Выявление адекватности математической модели процесса дезодорации масла | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: , , ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №7 (111) апрель-1 2016 г.

Дата публикации: 26.03.2016

Статья просмотрена: 19 раз

Библиографическое описание:

Нарзиев М. С., Ибрагимов Р. Р., Шарипов Н. З., Нажимов А. Н. Выявление адекватности математической модели процесса дезодорации масла // Молодой ученый. — 2016. — №7. — С. 131-134. — URL https://moluch.ru/archive/111/27433/ (дата обращения: 22.09.2018).



Ключевые слова: многокомпонентный, дезодорация, среднеквадратическая, гидродинамическая, концентрация, многоступенчатый, распыления.

Производство масла из семян хлопчатника осуществляется двумя способами: прессованием и экстракцией. Наши научные исследования посвящены изучению процесса дезодорации прессового хлопкового масла.

Для подтверждения корректности и достоверности полученных результатов компьютерного моделирования процесса дезодорации прессового хлопкового масла были выполнены лабораторные исследования на экспериментальной установке.

Расчетные значения концентраций легколетучих компонентов процесса дезодорации [2], протекающей на экспериментальной установке определялись путем решения уравнений математической модели с использованием следующих исходных данных: молекулярная масса растворителя (этилового спирта) — 46 кг/кмоль; молекулярная масса свободной жирной кислоты (олеиновой кислоты) — 282, 45 кг/кмоль и молекулярная масса инертного газа (воздуха) — 29 кг/кмоль.

; ; ;

Раствор прессового хлопкового масла с этиловым спиртом [1] и с определенной концентраций легколетучих компонентов поступает на вход экспериментального дезодоратора многоступенчатого распылительного типа. При этом с помощью кранов обеспечивается равномерная подача раствора прессового хлопкового масла (рис.1). С помощью термостата 4 смесь прессового хлопкового масла подогревается до нужной температуры и направляется в дисково-распылительный многоступенчатый дезодоратор 3. Затем масло стекает по тарелке на следующий распылительный диск, где вновь распыляется. Подобный цикл повторяется четыре раза, при этом раствор хлопкового масла обрабатывается инертным газом. Компрессор (рис.1) и стеклянный ротаметр 6 обеспечивает непрерывную подачу в нижний входной патрубок экспериментального дезодоратора, определенного количества инертного газа, подогретого до определенной температуры.

Дисперсность и однородность распыления смесь хлопкового прессового масла регулируются с помощью электрического латра 1 — путем увеличения или уменьшения скорости вращения ротора электрического двигателя 2.

Качество обработанного хлопкового масла определяется путем анализа отобранных на выходе дезодоратора проб на физико-химический анализ масла. Разработана методика проведения экспериментов на лабораторной установке. В качестве инертного газа в ходе экспериментов использовались воздух и углекислый газ. Перед началом опытов включается вентилятор вытяжного зонта. По разработанной методике заранее приготавливался раствор смеси прессового хлопкового масла с этиловым спиртом с концентрацией 0,1 % путем его интенсивного перемешивания. Приготовленный таким образом раствор масла заливали в сосуд 5 (рис.1).

Включается термостат 4, на котором контактным термометром задавалось требуемое значение температуры глицерина, находящегося в ванне термостата. Последний обеспечивал подогрев смеси хлопкового масла до 200–240 0С в зависимости от технологического режима, воспроизводимого по ходу экспериментов. После достижения заданного значения температуры глицерина с помощью встроенного в компрессор редуктора (рис.1) или крана баллона со сжатым инертным газом устанавливается необходимый расход раствора. Расход раствора прессового хлопкового масла измерялся с помощью мерного стакана и секундомера. После установления расхода раствора масла с помощью термометра 9 контролировалась температура последнего. Если температура раствора масла отличалась от требуемого значения, то корректировка значения температуры производилась с помощью электроконтактного термометра. Для создания вакуума в дезодораторе использовали вакуум насос.

Рис. 1. Схема экспериментальной установки: 1-латр; 2-электродвигатель; 3-дезодоратор; 4-термостат; 5-емкость для раствора масла; 6-компрессор; 7-ротаметр; 8-сборник; 9-термометр; 10-линия к вакуум насосу

Включался электрический двигатель 2, который приводил во вращение распылительные диски дезодоратора 3. С помощью электрического латра задавались требуемые скорости вращения, обеспечивающие определенную дисперсность и скорость движения капель раствора прессового хлопкового масла с этиловым спиртом. Ещё раз измерялись расходы раствора хлопкового масла и инертного газа. При необходимости вносилось соответствующие коррективы в методику исследований.

