CC BY
53
Этап 3. Синтез типов логических записей, обеспечивающий минимум общего времени локальной обработки заданий на корректировку в узле ВС.
*0
Этап 4. Проверка ограничений ^ уг < к™'. Если
г 1
ограничения выполняются, то перейти к этапу 5. В противном случае выполнить классификацию типов записей. Разместить дубликаты типов записей в ВС в пределах заданных ограничений.
Этап 5. Конец алгоритма. Формирование результатов.
Использование приведенных методов и алгоритмов позволяет снизить временные и финансовые издержки предприятия по созданию и внедрению ИС разного
функционального назначения, а также сократить время поиска оптимальных структур размещения распределенных баз данных, используемых в ИС предприятий хлебопекарной промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кузин А.В., Левонисова С.В. Базы данных. - М.: Акаде -мия, 2005. - 315 с.
2. Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А., Си -ротюк В.О. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных // Сер. Информатизация России на пороге XXI века. - М.: СИНТЕГ, 1999. - 660 с.
Поступила 25.06.09 г.
SELECTION METHODS OF SYNTHESIS ALGORITHMS AND PROBLEM OPTIMAL STRUCTURE OF DISTRIBUTED DATABASES IN ENTERPRISES BAKING INDUSTRY
VA. ATROSCHENKO, D.V. TISHKOVSKY
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: [email protected]
Methods and algorithms in solving problems of synthesis of optimal structures of the allocation of databases allow you to reduce time and financial costs of companies for the creation and implementation of information systems of different functional purpose as well as reducing the time finding the best placement of structures distributed databases used polzuemyh in information systems of the baking industry.
Key words: information systems, distributed databases, optimization of the synthesis, database metadata.
663.551.7
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ БАЗИС МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛЕНИЯ СИВУШНЫХ СМЕСЕЙ СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Х.Р. СИЮХОВ 1 Р.Н. ПАНЕШ 1, Т.А. УСТЮЖАНИНОВА 1, Т.Г. КОРОТКОВА 2
1 Майкопский государственный технологический университет,
352700, г. Майкоп, ул. Первомайская, 191; электронная почта: ророуа@таукор.ги 2Кубанский государственный технологический университет,
350072, г. Краснодар, ул. Московская, 2; электронная почта: [email protected]
Приведены экспериментальные данные по фракционированию сивушной смеси с небольшим содержанием этилового спирта. Получены фракции с повышенной концентрацией 1-пропанола, расслаивающиеся на жидкие фазы, состав ко -торых существенно отличается от предсказываемого современными моделями равновесия. Определены причины это -го отклонения и предложен метод, обеспечивающий лучшее согласие экспериментальных и расчетных данных. Ключевые слова: равновесие пар-жидкость, равновесие жидкость-жидкость, 1-пропанол, изобутанол, изоамилол, метод ЫКГЬ.
В основе математического моделирования, разработки и проектирования технологии и процессов разделения неидеальных многокомпонентных смесей спиртового производства лежат прежде всего данные по термодинамическому равновесию в системах пар-жидкость и жидкость-жидкость. Надежность этого термодинамического базиса определяет успех в решении задач получения высокого качества пищевого спирта при высоком выходе его от потенциального содержания в сырье, а также эффективность переработки вторичных продуктов производства.
Современные теории жидкого состояния и методы расчета равновесия в системах пар-жидкость и жид-
кость-жидкость [1] позволяют при наличии экспериментальных данных уточнять энергетические параметры парного бинарного взаимодействия между молекулами, например в моделях ИМірИАС и МЯТЬ, или энергетические параметры группового взаимодействия - в модели ИМБАС. Причем параметры группового взаимодействия модели ИМБАС представлены отдельно для систем пар-жидкость и жидкость-жидкость [1]. При отсутствии энергетических параметров парного бинарного взаимодействия между молекулами в моделях ИМрИАС и МЯТЬ их можно спрогнозировать по параметрам модели ИМБАС [2, 3].
