CC BY
45
Полное отсутствие металлов в исходном аноли-те, появление и увеличение с течением времени, их количества после контакта ЭВР с металлической емкостью указывают на коррозионную активность анолита по отношению к легированной стали марки Х18НЮТ.
ВЫВОД
Использование ЭВР (анолита) в различных отраслях пищевой промышленности возможно только при обеспечении надежной коррозионной защиты технологического оборудования, аппаратуры, арматуры и трубопроводов.
3.
ЛИТЕРАТУРА
Базарянц Г.В., Радионов П.А. Коррозия некоторых металлов в электрохимически обработанной®воде / Тез. докл. на 2-м совещании по электрохимической активации сред. — Казань, 1987. — С. 65.
Базарянц Г.В., Радионов П.А. Коррозионная активность электроактивированной воды при повышенных температурах / Тез. докл. — Казань, 1987. —- С. 67.
Мазуренко И.Д., Талалина А.С., Иевлева Т.А. Влияние электрохимической активности на коррозионную активность водопроводной воды / Тез. докл. — Казань, 1987. — С. 70.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств Поступала 03.12,92
\
№
665.3.011.002.5
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАМЕНИТЕЛЯ МАСЛА КАКАО ИЗ ХЛОПКОВОГО САЛОМАСА МЕТОДОМ ЕГО ПЕРЕЭТЕРИФИКАЦИИ В СМЕСИ С ДРУГИМИ ЖИДКИМИ МАСЛАМИ
С.А. АБДУРАХИМОВ, Г.У. ТИЛЛАЕВА, А.Т. АВРАЛОВ, В.Д. МУРАДОВА, Д.Т. ЮЛДАШЕВА. Р.А. АХМЕДОВ, С .А. НИШАНОВ, С.В. ФЕТИСОВА СредазН И ПКИ пищепром Концерн "Узпищепром”
Ферганский МЖК
Проблема получения заменителя масла какао ЗМК Из растительного сырья весьма актуальна. На наш взгляд, наиболее рациональное сырье для получения ЗМК — хлопковое масло и саломас, имеющий физико-химические показатели, близкие к натуральному маслу какао [ 1, 2].
Учитывая сложность механизма гидрогенизации и переэтерификации хлопкового масла, предпочтение отдается математическим моделям, полученным обработкой статистических данных [3, 4, 5].
Планирование эксперимента позволяет выявить наиболее оптимальные технологические режимы и составы перерабатываемого сырья рассматриваемых процессов. Наиболее ответственным этапом исследования является правильный выбор критериев оптимизации и переменных факторов моделируемого процесса.
В качестве переменных факторов изучаемых процессов выбраны: X] — температура плавления саломаса, °С; Х2 — твердость саломаса по Каминскому при 15°С, г/см; Хз — "одержание хлопкового масла в смеси ,%. Локальными критериями определены: — температура плавления получа-
емого ЗМК, °С; Уг — твердость ЗМК, г/см; Уз — температура застывания ЗМК, °С; У4 — содержание массовой доли твердых ТАГ ЗМК при 20°С, %, Интервалы варьирования и уровни исследуемых факторов Х\—Хз приведены в табл. 1.
Таблица 1
Переменные факторы Основной уровень Интервал варьирова- ния Ниж- ний уровень » Верхний. уровень
Х[, =С 41,0 2,0 39,0 43,3
Х2, г/см 800 100 700 900
х3, % 15,0 5,0 10,0 20,0
Опыты проводили в лабораторном переэтерифи-каторе при интенсивном перемешивании и темпе* ратуре 60°С в течение 60 мин. Использовали рафинированное хлопковое масло с йодным числом 110,3% 12,чкислотным числом 0,2 мг КОН, цветностью 8,0 кр, ед. при 35 жел. и содержанием жирных кислот, %: линолевой — 54,1; олеиновой
— 17,8 и насыщенных — 28,1.
Переэтерификацию смеси хлопкового саломаса и масла проводили по полному факторному эксперименту ПФЭ по плану N = 2' , согласно стандартной рандомизированной матрице по двум параллельным пробам [5].
№ У2' І
1 600
2 660
3 830
4 800
5 590
6 605
7 700
8 750
Результаті процесса по; выведенные ных данных і — в табл. 3.
Свободные члены и коэффициенты
Во
в,
в2
В3
В|.2
в1.3 в2,3 в1,2,3
Таблица 2
|ЗИЯ некоторых [ой* воде / Тез. ской активации
:ная активность ных температу-
Т'
ааТ.А. Влияние зионную актив-Казань, 1987.
