CC BY
38
formaldehyde mixture adsorption is external mass-transfer within 1800-3600 s for formaldehyde and from 2400-3600 s for phenol. Nondimensional kinetieT parameters have been defined. Ther dependence against/ (time) have been established. The internal mass-transfer coefficients have been defined.
Key words: adsorption, activated carbon, potable water, phenol, formaldehyde.
663.551.7
СРАВНЕНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СПИР ТОВОЙ КОЛОННЫ ПРИ СТАЦИОНАРНОМ И КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ ОТБОРЕ ФРАКЦИИ СИВУШНЫХ МАСЕЛ
Х.Р. СИЮХОВ 1 Р.Н. ПАНЕШ 1 Х.Р. БЛЯГОЗ \ Е.Н. КОНСТАНТИНОВ 2
1 Майкопский государственный технологический университет,
352700, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191; электронная почта: popova@maykop.ru 2Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: intrel@kubstu.ru
Выполнен анализ квазистационарного процесса, протекающего в спиртовой колонне при импульсном отборе фракции сивушных масел. На основе его сравнения со стационарным режимом работы сделан вывод об эффективности исполь -зования квазистационарного режима. Показано, что квазистационарный режим позволяет снизить потери этанола с отбором фракции сивушных масел и улучшить качество сивушных масел, повысив в них концентрацию изоамилола. Ключевые слова: сивушные масла, высшие спирты, квазистационарный режим, ректификованный спирт, брагоректификационная установка.
Идея метода получения импульсного магнитного поля была высказана П.Л. Капицей в 1923 г. Согласно этой идее, характерные времена многих физических явлений и процессов значительно меньше времени существования импульсного поля, так что для них последнее можно рассматривать как квазистационарное [1]. Квазистационарный процесс успешно реализован П.Л. Капицей с положительным эффектом.
В настоящей работе выполнен анализ квазистационарного процесса, протекающего в спиртовой колонне при импульсном отборе фракции сивушных масел (ФСМ) и прошедшего ранее производственную проверку [2].
Проведено сравнение квазистационарного и стационарного режимов работы спиртовой колонны брагоректификационной установки (БРУ) проектной мощности 3000 дал ректификованного спирта в сутки при периодическом (импульсном) и непрерывном способах отбора ФСМ. При этом рассмотрены два варианта требований к содержанию сивушных спиртов в ректификованном спирте: повышенные, обусловленные рыночным спросом, на уровне менее 1,3 мг/дм3, а также обусловленные ГОСТ Р 51652-2000 на спирт марок Экстра и Люкс на уровне менее 6 мг/дм3. Моделирование выполнено для двух расходов острого водяного пара, подаваемого в куб спиртовой колонны: 5000 и 3333 кг/ч. Состав бражки взят по данным обследования БРУ косвенного действия ООО «КХ Восход» при переработке смеси, содержащей 70% зерна пшеницы и 30% ячменя с использованием жесткого режима разваривания с последующим осахариванием ферментными препаратами (табл. 1).
Предварительно определены оптимальные номера тарелок отбора фракций 2-пропанола, изобутанола и изоамилола с использованием методики, предложенной в работе [3]. Функцией цели служило отношение
мольной доли этанола к мольной доле соответствующего компонента на тарелке (в жидкой или паровой фазе, в зависимости от того, из какой фазы производится отбор).
Таблица 1
Наименование компонента Концен- трация, мг/дм Наименование компонента Концен -трация, мг/дм3
Ацетальдегид 20,822 2- Пропанол 0,5905
Фурфурол 1,6615 Изобутанол 58,431
Ацетоин 6,9917 Изоамиловый 199,27
Метилацетат 1,4588 Фенилэтанол 89,247
Этилацетат 11,190 2,3- Бутил енгликоль 187,00
Метилкаприлат 2,8186 Уксусная кислота 159,57
Метанол 11,748 Масляная кислота 1,7251
1-Пропанол 32,032 Изомасляная кислота 0,7774
1-Бутанол 1,5291 Валериановая кислота 2,3503
1-Пентанол 2,0070 Этанол, % об. 7,62
1-Гексанол 23,655
Для 2-пропанола минимальное значение функции цели наблюдалось на 19-й тарелке (табл. 2). Переход на отбор с 19-й тарелки вместо 25-й позволил снизить величину отбора сивушного спирта с 5 до 4,75 м3/сут и без ухудшения качества ректификованного спирта увеличить его выход на 60 дал/сут при содержании 2-пропанола в ректификованном спирте 1,2 мг/дм3.
