влияние скорости движения сахарных растворов на скорость фильтрации и степень загрязнения мембран
3.5. Конструктивные особенности разработанного мембранного аппарата
3.6 Расчет мембранного аппарата на прочность
3.7 Анализ влияния конструкций узлов входа и выхода потоков на надежность мембранного модуля
3.8 Влияние концентрации раствора на срок службы мембран
ВЫВОДЫ
4. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ САХАРНЫХ РАСТВОРОВ
4.1. Технологическая схема очистки диффузионного сока с использованием ультрафильтрационной установки
4.2. Моделирование мембранного разделения растворов
4.3. Методика экспериментальных исследований

4.4.Экспериментальные исследования мембранного разделения
диффузионного сока
4.5. Анализ экспериментальных данных
4.6 Методика проведения экспериментальных исследований с использованием импульсной подачи разделяемого раствора при ультрафильтрации диффузионного сока сахарной свеклы
4.7. Технико-экономическое обоснование внедрения баромембранных аппаратов
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
ПРИЛОЖЕНИЕ,

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В области переработки растительного сырья одними из перспективных и высокоэффективных приемов оптимизации производства являются мембранные процессы, которые находят широкое применение во всех отраслях пищевой, химической и микробиологической промышленности. Успешное использование мембранной технологии в производстве сахара доказано. В настоящее время отечественная промышленность наладила выпуск мембран, отвечающих всем требованиям, необходимым для производства высококачественного продукта. Это позволяет вплотную заняться вопросами мембранных технологий в сахарной промышленности.
Однако в настоящее время отсутствуют научно обоснованные новые технические решения в виде конструкций мембранных аппаратов, отвечающих современным требованиям сахарного производства. Это ставит, в качестве неотложных задач, совершенствование конструкции мембранного аппарата, разработку технологических схем разделения сахарных растворов и исследования закономерностей динамики разделения диффузионного сока сахарной свеклы. Применение новых мембранных аппаратов даст возможность значительно упростить технологию производства сахара, повысить процент выхода продукта, улучшить экологическую обстановку производства, сократить расход электроэнергии и намного уменьшить (или вовсе сократить) использование известняка.
Этим вопросам посвящена настоящая работа, что подтверждает её актуальность и современность.
Цель работы. Целью данной работы является научное обоснование и разработка нового технического решения для повышения эффективности процесса ультрафильтрации при использовании мембранного аппарата усовершенствованной конструкции для очистки диффузионного сока сахарной свеклы с внесением вибрации в разделяемый поток. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- изучить динамику разделения сахарных растворов для различных режимов работы аппарата;
- изучить влияние вибрации, воздействующей непосредственно на разделяемый раствор с помощью вибрирующего устройства, на динамику разделения раствора;
- разработать математическую модель динамики разделения диффузионного сока сахарной свеклы в мембранном аппарате;
- разработать конструкцию мембранного аппарата приемлемого для разделения диффузионного сока сахарной свеклы;
- определить оптимальные режимы работы мембранного аппарата.
Методы исследования. При решении поставленных задач использовались экспериментальный и математическо-модельный, с использованием численных методов анализа.

Таким образом, через шток 1 и мембрану 3 вибрация передается в поток жидкости, которая циркулирует по системе, проходя через корпус 5. Вибрация штока, под которой понимают механические колебания определенной частоты и амплитуды, осуществляется по синусоидальному или гармоническому закону.
Вибропередаюший узел расположен мембраной вниз, что предотвращает образование воздушной пробки в его корпусе при заполнении системы раствором и исключает возможность гашения вибраций в передающем узле.
Рис. 2.5. Схема крепления вибропередающего узла к электродинамическому вибровозбудителю
На рисунке 2.6 приведена фотография мембранной установки
Рис.2.6. Общий вид экспериментальной установки