CC BY
12УДК 681.1/.4:543.06
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПРИ
ОБРАБОТКЕ ОЗОНОМ
Боканова Алия Абылгазиевна
доктор технических наук, доцент, профессор Мещерякова Татьяна Юрьевна кандидат технических наук, доцент Тлеумуратова Кульпан Таттибековна
ассистент
Казахский национальный исследовательский технический университет им.К.И.Сатпаева 050013 Казахстан, Алматы, ул.Сатпаева, 22 Абдурахманов Абдугани Абдужалилович Старший преподаватель Алматинский университет энергетики и связи 050013 Казахстан, Алматы, ул.Байтурсынова, 126
Аннотация. В работе рассматривается новый озонатор на коронно-барьерном разряде, предназначенный для обработки продовольственных продуктов
Ключевые слова: озонатор, коронный, разряд, обработка продуктов, электроды,
насос
Abstract. In this paper we describe the use of new ozonator for treatment of food
Key words: ozonator, corona discharge, treatment of food, electrodes, pump
Объем производства и потребления продуктов птицеводства населением планеты с каждым годом растет. По данным ФАО/ВОЗ за последнее десятилетие производство мяса птицы и яиц увеличилось 2- 3 раза или на 25-30 %. В 2006-2008 гг. объем производства всех видов мяса составил 271,5-280,9 млн. т., а в 2009 году - 290,1 млн. т. Республика Казахстан относится к числу стран с развитой системой агропромышленного комплекса, где ежегодно наблюдается рост поголовья сельскохозяйственных животных и объем производимого мяса.
В настоящее время на долю продуктов домашней птицы в РК приходится около 60 % мяса, производимого в стране. Количество продуктов домашней птицы из года в год увеличивается, ассортимент выпускаемой продукции из мяса птицы узкий, качество и питательная ценность готовых продуктов не соответствуют требованиям сбалансированного питания.
Изучение и внедрение глубокой и комплексной переработки регионального мясного сырья, расширение ассортимента обогащенных мясных продуктов длительного хранения на базе использования энергосберегающей технологии и новых технических средств для обработки, переработки и хранения продукции в птицеводстве и другой сельскохозяйственной продукции, включая корма Республики Казахстан на сегодняшний день один из актуальнейших вопросов [1].
Для решения существующих проблем в сельскохозяйственном производстве авторы предлагают новый инновационный аппарат - генератор озона, принцип действия которого не зависит от перепадов атмосферного давления. Разработка нового генератора озона, принцип действия которого основан на коронном разряде с микропроволоки, позволит создать модульные технологические установки для генерации озона при обработке помещений и воздуха в птичниках, мяса птицы и рыбы, зерна, кормов и т.п. с использованием в них инновационных технических средств.
Авторами предлагается устройство для получения озона, которое содержит коро-нирующие иглы и внешний электрод, расположенные в зоне пониженного давления кислородсодержащего газа. Работа озонатора основана на принципе работы ионно-конвекционного насоса.
В основе работы ионно-конвекционного насоса и возникновения электрического ветра в коронном разряде лежат одни и те же процессы, когда направленный поток ионов во внешней области коронного разряда увлекает нейтрали воздуха в направлении от коронирующего электрода к внешнему. Ионы, сталкиваясь с молекулами воздуха, передают им некоторую энергию. В результате этого нейтральные молекулы воздуха приходят в движение, образуя направленное течение среды, известное под названием электрический ветер. Для ионно-конвекционного насоса и для случая образования электрического ветра в воздухе наиболее приемлимой формой разрядного промежутка является система электродов «коронирующая игла - плоскость».
В плане предлагаемого исследования, нас будут интересовать отрицательная ко-ронирующая игла, при котором эффективность выхода озона на порядок выше, чем при положительной короне и значение перепада давления воздуха в зоне коронного разряда, появляющегося из-за электрического ветра. Как было сказано выше, при снижении давления воздуха в разрядном промежутке следует ожидать снижения величины напряжения питания при тех же значениях силы тока коронного разряда, что ведет, в конечном итоге, к снижению удельных энергозатрат озонатора [2-4].
При теоретическом рассмотрении принципа работы ионно-конвекцион-ного насоса для системы электродов «игла - плоскость» в расчет берутся свойства и характеристики ионного потока во внешней области коронного разряда, который является причиной возникновения перепада давления воздуха в этой области [3]. Упрощенное выражение для определения перепада давления воздуха, возникающего непосредственно в насосе при прохождении разрядного тока выглядит следующим образом:
и2 52
где и — напряжение на коронирующем электроде, Ь — расстояние между электродами, £ и 5 — диэлектрическая проницаемость и плотность воздуха, V — скорость потока воздуха, % — коэффициент гидравлического сопротивления насоса, который может меняться от 0 до 1.
Из этого выражения видно, что Ар тем больше чем больше £ и и, и тем меньше Ь, 5 и V . Для расчета Ар в этом выражении не достает значения V , которое обычно определяется путем экспериментального исследования характеристик электрического ветра в воздухе в системе электродов «игла - плоскость» [3-4].
Применение принципа работы ионно-конвекционного насоса с учетом известных параметров электрического ветра в коронном разряде, в целом, приводит к перепаду давления воздуха в разрядном промежутке, что, в свою очередь, позволяет поднять эффективность работы озонатора [3-4].