Для изобутанола оптимальным оказался отбор с 17-й тарелки, для ФСМ - с 6-й тарелки (табл. 2). При переходе с 7-й на отбор с 6-й тарелки выход спирта увеличился еще на 5 дал/сут
Имея значение мольной доли изоамилола, которая достигается на тарелке отбора ФСМ при закрытой задвижке, и приняв, что сброс осуществляется через каждые 8 ч, из материального баланса по изоамилолу
Таблица 2
Номер тарелки Концентрация, % мол. Функция цели
2- Пропанол (А) Этанол (Б) Б/А • 10-4
20 1,42 • 10-3 64,6 s 4,55
19 1,35 • 10-3 б0,72 4,50
1S 1,24 • 10-3 55,б9 4,50
17 1,07 • 10-3 49,11 4,59
Изобутанол (А) Этанол (Б) Б/А • 10'2
1S 0,172 55,9 3,25
17 0,1S4 4S,S 2,66
1б 0,075 22,9 3,07
15 0,б90 21,7 3,14
Изоамилол (А) Этанол (Б) Б/А
S 3,41 4,13 1,21
7 2,57 2,20 0,86
б 1,23 0,95 0,77
5 3,7S 0,34 0,91
Таблица 3
Наименование
Концентрация, % об., при расходе острого водяного пара в спиртовой колонне, кг/ч
компонента 5000 3333
Метил каприл ат 0,49/4,29 0,079/0,376
Метанол 1,31 • 10-3/9,44 • 10-4 4,88 • 10-3/3,93 • 10-3
1-Пропанол 0,016/0,010 0,014/0,010
1-Бутанол 5,55 • 10-3/3,7б • 10-3 4,31 • 10-3/3,15 • 10-3
1-Пентанол 0,16/0,17 0,10/0,12
1-Гексанол 1,42/0,72 1,54/0,016
2-Пропанол б,91 • 10-5/4,40 • 10-5 6,35 • 10-5/4,82 • 10-5
Изобутанол 0,016/0,012 0,014/0,010
Изоамиловый 23,8/34,1 14,1/23,5
Фенилэтанол 4,28/1,91 4,55/4,3S
2,3- Бутиле нгл и-
коль 2,90 • 10-4/1,84 • 10-4 3,43 • 10-4/2,71 • 10-4
Уксусная кислота 1,12 • 10-2/8,43 • 10-3 1,13 • 10-2/9,б3 • 10-3
Масляная кислота 3,86 • 10-4/2,2б • 10-4 3,65 • 10-4/2,77 • 10-4
Изомасляная ки-
слота 1,3S • 10-4/8,24 • 10-5 1,32 • 10-4/1,02 • 10-4
Валериановая ки -
слота 1,42 • 10-4/8,27 • 10-5 1,45 • 10-4/1,09 • 10-4
Этанол 8,38/4,84 17,81/12,48
Вода 61,5/53,9 61,71/57,50
Примечание: числитель - непрерывный режим, знаменатель - квазистационарный режим.
можно вычислить величину сброса. В спиртовую колонну с эпюратом поступает Fxf кмоль/ч изоамилола. При величине сброса в количестве V м3, один раз за S ч, мольной плотности ФСМ р, кмол/м3, мольной доле изоамилола в ФСМ x количество сбрасываемого изоамилола равно Vpx. Приравнивая эти величины, можно определить величину сброса в квазистационарном режиме
V = S Fxf /рх.
(1)
Величина отбора ФСМ в стационарном режиме принималась равной 3 V м3/сут. В ряде случаев при та-
ком расходе ФСМ не сходился итерационный расчет колонны и величина отбора постепенно увеличивалась до значения, отвечающего стабильной работе колонны.
Сравнение состава сбрасываемой ФСМ, полученной при квазистационарном режиме, с составом фракции, отобранной в том же количестве в стационарном режиме (табл. 3), показывает, что квазистационарный режим обеспечивает снижение содержания этанола в ФСМ и увеличение содержания изоамилола. Регулирование квазистационарного режима значительно проще.
Аналогичные выводы получены для варианта с расходом острого водяного пара, подаваемого в ректификационную колонну, 3333 кг/ч. Количество сброса ФСМ составило 140,3 л. Квазистационарный режим обеспечивает снижение содержания этанола в ФСМ с 17,8 до 12,5% об. и увеличение содержания изоамилола с 14,1 до 23,5% об. (табл. 3).
Аналогичная картина наблюдается и при более мягких требованиях к качеству ректификованного спирта по содержанию сивушных спиртов (менее 6 мг/дм3). Квазистационарный режим обеспечивает снижение содержания этанола в ФСМ с 2,5 до 1% об. и увеличение содержания изоамилола с 45,97 до 52,54% об. Величина сброса ФСМ при квазистационарном процессе составляет по 40 л 3 раза в сутки. Стационарный режим при расходе 120 л/сут является неустойчивым. Минимальный расход ФСМ составляет 156 л/сут
Представляет интерес сравнить квазистационарный процесс со стационарным для случая закрытого обогрева. Квазистационарный режим обеспечивает и при глухом обогреве снижение содержания этанола в ФСМ с 1,25 до 0,64% об. и увеличение содержания изоамилола с 44,72 до 62,50% об. Величина сброса ФСМ при квазистационарном процессе составляет по 53,12 л 3 раза в сутки, а расход ФСМ при стационарном режиме - 159,36 м3/сут
Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования квазистационарного режима.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках гранта № 08-08-99134.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гайдуков Ю.П. Физические основы и методы получения магнитного поля // Соровский образовательный журнал. - 1996.
