Научное обоснование разработки ресурсосберегающих процессов производства растительных масел и создания конкурентоспособной промышленной аппаратуры

• Автор: Деревенко, Валентин Витальевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 399 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1 ФУНКЦИОНАЛЬНОСТРУКТУРНЬЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЛИНИЙ ПРОИЗВОДСТВА РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ
1.1 Анализ на уровне мегамасштаба блочной технологической системы производства растительных масел.
1.2 Анализ на уровне макромасштаба модульной технологической системы линий производства растительных масел.
1.3 Анализ на уровне мезомасштаба операторных моделей технологических систем линий для переработки семян подсолнечника и сои

1.3.1 Анализ операторной модели технологической системы линии для

переработки семян подсолнечника

1.3.2 Анализ операторной модели технологической системы линии для переработки семян сои

1.4 Анализ на уровне мезомасштаба операторных моделей

маслоэкстракционных линий

1.4.1 Анализ операторной модели технологической системы

маслоэкстракционной линии НД
1.4.2 Анализ операторных моделей технологических систем
маслоэкстракционных линий ДеСмет и ЕвропаКраун.
1.5 Структурная схема исследований.
Глава 2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА И СОИ
2.1 Совершенствование и разработка процесса центробежного обрушивания и конструкции центробежной рушки для обрушивания подсолнечных и соевых семян.
2.1.1 Функциональноструктурный анализ на уровне микромасштаба аппаратурнотехнологической подсистемы центробежного обрушивания
2.1.2 Математическое моделирование движения семянки в роторе центробежной рушки
2.1.3 Энергетическая эффективность центробежной рушки.
2.1.4 Влияние конструктивнотехнологических параметров на эффективность функционирования центробежной рушки при обрушивании гибридных семян подсолнечника и сои
2.1.5 Методика расчета основных параметров центробежной рушки
2.1.6 Совершенствование и разработка центробежной рушки, рекомендации по ее использованию.
2.2 Совершенствование и разработка процесса отделения лузги воздушным потоком и конструкций аспирационной камеры семеновеечной машины и аэросепаратора.
2.2.1 Функционально структурный анализ на уровне микромасштаба аппаратурнотехнологической подсистемы отделения лузги воздушным потоком
2.2.2 Математическое моделирование движения частичек рушанки по рабочим элементам аспирационной камеры и аэросепаратора
2.2.3 Влияние конструктивнотехнологических параметров на эффективность функционирования аэросепаратора при отделении лузги из перевея воздушным потоком
2.2.4 Методика расчета основных параметров аспирационной камеры семеновейки
2.2.5 Совершенствование конструкций аэросепаратора и семеновеечной машины, рекомендации по их использованию.
2.3 Совершенствование и разработка процесса и установки ИК термообработки соевой рушанки для инактивации антипитательных веществ
2.3.1 Функцональноструктурный анализ на уровне микромасштаба аппаратурнотехнологической подсистемы ИК облучения масличного материала.
2.3.2 Экспериментальные исследования процесса ИК облучения соевой рушанки.
2.3.3 Рациональные значения конструктивнотехнологических параметров ИК установки для облучении соевой рушанки
2.3.4 Развитие методики инженерного расчета установки ИК термообработки соевой рушанки для инактивации антипитательных веществ
2.3.5 Разработка установки с ИК энергоподводом и рекомендации по ее использованию.
2.4 Совершенствование и разработка процесса переработки ядровой фракции семян подсолнечника и соевой рушанки в двухшнековом прессэкструдере и его конструкции
2.4.1 Функциональноструктурный анализ на уровне микромасштаба аппаратурнотехнологической подсистемы процесса переработки масличного материала в двухшнековом прессэкструдере.
2.4.2 Экспериментальные исследования работы двухшнекового прессэкструдера .
2.4.2.1 Обоснование экспериментальностатистического метода проведения исследования.
2.4.2.2 Экспериментальные исследования процесса переработки ядровой фракции семян подсолнечника в двухшнековом прессэкструдере
2.4.2.3 Экспериментальные исследования процесса переработки соевой рушанки в двухшнековом прессэкструдере.
2.4.2.4 Потребляемая мощность при переработке ядровой фракции семян подсолнечника и соевой рушанки в двухшнековом прессэкструдере
2.4.3 Развитие методики инженерного расчета двухшнекового прессэкструдера для отжима масла из масличного материала
2.4.4 Совершенствование двухшнекового прессэкструдера и рекомендации по его использованию
Глава 3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ И ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ СХЕМ ЛИНИЙ ПРОИЗВОДСТВА
РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ ОТЖИМОМ.
Глава 4 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ АППАРАТОВ МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА.
4.1 Уточненная математическая модель ленточного экстрактора
4.2 Математическое моделирование вертикального кожухотрубного аппарата предварительной дистилляции, обогреваемого вторичными парами тостера
