Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Украинцев Максим Михайлович

Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла
<
Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Украинцев Максим Михайлович. Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.02 : Зерноград, 2005 160 c. РГБ ОД, 61:05-5/3341

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ проблем производства и очистки подсолнечного масла 9

1.1 Особенности производства подсолнечного масла в современных условиях 9

1.2 Технология получения подсолнечного масла 14

1.3 Постановка цели задач исследований 32

2. Теоретическое описание процесса очистки подсолнечного масла 35

2.1 Система процесса очистки подсолнечного масла 35

2.2 Теория дисперсных систем 36

2.3 Теоретическое описание движения примеси в масле под действием электрического поля

2.4 Энергетика процесса очистки 58

2.5 Определение продолжительности процесса очистки 63

2.6 Определение межэлектродного расстояния 68

2.7 Определение размеров и числа электродов 72

3. Методика экспериментальных исследований процесса очистки подсолнечного масла 77

3.1 Общие положения 77

3.2 Факторы, влияющие на процесс очистки 77

3.3 Описание экспериментальной базы 82

3.4 Методика экспериментальных исследований по получению электрических характеристик масла 88

3.5 Методика проверки и уточнения теоретических положений 92

4. Результаты экспериментальных исследований процесса очистки подсолнечного масла 97

4.1 Результаты экспериментальных исследований по получению электрических характеристик подсолнечного масла 97

4.2 Результаты проверки и уточнения теоретических положений 104

5. Определение экономической эффективности применения электростатического фильтра очистки подсолнечного масла 114

Заключение 126

Литература 128

Приложения 140

Введение к работе

Производство и переработка масличного сырья относятся к ведущим отраслям мирового агропромышленного производства. Так, в 1997, 1998 годах в мире было переработано 222 млн. т масличного сырья, в том числе семян подсолнечника - 22 млн. т, рапса - 30 млн. т. При этом было произведено масла подсолнечного - 9 млн. т, рапсового - 11 млн. т. Всего за 1997 - 1998 маркетинговый год произведено растительных масел 74 млн. т, в 1998/1999 - 81,7 млн. т, прогноз на 2004/2005 год - 85,6 млн. т /30/.

Надо отметить, что в нашей стране наблюдается устойчивая тенденция увеличения объемов производства, как подсолнечника, так и продукции его переработки. Стремительное развитие отрасли обусловлено следующими факторами: относительно высокой прибыльностью производства подсолнечных семян, растущими объемами переработки масличного сырья в результате постоянного спроса на растительное масло и высокобелковые шроты; совершенствованием технологий производства и переработки. Это создает предпосылки для эффективного использования масла в пищевой промышленности и в других отраслях.

В последние десятилетия на мировом рынке продовольствия регулярно растет спрос на жиры растительного происхождения. Об этом свидетельствует тенденция повышения их доли в структуре жиров и масел (с 67,5 % в 1977 году до 77,2 % в настоящее время). В странах ЕС рынок растительных жиров считается насыщенным при годовом потреблении 16,2 кг (примерно 45 г в день) в расчете на душу населения. Фактическое потребление на душу населения растительных масел в начале 90-х годов составляло в год: в Нидерландах - 29,8 кг, Дании - 28,5 кг, Италии - 25,5 кг, США - 22,9 кг. В России годовое потребление растительных масел на душу населения составляло от 8 кг (1997 г.) до 12 кг (1999 г.) /33/. Поэтому, несмотря на постоянное увеличение объемов производства и переработки масличного сырья, сегодня как в мире, так и в нашей стране сохраняется

значительный дефицит растительного масла.

Масложировые предприятия сохранились в период становления рыночной экономики, они прошли стадии аренды государственного имущества с последующим его акционированием, часть предприятий привлекли инвестиции и успешно реконструировали действующие производства или организовали новые, активно экспортируют свою продукцию. В последние годы в условиях рынка отмечается интенсивный рост числа масложировых предприятий малой мощности.

