CC BY
75
:сия для каж-гносительной штного мате-1аровой фазы :я расход па-щего матери-I. Пересчитывается новый счет заканчи-р на предыду-: совпадет с ность соблю-[чании расче-по каждому
1ель реализо-I РС/АТ-486, цены расчеты )й колонн и
0 теоретиче-(ля бражной 1ЯМИ концен-льно (рис. 4: [ствительных еретических ), а качество »впадает. Ре-
1 и действи-пиртовой ко-эпюрации в и хуже отго-уднолетучие (аются места ушной фрак-
ель процесса тановок по-
2. Получены уравнения для расчета эффективности тарелки Ei для любого примесного компонента i.
3. Установлена необходимость учета массопере-дачи в многокомпонентных смесях при расчете эпюрационной и спиртовой колонн.
ЛИТЕРАТУРА
1. Стабников В.Н., Николаев А.П., Мандельштейн M.JI.
Ректификация в пищевой промышленности. Теория процесса, машины, интенсификация. — М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1982. — 232 с.
2. Перелыгин В.М., Погорелова М.В. Расчет коэффициентов испарения микропримесей спирта-сырца / / Ферментная и спиртовая пром-сть. — 1972. — №-5. — С. 5-9.
3. Багатуров С.А. Основы теории и расчета перегонки и ректификации. — М.: Химия, 1974.. — 440 с.
4. Платонов В.М., Берго Б.Г. Разделение многокомпонентных смесей. — М.: Химия, 1965. — 368 с.
5. Холланд Ч. Многокомпонентная ректификация. — М.: Химия, 1969. — 348 с.
6. Константинов Е.Н., Николаев А.М. // Известия вузов, Нефть и газ. — 1964. —- № 1. — С. 53.
7. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. —М.-Л.: Наука, 1966. — 423 с.
8. Стабников В.Н., Ройтер И.М., Процюк Т.Б. Этиловый спирт. — М.: Пищевая пром-сть, 1976. — 272 с.
9. Перелыгин В.М. Физико-химические основы расчета и проектирования брагоректификационных аппаратов в спиртовой промышленности: Дис. ... докт. техн. наук. — Краснодар: КГ1И, 1970. — 367 с.
10. Fredenslund A., Jones R.L., Prausnitz J.M. Group Contribution Estimation of Activity Coefficients in Nonideal Liquid Mixtures. Определение групповых составляющих коэффициентов активности в неидеальных жидких смесях // AlChE J. — 1975. — 21. — Р. 1086-1091.
11. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. — Л.: Химия, 1982. —• 592 с.
12. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2-х ч. / Под ред. B.C. Бескова: Пер. с англ. — М.: Мир, 1989.
13. Машинный расчет парожидкостногоравновесия многокомпонентных смесей / Под ред. В.М. Платонова: Пер. с англ. — М.: Химия, 1971. — 216 с.
14. Шервуд Т., Пигфорд Р., Уилки Ч. Массопередача. — М.: Химия. 1982. — 694 с.
15. Кривошеина В.В., Константинов Е.Н., Кузнечиков В.А. Моделирование колонных аппаратов / / Химическая технология. — 1978. — № 4. — С. 25-26.
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Поступила 20.06.96
663.551.43.067.38
ОБЕЗВОЖИВАНИЕ ПОСЛЕ ДРОЖЖЕВОЙ СПИРТОВОЙ БАРДЫ ОБРАТНЫМ ОСМОСОМ И УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЕЙ
С.И. ЛАЗАРЕВ, В.Б. КОРОБОВ, О.А. АБОНОСИМОВ
Тамбовский государственный технический университет
При производстве хлебопекарных дрожжей и этилового спирта из свеклосахарной мелассы образуется слабокислая (pH 5,5) последрожжевая спиртовая барда, содержащая 5-6% сухих веществ СВ и 94-95% воды [1, 2]. Для дальнейшего использования скоропортящейся и малотранспортабельной последрожжевой барды в производстве кормовых дрожжей, кормового белка, органоминеральных удобрений, а также строительных материалов (цемента, бетона) ее необходимо предварительно сконцентрировать (обезводить) [1].
Нами исследовалось обратноосмотическое и уль-трафильтрационное концентрирование последрожжевой спиртовой барды АО ’’Рассказовский биохимический завод” (Тамбовская обл.) со следующими основными параметрами:
Расход ,, 10-12,5 м3/ч
СВ 5.5-7.3 %
ХПК . 45-70 кг 02/м3
•pH 5,25-5,65
Цвет От темно-желтого до кофейного
Температура 90 °С
Запах Специфически дрожжевой, кислый
Эксперименты проводили на лабораторной установке с двухкамерной ячейкой плоскорамного типа [3] с использованием ультрафильтрационных (УАМ-150, УПМ-К) и обратноосмотических мембран (МГА-100 и ОПМ-К).
