CC BY
23
тимальные по быстродействию диаграммы перемещений электроприводов при ограничениях по напряжению; по напряжению и максимальному току; по напряжению, максимальному и минимальному токам; по напряжению, максимальному и минимальному токам и скорости с постоянным по значению моментом сопротивления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Чистов В.П., Бондаренко В.И., Святославский В.А.
Оптимальное управление электрическими приводами постоянного тока. - М.: Энергия, 1968.
2. Петров Ю.П. Оптимальное управление электрическим приводом с учетом ограничений по нагреву. - М.: Энергия, 1971.
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Поступила 19.12.06 г.
66.02.3.06.001.573
МА ТЕМА ТИЧЕ СКАЯ МОДЕЛЬ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ПРОТИВОТОЧНОГО ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ С ОТБОРОММИСЦЕЛЛЫ ДЛЯ ПРОПИТКИ С ПРОМЕЖУТОЧНОЙ СТУПЕНИ
В.В. ВАСИЛЕНКО, Е.П. КОШЕВОЙ, В.С. КОСАЧЕВ
Кубанский государственный технологический университет
Проведенные ранее исследования [1, 2] на основе математического моделирования показали, что применение пропитки частью чистого растворителя неэффективно.
Представляется, что эффективность организации многоступенчатого противоточного процесса экстракции в общем случае может отличаться от дву х крайних случаев: пропитка исходного материала выходящей из противоточного каскада крепкой мисцеллой и пропитка исходного материала частью чистого растворителя, поступающего на начало многоступенчатого каскада.
Примером организации многоступенчатого процесса является экстрактор системы Краун, схема которого представлена на рис. 1 (I - вход масличного мате-
риала; II - выход проэкстрагированного материала; III - подача растворителя; IV - выход мисцеллы; 0 -ступень пропитки; 1-8 - ступени экстракции).
В отличие от других известных многоступенчатых перколяционных экстракторов в экстракторе системы Краун предусмотрена ступень пропитки, на которую подается для пропитки мисцелла со ступени, с которой отводится конечная мисцелла самой высокой концентрации.
Общая схема многоступенчатого противоточного процесса экстракции с отбором мисцеллы для пропитки с любой промежуточной ступени представлена на рис. 2.
В схему введена 0-ступень, на которой происходит пропитка и при этом возможно испарение части растворителя.
Рис. 1
Рис. 2
Уравнение материального баланса на стадии пропитки имеет вид
с0У = рэ(У-АУ)+ст (АК + АЕ), (1)
или
c0 = P э|1-
a
I ß
% a , y
$ cm [ ß $ ß)
(2)
c
(2)
_ßn(l-ß)
' i-ßn$1 .
(3)
Для участка общей схемы от т-й до п-й ступени выполняются условия процесса без явлений пропитки, поэтому можно записать
c( 2)
n
ßr
-( m-1)
(1-ß)
1-ß
n— ( m— 1)$ 1
(4)
P = W - DV - DE,
(5)
1 = 1 a y = 1- a -y ß0=ß- ß- ß = ß ’
то есть
ß0 =ß
(1- a-y)
(7)
Соответственно, для участка от 1-й до (т - 1)-й ступени уравнение имеет вид
^ i = ßm- 1(i-ßo )
i-ß
( m - 1) $ Г 0
(S)
Общее уравнение от 1-й до п-й ступени можно по лучить, комбинируя уравнения (4) и (8):
4 2)_ ьт- 1(1-Ро) ьп -(т -1!(1-ь)
i-ß
( m - 1) $ 1 0
1-ßn
-(m- 1) $ 1
(9)
где Со - концентрация экстрактивных веществ в поровом объеме ис -ходного материала после стадии пропитки, кг/м3; ст - концентрация экстрактивных веществ в мисцелле, отбираемой на пропитку с т-й ступени, кг/м3; рэ - плотность экстрактивных веществ, равная кон -центрации в объеме пор исходного материала, полностью занятого экстрактивными веществами, кг/м ; ß = V^W - параметр соотношения объема пор материала V и объема растворителя W, подаваемо -го на экстракцию; a = DV / W - параметр соотношения незанятого (свободного) объема пор DVи объема растворителя W; g = Æ/ W -параметр соотношения объема испарившегося при пропитке раство -рителя DE и объема растворителя W.
Для равновесного многоступенчатого противоточного процесса экстракции без явлений пропитки свободного объема исходного материала для относительной остаточной концентрации экстрактивных веществ в твердой фазе на выходе из последней n-й ступени получено [3] уравнение
Если m = 1, т. е. процесс проходит без отбора жид -кой фазы на пропитку, уравнение (9) преобразуется к виду (4).
Таким образом, возможно на основе уравнения (9) проанализировать влияние положения ступени отбора жидкой фазы на пропитку на эффективность экстрагирования для равновесного многоступенчатого проти-воточного процесса.
В работе [3] получено уравнение неравновесного многоступенчатого противоточного процесса, которое для твердой фазы имеет вид
„(2 )
(1 - ß)(1- K )N
c0 ( 1 - ßK ) - ß( 1 - K)
(10)
Для участка общей схемы от 1-й до (т - 1)-й ступени также выполняются условия процесса без явлений пропитки, однако количество жидкой фазы у меньшено на величину части объема, отведенного на пропитку и на испарение, т. е.