Таблица 1
Содержание во фракции (номер отбора / продолжительность гонки), мг/дм
Компонент 1/20 3/60 5/100 7/140 9/180 10/200 11/240 12/260 13/280 14/300
Гомогенная фаза Верх- няя Ниж -няя Верх- няя Ниж -няя Верх- няя Ниж -няя
Ацетальдегид 88,86 4,08 1,47 2,15 2,15 2,88 1,18 1,17 1,54 0,93 1,127 1,102 2,114
Метилацеталь 5,44 0,62 0,36 0,44 - - - - - - 0,207 - -
Диацетил 88,86 - - - 1,36 1,58 - - - - - 2,38 -
Лимонен 0,033 0,012 - 0,018 0,395 4,095 0,011 - - - - - -
Ацетоин 0,736 - - - 1,361 14,20 66,92 189 18,96 259,6 13,03 253,6 10,71
2,3- Бутиле нгл иколь 1,442 0,311 - 1,479 11,63 1,39 0,977 - 0,892 13,04 1,073 1,380 1,162
Фурфурол - - - - - - - 1,446 1,102 1,676 2,024 1,974 4,638
Этилформиат 0,625 0,283 0,330 0,427 0,105 0,191 0,710 0,439 0,959 0,474 0,548 0,292 0,636
Метилацетат 30,34 1,786 1,382 1,111 2,565 - 2,336 4,726 1,973 1,182 1,596 3,145 3,270
Этилацетат 21,98 3,982 1,101 0,935 1,250 0,265 0,758 0,860 0,578 0,533 0,729 1,732 1,061
Этилбутират 2,948 0,183 0,781 2,477 19,11 - 56,45 22,96 45,23 90,21 28,85 10,87 21,82
Этилвалериат - - - - 0,453 2,869 7,520 17,90 5,320 26,20 3,440 26,22 2,616
Изоамилацетат 0,661 - - 0,167 17,60 77,70 140,4 158,6 4,574 173,0 1,346 220,4 1,251
Изобутилацетат - - 0,300 - - - - - - - - - -
Метил каприл ат - 1,168 0,177 0,289 0,390 0,274 0,348 - - 0,681 0,495 0,483 -
Этилкаприлат 0,072 - - - 1,35 - - 0,135 - 0,097 0,149 0,333 -
Этиллактат 1,087 - 0,381 0,189 0,591 0,691 0,272 0,175 0,230 0,407 5,273 0,539
Этилацеталь 12,63 0,109 0,246 0,084 0,121 - - - - - - 0,075 -
Метанол 577,7 72,67 44,30 44,08 30,15 20,33 12,83 11,33 17,73 5,406 9,806 2,422 5,848
2-Пропанол 20,26 3,943 5,553 5,811 40,23 38,81 9,065 0,973 2,315 - 2,344 1,892 1,497
2-Бутанол 1,713 - - 2,133 158,0 717,4 899,7 461,1 130,5 232,3 48,24 132,7 27,67
1-Пропанол 127,2 0,806 2,674 262,3 36061 171990 254050 164740 73941 81795 29821 42748 16430
Изобутанол 117,0 0,499 0,414 5,420 4570 45431 184640 317420 66020 292410 40881 229170 30902
1-Бутанол 0,350 - - - 1,723 6,7745 137,4 1509 291,1 3359 417,2 3780 432,5
Изоамиловый 52,02 0,370 0,568 - 14,93 - 2155 57370 5713 216580 11150 350010 15377
1-Амилол 0,367 - 0,412 - 0,618 0,641 0,162 - 0,617 10,51 - 16,20 1,794
1-Гексанол - - - 0,167 - - 1,343 2,006 - 0,271 - 1,979 -
Уксусная кислота 1,515 0,740 - 0,781 4,022 1,649 3,572 2,433 4,022 2,114 4,939 1,556 5,021
Пропионовая кислота 0,127 - 0,022 0,046 0,420 0,523 1,696 4,567 0,765 0,006 0,433 0,432 1,893
Масляная кислота - - - - - - 0,379 - - 0,547 1,443 2,039 -
Валериановая кислота 0,200 - - - - - - - - - 1,059 0,369
Изомас ляная кислота - - 0,126 - 0,043 - - - - - - 0,872 -
Изовалериано вая - - - - 0,166 - 0,385 - 0,097 0,319 0,288 0,584 0,230
Каприновый альдегид - - - - - - - 17,02 - - 3,145 - 4,974
Фенилэтанол 0,663 - - - 2,833 - 3,761 - - - - 0,482 -
Примечание. Количество отбора во всех пробах, кроме 11, составляло 1 л, в пробе 11 - 2 л.
В настоящем сообщении рассматривается специфика моделирования разделения сивушных смесей спиртового производства. Ранее нами было показано, что моделирование спиртовых колонн качественно правильно описывается методом ИМрИАС с использованием энергий взаимодействия, определенных по данным для системы пар-жидкость [4]. На основе этих данных разработана и успешно внедрена технология переработки накопленных на производстве вторичных спиртосодержащих продуктов [5]. Получено хорошее совпадение расчетных и экспериментальных данных по фазовому равновесию системы н-пропиловый спирт-вода (рис. 1) [6].