4.3 Математическое моделирование основных и вспомогательных процессов и аппаратов маслоэкстракционного производства
4.4. Оптимизация параметров технологического процесса
маслоэкстракционных линий
Глава 5 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ, АППАРАТОВ И СХЕМ ЛИНИЙ МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОГО ПРОИЗВОДСТВА
5.1 Способ рекуперации теплоты жмыха
5.2 Совершенствование и разработка многофункционального тарельчатого аппарата и вертикальношнекового экстрактора
5.3 Разработка энерготехнологической установки для утилизации сточных вод маслоэкстракционного производства
5.4 Разработка технических решений исключающих рециклические потоки мисцеллы в маслоэкстракционных линиях НД и МЭЗ0
5.5 Разработка схемы раздельной конденсации паров растворителя и воды
5.6 Разработка ресурсосберегающей схемы линии маслоэкстракционного производства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Вспомогательный поток растворителя претерпевает фазовые изменения в модулях В и С и образует следующую схему движения потоков растворитель 2 мисцелла 3 пары растворителя 6 растворитель 2. Такая структура характерна для экстракционных линий ДеСмет, ЕвропаКраун и НД. Вспомогательный поток растворителя 2 в процессе взаимодействия с масличным материалом образует мисцеллу и шрот с растворителем, поток которого далее циркулирует по следующей схеме движения чистый растворитель 2 растворитель со шротом 4 пары растворителя и воды несконденсированные пары растворителя и воды 7 и конденсат смеси растворителя и воды 8 чистый растворитель 2 в модуль АиВ рисунок 1. А4рВоВ7С2А
Вспомогательный поток растворителя претерпевает изменения фазового состояния при циркуляции по схеме движения растворитель со шротом 4 пары растворителя и воды и вода со шламом несконденсированные пары растворителя и воды 7 и конденсат смеси растворителя и воды 8 чистый растворитель 2 рисунок 1. Для линий ДеСмет и НД характерен и простой контур рециркуляции поток горячей воды по модулям С В С. Рассмотренные на данном уровне иерархии прямые и обратные связи дальнего и ближнего порядка потоков мисцеллы, чистого растворителя, растворителя и воды определены техническими решениями экстракционных линий НД, ДеСмет и ЕвропыКраун. Для постановки конкретной задачи по разработке технического решения, обеспечивающего устранение этого недостатка на данном уровне иерархии, необходимо провести анализ структуры этих подмодулей на операторном уровне. Сравнительный анализ параметров рабочего режима модулей А, В, С и О линий НД, ДеСмет и ЕвропыКраун показал, что они существенно различаются. Например, давление в аппарате первой ступени дистилляции составляет соответственно 0,1 МПа 0,5МПа и 0,2 МПа. При этом концентрация мисцеллы по маслу, производимой экстрактором линии НД , ДеСмет и ЕвропыКраун , линий МЭЗ0 и Т1МЭМ0 . Таким образом, вопервых, необходимо разработать математическую модель сложной технологической системы маслоэкстракционной линии, включающую модели аппаратов модулей А экстракции масла, В дистилляции мисцеллы и С регенерации растворителя, а также выполнить оптимизацию параметров рабочего режима. Вовторых, разработать ресурсосберегающую схему линии МЭП, включающую технические решения, разработанные на всех уровнях иерархии согласно поставленных задач. На уровне мезомасштаба задачи по ресурсосбережению направлены на разработку технических решений по совершенствованию существующих и созданию новых высокоэффективных аппаратурнотехнических решений. Рассмотрим структуру операторных моделей технологических модулей А, В и С в блоке 1. В качестве элемента, не подлежащего расчленению на данном уровне иерархии, приняты базовые и вспомогательные технологические операции, границы которых совпадают с границами машин и аппаратов для их реализации. На уровне операторных моделей для модулей блока 1 функциональноструктурные схемы линий переработки семян подсолнечника 7, 8 и сои , 7, 7 имеют существенные отличия, обусловленные технологическими требованиями и соответствующим аппаратурноконструктивным оформлением базовых технологических операций. На рисунке 1. ТО структуры модуля А подготовка семян подсолнечника к отжиму масла. Основной ТО 1 очистка масличных семян от сорных примесей осуществляется за счет различия их размеров, формы, а также аэродинамических свойств. В основном применяют сепараторы типа А1БИС0 и МВУ аналог ЗСМ0, где разделение осуществляют воздушным потоком и на ситовых поверхностях, которые соответственно имеют круговое возвратнопоступательное и возвратнопоступательное движения. Основные ТО 2 и 5 обрушивание масличных семян осуществляется методом однократного или многократного удара и соответственно реализуется в центробежных и бичевых рушках. Применение последних при обрушивании современных сортов подсолнечника ведет к увеличению обмасливания отходящей лузги на 1 и более 7. В этом случае, например, при производительности завода 0 тсут по семенам подсолнечника потери масла с лузгой при обмасливании на 1 составляют в год около 0 тонн. Рисунок 1.