Однако, для успешного развития масложировых производств, приоритетное значение имеют гарантированное качество и конкурентоспособность продукции. Путь к этому лежит через решение существующих проблем. Главными из них являются: совершенствование технологий переработки масличных семян и повышение степени очистки масла, техническое .переоснащение предприятий в направлении снижения себестоимости продукции при сохранении или даже повышении качества.

Следует отметить, что в России малые предприятия и крупные акционерные общества находятся в различных условиях. Чем крупнее предприятие, тем больше инвестиций оно может направлять на повышение качества маслопродукции. И, напротив, малые предприятия, ограниченные в средствах, вынуждены изыскивать пути снижения себестоимости продукции, зачастую в ущерб качества.

Вместе с тем, благодаря многоукладности сельского хозяйства, на долю малых предприятий приходится до половины выпускаемого подсолнечного масла /32/. При этом поставки продукции чаще всего идут не через сеть магазинов, а напрямую от поставщика непосредственно к потребителю.

Значительным компонентом себестоимости продукции являются энергозатраты. В этой связи целью работы является сокращение энергоемкости процесса очистки масла при обеспечении качества за счет

применения электростатического фильтра.

Для достижения поставленной цели были решены следующие научные задачи:

1. Анализ процесса производства подсолнечного масла и определение путей снижения энергоемкости процесса очистки.

2. Теоретические исследования процесса очистки на основе электрофореза и получение аналитических выражений, описывающих этот процесс.

3. Получение аналитических зависимостей энергетических характеристик процесса очистки от режимных и конструктивных показателей.

4. Экспериментальное получение статистических данных об электрических характеристиках подсолнечного масла, и проверка и уточнение теоретических положений.

5. Разработка электростатического фильтра, обеспечивающего очистку масла путем электрофореза, и определение места его установки в существующих производственных установках

Для решения поставленных задач были проведены научные исследования, основой которых стали следующие положения.

Объект исследования. Процесс электрофореза подсолнечного масла, как процесс очистки и электростатический фильтр, реализующий этот процесс.

Предмет исследования. Зависимости производственных и энергетических характеристик процесса очистки подсолнечного масла и его качества от режимных параметров процесса и конструктивных параметров электростатического фильтра.

Рабочая гипотеза. Энергоемкость процесса очистки на основе электрофореза зависит от параметров процесса и электростатического фильтра, и в диапазоне изменения этих параметров имеет минимум.

Научная гипотеза. Существуют и могут быть определены такие параметры электрофореза и электростатического фильтра, при которых энергоемкость процесса очистки будет минимальной.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- аналитически описан процесс электрофоретического переноса примесей подсолнечного масла, позволяющий определять параметры процесса очистки и электростатического фильтра.

- получены статистические зависимости электрических параметров подсолнечного масла от его температуры и влагосодержания.

- разработана методика и определены оптимальные по энергоемкости параметры процесса очистки и электростатического фильтра.

Практическая ценность. Применение электростатического фильтра для очистки подсолнечного масла позволит снизить время очистки, энергоемкость, довести качество масла до стандартных требований.

Автор защищает:

- теоретическое описание процесса очистки на основе электрофореза;

- статистические зависимости электрических характеристик подсолнечного масла от параметров процесса очистки;

- методику определения и параметры процесса очистки и электростатического фильтра;

- конструкцию электростатического фильтра.

Публикации. Основные положения диссертации изложены в восьми работах.

Технология получения подсолнечного масла

Современная технология производства растительных масел включает в себя операции подготовки семян к хранению и хранение семян, операции прессования и экстракции масла, первичной и комплексной очистки масла, переработки шрота. Специфической особенностью подготовки семян подсолнечника к переработке является их разделение по размерам, как правило, на крупную и мелкую фракции, перерабатываемые отдельно по различным технологическим схемам.

В настоящее время для извлечения масла из семян применяют, в основном, два способа: ? последовательное извлечение масла при переработке семян с высоким содержанием масла (сначала прессовым способом, при котором получают примерно 3/4 всего масла, а затем экстракционным, с помощью которого извлекают остальное масло); ? однократное извлечение масла из низкомасличных семян методом экстракции, получившее название метода прямой экстракции /98/.