где N - число неравновесных (действительных) ступеней в противо -точном каскаде (для равновесных ступеней ранее применялись ма-
С2) 1 _ с2!
лые буквы); K, =—г--------г---коэффициент извлечения на i-й сту-
С2) _ с о
s _ 1 s $ 1
пени неравновесного многоступенчатого противоточного процесса экстракции (в уравнении (10) индексы при K опущены, так как принято, что на всех ступенях коэффициенты извлечения одинаковы); С-i, С<2), cf$i - соответственно концентрации экстрагируемых ве -ществ в поровом объеме материала при входе на ступень, при выхо -де из нее, в объеме растворителя при входе на ступень, кг/м3.
Аналогично выводу зависимостей для равновесно -го процесса запишем уравнение для участка от М-й до N-й ступени
c (2 ) CN
J 2 )
(1 - ß)( 1 - K)
N - (M - 1 )
( 1 - ß k )
N - ( M- 1 )
- ß( i - к )
N -( M- 1 ) ’
(11)
и для этого участка параметр соотношения объемов твердой и жидкой фазы р0 определяется уравнением
и для участка от 1-й до (М - 1)-й
c(M- !_ (1 - ß0 )( 1 - K0 )
(М - 1)
( 1 - ß 0 к 0 )( м-1 >- ß 0 ( 1 - к 0 )
(м-1 )'
Общее уравнение имеет вид
1
„(2)
(1 - Ро )(1- Kо )
(м - 1)
(1 - Р0к0)<м 1 >- Р0 (1 - к0)<м 1> (1 - Р)(1 - к)"м-1 >
(13)
-(м-1)
- Р( 1 - к)
-(м -1)
Если М = 1, т. е. реализуется процесс без отбора жидкой фазы на пропитку, уравнение (13) преобразуется к виду (10).
ВЫВОД
Полученное уравнение (13) позволит провести анализ влияния пропитки части мисцеллы, взятой с про-
межуточнои ступени противоточного многоступенчатого экстрактора, на эффективность процесса.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кошевой Е.П. Влияние пропитки пористого материала на экстрагируемость в многоступенчатом процессе // Изв. вузов. Пи -щевая технология. - 1985. - № 6. - С. 57-59.
2. Кошевой Е. П., Тарасов В.Е., Савус А.С., Кварацхе-
лия Д.Г. К вопросу пропитки частью растворителя при противоточ-ном экстрагировании жмыха и лузги / Ред. журн. «Изв. вузов. Пище -вая технология». - 11 с. - Деп. в АгроНИИТЭИПП 26.08.88 г., № 1898-пщ.
3. Кошевой Е.П., Кварацхелия Д.Г. Моделирование и расчет экстракторов с твердой фазой. - Зугдиди: АН Грузии РНЦ «Самегрело», 2001. - 100 с.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 05.03.07 г.
622.73; 664
ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ЦЕНТРОБЕЖНОЙ МЕЛЬНИЦЫ ДЛЯ ИЗМЕЛЬ ЧЕНИЯ СОЕВЫХ БОБОВ
Ю.Г. КЛЫКОВ, М.В. ХУДОЯН
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет)
В пищевой промышленности злаки обычно измельчают в мельницах, работающих по принципу жерновов. Эффективность таких мельниц низка, кроме того, трудно обеспечить герметичность мельниц, что приводит к высокой запыленности цехов.
В Северо-Кавказском горно-металлургическом институте (Государственном технологическом университете) разработана горизонтальная центробежная мельница, предназначенная для тонкого измельчения злаков, в частности соевых бобов. Мельница состоит из корпуса 1 с крышкой 2; установленного на валу 3 вращающегося в подшипниках 4 диска 5, выполненного в виде усеченного полого конуса 6 с периферийной кольцевой частью, внутренняя полость которого разделена разгонными и режущими перегородками 7 на секции. Эквидистантно диску 7установлен диск 8, выполненный в виде полого усеченного конуса с периферийной кольцевой частью, на внутренней поверхности которого равномерно расположены режущие ребра 9. Рабочие поверхности периферийных кольцевых частей чашеобразных дисков 5 и 8 выполнены конусообразными с острым углом между образующей конуса и основанием.
Мельница также содержит загрузочный 10 и разгрузочный 11 патрубки и привод. Неподвижный диск присоединен к корпусу пружинами 12.
Измельчаемый материал сначала рубится режущими перегородками 7 и 9, а затем измельчается в зазоре между рабочими поверхностями периферийных кольцевых частей чашеобразных дисков 5 и 8.
При попадании недробимого предмета в кольцевой зазор между дисками неподвижный диск 8 отклоняется в осевом направлении и возвращается в рабочее положение пружинами 12.
На представляемую мельницу получен патент на изобретение [1].
Схема центробежной мельницы показана на рис. 1.
Эксперименты проводили на опытной модели мельницы с диаметром дисков 250 мм для определения зависимости производительности мельницы Q и по-
V
Рис. 1
