Определение энергосберегающих режимов сушки в аппарате виброкипящего слоя

Традиционная технология производства пектина – высокозатратная, энергоемкая и экологически небезопасная. Одним из возможных способов совершенствования технологического процесса производства пектина является сушка непосредственно пектинового гидролизата до его осаждения этиловым спиртом. Наиболее эффективный способ сушки пектинового гидролизата – сушка в виброкипящем слое инертного материала, обеспечивающая высокую производительность по испаренной влаге с единицы объема камеры и качеству получаемого сухого продукта. В данной работе предложена методика оптимизации процесса сушки пектинового гидролизата в аппарате виброкипящего слоя инертного материала, позволяющая определить значения режимных параметров, при которых процесс сушки протекает с минимальными затратами на тепловую и электрическую энергию. Методика основана на полученной экспериментально зависимости между удельной производительностью сушильной установки и следующими режимными параметрами процесса сушки: скоростью движения воздуха в сушильной камере, начальной температурой воздуха, удельной нагрузкой, отнесенной к площади газораспределительной решетки, начальной концентрацией по сухим веществам. На основе этой экспериментальной зависимости формализованы критерии оценки приведенных затрат на тепловую и электрическую энергию. Сформулирован комплексный критерий оптимизации процесса сушки в виброкипящем слое, минимизация которого позволяет повысить эффективность ведения процесса сушки. Сформулированы ограничения на диапазоны изменения режимных параметров процесса сушки. Поставленная задача оптимизации процесса сушки в виброкипящем слое решена численно с использованием метода последовательного квадратичного программирования, сформулированы рекомендации по значениям режимных параметров для ведения процесса в оптимальном режиме.

1. Донченко, Л. В. Технология пектина и пектинопродуктов / Л. В. Донченко, Г. Г. Фирсов. Краснодар: КГАУ. 2006. 276 с.

2. Василенко, З. В. Разработка научно обоснованной технологии производства пектина из выжимок яблок / З. В. Василенко, В. И. Никулин, Л. В. Лазовикова // Вестник МГУП. 2018. № 1 (24). С. 38–42.

3. Василенко, З. В. Влияние условий процесса гидролиза – экстрагирования протопектина яблочных выжимок на качество получаемого пектина / З. В. Василенко, В. И. Никулин, В. А. Седакова // Хранение и переработка сельхозсырья. 2006. № 8. С. 25–27.

4. Никулин, В. И. Исследование влияния условий процесса гидролиза-экстрагирования протопектина сушеных выжимок яблок на качество получаемого пектина / В. И. Никулин, З. В. Василенко, Л. В. Азарова // Вестник МГУП. № 2 (5). 2008. С. 24–29.

5. Василенко, З. В. Влияние промывания выжимок яблок, высушенных в виброкипящем слое, на показатели качества пектина и структуру его молекулы / З. В. Василенко, В. И. Никулин, Л. В. Лазовикова // Вестник МГУП. 2016. № 1 (20). С. 3–8.

6. Влияние режимных параметров сушки концентрата пектина на производительность установки виброкипящего слоя инертного материала / З. В. Василенко [и др.] // Вестник МГУП. 2019. № 1. С. 112–119.

7. Оптимизация процесса сушки яблочных выжимок в многозональном аппарате виброкипящего слоя / З. В. Василенко [и др.] // Вестник МГУП. 2013. № 1 (14). С. 3−7.

8. Кафаров, В. В. Методы кибернетики в химии и химической технологии / В. В. Кафаров. М.: Химия, 1985. 448 с.

9. Айрапетьянц, Г. М. Совершенствование систем автоматического регулирования технологическими процессами / Г. М. Айрапетьянц, А. В. Акулич, Н. И. Ульянов. Могилев: МГУП, 2012. 322 с.

10. Измаилов, А. Ф. Численные методы оптимизации / А. Ф. Измаилов, М. В. Солодов. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2005. 304 с.