Технологическая схема получения подсолнечного масла Масло, адсорбированное на поверхности частиц мятки в виде тонких пленок, удерживается значительными поверхностными силами. Для эффективного извлечения масла необходимо эту связь ослабить. С этой целью используют гидротермическую (влаготепловую) обработку мятки — приготовление мезги или жарение. При увлажнении и последующей тепловой обработке мятки, ослабевает связь липидов с нелипидной частью семян (белками и углеводами), и масло переходит в более свободное состояние. Затем мятку нагревают до более высоких температур, вязкость масла заметно снижается, одновременно снижается и содержание влаги в мятке. При этом происходит частичная денатурация белков, изменяющая пластические свойства мятки, мятка превращается в мезгу /104, 119/.

В производственных условиях приготовление мезги состоит из двух этапов. Первый этап - увлажнение мятки и первоначальный подогрев осуществляется в инактиваторах или пропарочно-увлажиительных шнеках. Интенсивное кратковременное нагревание мятки до температуры 80...85 С с одновременным увлажнением до 8...9 % (для подсолнечника) способствует равномерному распределению влаги в мятке и частичной инактивации гидролитических и окислительных ферментов семян, ухудшающих качество масла.

Второй этап - нагревание мятки до 105 С и ее высушивание до конечного содержания влаги (5...6 %) — осуществляется в жаровнях различных конструкций. Мезга с такими характеристиками обеспечивает эффективный предварительный отжим масла на прессах. Масло отжимается в шнековых прессах различных конструкций. Типичная конструкция шнекового пресса приведена на рисунке 1.2. Мезга поступает в приемную часть ступенчатого цилиндра через питатель, захватывается витками шнекового вала и перемещается вдоль него к выходному отверстию. Давление, развиваемое шнековым прессом, достигает 30 МПа, степень уплотнения (сжатия) мезги 2,8...4,4, продолжительность прессования 78...225 сек. в зависимости от типа пресса. В результате происходит частичный съем масла, которое стекает в поддон пресса, где его предварительно очищают на вибросите.

Отгонным шнеком масло направляют в промежуточные сборники, из которых насосом подают в фильтр-прессы горячей фильтрации. Полуобезжиренную мятку из пресса предварительного съема направляют в пяти-чанную жаровню. Далее мезга поступает в сборный шнек, транспортирующий ее в зеерные барабаны шнековых прессов окончательного съема масла /47, 59, 96, 99/.

Таким образом, прессование маслосемян представляет собой достаточно энергоемкий процесс, но значительного снижения энергопотребления на наш взгляд достичь весьма проблематично. Это объясняется тем, что нельзя обойтись без механических воздействий, а энергоемкость процесса определяется силовыми связями масла с семенами.

Выделяемое масло, проходя через сито, поступает в сборник, размещенный под прессом. Из сборника масло поступает в промежуточный сборник, потом оно отстаивается в фузоловушке и при помощи насоса подается в фильтр-пресс, а затем в бак готовой продукции.

На малых предприятиях или маслоцехах технология получения масла упрощена. Для снижения себестоимости масла из технологического процесса исключаются некоторые операции. Так, нет такого технологического процесса как интенсивное кратковременное нагревание мятки с одновременным увлажнением. Исключается также предварительное прессование мятки с частичным съемом масла и очисткой его на вибросите. Вместо этого мятку нагревают без увлажнения однократно до 120 С на одно-чанной жаровне и отжимают на малогабаритном шнековом прессе.

Такое упрощение технологии приводит не только к снижению себестоимости масла, но и к снижению его качества. Полученное масло, подающееся в фузоловушку, а затем в фильтр-пресс, содержит большое количество обугленных механических примесей, фузов, восков, фосфолипидов и других трудноудаляемых примесей. В результате получается темное низкокачественное масло. Исправить такую ситуацию можно за счет более качественной очистки.

Для выявления возможностей и определения путей повышения качества очистки рассмотрим этот процесс более подробно.

Особое значение в требованиях к немолочным жирам придается содержанию в них трансизомеров жирных кислот. В соответствии с указаниями они не должны превышать 8% /34/. Поэтому следует избегать способов очистки, при которых возникает недопустимое количество трансизомеров. Кроме того, обязательна экологическая безопасность не только самого продукта, но и его производства.

Теоретическое описание движения примеси в масле под действием электрического поля

Процесс очистки подсолнечного масла под действием электрического поля описывается применительно к электростатическому фильтру, выполненному в виде двух плоских электродов, расположенных параллельно друг к другу. Теория процесса не претерпит существенных изменений при рассмотрении электростатических фильтров с электродами другого типа. Отличие может состоять только в численных выражениях сил, действующих на частицы примеси.

Силы, действующие на частицу примеси в подсолнечном масле FK - кулоновская сила электрического поля, FA — архимедова сила, Fc - сила сопротивления движению, FT — сила тяжести.

Под действием разности силы тяжести и выталкивающей (архимедовой) силы частица либо всплывает, либо оседает на дно, либо находится во взвешенном состоянии. В последнем случае архимедова сила и сила тяжести равны.

Концентрация коллоидной системы также сильно сказывается на величине С,- потенциала. При разбавлении коллоидной системы С,- потенциал может увеличиваться, так как увеличивается толщина двойного слоя, но может и уменьшаться, так как возможна десорбция ионов с поверхности частицы. В каком направлении изменится С, - потенциал при изменении концентрации коллоидной системы определяется тем, влияние какого из факторов окажется сильнее.

Аналогично концентрации на С, — потенциал действует и температура. С повышением температуры - потенциал может расти вследствие возрастания скорости движения ионов и увеличения толщины двойного слоя. Однако одновременно может увеличиваться и десорбция потенциал-определяющих ионов, при этом С, — потенциал будет уменьшаться. Как изменится электрокинетический потенциал коллоидной системы, определяется для каждой системы с учетом ее индивидуальных особенностей /38/.

Таким образом, процесс электрофоретической очистки масла в классической теории можно описать, только зная С, — потенциал подсолнечного масла и влияние на него различных факторов.

Существует несколько способов определения электрокинетического потенциала. Например, метод Гитторфа /37, 82, 92, 109/, который заключается в следующем. Через коллоидный раствор, помещенный в специальный сосуд, пропускается электрический ток в течение некоторого времени. Затем в пробах раствора определяется количество дисперсной фазы, переместившейся к одному из электродов.

Из приведённых в формуле (2.7) электрофизических параметров подсолнечного масла достаточно исследована лишь динамическая вязкость масла Г) /27/. Практически нет сведений о проводимости и диэлектрической проницаемости подсолнечного масла. Поэтому одной из задач данной работы должно было бы являться определение и исследование электрических параметров подсолнечного масла и последующее определение -потенциала. Однако, неявно выраженная зависимость С, — потенциала от характеристик подсолнечного масла не позволяет надеяться на получение достоверных результатов и последующее их использование.

Кроме того, подсолнечное масло относится к сильно вязким дисперсным системам. В таких системах на движение примеси в результате электрофореза оказывает заметное влияние и сопротивление среды (масла). Причем сопротивление среды возрастает с ростом скорости электро-форетического перемещения частицы. Это обуславливает переменную скорость электрофореза на достаточно длительном временном промежутке. В этих условиях описанная теория не может дать удовлетворительных результатов, так как уравнение Гельмгольца-Смолуховского описывает электрофорез в стационарном состоянии, то есть при установившемся значении скорости перемещения. В этой связи, было принято решение разработать теорию очистки подсолнечного масла в процессе электрофореза, основанную на взаимодействии сил, действующих на примеси.