В настоящей работе проверена применимость этих данных к смесям, полученным при разгонке на колонне
периодического действия сивушной фракции с небольшим остаточным содержанием в ней этилового спирта после выделения его основного количества. Исходная сивушная фракция была выработана из бражки, полученной при переработке зерновой смеси, состоящей из пшеницы, ржи и 30 % сорго. Получено 14 фракций, покомпонентный состав которых определен на хроматографе Кристалл 2000М и выборочно приведен в табл. 1.
Анализ экспериментальных данных показывает, что при работе колонны в режиме бесконечного флег-мового числа произошло накопление примесей в конденсаторе-дефлегматоре и на верхних тарелках колонны, поэтому в 1-й фракции наблюдается значительное содержание примесей, которое в последующих фрак-
Таблица 2
Фракция
Концентрация н-пропилового спирта в жидкой фазе, мол. доп.
Рис. 1
1-Пропанол,
% мае.
Количество фракции, см
12
13
14
1-Бутанол, ю 20 30 40 50 60 70 80 90 Веща,
% мае. % мае.
Рис. 2
циях первоначально падает, затем возрастает и снова падает для легколетучих и возрастает для труднолетучих примесей.
Выход примесей в зависимости от продолжительности работы колонны не противоречит известным представлениям. Например, основные компоненты сивушного масла накапливаются в следующей последовательности. Сначала в 9-й фракции преобладает преимущественно 1-пропанол (36061 мг/дм3) по сравнению с изобутанолом (4570 мг/дм3) и изоамилолом (14,93 мг/дм3). В 11-й фракции содержание этих компонентов значительно возрастает, мг/дм3: 1-пропанола до 254050, изобутанола до 184640 и изоамилола до 2155. 12, 13 и 14-я фракции представляют собой расслоившиеся системы в количествах, представленных в табл. 2. В 12-й фракции преобладает 1-пропанол, в 13-й - изобутанол, в 14-й - изоамилол.
Отобранная по эксперименту 1000 1000 1000
После охлаждения при 20°С* 790/180 130/850 15/985
* Числитель - верхняя, знаменатель - нижняя.
Обработка по методам UNIQUAC и NRTL показала, что расчетные данные по расслаиванию не согласуются с экспериментальными.
Анализ показал, что для полученных систем жидкость-жидкость сам вид кривой, например для смеси 1-пропанол-вода (рис. 1), неприемлем. Он свидетельствует о том, что система жидкость-жидкость, 1-пропанол-вода, расслаивается. Между тем, имеющиеся в литературе экспериментальные данные говорят об обратном [7, 8]. Из диаграммы фазового равновесия 1-бу-танол-1-пропанол-вода (рис. 2) [8] видно, что у смеси 1-пропанол-вода области расслаивания нет Поэтому в диалоговом режиме нами устранены максимум и минимум на равновесной кривой пар-жидкость. При этом незначительно увеличилась сумма квадратов отклонений расчетных значений состава паров бинарной смеси от экспериментальных.
Найденные параметры парного взаимодействия улучшили согласование расчетных и приведенных выше данных по расслаиванию.
ЛИТЕРАТУРА
1. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2 кн. / Под ред. В.С. Бескова : Пер. с англ. - Мир, 1989.
2. Короткова Т.Г. Прогнозирование энергетических параметров бинарного взаимодействия модели UNIQUAC по параметрам межгруппового взаимодействия модели UNIFAC // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2007. - № 5-6. - С. 90-94.
3. Короткова Т.Г. Прогнозирование энергетических параметров бинарного взаимодействия модели NRTL по параметрам межгруппового взаимодействия модели UNIFAC // Изв. вузов. Пи -щевая технология. - 2008. - № 4. - С. 70-71.
4. Сиюхов Х.Р., Артамонова В.В., Константинов Е.Н., Мариненко О .В. Моделирование технологических приемов и режимов отбора сивушных масел при производстве пищевого спирта // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2008. - № 2-3. - С. 104—107.
5. Мариненко О.В. Разработка и математическое моделирование системы разделения нестандартных сивушных фракций брагоректификационных установок: Дис. ... кавд. техн. наук. - Крас -нодар: КубГТУ, 2006. - 124 с.
6. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. - М.-Л.: Наука, 1966. - 423 с.
