CC BY
36
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, ЕС. 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 l
Условия Пределы изменения факторов
планирования Хь г/кг Х о о Хз, м3/(ч • т) Х4, % Х5, %
Основной уровень 150 18 10 50 10
Верхний уровень 200 22 12,5 б0 11
Нижний уровень 100 14 7,5 40 9
Верхняя «звезд -ная то чка» 250 2б 15 70 12
Нижняя «звездная то чка» 50 10 5 30 8
Рис. 1
Рис. 2
Выбор интервалов изменения факторов обусловлен технологическими условиями процесса хранения премикса и технико-экономическими показателями.
Критериями оценки влияния различных факторов на процесс хранения премикса были выбраны:
Y1 - удельные энергозатраты на хранение, кВт • ч/т;
Y2 - влажность премикса при хранении, %;
Y3 - содержание витамина С в премиксах при хранении, г/кг.
Применяли центральное композиционное ротата-бельное униформпланирование и дробный факторный эксперимент ДФЭ 25-1 [3]. Число опытов в матрице планирования для 5 входных параметров равно 32. Ядро плана представляет собой полуреплику 25-1 с генерирующим соглашением Х5 = ХХХХ4. Порядок опытов рандомизировали посредством таблицы случайных чисел, что исключало влияние неконтролируемых параметров на результаты эксперимента. При их обработке применили программу Regres, разработанную в ВГТА, а также учитывали следующие статистические критерии: Кохрена - проверка однородности дисперсий, Стьюдента - значимость коэффициентов уравне-
ний регрессии, Фишера - адекватность уравнений. Получены нелинейные уравнения регрессии, описывающие процесс:
71 = 2,77720 + 0,04Х1 + 0,135Х2 + 0,170833Хз +
+ 0,15833Х4 + 0,0653Х5 + 0,013735 X 2 + 0,023735Х 22 + + 0,022485X 32 + 0,021235X 42;
72 = 10,915017 + 0,296X - 0,146Х2 - 0,488Х3 +
+ 0,521 Х4 + 0,893Хз + 0Д062ХХ, + 0Д0625ХХ, -
- 0,41875ХХ4 + 0,10738X 32 - 0,298057Х 52;
73 = 4,491576 - 0,30833X + 0,641667Х3 -
- 0,783333Х4 - 0,202164Х5 + 0,2375ХХ -
- 0,2375ХХ4 + 0,225Х2Х5 + 0,1125Х3Х5 - 0,493974X ? -
- 0,268974X 22 - 0,293974X 32 - 0,568974X 42.
В результате выполнения 32 опытов получена информация о влиянии факторов и построена математическая модель процесса, позволяющая рассчитать удельные энергозатраты, влажность премикса при хранении и содержание витамина С в премиксе при хранении внутри выбранных интервалов варьирования входных факторов.
Задача оптимизации процесса хранения сформулирована следующим образом: найти такие режимы хранения, которые бы в широком диапазоне изменения входных параметров процесса доставляли минимум удельных энергозатрат на хранение, минимум влажно -сти премикса и максимум содержания витамина С. Общая математическая постановка задачи оптимизации представлена в виде следующей модели:
Ч = Ч (71,72,73) хеВ ! °р*;
,, X 2, X 3, X 4, X 5) хе в ! шщ
D: Y2{X 1,X2,X3,X4,X5)min; Y 3( X1, X 2, X 3, X 4, X 5) —max;
Рис. 3
7, > 0,1 = 1, 3; XJ < [-2; +2], J = 1,5.
Введем предположение, что полученные уравнения регрессии описывают некоторые поверхности в много-
Рис. 4
Таблица 2
7, X!, м/с X! °С X;,, доли единицы X* % X5, мин
шт шах шт шах шт шах шт шах шт шах
71 60 75 14 20 8 12 35 45 9 11
72 55 70 15 25 10 15 30 40 8,5 10,5
73 50 60 10 14 9 14 30 35 8 9,5
мерном пространстве, а по коэффициентам канонической формы установим, к какому виду тел относятся эти поверхности.
Координаты центра Х». находили из системы уравнений, полученных в результате дифференцирования уравнений регрессии по XI, X2, X3, X}, X5 и приравнивая производных к нулю. Зная координаты центра XI,, по уравнениям регрессии определили соответствующие им значения параметров оптимизации 7,.
На рис. 1 представлены кривые равных значений удельных энергозатрат при хранении от расхода воздуха Q, м3/(ч • т) и содержания холинхлорида в премиксе т, г/кг; кВт • ч/т: 1 - 2,34; 2 - 2,49; 3 - 2,64; 4 - 2,78; 5 -2,93; 6 - 3,08; 7 - 3,22; 8 - 3,37; 9 - 3,52; / 18°С; ^возд 50%; w 10%.
На рис. 2 представлены кривые равных значений влажности премикса при хранении от относительной влажности воздуха w, %, и содержания холинхлорида в премиксе т, г/кг, %: 1 - 8,5; 2 - 9,05; 3 - 9,6; 4 - 10,15;
5 - 10,7; 6 - 11,25; 7 - 11,8; 8 - 12,35; 9 - 12,9; / 18°С; Q 10 м3/( ч • т); w 10%.
На рис. 3 представлены кривые равных значений содержания витамина С в премиксах при хранении от исходной влажности воздуха при хранении w, %, и расхода воздуха Q, м3/(ч • т), г/кг: 1 - 0,6; 2 - 1,1; 3 - 1,6; 4 - 2,1; 5 - 2,6; 6- 3,2; 7 - 3,7; 8 - 4,2; 9 - 4,7; т 150 г/кг; / 18°С; wBозд 50%.
