RU
Физико-математическое моделирование кинетики формирования осадка в процессе разделения утфеля в центрифуге периодического действия
Номер: 2-3 (396), 2024Страницы: 74-81
Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
Автор(ы): В.А. Грибкова, Е.В. Семенов, А.А. Славянский, Д.П. Митрошина, А.А. Авакова
Аннотация:
Технологический процесс производства кристаллического белого сахара чрезвычайно сложен и включает в себя ряд последовательных этапов. Одним из наиболее важных является разделение утфеля в поле действия центробежных сил, поскольку центрифугирование играет важную роль в формировании качественных характеристик готового продукта – кристаллов белого сахара. При этом на этапе разделения утфеля в целом необходима информация о физическо-механических и геометрических параметрах, а также дисперсионных свойствах оттеков утфеля I кристаллизации как предмета их обработки в дальнейшем для условий уваривания на их основе утфеля II кристаллизации или при аффинировании получаемого из него сахара II кристаллизации. Предложено математическое описание процесса разделения утфеля I кристаллизации с учетом гипотезы стесненного движения его кристаллов в жидкостном центробежном потоке его жидкостной системы. С целью уточнения этой математической модели исследован процесс формирования скелета осадка из кристаллов сахарозы, оседающих на обечайке ротора фильтрующей центрифуги периодического действия после центробежной обработки утфеля I кристаллизации в поле действия центробежных сил. На основе базы данных по скорости фильтрации сквозь поры осадка определена скорость протекания (скорость фильтрации) оттека через кристаллический осадок на ситовой поверхности ротора и обосновано выражение критического диаметра частицы сахарозы в оттеке. На базе этого соотношения установлены собственно дисперсионные свойства оттека I кристаллизации (концентрации и размера частиц, их гранулометрического состава). Проведен численный анализ производительности центрифуги в зависимости от содержания сухих веществ в утфеле и кинематики ротора в образованном в процессе центрифугирования слое кристаллов сахара.
Ключевые слова: центрифугирование, утфель, кристаллы сахара, оттек
EN
Physico-mathematical modeling of the kinetics of sediment formation in process of separating massecuite in a batch centrifuge
Number: 2-3 (396), 2024Pages: 74-81
Section: Food engineering, Processes, Equipment and Automation of Food Production
Authors(s): Gribkova V.A., Semenov E.V., Slavyanskiy A.A., Мitroshina D.P., Avakova A.A.
Annotation:
The technological process for producing crystalline white sugar is extremely complex and includes a number of successive steps. One of the most important is the separation of massecuite in the field of action of centrifugal forces, since centrifugation plays a significant role in the formation of the quality characteristics of the finished product – white sugar crystals. At the same time, at the stage of separating the massecuite as a whole, the problem of information arises about the physical-mechanical and geometric parameters, as well as the dispersion properties of the outflows of massecuite I crystallization as the subject of their further processing, for the conditions of boiling massecuite II crystallization on their basis or when refining the resulting massecuite sugar II crystallization. A mathematical description of the separation process of massecuite I crystallization is proposed, taking into account the hypothesis of constrained movement of its crystals in the liquid centrifugal flow of its liquid system. In order to clarify this mathematical model the process of formation of a sediment skeleton from sucrose crystals deposited on the rotor shell of a batch filter centrifuge after centrifugal processing of massecuite I crystallization in the field of centrifugal forces has been investigated. On the basis of the data on the rate of filtration through the pores of the sediment, the flow rate (filtration rate) of the runoff through the crystalline sediment on the sieve surface of the rotor defined has been determined and the expression of the critical diameter of the sucrose particle in edema has been substantiated. On the basis of this relationship - the actual dispersion properties of the runoff I of crystallization (concentration and particle size, their granulometric composition) were set. Numerical analysis of the performance of the centrifuge was carried out depending on the content of dry substances in the massecuite and the kinematics of the rotor in the layer of sugar crystals formed during the centrifugation process.
Keywords: centrifugation, massecuite, sugar crystals, swelling
DOI: 10.26297/0579-3009.2024.2-3.1