ЭлБиб

ПИЩЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

4/2014

ENGINEERINGANDTECHNOLOGY

качество

готовой

продукции и, в ко3

нечном итоге, эконо3

мическая эффектив3

ность всего произ3

водства [1, 2].

Вот почему совер3

шенствование и ин3

тенсификация про3

цесса кристаллиза3

ции является актуаль3

ной задачей.

Технология перио3

дического уварива3

ния утфелей известна

давно. Но ей присущи

недостатки в виде не3

стабильности получа3

емых

параметров

сваренных утфелей

(содержание крис3

таллов, размер и дис3

персия кристаллов),

связанные с плохой

воспроизводимостью условий крис3

таллообразования и наращивания

кристаллов, неэффективным контро3

лем и управлением увариванием,

периодическим способом осуществ3

ления процесса, существенный недо3

статок которого – периодические

подкачки увариваемого продукта

(сиропа). Поэтому одной из основ3

ных решаемых задач сахарного про3

изводства по3прежнему остается по3

лучение высококачественного сахара

в процессе кристаллизации в ваку3

ум3аппаратах [3, 4].

Не отрицая перспективности тех3

нологии непрерывного получения

сахара, отметим, что до настоящего

времени в России она не получила

широкого промышленного распрост3

ранения. С определенной степенью

вероятности можно утверждать, что

вряд ли в ближайшие годы ВАНД

быстро заменят все вакуум3аппараты

периодического действия (ВАПД)

[4].

Не отвергая других возможных ре3

шений, можно констатировать, что к

настоящему времени сформирова3

лось семь направлений промышлен3

ной реализации предлагаемой тех3

нологии, а именно:

получение сахара на кристалли3

ческой основе этого же утфеля;

кристаллизация с использованием

искусственно приготовленного утфе3

ля;

кристаллизация с применением

маточного раствора;

кристаллизация сахара с перено3

сом стадии сгущения сиропа до ла3

бильного состояния на отдельную

ступень выпаривания;

кристаллизация с отбором утфе3

лей предыдущих или последующих

ступеней;

кристаллизация сахара с последо3

вательной перетяжкой утфелей по

ступеням кристаллизации;

комбинированные методы (с раз3

личными концентрациями сиропа).

С целью анализа режимов крис3

таллизации и выявления положи3

тельных эффектов в МГУПП при фи3

нансовой поддержке РГНФ в рамках

проекта проведения научных иссле3

дований («Повышение экономичес3

кой эффективности сахарных заво3

дов за счет создания информацион3

но3моделирующего комплекса»),

проект № 13302300176,

выполнено

исследование и созданы математи3

ческие модели всех рассмотренных

способов кристаллизации сахара и

проведено имитационное модели3

рование.

Результаты моделирования показа3

ли высокую перспективность методов

моделирования кристаллизации са3

хара. Исходя из позиций энергоэф3

фективности, был выбран комбини3

рованный метод уваривания утфеля

на основе сиропов разных концент3

раций. При этом удалось выявить ряд

интересных закономерностей.

Во3первых, применение способа

кристаллизации с применением вы3

соко концентрированных сиропов, а

равно как и низко концентрирован3

ных, наталкивается на проблему эф3

фективного использования полезной

емкости вакуум3аппарата.

Оказалось, что, если осуществлять

кристаллизацию при постоянном пе3

ресыщении, с использованием сиро3

пов низкой концентрации, то утфель

достигает конечной концентрации с

недоиспользованием полезной ем3

кости вакуум3аппарата. И, наоборот,

при поступлении на подкачивание

сиропа высокой концентрации, ваку3

ум3аппарат переполняется готовым

утфелем.

Выходом из создавшегося положе3

ния может служить разработка ново3

го способа кристаллизации с ис3

пользованием сиропов двух концен3

траций.

Сущность его состоит в том, что

сначала на кристаллизацию подают

сироп низкой концентрации, а за3

тем, в строго определенное время,

начинают подавать сироп высокой

концентрации. Для практической ре3

ализации данного способа был раз3

работан специальный алгоритм уп3

равления, который реализует данное

предложение.

Сопоставим результаты вариантов

кристаллизации по предлагаемому

способу и по традиционной класси3

ческой технологии. На рис. 2–5

представлены результаты сравни3

тельных испытаний.

Как видно из приведенных дан3

ных, уваривание в ручном режиме

характеризуется значительными ко3

лебаниями многих параметров и

требует постоянного активного вме3

шательства в процесс специалиста.

При этом длительность процесса и

расход пара выше, чем при кристал3

лизации по предлагаемому способу.

В результате моделирования про3

цесса кристаллизации сахара с уче3

том состава примесей, определяе3

мых интегральными значениями ко3

эффициентов качества

(m, b, c, k

) в

уравнении

нас

НС/ВД + e

c НС/ВД

для различных зон свеклосеяния, ус3

Рис. 2. Процесс уваривания утфеля 13го продукта в автоматическом режиме 290 мин

(окончание процесса)

Электронная Научная СельскоХозяйствен ая Библиотека