После вывода экспериментальной установки на режим нормальной работы и по истечении времени, равного среднему времени пребывания частиц раствора хлопкового масла в экспериментальной установке, брались пробы на выходе из аппарата готового дезодорированного хлопкового масла.

Проверка адекватности математической модели реальному процессу дезодорации прессового хлопкового масла по описанной выше методике выполнена на экспериментальной установке, изображенной на рис 1.

Концентрация легколетучих компонентов в готовом масле определялась путем определения кислотного числа пробы, т. е. по остаточному количеству свободных жирных кислот, так как коэффициент кислотности, умноженный на 0,503, дает представление о процентном содержании свободных жирных кислот в масле, выраженном по молекулярному весу олеиновой кислоты.

Приведем результатов экспериментов по изучению процесса дезодорации на экспериментальной установке многоступенчатого распыления и на математической модели.

Таблица 1

Сравнение результатов экспериментов срасчетными данными полученными на математической модели процесса дезодорации многокомпонентного хлопкового масла при значениях входных параметров Tмас=2200С, Tвоз=2200С, Gп/Gм=1, aвх.спирта = 0,1%, aвх.ж.к. = 0,1%

aвх.ж.к, эксп.%

aвых.ж.к, расч.%

Отклонение

aвх.спирт, эксп.%

aвх.спирт 10–10, расч.%

1

0,08

0,082

0,002

0

20

2

0,08

0,079

0,001

0

1,0

3

0,08

0,081

0,001

0

3,0

4

0,08

0,083

0,003

0

0,2

5

0,08

0,082

0,002

0

0,5

6

0,08

0,077

0,003

0

20

7

0,08

0,079

0,001

0

4,0

8

0,08

0,078

0,002

0

3,0

Среднеквадратичные отклонения экспериментальных значений выходной концентраций олеиновой кислоты этилового спирта от расчетных составляют соответственно Gж.к = 5,1 % и Gсп = 0 %.

Определены абсолютные отклонения экспериментальных данных относительно значений выходных концентраций легколетучих компонента от их расчетных величин [3].

Среднеквадратическое отклонение экспериментальных данных от расчетных составляет G = 5,1 % . Отсюда следует, что математическая модель процесса дезодорации хлопкового масла с достаточной точностью отражает реальную гидродинамическую структуру потоков по жидкой фазе, зафиксированной в виде модели идеального перемешивания.

Результаты анализа качественных показателей хлопкового масла полученной на экспериментальной установке приведены в табл 2.

Физико-химические показатели хлопкового масла определялись по методам, разработанным ВНИИЖ по исследованию и технохимическому контролю пищевых растительных масел.

Результаты исследований показали, что хлопковое масло, полученное новым способом дезодорации, соответствует требованиям, предъявляемым к пищевым растительным маслам.

Таблица 2

Качественные показатели хлопкового масла, полученного новым способом дезодорации

Показатели

Хлопковое масло

полученное новым способом

дезодорированное в/с ГОСТ-1128–75

1

Прозрачность:

Прозрачное

2

Запах и вкус:

Свойственный рафинированному маслу, без постороннего запаха

3

Цветность, в красных ед. при 35 желтых:

7,00

7,00

4

Кислотное число, мг КОН на гр.:

0,14

0,2

5

Влага и летучие вещества:

0,05

0,1

6

Не жировые примеси (отстой по массе):

отсутствует

7

Мыло (качественная проба):

отсутствует

8

Йодное число

105

9

Неомыляемые вещества:

0,05

1,0

10

Температура вспышки:

242

232

Литература:

  1. Артиков А. А. и др. Способ дезодорации форпрессового хлопкового масла. Авторское свидетельство № 1747468 Госкомизобретений СССР.
  2. Артиков А. А., Маматкулов А. Х., Яхшимурадова Н. К., Додаев К. О. Системный анализ концентрирования растворов инертным газом. Ташкент:Фан, 1987.-164 с.
  3. Грачев Ю. П., Турбольцев А. К., Турбольцев В. К. Моделирование и оптимизация тепло-массообменных процессов пищевых производств.-М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-с.75–112.
Основные термины (генерируются автоматически): хлопковое масло, прессовое хлопковое масло, экспериментальная установка, этиловый спирт, инертный газ, математическая модель, олеиновая кислота, молекулярная масса, электрический двигатель, экспериментальный дезодоратор.


Ключевые слова

концентрация, многокомпонентный, дезодорация, среднеквадратическая, гидродинамическая, многоступенчатый, распыления.