'ОИЗВОДСТВ
5.3.011.002.5
4 ЦИЯ
то
г/см; Уз — — содержали 20°С, %. исследуемых
Таблица 1
1иж-
*ий
овень
(9.0 43,3
700 900
10,0 20,0
Верхний
уровень
переэтерифи* 1НИИ И темпе* >зовали рафи-1НЫМ числом КОН, цветно-содержанием ;олеиновой
зого саломаса )рному экспе-асно стандар-о двум парал-
№ *0
1 +
2 ■ +
3 +
4 +
5 +
- 6 +
7 +
8 -+
*1
*2
*1*2
х<2х3 х{х2х$
■ + +
♦
+
+ ■ +
+
+
>Т У\" У| Уи
30.6 30.0 30,3 30.25 0,99
35.5 34,4 34.7 34,90 0.60
32.0 31,0 31.5 31.55 0,96
36.6 36.2 36,4 3^,20 0,38
29.2 30,0 29.6 29.55 1,00
32.0 32.0 32.0 31,90 0.95
31.2 30,4 30.8 30.85 0.98
33,2 33.0 33.1 33,20 0,88
Продолжение табл. 2
Я?
у2’
У21"
■У 21
<*2/
Уз*
Уз”
Ъ
Уз
<1з
У4
?4
У4
<*4<
о,-
1 600 600 600 643,13 0,18 26,2 26,0
2 660 660 660 643,13 0.18 27.0 27,0
3 830 830 ’ 830 826,89 0.98 27.0 26,0
4 800 900 850 826,89 0.98 27,9 28,3
5 590 530 560 569,37 0.08 24,5 25.5
6 605 605 605 569.37 0,08 26.4 26,0
7 700 760 730 573.13 0.63 25,5 25,5
8 750 750 750 573.13 0.63 31.2 30,4
26.1 26,06 0,64 59,9 60.3
27.0 26,98 0,42 64.4 64,0
26.5 26.48 0.56 70,9 70.3
28.1 28,08 0.20 73,0 72.6
25,0 25,02 0.91 54,0 54,0
26.2 26.22 0.68 57.0 56,2
25.5 25.52 0.81 66.0 66.4
30.8 30.84 0.04 69.1 68.5
60.1 60,70 0.12 0.117
64.2 63.58 0,16 0,085
70.6 70.26 0,41 0.465
72.8 73.14 0.58 0,208
54.0 53,86 0,05 0.013
56.6 56,74 0,06 0,056
66.2 66,06 0,22 0.332
68.8 68,94 0,34 0.087
Результаты эксперимента и расчета показателей процесса получения ЗМК приведены в табл. 2, а выведенные на основе обработки экспериментальных данных коэффициенты для уравнений У]—У4 —в табл. 3.
Таблица 3
Показатели локальных уравнений У1--У4 кр№ териев Кохрена, Стьюдента и др. приведены в табл. 4.
Анализируя коэффициенты в уравнениях У1—У а по данным табл. 4, получили следующие математические модели:
Т| = 32,3 + 1,75*1 + 0,65*2 ~ 0.925*3 -
Свободные члены и коэффициенты Локальное и обобщенное уравнения
ь К2 У3 К4 0
в° 32,3 698,125 26.9 64.1625 0.17
Вг 1.75 18.125 1.125 1,4375 -0,0614
В2 0,65 91,875 0.825 5,4375 0,103
в3 -0.925 -36.875 °-025 -2,7625 -0.0484
в 1.2 0.05 -8.125 0.6 -0.2375 -0,064
в1,3 -0,575 -1,875 0.5 -0,1375 0,011
в2,з -0,075 -13,125 0.45 0.6625 -0,015
в1.2,3 -0,075 1,875 0,425 0.2375 -0,0079
л
ТГ
лв'
~7Г~
~7Г
~ж~-
гг
~гг
- 0,575*і*з; (1)
У2 = 698,125 + 91,875*2 - 36,875*з; (2)
Уз = 26,9 + 1,125*1 + 0,825*2 + 0,6*1*2 +
+ 0,5*2*з + 0,45*2*3 +0,425*1*2*3; (3)
У4 = 64,1625 + 1,4375*1 + 5,4375*2 -
- 2,7625*з + 0,6625*2*3- (4)
Таблица 4
Таблица 5
Показатели уравнений Локальные функции отклика
Уі У2 у3 У4
5?(>7} 0,18 0 0,02 0,08
5§(У/} 0.18 0 0 0.08
8ЦГі] 0.50 0 0.5 0.18
0,08 5000 0.08 0.08
0.32 1800 0.5 0
7 ${¥і) 0 0 0,08 0,32
0.32 1800 0 0.08
; 0.02 0 0,32 0.18
. N 1.60 8600 1.50 1,00
Ї,5?ІМ С'" ■'■■■ - ■
а 0,3125 0.5814 о.зззз 0.32
аЧ'» 0.1 I 075 0.1875 0.125
Х2Ш 0.0125 134,375 0,02344 0.0156
5{в) 0,1118 11,6 0,1531 0,125
0,2583 26.8 0,3537 0,2888
В табл. 5 приведены результаты исследования адекватности математических моделей (1)—(4) реальному процессу.
