ЭлБиб

МасложироваЯ промышленность

№ 6-2013

оборудование маслоэкстракционных производств

Энергосбережение требует все

более и более тщательного поиска

резервов экономии ресурсов на всех

стадиях производства растительного

масла. Причем, как правило, при сни-

жении энергопотребления выявляют-

ся возможности повышения произво-

дительности оборудования и улучше-

ния качества выпускаемой продукции.

В этом смысле одной из самых пер-

спективных стадий маслодобывания

является дистилляция мисцеллы.

Удельные энергозатраты здесь внуши-

тельные. Нагреваются и переводятся

в газообразное состояние и затем

конденсируются большие массы жид-

кости. При этом нагрев нужно вести

с осторожностью, избегая локальных

и даже кратковременных перегревов

масла в мисцелле из-за высокой тер-

молабильности, как самого масла, так

и содержащихся в нем сопутствующих

веществ. От режимов применяемых

тепло- и массообменных процессов

на стадии маслодобывания во многом

зависит последующий процесс ра-

финации и выход рафинированного

масла, а также его качество. Как итог

– обоснование, проверку и выбор ме-

тодов интенсификации тепло- и мас-

сообмена и, соответственно, требуе-

мые технологические параметры про-

цессов следует увязывать не только с

физико-химическими свойствами уча-

ствующих в процессах веществ, но и

с качественными показателями полу-

чаемых масел. Без сомнения важней-

шими остаются вопросы взрыво- и по-

жаробезопасности при эксплуатации

оборудования.

Дистилляционное оборудование

относится к категории теплообмен-

ного оборудования. Для глубокого

понимания процессов, происходя-

щих внутри аппаратов, необходимы

теоретические и эксперименталь-

ные исследования свойств веществ

в жидком и газообразном состоя-

нии. Наличие всех видов тепло- и

массообмена в заданном техноло-

гическими параметрами диапазоне

температур и давлении, включая об-

ласти фазовых переходов, услож-

няет задачу. Численное и натурное

моделирование теплофизических

процессов позволяет произвести

расчет и проектирование нового

теплотехнического оборудования

или открыть новые возможности уже

эксплуатируемого.

Экспериментальные и теорети-

ческие исследования необходимы

для обоснования методов расчета

термодинамических и переносных

свойств в различном агрегатном со-

стоянии, выявления механизмов пе-

реноса массы, импульса и энергии

при конвекции, физико-химических

превращениях.

На первых ступенях дистилляции

при обработке мисцеллы в трубах

дистилляторов должен быть органи-

зован устойчивый режим, при кото-

ром достигается максимальная эф-

фективность процесса. Надежным

и проверенным способом остается

рециркуляция. На наш взгляд этому

техническому приему уделяется не-

достаточно внимания как со стороны

исследователей, так и со стороны

производственных специалистов.

По классическому определению

рециркуляция – многократное пол-

ное или частичное возвращение по-

тока веществ в технологический про-

цесс с целью регулирования темпе-

ратуры, концентрации компонентов в

смесях, увеличения выхода целевого

вещества, в нашем случае концен-

трированной мисцеллы.

Чем же все-таки привлекательна ор-

ганизация рециркуляции? Во-первых,

без изменения конструкции аппарата

с минимальными затратами можно вы-

бирать наиболее эффективный режим

движения газо-жидкостного потока,

при котором достигается максималь-

ная теплопередача. Во-вторых, суще-

ственно облегчается управление тех-

нологическим процессом за счет со-

кращения определяющих параметров.

В-третьих, как следствие, открываются

широкие возможности для простой ав-

томатизации процесса. В-четвёртых,

практически исключается возможность

образования зон локального перегрева

обрабатываемой мисцеллы, что, несо-

мненно, отражается на качестве полу-

чаемых масел.

В каждой трубе дистиллятора ин-

тенсивность теплообмена определя-

ется коэффициентом теплопередачи

от греющего пара через стенку тру-

бы к мисцелле:

(1)

где

– коэффициенты теплоот-

дачи снаружи и внутри трубы соот-

ветственно, Вт

⋅

–2

–1

;

ст

– толщина

стенки трубы, м;

ст

– коэффициент

теплопроводности материала труб-

ки, Вт

⋅

–1

;

отл

– толщина отло-

жений на внутренней поверхности

стенки трубы, м;

ст

– коэффициент

теплопроводности материала отло-

жений на внутренней поверхности

стенки трубы, Вт

⋅

–1

Коэффициент теплоотдачи снару-

жи трубы определяется условиями

конденсации теплоносителя, который

подается в межтрубное пространство

УДК 664.013.6:664.013.7:665.3.536.24

Рециркуляция как способ

интенсификации

тепло- и массообмена

при дистилляции мисцеллы

в маслоэкстракционном

производстве

А.В.Федоров,

д-р техн. наук,

В.Н.Марков,

канд. техн. наук,

Ш.К.Тагиев,

А.В. Ефимов

ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии

Н.Н.Романов,

доцент

Санкт-Петербургский университет

ГПС МЧС России

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека