Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Производство и переработка.растительных масел являются важнейшим сектором перерзбашпаюишх отраслей агропромышленного комплекса, поскольку обеспечиваю! покрытие потребностей как в жировых продуктов пнгання, так-и материалах промышленного назначения. При этом в масложнровон промышленности одной из проблем является изучение окисления растительных масел под действием кислорода. . Известно, что _ при соприкосновении масел с
-кислородом воздуха образуются различные продукты их ряспада, ухудшаются органолелтическне ..свойства. -Тамге- масла не. могут быть использованы на пищевые цели. При глубоком же. окислении масел они приобретают ценные свойства, благодаря которым могут быть использованы для получения натуральной окисленной олифы. В производстве натуральной окисленной льняной и конопляной олифы одной из основных операций их получения является взаимодействие масла с воздухом при нагревании (оксидирование). В настоящее время данная операция проводится, преимущественно, путем барботажа воздуха через масло или в предложенном К. А. Мельниковым пенном режиме. Однако этим методам присущи следующие недостатки: сложность конструкции аппзратоп; наличие специальных' газодувочных устройств; высокие затраты энергии из-за пршгудителыгой подачи воздуха к оксидируемому маслу.
Устранеіше выше перечисленных недостатков возможно при осуществлешш оксидирования раститслышк масел в струйных течениях. Для их реализации предложена конструкция кожухотрубного струйно-инжекциошюго аппарата (КСИА), пршщип действия которого основан па том, что высокоиапорная среда (жидкость), увлекая за собой нпзконапбриую среду (газовую фазу), передает ей свою кинетическую энергию и перемешивается с ней. КСИА относится к газожидкостным аппаратам, в которых возможно проводить теп лообменные и массообмениые процессы
-одновременно,;""" причем исключается необходимость прнмеїссния специальных газодувочных устройств. Однако недостаток сведений о закономерностях оксидирования и отсутствие методов itx_ расчета препятствуют широкому их использованию в промышленности. г ."" Работа была поисковой и выполнена по заказу щюмышленности.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является изучение закономерностей гидродинамики и массообмена при охендированші растительных масел в КСИА с получением готового продукта (оксидата) с заданными физико-химическими свойствами. ,
В связи с поставленной Целью необходимо решить следующие задачи: - экспериментально исследовать тгжектнрующую способность струи при оксиднрованіш распггсльпых масел в КСИА;——„
, - определить массообменную и реакционную составляющие
процесса оксидирования;
экспериментально изучить изменение объемного коэффициента массоотдачн и на основании полуэмннрической^ теории турбуленпшго переноса получпгь расчетные зависимости для определения коэффициента массоотдачн;
выявим, влияние температуры и расхода воздуха на физико-химические параметры готового продукта (оксидата);
определить рациональный режим осуществления процесса оксидирования в КСІІА с точки зрения экономии энергозатрат и получения готового продукта (оксидата) с заданными физико-химическими показателями;
разработать методику расчета оксиднропашш растительных масел в КСИА.
Объектом исследования являлись модель КСИА, и процессы, протекающие о пей при оксидировании. В качестве исследуемого продукта использовалось льняное масло, а в качестве газовой среды - кислород воздуха.
Научная новизна. В диссертацношюй работе представлены результаты, впервые полученные при окислительной полимеризаций растительных масел в КСИА. На основе .полуэмпирической теории турбулентного переноса получено критериальное уравнение для определения коэффициента массоотдачн со стороны жидкой фазы. Определены химическая и массообмсішая составляющая при оксидировании растительных масел в КСИА, Установлен рациональный режим оксидирования с точки зрения экономии энергоресурсов и получения готового продукта с заданными физико-химическими показателями.
Практическая ценность.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей гидродинамики и массообмена в КСИА были использованы при разработке методики расчета и проектирования струйно-шгжекционных оксидаторов для окислительной полимеризации растительных масел. В результате проведенных исследований было установлено, что кожухотрубные струйно-инжекциощше аппараты целесообразно использовать для решения практических задач получения готового продукта (оксидата) пригодного для производства натуральной окисленной олифы.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава, научных работников, инженеров и аспирантов СПГУНнПТ (І998-200О г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит, из введения, 5 глав, выводов, списка литературы из 167 наименований, в том числе 46 иностранных, и приложения. Работа содержит 27 рисунков и 13 таблиц. Общий объем диссертационной работы 139 стр.