7. Benmekki E.N., Mansoori G.A. Phase equilibrium calculations of highly polar systems // Fluid Phase Equilibrium. - 1987. -32. - P.139-149.
8. Stoicescu C., Iulian O., Sirbu F. Equilibrium experinental data in ternary system containing water + 1-propanol + 1-butanol, 1-pentanol or 1-hexanol // Rev. Roumaine de Chimie. - 2008. - 53(5). -P. 363-367.
Поступила 23.06.09 г.
THERMODYNAMIC BASIS OF MODELING OF ALCOHOL PRODUCTION FUSEL MIXTURE SEPARA HON
KH.R SIYUKHOV 1, R.N. PANESH 1, T.A. USTYUZHANINOVA 1, T.G. KOROTKOVA 2
1 Maikop State Technological University,
191, Pervomaiskaya st., Maikop, 352700; e-mail: [email protected]
2 Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; e-mail: [email protected]
Experimental information about distillation (in column of batch operation) of fusel fraction with a little ethyl alcohol residual content was shown. Fractions with enhanced content of 1-propanol which give phases with varying from computed with NRTL structure were obtained. Reasons of this deviation were found and a method which ensures better fit of experimental and computed data was offered.
Key words: vapor-liquid balance, liquid-liquid balance, 1-propanol, isobutanol, isoamylol, NRTL method.
663.97.051.82
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РАСЧЕТА ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НИКОТИНА В ДЫМЕ СИГАРЕТ
И.А. РЕЗНИЧЕНКО, В.П. ПИСКЛОВ
Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий Россельхозакадемии, 350072, г. Краснодар, ул. Московская, 42; тел./факс: (861) 252-16-12
Впервые в России проведены исследования, позволяющие расчетным путем определить содержание никотина в дыме сигарет. Расчет проводится на основании данных о содержании никотина в табачной мешке и конструктивных пара -метров сигарет.
Ключевые слова: содержание никотина в дыме, сигаретная бумага, степень вентиляции фильтра.
Содержание никотина в дыме сигарет является одним из строго нормируемых показателей безопасности курительных изделий. С каждым годом наблюдаются тенденции к ужесточению этих показателей и введению новых нормативов качества. Для обеспечения перехода к новым нормативам необходимо научное обоснование, позволяющее осуществлять оценку пригодности табака и вспомогательных материалов для получения продукции с заданными параметрами качества и безопасности. Таким средством научно-технического контроля продукции могут стать расчетные методы прогнозирования содержания смолы и никотина в дыме сигарет.
Основной фактор, влияющий на содержание никотина в дыме сигарет, - содержание никотина в табачной мешке. При закупке сырья применяются различные методы анализа содержания никотина в табачном сырье, как стандартные - спектрофотометрический, газохроматографический, так и экспресс-метод определения никотина в табачном сырье [1]. Содержание никотина в табачной мешке обладает свойством аддитивности [2], т. е., зная компонентный состав табачной мешки и содержание никотина в каждом из компонентов, производитель может рассчитать содержание никотина в табачной мешке.
Для регулирования содержания никотина в дыме сигарет современные производители применяют не только изменение состава табачной мешки, но и конструктивные параметры сигарет: сигаретную бумагу с
различной воздухопроницаемостью, фильтры с различной удерживающей способностью, вентилируемые фильтры.
Цель настоящих исследований - изучение влияния конструктивных элементов на содержание никотина в дыме и создание алгоритма прогнозирования содержания никотина в дыме сигарет. Исследования проводили с использованием современных методов анализа - газовой хроматографии, спектрофотометрии - в соответствии с требованиями российских стандартов ГОСТ и международных стандартов ИСО, прокуривание образцов осуществлялось на линейной курительной машине Cerulean SM450.
На первом этапе исследований изучено влияние воздухопроницаемости сигаретной бумаги на выход никотина в дым. Благодаря естественной пористости сигаретной бумаги обеспечивается доступ воздуха в зону горения и вентиляция сигареты - разбавление дыма воздухом при затяжке. На степень вентиляции сигареты также оказывает влияние плотность табачного жгута - при увеличении плотности табачного жгута степень вентиляции сигареты при равной воздухопроницаемости сигаретной бумаги будет снижаться [3].
Для выявления зависимости степени вентиляции сигареты от воздухопроницаемости бумаги в образцах сигарет с различной сигаретной бумагой и плотностью табачного жгута измерили степень вентиляции сигареты. В результате регрессионного анализа данных получено уравнение
