Определение энергосберегающих режимов сушки в аппарате виброкипящего слоя
Another Title
Determination of Energy-Saving Drying Modes in Vibrofluidized Bed Apparatus
Bibliographic entry
Кожевников, М. М. Определение энергосберегающих режимов сушки в аппарате виброкипящего слоя = Determination of Energy-Saving Drying Modes in Vibrofluidized Bed Apparatus / М. М. Кожевников, В. И. Никулин, С. Н. Адамов // Наука и техника. – 2023. – № 3. – С. 243-247.
Abstract
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.
Abstract in another language
The traditional pectin production technology is highly energy-intensive and environmentally unsafe. One of the possible ways to improve the technological process of pectin production is to dry directly the petine hydrolyzate before it is precipitated with ethyl alcohol. The most effective method of drying pectin hydrolyzate is drying in a vibrofluidized layer of an inert material, which provides high productivity in terms of evaporated moisture per unit volume of the chamber and the quality of the resulting dry product. This paper proposes a method for optimizing the drying process of pectin hydrolyzate in the apparatus of a vibrofluidized layer of an inert material, which makes it possible to determine the values of regime parameters at which the drying process proceeds with minimal costs for thermal and electrical energy. The technique is based on the experimentally obtained relationship between the specific productivity of the drying unit and the following operating parameters of the drying process: the air velocity in the drying chamber, the initial air temperature, the specific load related to the area of the gas distribution grid, the initial concentration for dry substances. On the basis of this experimental dependence, the criteria for assessing the reduced costs for heat and electric energy are formalized. A complex criterion for optimizing the drying process in a vibrofluidized bed is formulated, the minimization of which makes it possible to increase the efficiency of the drying process. Restrictions on the ranges of variation of the operating parameters of the drying process are formulated as well. The posed problem of optimization of the drying process in a vibrofluidized bed is solved numerically using the method of sequential quadratic programming and recommendations are formulated on the values of operating parameters for conducting the process in the optimal mode.
View/
Collections
- № 3[11]