Похожие статьи

Методика получение деэмульгаторов на основе фракций...

Сегодня на СП ОАО «Ургенч ёғ» методам ректификации дистиллированных жирных кислот (ДЖК) хлопкового соапстока получают их линолево-олеиновую (ненасыщенную) и стеарино — пальмитиновую (насыщенную) фракции, которые

Химия и технология топлива и масел.

Вторичные продукты масложирового производства

Отходы прессовых масел имеют до 0,6 % госсипола.

Основные термины (генерируются автоматически): кислота, хлопковое масло, Узбекистан, масло, жир, общий жир, глина, массовая доля, кислотное число, жировая масса.

Подбор адсорбентов для очистки хлопковых масел

Хлопковые масла характеризуются значительным содержанием свободных жирных кислот, фосфолипидов, неомыляемых липидов и окрашивающих и других веществ.

-олеиновая (С18:1).

Характеристика и получение этилового спирта в производстве

Кроме этилового спирта при брожении образуются: глицерин, янтарная кислота, метиловый спирт, сивушные масла, сложные

С целью повышения степени превращения этилена в спирт поддерживают высокую концентрацию этилена в циркулирующем газе (90 % масс, и более).

Очистка и восстановление отработанных масел

Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005 % по массе, что

В качестве селективных растворителей применяются фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и другие жидкости.

Мыльная основа из вторичных ресурсов масложировых предприятий

...трудно-гидратируемых фосфолипидов и неомыляемых веществ, к числу которых относятся углеводороды, воски, каротиноиды, стеролы, стериды, спирты, токоферолы и т.д. Содержание воскоподобных веществ в хлопковом прессовом масле...

Насыщение ароматики как способ очистки топлива

3) термостойкие носители с развитой удельной поверхностью и высоко механической прочность, инертные или обладающие

Ахметов С.А., Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов.

Подбор адсорбентов для очистки хлопковых масел.

Влияние гидродинамической обстановки и температуры на...

Экспериментальные исследования проводились на примере лака ПФ-060, представляющего собой сополимер фталевого ангидрида и смешанных эфиров линолевой, олеиновой кислоты и пентаэритрита.

масса подсолнечного масла, кг

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Методика получение деэмульгаторов на основе фракций...

Сегодня на СП ОАО «Ургенч ёғ» методам ректификации дистиллированных жирных кислот (ДЖК) хлопкового соапстока получают их линолево-олеиновую (ненасыщенную) и стеарино — пальмитиновую (насыщенную) фракции, которые

Химия и технология топлива и масел.

Вторичные продукты масложирового производства

Отходы прессовых масел имеют до 0,6 % госсипола.

Основные термины (генерируются автоматически): кислота, хлопковое масло, Узбекистан, масло, жир, общий жир, глина, массовая доля, кислотное число, жировая масса.

Подбор адсорбентов для очистки хлопковых масел

Хлопковые масла характеризуются значительным содержанием свободных жирных кислот, фосфолипидов, неомыляемых липидов и окрашивающих и других веществ.

-олеиновая (С18:1).

Характеристика и получение этилового спирта в производстве

Кроме этилового спирта при брожении образуются: глицерин, янтарная кислота, метиловый спирт, сивушные масла, сложные

С целью повышения степени превращения этилена в спирт поддерживают высокую концентрацию этилена в циркулирующем газе (90 % масс, и более).

Очистка и восстановление отработанных масел

Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005 % по массе, что

В качестве селективных растворителей применяются фурфурол, фенол и его смесь с крезолом, нитробензол, различные спирты, ацетон, метил этиловый кетон и другие жидкости.

Мыльная основа из вторичных ресурсов масложировых предприятий

...трудно-гидратируемых фосфолипидов и неомыляемых веществ, к числу которых относятся углеводороды, воски, каротиноиды, стеролы, стериды, спирты, токоферолы и т.д. Содержание воскоподобных веществ в хлопковом прессовом масле...

Насыщение ароматики как способ очистки топлива

3) термостойкие носители с развитой удельной поверхностью и высоко механической прочность, инертные или обладающие

Ахметов С.А., Технология глубокой переработки нефти и газа: учебное пособие для вузов.

Подбор адсорбентов для очистки хлопковых масел.

Влияние гидродинамической обстановки и температуры на...

Экспериментальные исследования проводились на примере лака ПФ-060, представляющего собой сополимер фталевого ангидрида и смешанных эфиров линолевой, олеиновой кислоты и пентаэритрита.

масса подсолнечного масла, кг

Задать вопрос