Факторы, влияющие на процесс очистки

Как следует из главы 2, параметры процесса очистки и электростатического фильтра определяются следующими параметрами подсолнечного масла: RM — сопротивление постоянному току, є — диэлектрическая проницаемость масла, г\ - вязкость масла. Эти параметры в свою очередь зависят от физических характеристик масла — его температуры и увлажненности. Кроме того, электрические параметры могут изменяться в процессе очистки.

Однако так как теоретически описано только удаление примесей, то для реализации теоретических положений достаточно ограничиться только зависимостями электрических параметров загрязненного масла (исходное состояние масла). При этом следует экспериментально получить электрические параметры масла во всем возможном диапазоне изменения температуры и влажности масла.

Так как в конечном итоге в процессе электрофореза агрегатированные частицы примесей осаждаются на электроде и затем стекают с него, то оптимальным диапазоном изменения физических характеристик будет режим осаждения. Режим осаждения примесей из подсолнечного масла в электрическом поле определяется закономерностями, характерными для естественного отстоя, но с учетом специфических особенностей электроосаждения. Как правило, продукты, отделяемые в процессах очистки, осаждаются на положительном электроде при температуре 30-60 С. В этом интервале температур снижается вязкость дисперсионной среды и тем самым облегчается выпадение частиц дисперсной фазы.

Для снижения вязкости подсолнечного масла и соответственно уменьшения силы сопротивления масло перед очисткой увлажняют, а затем в процессе очистки и после нее обезвоживают.

При обезвоживании подсолнечного масла следует учитывать, что с повышением температуры увеличивается растворимость воды /58, 97/. Это требует повышенного расхода энергии на удаление влаги.

Поскольку требования к высшим сортам масла по содержанию влаги очень жесткие, а электрическое поле в процессе очистки способно удалять в основном только свободно диспергированную воду, подсолнечное масло следовало бы обезвоживать при температуре, минимально возможной по условиям технологии (20 - 35 С). Однако при низкой температуре медленнее протекает электрофорез, что объясняется загустением масла, то есть увеличением его вязкости. Таким образом, для уменьшения вязкости масла и, следовательно, для улучшения условий разделения фаз, его температуру для протекания процесса электрофореза следует увеличить не менее чем до 40С.

Вместе с тем для осаждения примесей масла в электрическом поле высокая температура нежелательна, поскольку она приводит к увеличению электропроводности и уменьшению пробивной напряженности масла /31/. Это в свою очередь вызывает непроизводительные затраты электроэнергии, связанные с увеличением времени электрофореза.

Таким образом, при выборе температурного режима электроосаждения следует учитывать свойства продукта, желаемую степень очистки и условия протекания процесса электрофореза. Оптимальная температура очистки для каждого продукта обычно определяется экспериментально /58/.

Масло, находящееся в емкостях установленных в маслоцехах, имеет температуру 18 - 22С, а выходящее с пресса, температуру 80 - 100С. Именно этот диапазон и целесообразно принять при планировании эксперимента.

В настоящей работе, для получения исходных данных в виде зависимостей, температура масла варьировалась в пределах 20 - 100 С.

Как следует из теории процесса электрофореза, одним из наиболее важных факторов при очистке подсолнечного масла с применением электрического поля является его напряженность. Напряженность поля между электродами определяется напряжением, приложенным к электродам, расстоянием между электродами и их формой. В простейшем случае, для плоскопараллельных электродов напряженность поля постоянна во всем объеме поля между электродами (за исключением небольшого пространства у их краев).

Для стержневых электродов максимальная напряженность поля наблюдается на поверхности стержней, минимальная — в плоскости, равноудаленной от противоположных по знаку электродов. Для камерных электродов максимальная напряженность поля будет на внешней поверхности внутреннего электрода, минимальная — на внутренней поверхности наружного электрода.

Характер изменения напряженности в межэлектродном пространстве достаточно полно освещен в специальной литературе /31/. В расчетах для простоты изложения примем, что во всех случаях напряженность электрического поля не изменяется, и будем использовать понятие градиента поля, равного отношению напряжения на электродах к расстоянию между ними.