На рисунке 1 представлена функциональная схема озонатора, работающего в полузакрытом режиме и состоящего из отдельных озонирующих элементов (от 1 до п), прикрепленных последовательно.
Озонирующие элементы выполнены из озоностойкого изоляционного материала (фторопласт, винипласт и т.д.) в виде фигурных цилиндров, на которых прикреплены сеточные электроды с коронирующей иглой, причем озонирующие элементы 1 и последний п отличаются от остальных по своей конструкции. Если озонирующий элемент 1 не имеет сеточного электрода, то в последнем п озонирующем элементе к сеточному электроду не прикреплена коронирующая игла. Кроме того, озонатор содержит блок питания БП (Ио) и схему для поочередного включения озонирующих элементов, состоящую из цепочек ШС1,..., ЯпСп. 70
После включения напряжения питания (Ио) начинается зарядка конденсаторов С1,С2,...Сп через сопротивления соответственно (К.1+Я2+.. +Кп), (К2+..+Яп), ..., и Яп. При равенстве емкостей С1=С2=...=Сп раньше всех до номинального значения напряжения Ип зарядится конденсатор Сп, что создает условие для возникновения коронного разряда в предпоследнем п-1 озонирующем элементе. После зарядки Сп-1 через 1,5с начинает работать (п-2) озонирующий элемент и так далее, до 1 озонирующего элемента.
После запуска всех озонирующих элементов (от 1 до п), на каждом озонирующем элементе установится свое рабочее напряжение, равное напряжению (и1,и2,.,Ип) точки их присоединения к делителю (Я1+Я2+.+Яп).
Рисунок 1 -Функциональная схема озонатора с усиленным током
В виду того, что геометрические параметры электродных систем всех озонирующих элементов идентичны по форме и размерам, то следует ожидать идентичность их электрических характеристик, т. е. разности потенциалов между электродами в озонирующих элементах одинаковы и равны:
au = и -0 (au2 = U2 -ulsauз = u3 -U2,...,au„ = Un -Un_!). (2)
Устройство дополнительно снабжено отрицательно заряженными электретными пластинами, установленными поочередно, а коронирующие электроды в виде игл на сетке расположены в направляющей потока газа.
Озонатор аппробирован в 2015г., результаты были доложены на 3-м Экономическом форуме в г.Сочи (Россия).
Литература:
1. 1. Есекеева А.А., Ашим А.М. Правовые основы обеспечения продовольственной безопасности. -Алматы: Вестник НАН РК, 2014. - №5. -С.164-165 (163-167) ISSN 1991-3494.
2. Бахтаев Ш.А., Боканова А.А., Матаев У.М., Абдурахманов А.А. Озонатор.//Патент РК №471, бюлл. № 4 от 16.04.2009.
3. Бахтаев Ш.А., Абишова А.С., Абылова А.М., Дегембаева У.К. Озона-тор.//Инновационный патент №24374 РК, бюлл.№6 от 27.06.2011 г.
4. Бахтаев Ш.А., Боканова А.А., Абдурахманов А.А., Матаев У.М., Курпенов Б.К., Кузьмин Ю.В. Устройство для очистки воздуха //Иновационный Патент РК №29947, бюлл. № 6 от 15.06.2015.
РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССА СНИЖЕНИЯ ЦЕЛЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ Сз И ВЫШЕ В ГАЗЕ ДЕЭТАНИЗАЦИИ НА ВЫХОДЕ ИЗ КОЛОННЫ ПОЗ. К-302 УСТАНОВКИ НИЗКО-ТЕМПЕРАТУРНОЙ КОНДЕНСАЦИИ
Акчурин Руслан Маратович
соискатель кафедры общей химической технологии ФГБОУВО Уфимского государственного нефтяного технического университета, пр. Октября, д. 2, 453118, г.
Стерлитамак, Республика Башкортостан
Aygul_ru@mil. ru Даминев Рустем Рифович д.т.н., профессор, Ректор ФГБОУ ВО Уфимского государственного нефтяного технического университета, пр. Октября, д. 2, 453118, г. Стерлитамак, Республика
Исламутдинова Айгуль Акрамовна
к.т.н.,доцент кафедры общей химической технологии ФГБОУ ВО Уфимского государственного нефтяного технического университета, пр. Октября, д. 2, 453118, г.
Стерлитамак, Республика Башкортостан
Aygul_ru@mil. ru
С высокой конкуренцией во всех областях деятельности, включая и нефтегазовую промышленность, менеджмент предприятия заинтересован в сокращении внутренних потерь, ведущие к прямым убыткам, снижая прибыль.
На МГПЗ организована работа по сокращению компонентов Сз и выше в газе де-этанизации на выходе из колонны К-302 на установке НТК. Для визуального показа значений был использован Times Series Plot (временной график). Согласно графика среднее значение показателя Сз и выше после К-302 составило 22,57 г/м3. Лучшие «5 суток» показания составили 20,68 г/м3 (рис. 1)
Башкортостан Aygul_ru@mil. ru
V*! Time Series Plot of Содержание целевых Са+вьгше поел
Временной график содержание целевых Сэ+выше после К-302
22 ? 7 г/м3 - среднее значение (факт)
m
20,68 г/м-1 - лучшее значение в течении 5 суток
21.32 г/м3 - цель
Датэ
Рисунок 1- Мониторинг показателей работы колонны К-302
