Разработка научно-обоснованной ресурсосберегающей технологии и аппаратов утилизации отходов производства этанола

• Автор: Арзамасцев, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 413 с.

Тамбовский государственный технический университет Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина.
АРЗАМАСЦЕВ Александр Анатольевич
РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ОБОСНОВАННОЙ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ И АППАРАТОВ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ЭТАНОЛА
Специальности:
05.17.08 - Процессы и аппараты химической технологии; 05.18.18 - Технология биологически активных веществ
Диссертация
на соискание ученой степени доктора технических наук

Тамбов- 1998
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ
РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ДИССЕРТАЦИИ
1.1. Существующие подходы к оптимальному проектированию и оптимизации ресурсосберегающих технологических процессов и аппаратов
1.2. Объекты исследований
1.2.1. Проектируемый технологический процесс
1.2.2. Отход производства этанола
1.2.3. Биообъекты, используемые для организации процесса
1.3. Постановка задач оптимизации для проектируемого процесса
1.4. Представление комплексного процесса в виде трехуровневой иерархической системы
1.5. Цель и основные задачи диссертации
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.-Экспериментальные установки и стенды
и их характеристики
2.1.1. Экспериментальная установка для исследования кинетики процессов
2.1.2. Экспериментальные установки для исследования разделения суспензий методом термофлотации

2.1.3. Стенд для отладки технологии трассерного
эксперимента в нестационарных условиях
2.2. Кинетика утилизации отходов производства
этанола
2.2.1. Кинетика ассимиляции органических веществ и роста биомассы
2.2.2. Кинетика потребления кислорода
в реакторе
2.3. Особенности кинетики процесса,
обусловленные явлениями саморегулирования и самоадаптации
2.3.1. Саморегулирование кислотности среды
2.3.2. Саморегулирование температуры
2.3.3. Саморегулирование различных факторов может приводить к самоадаптации
объектов
2.4. Концентрирование суспензии методом
термофлотации
. Выводы по главе 2
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ФЕРМЕНТАЦИИ
3.1. Постановка задачи оптимального проектирования
3.2. Математические модели, предназначенные
для решения задач оптимального проектирования процесса
3.2.1. Модель рабочей секции биореактора
3.2.2. Модель системы: реактор - отстойник-рецикл

центрациями загрязнителей не могут быть направлены на очистные сооружения без предварительного разбавления (Шариков 1978)
Известным способом очистки стоков является организация вслед за основным производством биохимического процесса производства кормовых дрожжей (Забродский с соавт. 1975-1977, Яровенко с соавт. 1981, Осовик с со-авт. 1982) . Однако и в этом случае концентрация органических веществ в сточных водах весьма существенна. Кроме того, указанные процессы являются энергоемкими.
Способом, позволяющим решить указанные проблемы, является совмещение химико-технологического процесса производства этанола с биохимическим процессом очистки стоков при использовании бактерий (Забродский с соавт. 1975), например бактерий рода Pseudomonas (Арзамасцев с соавт. 1983), которые обеспечивают существенно большую степень конверсии органических веществ данных сто-' ков
На .рис.1.2 показана общая схема такого производства, на рис. 1.3- возможная аппаратурная реализация проектируемой его части. Исходным сырьем для выработки этанола является меласса. Побочным продуктом (отходом основного производства) является мелассная послеспир-товая барда, которая может быть использована в качестве субстрата.
Проектируемое производство должно включать два основных технологических процесса- выработку биомассы (целевой продукт) с одновременной очисткой стоков и отделение продукта от жидкой фазы. Для первого существенным является знание кинетики происходящих процессов- конверсии субстрата, роста биомассы, потребления