Градиент поля, который необходимо создать между электродами, зависит в основном от количества отделяемых примесей, необходимой степени очистки, свойств очищаемого продукта (разности плотностей масла, примесей и вязкости), производительности аппарата, конструкции электродов.

Градиент поля должен быть тем больше, чем больше количество примесей, которые нужно отделить, чем выше требуемая степень очистки и необходимая производительность электроразделителя, и чем более вязкий продукт подвергается очистке. Для стержневых электродов требуется более низкое напряжение, а, следовательно, и меньший градиент поля, чем для пластинчатых и камерных (данные о конструкции электродов приведены в источнике /58/). Практически градиент поля обычно подбирают опытным путем в каждом конкретном случае.

Однако эффективное отделение примесей происходит только в определенном интервале градиента поля. При градиенте поля ниже оптимального, эффект разделения резко ухудшается, при повышенном градиенте наступает бурное "электрическое перемешивание", приводящее к раздроблению частиц на более мелкие и созданию более тонкодисперсной эмульсии, чем исходная. Последнее приводит к увеличению энергозатрат на очистку, а в предельном случае делает осаждение примесей на электроде невозможным.

На промышленных установках электроочистки дисперсных жидкостей градиент поля обычно равен 80 - 400 кВ/м. При использовании стержневых электродов для обезвоживания масел и парафинов 150 — 200 кВ/м. При использовании пластинчатых и камерных электродов градиент поля находится в пределах 150 - 400 кВ/м /58/.

При уменьшении расстояния между электродами и одновременном сохранении градиента поля производительность электроразделителя возрастает. Это подтверждается сравнением результатов работы промышленных электроразделителей и результатами главы 2.

В промышленных электроразделителях (электрофильтрах) расстояние между электродами обычно составляет 0,08 - 0,12 м. Это объясняется удобством монтажа электродов, удобством очистки без разборки, уменьшением опасности замыкания электродов токопроводящими цепочками.

Очевидно, уменьшать расстояние между электродами целесообразно в электроразделителях, предназначенных для очистки не сильно загрязнённых масел, при которой электроды загрязняются не интенсивно. Для удобства монтажа электродов с уменьшенным зазором их целесообразно изготавливать и поставлять готовыми секциями.

Результаты проверки и уточнения теоретических положений

Статистический анализ полученных уравнений показал, что все коэффициенты значимы с уровнем значимости не хуже 0,01. Сходимость экспериментальных данных и полученных в виде уравнений регрессии проверялась по критерию Кохрена /28, 77/.Для этого была принята нулевая гипотеза об однородности генеральных дисперсий. Вычисленное значение критерия Кохрена составило GHa6.i = 0,151, что меньше табличного GKp = 0,3704. На основании этого нулевая гипотеза об однородности дисперсий не отвергается, то есть, проверка подтвердила возможность аппроксимации экспериментальных данных уравнениями регрессии. Поверхность отклика для энергопотребления представлена на рисунке 4.6. Как видно из полученного графика, оптимальные параметры электрофильтра находятся в пределах (температура масла: 40...44 С; градиент поля 4...5 кВ). Результаты уточняющего эксперимента приведены на рисунке 4.7, а на рисунке 4.8 приведены сечения поверхности отклика в зоне оптимальных значений. Эти сечения представляют собой графики зависимостей энергоемкости очистки подсолнечного масла от напряжения при различной температуре. Как следует из полученных графиков, оптимальное сечение проходит при температуре 42С.

