Вопросы массотеплопереноса в пористых средах производства растительных масел

• Автор: Вороненко, Борух Авсеевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 54 с. : ил.; 20х14 см

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность проблемы. Рассматриваемые в настоящей работе процессы хранения масличных семян, их кондиционирование по температуре и влажности, влаготепловая обработка мяткн в чанных жаровнях жарение мятки, экстрагирование масла из растительного сырья, отгонка растворителя из шрота, являющиеся основными процессами производства растительных масел, оказывают влияние как на качество масла и шрота, так и на производительность соответствующих аппаратов. Указанные процессы обладают общностью, заключающейся в единстве их кинетических закономерностей. Эта общность может быть распространена на несколько типов явлений.
В производстве растительных масел большое практическое значение имеют процессы переноса тепла и массы вещества. Так, для процессов хранения масличного сырья, жарения мятки, отгонки растворителя из шрота, протекающих в системе твердое тело жидкость пар, газ, характерен единый комплексный тепло и массообмен. для других, таких как экстрагирование, протекающем в системе твердое тело жидкости характерен процесс только маесопереноса. Кинетическими коэффициентами этих процессов являются коэффициенты теплопроводности, диффузии, молярного переноса пара и др.
Таким образом, внутренняя связь большая общность кинетику природы и механизма и то, что процессы хранения, жарения, экстрагирования и отгонки являются звеньями единого технологического процесса производства растительных масел, делает возможпым и целесообразным рассмотрение указанных процессов с единых позиций общности дифференциальных уравнений и математического моделирования на основе метода приближенного физического подобия.
Технология подготовки масличного сырья к извлечению масла и собственно извлечение конечною продукта основываются на изменении основных параметров мзееосодсржания влажности, температуры л времени тепловой обработки. Поэтому научной основой исследования процессов является разработка геории теплсмассообменкых процессов, а именно аналитической теории теплои массопереноса. Для описания распределения полей температуры и масс.осолержания применяют уравнения теплопроводности Био Ф.урьс, диффузии Фика начало середина XIX века, систему дифференциальных уравнений совместного тепло и массопереноса ъ капиллярнопористых телах, выведенную акад. Лыковым и его учениками XX век, применяемую в различных областях науки и техники и павшую уже классической. Однако эта система уравнений не учитывает специфику многих процессов.
Повышение уровня исследований в области производства растительных масел, одной из важнейших отраслей производства продуктов питания, требует привлечения новых методов исследования, методов математической физики, так как внедрение вычислительной техники в промышленность для управления технологическими процессами, для их оптимизации встречает принципиальные трудности изза почти полного отсутствия математических моделей, объективно отражающих кинетические закономерности процессов.
Если диффузионные явления процессов производства растительных масел изучены в значительной мере В.В. Белобородов, В.В. Кяючкин, Е.П. Кошевой, то для совместных процессов тепло и массопереноса поставлены лишь
некоторые задачи в самом общем виде или они решены методами, имеющими существенные ограничения, но аналитических решений, дающих распределения полей влагосодержания, температуры и других потенциалов, недостаточно.
Таким образом, составление математических моделей стало одной из важнейших научных проблем в развитии технологии производства растительных масел.

Актуальность

Таким образом, внутренняя связь большая общность кинетику природы и механизма и то, что процессы хранения, жарения, экстрагирования и отгонки являются звеньями единого технологического процесса производства растительных масел, делает возможпым и целесообразным рассмотрение указанных процессов с единых позиций общности дифференциальных уравнений и математического моделирования на основе метода приближенного физического подобия. Технология подготовки масличного сырья к извлечению масла и собственно извлечение конечною продукта основываются на изменении основных параметров мзееосодсржания влажности, температуры л времени тепловой обработки. Поэтому научной основой исследования процессов является разработка геории теплсмассообменкых процессов, а именно аналитической теории теплои массопереноса. Для описания распределения полей температуры и масс. Био Ф. Фика начало середина XIX века, систему дифференциальных уравнений совместного тепло и массопереноса ъ капиллярнопористых телах, выведенную акад. Лыковым и его учениками XX век, применяемую в различных областях науки и техники и павшую уже классической. Однако эта система уравнений не учитывает специфику многих процессов. Повышение уровня исследований в области производства растительных масел, одной из важнейших отраслей производства продуктов питания, требует привлечения новых методов исследования, методов математической физики, так как внедрение вычислительной техники в промышленность для управления технологическими процессами, для их оптимизации встречает принципиальные трудности изза почти полного отсутствия математических моделей, объективно отражающих кинетические закономерности процессов. Если диффузионные явления процессов производства растительных масел изучены в значительной мере В. В. Белобородов, В. В. Кяючкин, Е. Таким образом, составление математических моделей стало одной из важнейших научных проблем в развитии технологии производства растительных масел. Актуальность проблемы, решению которой посвящена диссертационная работа, подтверждена включением ее в серию Государственных научнотехнических программ, в том числе 0. Ц. 0. Ц. 4. НТП и программы ГКНТ ССОР г. ГНТП Высокоинтенсивные процессы производства продовольствия г. НТП РАСХН Прогрессивные, экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки сельхозпродукции г. НТП РАСХН Разработать научные основы систем технологического обеспечения хранения и комплексной переработки сельхозсырья г. Работы автора по обобщению уравнений переноса, постановке новых краевых задач тепломассообмена, их решению и исследованию основаны на фундаментальных работах ученых в области процессов химической и пищевой технологии Лыкова, Я. И. Френкеля, Л. С. Лейбеязона, П. Г. Романкова, В. Г. Левича, Ю. А. Михайлова, Гинзбурга, В. В. Кафарова, Г. Н.Дульнсва, В. З. Жадана, К. К. Белоногова, Г. А. Аксельруда, М. С. Смирнова, С. П. Рудобашты, И. Г. Алямовского, С. Г. Романовского, П. М. Аношина. Е.Н. Константинова, М. А. Волкова, Л. И. Ловачеьа, В. И. Анискина и многих других, в области производства растительных масел А. М. Голдовского, В. В. Белобородова, В. В. Кдючкина, В. Г. Щербакова, . I. Кошевого. В.М. Копейковскош, В. Д. Иадыкты, А. Г. Сабурова, В. Г. Лобанова, В. Н. Кириевского, Д. К. Бердниковой, 8. А. Дементий и др. Цель и задачи работы. Целью представленного исследования является разработка научных основ я математическое моделирование процессов тепло и массопереноса в капиллярнопористых коллоидных материалах процессов производства растительных масел хранения масличных семял, жарения мятки, экстрагирования и отгонки растворителя из шрота. Научная концепция. Изучение основных процессов производства растительных масел основывается на методе математического моделирования, базирующемся на стратегии системного анализа, сущность которой заключается в представлении процесса как сложной взаимосвязанной, взаимодействующей иерархической системы с последующим анализом ее структуры, разработкой математического описания и оценкой параметров, влияющих на процессы. Разработка научнотехнических вопросов с использованием современных математических методов способствует техническому прогрессу, проектированию оборудования, обеспечивает высокую эффективность производства. Научная новизна.