- № 4. - С. 97-105.
2. Панеш Р.Н., Хакуринов Б.А., Сиюхов Х.Р. Опыт реализации квазистационарного процесса спиртовой колонны и его мо -делирование // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. аспирантов, соискателей и докторантов. - Майкоп: Изд-во ООО «Аякс», 2008. -С. 149-151.
3. Сиюхов Х.Р., Панеш Р.Н., Мариненко О.В., Константинов Е.Н. Особенности технологического режима ректификации спирта с учетом величины насыщения жидкой фазы этанолом и си -вушными спиртами // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2009. - № 4.
- С. 79-83.
Поступила 18.09.09 г.
COMPARISON OF ALCOHOL COLUMNS’S OPERA TING MODES AT STATIONARY AND QUASISTATIONARY SELECTION OF FUSEL OILS FRACTION
KH.R. SIYUKHOV 1, R.N. PANESH 1, KH.R. BLYAGOZ 1, E.N. KONSTANTINOV 2
1 Maikop State Technological University,
191, Pervomaiskaya st., Maikop, 352700; e-mail: popova@maykop. ru
2 Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: intrel@kubstu.ru
The analysis of the quasistationary process proceeding in alcohol column at pulse selection of fusel oils fraction was made. On the basis of its comparison with a stationary operating mode the conclusion was drawn on efficiency of a quasistationary mode use. It is shown that the quasistationary mode allows to lower losses of ethanol with selection of fusel oils fraction and to improve quality of fusel oils by raising concentration of isoamylol in it.
Key words: fusel oils, the higher spirits, a quasistationary mode, distilled alcohol, distiller.
577.164
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ХРАНЕНИЯ ПРЕМИКСА С СОДЕРЖАНИЕМ ХОЛИНХЛОРИДА
А.А. ШЕВЦОВ, А.В. ДРАННИКОВ, Е С. ШЕНЦОВА, А.А. ДЕРКАНОСОВА, В.П. ЯСИНЕВСКАЯ
Воронежская государственная технологическая академия,
394000, г. Воронеж, пр-т Революции, 19; тел. : (4732) 55-65-11, электронная почта: drannikov@list.ги
В результате статистической обработки экспериментальных данных получены уравнения регрессии, адекватно описы -вающие параметры процесса хранения премикса. Определены режимы хранения, обеспечивающие минимум удельных энергозатрат и влажности премикса и максимум содержания витамина С.
Ключевые слова: режимы хранения, премикс, холинхлорид.
Сбалансированность и питательность премикса позволяет решить проблему качественного кормления в животноводстве. Многообразие разработанных рецептур, технологических инструкций и нормативных документов открывает широкие перспективы для применения премикса в технологии комбикормов.
Исследование процесса хранения премикса проводили в условиях Воронежского экспериментального комбикормового завода. Объектом хранения был премикс с различным содержанием холинхлорида.
Цель работы - проведение исследований, позволяющих найти область режимных параметров по выбранным критериям оценки процесса хранения премикса с содержанием холинхлорида 5-25%.
Холинхлорид - витаминоподобное вещество, входящее в состав фосфолипидов. Это сухой сыпучий порошок желтовато-коричневого цвета с легким аминовым запахом, который применяют в составе комбикормов для сельскохозяйственных животных и птицы в качестве источника холина (витамина В4), осуществляющего в организме жизненно важные функции и оказывающего значительное влияние на здоровье и продуктивность молодняка и взрослого поголовья [1].
В рассматриваемом премиксе в качестве носителя использован сухой свекловичный жом. Главное достоинство сухого свекловичного жома как наполнителя заключается в том, что его сухие вещества составляют пектиновые вещества. Извлеченные пектиновые вещества принимают участие во всех видах обмена ве-
ществ. Кроме того, пектин и пектиновые вещества оказывают бактериостатическое действие [2].
Для исследования взаимодействия различных факторов, влияющих на процесс хранения премикса, применяли математические методы планирования эксперимента [3].
В качестве основных факторов выбраны:
Х - содержание холинхлорида, г/кг;
Х2 - температура воздуха при хранении, °С;
Хз - расход воздуха, м3/(ч • т);
Х4 - относительная влажность воздуха при хранении, %;
Х5 - исходная влажность наполнителя (сухой свекловичный жом), %.
Все факторы совместимы и некоррелируемы между собой. Пределы их изменения приведены в табл. 1.
Таблица 1
Условия Пределы изменения факторов
планирования Х1, г/кг Х2, °С Хз, м3/(ч • т) к ^ Х £
Основной уровень 150 18 10 50 10
Верхний уровень 200 22 12,5 60 11
Нижний уровень 100 14 7,5 40 9
Верхняя «звезд -ная то чка» 250 26 15 70 12
Нижняя «звездная то чка» 50 10 5 30 8