Показатели Локальные фу нкции отклика
уравнении регрессии VI у2 Уз . *4
5? /?і 0.0025 1860,2 0.0016 0.3600
4*2 0,0100 284.6 0.0004 0,3844
$]й3 0,0025 9,672 0,0004 0.1156
5] /?4 0,0400 534.07 0.0004 0,1156
5/?Л 5 0,0025 87.8 О.ОСХМ 0.0196
^ Я6 0,0100 1269.5 0.0004 0,0196
5? Й7 0,0025 535,0 0,0004 0,0196
4 *8 0.0100 9,8 0,0016 0.0196
0,110 4590,64 0,0056 1.054
/уд»*-* 1 1 . V 1 1
: і,п 0,110 4590,64 0.0056 1,054
ррас* а 1.1 4.27 2.99 0,485
Ртаблп?н
/, = АГ - й - 1 /2 = N(ні - 1) 5,32 5.32 5.32 ррасч<ртібл 5,32
Однако из анализа уравнений (1)—(4) следует, что для выбора найлучшего режима необходимо использовать комплексный показатель качества ЗМК[ 4].
В табл. 6 и на рисунке представлены данные деления локальных критериев У1—У4 по шкале
, , Таблица 6
Оценка показателя ЗМК Отметка по шкале желательности Локальные функции отклика ЗМК
Кь'С У2, г/см УЗ- 'С у4. %
Отличная 1.0—0.8 30.0—34 900—780 23.0—25,4 90,0—78,0
Хорошая 0.8—0.63 34—35,0 780—740 25.4—26.0 78.0—74,0
Удовлетворительная 0,63—0,37 35,0—36,0 740—700 26.0—27.0 74.0—70,0
Плохая 0,37—0.2 36,0—37,5 700—650 27,0—28.0 70.0—65.0
Очень плохая 0.2—0 37.5-45,0 650—300 28.0—35,0 65,0—30,0
желательное!
саломаса.
После обр получено обо жающее ком; получаемого
О = 0,17 -
- 0,064*:
- 0,0079;
На основе
опыте 3 (таб.» получения 3> его переэтери маслами. Это нейшем ”кру порядка, так режимах вгта дарта, предъя
Наилучиш цессов получ( нового салом, смеси с жидк плавления сг
т
Ч» 1-2, 1994
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1994
65
лклика
Таблица 5
.
6 0.3600
14 0,3844
М 0.1156
М 0.1156
34 0,0196
34 0,0196
04 0,0196
16 0,0196
156 1.054
■ Л
)5б 1,054
99 0,485
5,32
(4) следует, необходимо ;ль качества
1ены данные 74 по шкале
Таблица б
желательности получаемого ЗМК из хлопкового саломаса.
После обработки экспериментальных данных получено обобщенное уравнение регрессии, отражающее комплексный показатель качества ЗМК, получаемого из хлопкового саломаса:
0 = 0,17 - 0.614*1 + 0,103*2 - 0,484*з -
- 0,064*1*2 + 0,011*Г*з - 0,015*2X3- ■
- 0,0079*1*2*3.
На основе этого показателя выявлено, что в опыте 3 (табл. 2) определены наилучшие режимы получения ЗМК из хлопкового саломаса методом его переэтерификации в смеси с другими жидкими маслами. Это дает основание не проводить в дальнейшем ’’крутое восхождение" по плану второго порядка, так как полученные продукты при этих режимах вполне соответствуют требованиям стандарта, предъявляемым к ЗМК.
ВЫВОД
Наилучшими технологическими режимами процессов получения заменителя масла какао из хлопкового саломаса методом его переэтерификации в смеси с жидкими маслами являются: температура плавления саломаса 39,0‘С, твердость саломаса
900 г/сМ И ЁЬдержание рафинированного хлопкового масла в смеси 10%.
ЛИТЕРАТУРА
1. Абдурахймов С,А., Тиллаева Г.У. Исследование технологии получения заменителя масла какао из хлопкового саломаса методом кристаллизации в растворителе. — Деп. в АгроНИИТЭИпищепром 20.02.1990 г.
2. Абдурахймов С.А., Тиллаева Г.У. Электронно-микроскопическое исследование отдельных фракций хлопкового саломаса / Тез. докл. республ. научно-техн. конф. "Научно-практические аспекты комплексного использования хлопчатника как сырья для пищевой промышленности”. — Ташкент. 1990. — С. 122—125.
3. Абдурахймов С.А., Суванова Ф.У., Салиджанова В.Ш., Глушенкова А.И. Оптимизация процесса гидрогенизации хлопкового масла // Масло-жир. пром-сть. — 1982.— № 5. — С. 15—17.
4. Абдурахймов С.А., Суванова Ф.У., Салиджанова В.Ш. Математическое моделирование и оптимизация процессов гидрогенизации растительных масел в колонных аппаратах в растворителе (мисцелле) и без него на основании комплексного показателя качества получаемого гидро-генизата / Тез. докл. конф. "Актуальные проблемы пищ. и лег. пром-сти". — Бухара. — 1982. — С. 106—107.
5. Абдурахймов С.А., Кадырова З.Х., Суванова Ф.У. Оптимизация процесса переэтерификации на биокатализаторах // Масло-жир. пром-сть. — 1983. — № 7. С. 23—24.
Лаборатория пищевых жиров
Поступит 23,06.93
Ц. %
90.0—78,0
78.0—74,0
74.0—70.0
70.0—65.0
65.0—30,0
