Интенсификация процессов получения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации с применением поверхностно-активных веществ

• Автор: Мойсеяк, Марина Борисовна
• Шифр специальности: 05.18.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 227 с. : ил.

1.1. Утфель последней кристаллизации и его характеристика

1.2. Физикохимические основы кристаллизации сахарозы на последней

ее ступени продуктового отделения

1.3. Основные операции цикла уваривания утфеля в вакуумаппарате

1.4. Кристаллизация сахарозы охлаждением и основные требования к режиму е проведения.
1.4.1. Обоснование технологических параметров и условий получения утфеля последнего продукта
1.4.2. Повышение эффективности последней ступени кристаллизации сахарозы при уваривании и охлаждении утфеля.

1.5. Разделение утфеля последней кристаллизации в поле действия центробежных сил.

1.5.1. Теория центрифугирования утфеля и анализ существующих математических моделей

1.6. Особенности разделения утфеля последнего продукта в центрифугах

1.7. Поверхностноактивные вещества ПАВ, их основные свойства и классификация

1.8. Интенсификация массообменных процессов при уваривании утфелей сахарного производства.
1.9. Повышение эффективности технологии получения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации
1.9.1. Роль поверхностноактивных веществ в процессах уваривания и охлаждения утфеля
1.9.2. Требования и условия применения ПАВ для разделения
утфеля последней кристаллизации
1.9.3. Формулирование цели, задач и структуры проведения теоретических и экспериментальных исследовании по теме диссертации
ГЛАВА 2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОДУКТОВОГО ОТДЕЛЕНИЯ САХАРНОГО ЗАВОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПИЩЕВЫХ ПАВ
2.1. Основные представления о пищевых ПАВ и их свойствах
2.2. Механизм воздействия пищевых ПАВ глицеридной природы на процесс кристаллизации сахарозы.
2.3. Пищевые ПАВ глицеридной природы МГД и их влияние на физикохимические свойства сахарсодержащих растворов.
2.3.1 Исследование влияния МГД на величину поверхностного натяжения сахарсодержащих растворов
2.3.2 Исследование влияния МГД на срастание кристаллов сахара
2.3.3. Исследование влияния МГД на снижение вязкости сахарных растворов
2.3.4. Исследование влияния МГД на процесс вспенивания сахарсодержащих растворов
2.3.5. Исследование влияния МГД на истощение межкристального раствора.
2.3.6. Исследование влияния МГД на процесс центрифугирования утфелей.
ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПОСЛЕДНЕЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ППАВ ГЛИЦЕРИДНОЙ ПРИРОДЫ И ЕЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
3.1. Формализация основных условий кристаллизации сахарозы и ее математического моделирование
3.2. Обоснование основных параметров процесса кристаллизации сахарозы и его математическое описание
3.3. Количественное моделирование процесса последней ступени кристаллизации сахарозы и его оценка.
3.4. Разработка усовершенствованной технологии получения утфеля последней кристаллизации.
3.4.1 Обоснования необходимости использования МГД в.
процессе уваривания утфеля последней кристаллизации
3.4.2. Особенности и производственные испытания нового способа
получения утфеля последней кристаллизации
ГЛАВА 4. ОБОСНОВАНИЕ УСЛОВИЙ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ УТФЕЛЯ ПОСЛЕДНЕЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ЕГО МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ
4.1. Анализ кинетики разделения утфеля в центрифугах периодического действия.
4.2. Разделение утфеля в центрифугах непрерывного действия
4.3. Повышение эффективности разделения утфеля в инерционных центрифугах непрерывного действия
4.3.1. Разработка нового способа разделения утфеля последней кристаллизации в центрифугах
4.3.2. Особенности нового способа разделения утфеля и его
производственные испытания.
ГЛАВА 5. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ И ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ УТФЕЛЯ ПОСЛЕДНЕЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
5.1. Интенсификация процесса кристаллизации сахарозы охлаждением
5.1.1. Производственные испытания нового способа
кристаллизации сахарозы охлаждением
5.2. Научнопрактическое обоснование технологических условий.
получения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации
5.3. Технология производства сахара последнего продукта с увариванием утфеля в двух вакуумаппаратах
5.4. Разработка усовершенствованной комплексной технологии получения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Размер этих потерь достигает по массе сахара, введенного со свеклой, и зависит от качества продуктов, поступающих на кристаллизацию, а также способа и технологии ее проведения. Большое влияние на получение и центрифугирование утфеля последней кристаллизации оказывает нарушение технологического режима и поступление в переработку сырья пониженного качества, что приводит к снижению выхода и ухудшению физикохимических показателей сахара ,,,. Технологическим процессам, протекающим при получении утфеля последней ступени кристаллизации свойственны свои индивидуальные особенности, обусловленные их спецификой ,,,. Поэтому для более глубокого понимания их сущности и правильного формулирования общей задачи исследований они рассмотрены отдельно. Кристаллизация сахарозы на последней ступени ее проведения является завершающим этапом в сахарном производстве и от ее эффективности зависит выход и качество готовой продукции ,3,4,5. Вместе с тем она является одним из наиболее сложных и ещ недостаточно изученных процессов 6,7,2,4. Поэтому данной проблеме уделяют особое внимание, как в России 6,,,,, так и в других странах 8,9,0,7,8. Этот процесс при выпаривании из утфеля воды, осуществляют в вакуумаппаратах 1,,,8,2 и др Причем присутствующая в нем вода выступает как в связанном с молекулами сахарозы и несахарами гидратированном, так и в свободном состоянии ,,,3. При определнном в основном метастабильном режиме межкристальный раствор, как условно гомогенная жидкость, начинает претерпевать фазовые превращения в гетерогенную жидкостную систему, когда частицы сахарной пудры или затравки, специальным образом приготовленной на основе сахарозы, становятся центрами процесса кристаллизации сахарозы ,,,,1. В результате чего происходит рост кристаллов и увеличивается их содержание в рабочем объме вакуумаппарата 0,4,1,2,3. Кристаллизация сахарозы имеет сложный многофакторный тепло и массообменный характер, определяемый полями температур, концентрацией раствора и остаточным давлением внутри вакуумаппарата ,5,6. Движущей силой процесса кристаллизации является разность концентраций растворенного вещества в пересыщенном растворе т. Каким бы способом не создавалось пересыщение сахарозы в растворе выпариванием или охлаждением явления тепло и массообмена на поверхности кристаллов сахара остается самостоятельным при всей его сложности со многими определяющими факторами гидродинамического, теплофизического и физикохимического характера ,,,,2. Процессы, протекающие на границе поверхности нагрева с утфелем и на границе кристаллов сахара с межкристальным раствором взаимосвязаны. Однако их интенсивность зависит от совершенно разных параметров 8,9,8,1. Так, скорость испарения воды определяется процессами теплообмена на границе поверхности нагрева и утфеля и регулируется температурным перепадом ,,2,3. Скорость кристаллизации сахарозы зависит от процессов массообмена на границе межкристального раствора и поверхности кристаллов сахара и управляется степенью пересыщения 0,1,3,4. Интенсивность испарения подчинена не только заданной скорости истощения межкристального раствора, но и росту в нем концентрации сухих веществ ,,,0,0. В настоящее время известен ряд реологических моделей процесса кристаллизации ,,,5, к которым относятся термодинамическая, молекулярнокинетическая и дислокационная, диффузионная и некоторые другие теории роста кристаллов. В технических растворах сахарозы процесс кристаллизации настолько сложен, что применить к нему одну определенную теорию не представляется возможным 8,8,9,9,1. Наиболее полно раскрывает механизм роста кристаллов сахарозы теория П. М. Силина ,,8. В е основу положено учение о гетерогенных реакциях, разработанное И. А. Бертаудом, Р. Марком и др. В соответствии с теорией П. М. Силина кристаллы сахарозы окружены слоем пересыщенного раствора толщиной с пограничный слой, из которого избыток сахарозы выкристаллизовывается на поверхности кристаллов. Раствор, составляющий пограничный слой, переходит из пересыщенного состояния в насыщенное. Вследствие разности концентраций сахароза диффундирует сквозь пограничный слой к граням кристаллов.