Методика проведения опытов была следующей. После отмывки мембран в дистиллированной воде
от глицерина и примесей сорбционного характера собирали двухкамерную разделительную ячейку и подсоединяли ее к установке. Далее выводили установку на рабочий режим и, проверив герметичность отдельных узлов, оставляли ее в заполненном раствором состоянии на 12 ч. После этого в течение 4 ч проводили предварительный опыт, в ходе которого определяли стационарный режим
Таблица
Р, Мпа Вид мемб- раны Начало эксперимента Конец эксперимента
С ЙСХ, кг/м3 VM03, м3 т, с СПер> КГ 3 02/ М г пен, кг 02/м К
50,2 0,35 0,35 4.0 4.0 УАМ-150 УПМ-К МГА-100 ОПМ-К 0,118 0,126 0,05 0,089 3600 24.1 25,8 10.2 13,4 96,5 1,93
46,4 0,35 0,35 4.0 4.0 УАМ-150 УПМ-К МГА-100 ОПМ-К 0,123 0,132 0,053 0,093 3600 21,7 23,6 8,9 10,4 97,2 2,09
53,6 0,35 0,35 4.0 4.0 УАМ-150 УПМ-К МГА-100 ОПМ-К 0,168 0,180 0,072 0,119 5400 26,6 28.3 11.3 15.0 103,8 1,94
61,7 0,35 0,35 4.0 4.0 УАМ-150 УПМ-К МГА-100 ОПМ-К 0,10 0,11 0,042 0,072 3600 32.1 33,9 14.1 18,7 109,7 1,80
57,1 0,35 0,35 4.0 4.0 УАМ-150 УПМ-К МГА-100 ОПМ-К 0,159 0,171 0,067 0,112 5400 28,8 30,5 12.7 16.7 110,2 1,93
ИЗВЕСТИ?
Рис. 1
G'tOf
45
SO
SS 60 С,*У**
Рис. 2
работы установки, т.е. обеспечивалась постоянная производительность и селективность мембран. Затем выполняли основной эксперимент, в начале которого проводили анализ проб пермеата и измеряли его объемный расход, а в конце брали на анализ пробу пенетрата. В процессе основного эксперимента контролировали давление, температуру и расход исходного раствора. Исследования проводили в холодное время года. Анализ растворенных веществ в водной последрожжевой спиртовой барде осуществляли по окисляемости ХПК [4]. Результаты приведены в таблице.
На основе полученных данных рассчитывали удельную производительность б, селективность <р и коэффициент концентрирования раствора К из соотношений
о-Ь
\
с„
100% ;
К
С
где V — объем пермеата;
5 — рабочая площадь мембраны; г — время;
Сисх'^пер’^пен— концентрация растворенного веще-
ства в исходном растворе, пермеа-те, пенетрате соответственно.
Зависимости селективности и удельной производительности от концентрации растворенных веществ в барде при использовании различных мембран представлены соответственно на рис. 1, 2 (кривые: / — МГА-100; 2 — ОПМ-К; 3 — УАМ-150; 4 — УПМ-К).
Селективность по растворенному веществу как в процессе обратного осмоса, так и ультрафильтрации с повышением концентрации падает (рис. 1). Это вызвано, во-первых, уменьшением доли воды (повышением концентрационной поляризации) в пограничном слое [5], во-вторых, вероятно, обезвоживанием активного слоя мембраны [6].
Селективность зависит также от вида процесса обезвоживания (ультрафильтрация или обратный осмос) и типа мембраны. Так, в процессе обратного осмоса селективность на мембране МГА-100 (кривая /) выше, чем в других случаях при прочих равных условиях — концентрации, температуре, давлении и т.д. Вероятно, селективность зависит от вида полимера, из которого изготовлен активный (рабочий) слой мембраны, от толщины этого слоя, размера и характера распределения пор по его радиусу [6, 7].
Удельная производительность с ростом концентрации также во всех случаях снижалась (рис. 2), что, вероятно, вызвано обезвоживанием активного слоя мембраны и изменением структуры ее пограничного слоя [5, 8]. Наибольшая удельная производительность наблюдалась при ульТрафильтрации на мембране УПМ-К, что обусловлено толщиной активного слоя мембраны, размером и характером распределения пор по его радиусу [6, 7].
Данные о коэффициентах концентрирования (таблица) свидетельствуют, что последрожжевая спиртовая барда может быть обезвожена достаточно качественно как процессом обратного осмоса, так и ультрафильтрацией, однако первый является более предпочтительным.
ЛИТЕРАТУРА
1. Артюхов В.Г., Горбатенко В.Г., Гайворонскии Я.С.
Переработка мелассы на спирт и другие продукты по безотходной технологии. — М.: Агропромиздат, 1985. — 287 с.
2. Карелин Я.А., Репин Б.Н. Биохимическая очистка сточных вод предприятий пищевой промышленности. — М.: Пищевая пром-сть, 1974. — 165 с.
3. Лазарев С.И,, Коробов В.Б., Клиот М.Б., Пирогов П.А. Очистка сточных под производств сульфенамида Ц обратным осмосом // Изв. вузов. Химия и хим. технология. — 1993. — 36. — Вып. о. — С. 76-80.
4. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. — М.: Химия, 1973. — 376 с.
5. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. — М.: Химия, 1986. — 278 с.
6. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. — М.: Химия, 1980. — 232 с.
7. Брык М.Т., Цапюк Е.А. Ультрафильтрация. — Киев: Наукова думка, 1989. — 288 с.
8. Брок Т. Мембранная фильтрация / Пер. с англ. — М.: Мир, 1987. — 464 с.
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии
Поступила 19.01.96
МАТІ
мл. кон
Краснояра
Затрат; онную н торов: те нием в пара, ко] ществ.
В рабе режим рг снижени дукта вы В сущ« риодичес расход з составля сырья до ние пере в пароэ» Количі тановкаи
При э дезодора ного дав
Для о где Ся,
£ = С
Взаим дическоі виде эмг непре|
перио,
гДе С0„ Р,
Р*
