Непрерывная варка и кристаллизация сахара. Теоретические и экспериментальные разработки - Гулый И.С.
Скачать (прямая ссылка):
Ц = 4оехр(-^. (VI1-2)
Исследования [181, 318] показали, что после каждой подкачки Ц уменьшается, а в период между ними растет. В связи с этим целесообразно ввести коэффициент изменения цветности при варке утфеля без подкачек — 0Ц, за счет подкачек — 0П и 0 из уравнения (VII—2) записать в виде 0 = 0Ц±0П.
При варке утфеля протекают две реакции, приводящие к образованию окрашенных продуктов: карамелизация сахарозы в пограничном с поверхностью нагрева слое, где имеет место значительный перегрев [72], и взаимодействие аминокислот с моносахаридами и продуктами их разложения {285, 289, 290]. С увеличением СВ скорость первой реакции растет за счет увеличения толщины перегретого слоя, второй — за счет увеличения концентрации реагирующих веществ [285, 289]. В процессе варки
!---
1 1 « • •
• »
• •« * • •• ?_._s
-it • - i i 1 1
L 1 1 i ! Г "I
i 1
содержание несахаров в межкристальном растворе увеличивается, что приводит к снижению его Цб.
Выразим коэффициент k\ уравнения (VII—2) соотношением
Й! = (СВ2—СВ{) (Дб,-Дб2) ЮО-1. (VII-3)
Для определения 0Ц и 0П получили выражения [181]
04 = ftrfilge[lgW + SA«1)-lB«oГ1; (VH-4)
0П = k3x lg е [1е(Ц + ЗЛЦ2) -Ig ЦоГ1, (VI1-5)
где I’AZ/t— суммарное нарастание цветности в течение т мин в интервалах между подкачками;
2ДЦг — суммарное уменьшение цветности утфеля при подкачках патоки.
Рис. VII—14. Зависимость коэффициента изменения цветности при варке утфеля II продукта без подкачек от содержания редуцирующих веществ (Л. И. Требин).
На основании экспериментальных данных 0П=177О [181].
Величина 0Ц зависит от многих факторов: температуры, pH, РВ, конструктивных особенностей вакуум-аппарата, состава не-сахаров и др. Изучена зависимость 0Ц от содержания редуцирующих веществ РВ, количество которых также меняется в течение цикла уваривания. В первом приближении для определения 0ц воспользовались значением содержания РВ в исходном растворе (РВ0) и зависимость 0Ц = / (РВ0) представили в виде [181] (рис. VII—14):
0Ц = 2250— 1830Я50. (VI1-6)
На основании (VII—2), (VII—3) и (VII—6) получили кинетическое уравнение нарастания цветности при уваривании утфеля II продукта [181]
п-п* Г (СВ,-СВ1у(Дб1-Дб,)<- ю-2]
ц До хр 4-103 — 1,83- 103ЯВ _Г
которое применимо при температуре варки 76—80° С, pH исходного раствора 6,8—7,3 и содержании РВ от 0,05 до 1%. Расчетные значения Ц и экспериментальные данные для указанных условий согласуются удовлетворительно [181] (табл. VII—4).
Таблица VI1-4
Ц0 РВ т, мин Дб, св2 Дб2 расчетная Л
факти
ческая
82,8 0,78 302 82,0 77,8 86,8 63,8 119 113
95,3 0,42 355 81,2 78,2 86,2 65,1 143 152
118 1,02 305 82,8 78,8 86,9 65,2 159 163
134 0,93 600 82,5 77.9 85,6 64,1 187 195
171 0,87 430 82,5 77,6 86,7 63,8 165 251
183 0,16 530 82,3 77,9 86,2 64,4 244 231
271 0,69 565 83,2 77,9 86,0 63,8 340 322
5. ДИНАМИКА ПРОЦЕССОВ 5
В ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОМ ВАНД
Теоретический анализ и моделирование процессов (см. гл. V.4, 6), а также опыты >на полупромышленной модели ВАНД показали, что на первом этапе исследований методы активного эксперимента для определения динамических характеристик ВАНД неприменимы. Это объясняется длительностью переходного процесса и значительными переходными запаздываниями в системе, что очень затрудняет, а зачастую и не позволяет выделить искомую реакцию звена от действия приложенного возмущения на фоне случайных помех и неконтролируемых воздействий. Без специальной САР, что возможно только при известных динамических характеристиках объекта, не удается стабилизировать только исследуемый параметр.
В силу этого динамические характеристики ВАНД определяли в основном статистическим методом [165, 166, 223, 224] по результатам нормальной эксплуатации аппарата в установившемся режиме работы.
По результатам записей изменений параметров во время непрерывной варки утфеля на аналоговой или цифровой вычислительной машине определяли математическое ожидание исследуемого параметра. Процесс проверяли на стационарность по независимости математического ожидания параметра от текущего времени и координаты начала отсчета [147, 247].
Для стационарного процесса вычисляли корреляционные У?х(то) и взаимно корреляционные RXj(то) функции входных и выходных параметров [165, 223, 247]
т
Rx (to) = J [* (t) — tnox] [x (t +10) mox] dx, (V11 - 8)
