Массообменные и теплообменные мембранные процессы в комплексной переработке растительных масел (01.06.2009)

Автор: Схаляхов Анзаур Адамович

Таблица 6 - Физико-химические показатели рафинированного подсолнечного масла, обезжиренных фосфолипидов, жирных кислот и биотоплива

Наименование показателя Значение показателя

Традиционная схема Разработанная схема

Рафинированное масло

Кислотное число, мгКОН/г

0,25 0,10

Перекисное число, ммоль активного кислорода / кг

Массовая доля фосфолипидов, %

отсутствие отсутствие

Выход рафинированного масла, % к исходному нерафинированному маслу

95,37

Обезжиренные фосфолипиды

Массовая доля фосфолипидов в продукте, %

94,50 98,70

Перекисное число, ммоль активного кислорода / кг

Выход обезжиренных фосфолипидов, % к их содержанию в исходном нерафинированном масле

53,84

Выход обезжиренных фосфолипидов, % к исходному нерафинированному маслу

Жирные кислоты

Массовая доля жирных кислот в продукте, %

95,30 99,15

Выход жирных кислот, % к их содержанию в исходном нерафинированном масле

80,50

Выход жирных кислот, % к исходному нерафинированному маслу

Биотопливо

Кислотное число, мгКОН/г

- 0,10

Температура вспышки, оС

Плотность при 15 оС, г/см3 - 0,883

Осуществление процесса извлечения свободных жирных кислот из нерафинированного масла двуокисью углерода в мембранном экстракторе позволяет эффективно организовать технологический процесс получения рафинированного растительного масла и жирных кислот, т.е. конструкция данного узла дает возможность получить конечный продукт - жирные кислоты и промежуточный продукт – масло - для дальнейшей гидратации, сушки, получения рафинированного масла, также являющегося конечным продуктом и получения фосфолипидной эмульсии, являющейся промежуточным продуктом для получения конечного продукта - обезжиренных фосфолипидов и промежуточного продукта – нейтрального масла.

Осуществление процесса конденсации паров ацетона из их смеси с азотом в мембранном парогазовом конденсаторе позволяет использовать инертной газ-азот на основных стадиях экстракционной технологии обезжиривания фосфолипидов.

Полученное при обезжиривании фосфолипидов масло является сырьем для получения биотоплива.

Таким образом, данное сочетание узлов и аппаратов в специальном расположении, взаимно влияющих и обусловливающих эффективную работу каждого из них, позволяет эффективно осуществлять технологический процесс с получением четырех высококачественных готовых продуктов: рафинированное масло, обезжиренные фосфолипиды, жирные кислоты и биотопливо.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Процессы переноса массы и тепла системы «жидкость – жидкость» в аппаратах с объемом, структурированном мембранными перегородками, обеспечивают стабильные и высокие удельные отношения площади поверхности раздела фаз к объему, что позволяет создать аппараты с независимыми по расходу и направлениям потоков, реализующие инновационные процессы комплексной технологии переработки растительных масел, позволяющие повысить степень энергосбережения, безотходности и экологической безопасности, что обеспечивает конкурентоспособность современного производства.

2. Анализ эффективных режимов переноса массы и тепла в контакторе с половолоконными мембранами на основе полученных зависимостей концентрационных и температурных распределений по длине аппарата для различного взаимного направления потоков и продольного перемешивания во взаимодействующих фазах определил условия достижения предельной эффективности в зависимости от чисел единиц переноса и Пекле по обеим фазам.

3. При анализе интенсивности процессов массо- и теплопереноса в аппаратах с объемом, структурированном мембранами, необходимо учитывать сопротивление мембран и формулировать задачу конвективного переноса в текущей среде как сопряженную с переносом потоков диффузией и теплопроводностью в стенке мембраны.

4. Решение сопряженных задач массо- и теплопереноса проведено методами конечных разностей, и результаты численного моделирования кинетических зависимостей представлены уравнениями в обобщенных переменных.

5. Описание переноса потоков через мембраны при изменении давления с обеих сторон мембраны получено решением методом операционного исчисления системы обыкновенных дифференциальных уравнений через давления с граничными условиями для любой комбинации патрубков внутреннего и внешнего объемов в модуле.

6. Зависимости для поперечной и тупиковой фильтрации позволяют определить по результатам экспериментов определения проницаемости мембран, которые в исследованном диапазоне (избыточное давление до 1 бар) практически не зависели от давления и соответственно составили для полипропиленовых половолоконных мембран фирмы EIDOS (Чехия): РР-М5 – 4,4?10-15 м; РР-М6 – 1,33?10-14м и керамических трубчатых мембран произведенных фирмой НПО «Керамикфильтр» (Москва) – 7,43?10-13м.


загрузка...