Номограмма для определения удельных энергозатрат на хранение премикса (71), влажности премикса при хранении (72), содержание витамина С в премик-
сах при хранении (73) представлена на рис. 4: а: / 18°С; Q 10 м3/(ч • т); w 10%; б: т 150 г/кг; Т 18°С; wBOзд 50%.
Для определения оптимальных режимов использовали метод ридж-анализа, который базируется на методе неопределенных множителей Лагранжа [2]. Согласно векторному критерию оптимизации, для принятия решения по выбору оптимальных режимов исследуемого процесса необходимо решить компромиссную задачу, накладывая оптимальные, приведенные в табл. 2, интервалы параметров Х, друг на друга.
В результате применения указанного метода были получены оптимальные границы исследуемых факторов с точки зрения выбранного критерия оптимизации:
X = 50...75 г/кг;Х2 = 14...20°С;Х3 = 9...12 м3/ч • т;
Х4 = 35.40%; Х5 = 8,5. 10,5%.
Для проверки правильности результатов был поставлен ряд параллельных экспериментов, полученные результаты попадали в рассчитанные доверительные интервалы по всем критериям качества. При этом среднеквадратичная ошибка не превышала 7,5%.
Таким образом, решена задача оптимизации, которая позволила выделить оптимальную область изменения входных факторов по трем критериям посредством компромиссных решений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Способ получения порошкообразного холинхлорида -витаминизирующей добавки для комбикормов / А.А. Шевцов, Е.С. Шенцова, Л.И. Лыткина и др. // Вестн. Рос. акад. с.-х. наук. - 2005. -№ 6. - С. 64-65.
2. Шевцов А.А., Дранников А.В., Барышников С .А., 3. Грачев Ю.П. Математические методы планирования
Фурсов Ю .В. Кинетика процесса сушки свекловичного жома пере - экспериментов. - М.: Пищевая пром-сть, 1979. - 199 с.
гретым паром в импульсном виброкипящем слое // Сахар. - 2007. -
№ 4 _ с 28-29 Поступила 11.02.09 г.
CHOICE OF RATIONAL PARAMETERS OF STORAGE PREMIX WITH MAINTENANCE CHOLINECHLORIDE
A.A. SHEVTSOV, A.V. DRANNIKOV, E.S. SHENTSOVA, A.A. DERKANOSOVA, V.P. YASINEVSKAYA
Voronezh State Technological Academy,
19, Revolution Avenue, Voronezh, 394000; ph. : (4732) 55-65-11, e-mail: drannikov@list. ru
As a result of statistical processing of experimental data the equations of regress adequately describing parametres of storage process premix are received. The modes of storage providing a minimum of specific power inputs and humidity premix and a maximum of the maintenance of vitamin C are defined.
Key words: modes of storage, premix, cholinechloride.
ДЕПОНИРОВАННЫЕ Р УКОПИСИ
663.257.7
Сравнительный анализ способов криообработки виноградных вин / Багиян Л.В., Агеева Н.М.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» - Краснодар, 2009.
- 20 с. - Библиогр. 9 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 18.03.09, № 146-В2009.
Изложены основные цели и достоинства концентрирования жидких продуктов путем замораживания. Представлен обзор литературных источников отечественных и зарубежных авторов по влиянию охлаждения и замораживания на растительные и животные ткани.
За последние годы криоконцентрирование нашло широкое применение в винодельческой промышленности. Приведены результаты исследований низкотемпературного замораживания свежего винограда. Установлено, что после размораживания в ягодах сохраняются многие витамины, а пищевая ценность остается высокой. Анализ отдельных материалов по изучению динамики фенольного комплекса и органолептических достоинств ягод винограда при быстром замораживании показал, что лучшая сохраняемость фенольных соединений и органолептических свойств ягоды обеспечивается при ускоренном замораживании грозди.
Проводимые в последние годы исследования по замораживанию вин в естественных и лабораторных условиях свидетельствуют, что вымораживанием достигается не только концентрация объемной доли этилового спирта, но и обеспечивается стабилизация вина к различного рода помутнениям вследствие инактивации микроорганизмов вина. Вина, полученные таким
способом, характеризуются также высокими органолептическими показателями и отличным качеством.
663; 664; 664.3; 66.015.23; 663.25; 663.252
Противоточные конвективно-массообменные аппараты для систем «тонкодисперсная твердая фаза - жидкость» в фазоселективных процессах сорбции, экстрагирования и тепловой обработки / Алиев М.Р.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» -Краснодар, 2009. - 64 с.: ил. - Библиогр. 90 назв. - Рус.
- Деп. в ВИНИТИ 04.05.09, № 279-В2009.
Приведено описание противоточного конвективно-массообменного аппарата (КМОА), предложенного и разработанного для проведения фазоселективных процессов сорбции, экстрагирования и тепловой обработки в технологически значимой системе «тонкодисперсный материал - жидкость». Развиты представления о физической картине течения потоков и процессов массо- и теплообмена в КМОА с использованием разработанной математической модели, учитывающей массо- и теплообмен между сплошной и дисперсной фазами потоков, приведена методика расчета КМОА. Разработаны математические модели, включая математические модели подсистем, следующих новых технических решений: модуля «реактор - КМОА» для фазоселективной сорбции, экстрагирования и тепловой обработки и линии «реактор - КМОА» для фазоселективной сорбции, экстрагирования и тепловой обработки.
Приведены результаты опытно-промышленных испытаний разработанных процессов.