Анализ полученных уравнений показал, что оптимальные значения параметров электростатического фильтра расположены в зоне минимального зазора, определяющего пробивное напряжение, что хорошо согласуется с ранее полученными теоретическими результатами. Однако, оптимальное значение напряжения ниже предельно допустимого. Это можно объяснить влиянием ранее неучтенных факторов, таких как изменение напряженности поля на краях электродов, силы тяжести частиц примеси в масле после их агрегатирования. Для определения минимального значения энергоемкости и соответствующих ей напряжения и температуры, использовалась функция "Поиск решения" стандартного пакета программ Microsoft Excel. Таким образом, оптимальные параметры электростатического фильтра по критерию энергопотребления по полученным уравнениям регрессии должны быть следующие: U = 4,4 кВ, b = 0,01м, Э = 42С. Расчетное энергопотребление при этих параметрах равно 12 Вт-ч/кг. Результаты экспериментальных исследований несколько отличаются от аналитически полученных выводов, а именно, оптимальное по энергоемкости межэлектродное расстояние больше минимально возможного по технологическим соображениям (0,01 м против 0,005 м). Это можно объяснить, что при малых расстояниях увеличивается бурление масла вблизи отрицательного электрода (что отмечалось и визуально при проведении эксперимента). Бурление масла препятствует осаждению примесей и увеличивает время очистки. В результате энергопотребление увеличивается. Следует отметить, что современная теория электрофореза не позволяет аналитически описать и учесть это явление, поэтому экспериментальные исследования оправданы.

Для проверки и подтверждения теоретических и экспериментальных исследований, полученных в лабораторных условиях, нами были проведены эксперименты в условиях производства. С этой целью лабораторная установка была перенесена в действующий маслоцех.

Для того, чтобы проверить работу установки на различных температурах и для снятия данных, установка подключалась в разных местах технологической линии очистки масла: непосредственно после пресса, до и после бельтинг — фильтра, после отстойников.

Маслоцех при СПК СА "Верный путь" производит "жареное", нерафинированное подсолнечное масло, которое имеет высокое цветное число. Эксперимент проводился на плоских расположенных параллельно друг другу электродах выполненных из пищевой нержавеющей стали. Расстояние между электродами составляло 10 мм. В ходе эксперимента был подобран оптимальный градиент поля, который находится в интервале 400 — 600 кВ/м.

Маслоцех ООО "Ярагросервис" производит "пареное", нерафинированное подсолнечное масло. Эксперимент проводился на концентрических электродах, выполненных из меди. Расстояние между электродами составляло 10 мм. В ходе эксперимента был подобран Сопоставление полученных результатов в ходе производственной проверки с аналогичными результатами теоретических и экспериментальных исследований подтвердили достоверность последних. Небольшие отклонения объясняются выше перечисленными допущениями. 1. В ходе экспериментальных лабораторных исследований определены среднестатистические параметры подсолнечного масла, выходящего после пресса. 2. Установлено, что сопротивление масла постоянному току не зависит от приложенного напряжения и является постоянной величиной конкретного масла. Однако его численное значение, оставаясь постоянным при изменении напряжения между электродами, зависит от влажности и температуры масла. 3. Экспериментально полученные оптимальные параметры процесса очистки и электростатического фильтра более точны по отношению к полученным теоретически, так как последние определялись без учета процессов, проходящих вблизи электродов. 4. Производственная проверка подтвердила результаты, полученные теоретически и экспериментально, и позволила определить наиболее рациональное место установки электростатического фильтра в технологической линии производства подсолнечного масла. Расчет экономической эффективности применения электрофо ретического фильтра очистки подсолнечного масла проводится на основании действующих методик, стандартов и нормативных документов /64, 65, 85/ с учетом среднегодового уровня инфляции.

Основными показателями экономической оценки применения установки для очистки подсолнечного масла являются: снижение энергопотребления, уменьшение времени обслуживания, уменьшение трудозатрат на очистку от примесей, снижение металлоемкости конструкции, а также получаемый на предприятии годовой эффект в виде чистого дисконтированного дохода (ЧДД) /62, 63, 91/. Сельскохозяйственные предприятия в настоящее время работают в условиях рыночной экономики и инфляции. Чистый дисконтированный доход определяется как сумма текущих эффектов за весь расчетный период, приведенная к начальному шагу (году, кварталу, месяцу), или как превышение интегральных результатов над интегральными затратами /56, 91/.

Похожие диссертации на Электростатический фильтр для очистки подсолнечного масла