Совершенствование процесса селективной дезинтеграции семян масличных культур

• Автор: Грачев, Алексей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 169 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СЕЛЕКТИВНАЯ ДЕЗИНТЕГРАЦИЯ КАК ПРОЦЕСС, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПЕРЕРАБОТКИ

СЕМЯН МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР

1Л Оборудование для обрушивания масличных семян:

особенности конструкций, способов разрушения

1.2 Дробилки ударного действия, применяемые в других отраслях промышленности

1.3 Основные теоретические аспекты процесса разрушения твердых тел

1.3.1 Основные направления математического моделирования процесса дезинтеграции

1.3.2 Оценка дисперсности сыпучих материалов

1.4 Избирательность разрушения биологических структур
1.5 Выводы и основные задачи исследований
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА И СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБЪЕКТОВ СЕЛЕКТИВНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ
2.1 Архитектоника и морфологическое строение
семян масличных культур
2.1.1 Строение и структурно-механические особенности семян льна
2.1.2 Строение и структурно-механические особенности семян рапса
2.1.3 Строение и структурно-механические особенности семян рыжика
2.2 Технологические свойства семян
2.3 Выводы по главе
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕЛЕКТИВНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ ЕДИНИЧНЫХ ТЕЛ С ОБОЛОЧКОЙ СВОБОДНЫМ УДАРОМ
3.1 Экспериментальная установка однократного разрушения единичных твердых тел
3.2 Моделирование процесса разрушения в установке селективной дезинтеграции свободным ударом

3.2.1 Моделирование объектов селективного разрушения
3.2.2 Моделирование процесса селективного разрушения единичных
тел с оболочкой
3.3 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ СЕМЯН МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР
4.1 Методики и приборное обеспечение исследований прочностных
свойств материалов
4.2 Подготовка сырья и материалов к экспериментальным исследованиям
4.3 Результаты исследований семян раздавливанием
4.4 Результаты и анализ прочности семян при разрушении резанием
4.5 Приборное обеспечение исследований процесса сушки семян
масличных культур и методика обработки результатов
4.6 Результаты исследований и анализ процесса сушки семян
4.7 Выводы по главе
ГЛАВА 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕЛЕКТИВНОЙ ДЕЗИНТЕГРАЦИИ МЕТОДОМ СВОБОДНОГО УДАРА
5.1 Устройство и принцип действия экспериментальной установки
5.2 Методика исследований и результаты селективной дезинтеграции
семян льна, рыжика и рапса
5.3 Разработка методики оценки гранулометрического состава сложной
по составу дисперсной смеси
5.4 Анализ дисперсного состава продуктов разрушения при селективной дезинтеграции семян на экспериментальной установке
5.5 Практическая реализация работы
5.6 Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Основным способом получения полуфабрикатов высокого качества из растительного сырья является селективная дезинтеграция, когда при заданных или регулируемых по величине нагрузках исходный материал разрушается преимущественно по границам поверхностного взаимодействия компонентов, а продукт измельчения представляет собой полидисперсный сыпучий материал, легко разделяющийся как на фракции, так и по компонентному составу. Особенно актуальна проблема селективной дезшггеграции в масложировой промышленности. В настоящее время значительно расширился перечень масличных культур, из семян которых извлекают масло. Но морфологические особенности многих семян, например, рапса, льна, рыжика и других им подобных не позволяют эффективно проводить обрушивание и разделение, что резко снижает качество получаемых масел, усложняет и повышает стоимость процесса очистки масел. Нежировая часть масличных семян, являющаяся отходом в производстве растительных масел, представляет большую хозяйственную ценность. После обезжиривания семян при получении столового масла из их нежировой части приготовляют халву и другие кондитерские изделия. Обезжиренные масличные семена вследствие большого содержания в шгх белковых веществ представляют собой сырье для получения аминокислот, в частности глютаминовой кислоты, а обезжиренные соевые семена являются ценной пищевой добавкой при выпечке хлеба. Многие семена после обезжиривания используют как концентрированные пищевые добавки в продукты питания. Плодовая и семенная оболочки семян отдельных видов являются сырьем для гидролизного производства и могут служить источником для получения разнообразных химических продуктов. Селективная дезинтеграция семян масличных культур, называемых условно бескожурными, в настоящее время является актуальной проблемой, а комплексная переработка масличного сырья признана входящей в критические технологии, требующие инновационного развития в настоящее время.

Подобные подходы в моделировании процесса измельчения встречаются в многих работах [1, 21, 27, 28, 95, 106 и др.] различных авторов. В общем такие подходы в моделировании можно назвать созданием популяционно-балансовой модели. При создании вышеназванной модели авторы в основном учитывают балансовое равенство массы продукта, соотношение энергий и прочее.
Очень важно определиться при моделировании разрушения сыпучей среды или единичных тел, какой гипотезой разрушения пользоваться для анализа данных экспериментальных исследований. Для решения этой задачи можно применить информационно-энтропийный подход.
В термодинамике энтропия является функцией состояния которая указывает куда идет теплообмен при взаимодействии системы и внешней среды. Также она описывает градиент самопроизвольных процессов внутри замкнутой системы. Термодинамические начала носят феноменологический характер и на их основе делают вывод, что в любой замкнутой системе энтропия стремится к максимуму. Любое внешнее влияние изменяет степень упорядоченности системы. Выражение для энтропии записывается в следующем виде[43]:
н = -к^Р.Ьщ , (1.30)
где / - индекс, описывающий индивидуальные свойства частиц подсистемы, может соответствовать, например, координате частицы, или скорости, принимает дискретные значения; Л, - вероятности нахождения частицы в том или ином состоянии системы; к- некоторая константа.
Если известен массовый поток материала л, при измельчении из /-й фракции
ву'-ю, то энтропия Н ~ -

Зная, как распределены классы и фракции в начальном и конечном материалах, а также имея сведения о вероятностных процессах при переходе из класса в класс, используя это уравнение для энтропии можно определить закон измельчения [80]. При использовании этого метода переходные вероятности будут зависеть от кинетических параметров разрушения частиц.