Совершенствование системы получения этанола для добавки в моторное топливо

или в стеарате кальция. Это позволяет получить упаковочный материал с фунгицидным действием, замедляющий микробиологическую порчу упакованного в него продукта. Использование такого материала позволяет уменьшить потери пищевых продуктов от микробиологической порчи и в результате увеличить срок их хранения, исключив при этом ингибирующее воздействие традиционных канцерогенных химических консервантов на пищеварительные ферменты. Этот эффект достигается благодаря входящему в состав упаковочного материала эфирному маслу из семян пряно-ароматических растений, которое обладает бактерицидными свойствами.

Предлагаемый упаковочный материал состоит из полиэтилена высокого давления (ПЭВД). В качестве пластификатора использовали жирное масло из семян амаранта, кориандра, тмина; в качестве антисептика -эфирное масло из семян этих растений. В пакеты из нового упаковочного материала (содержащего ПЭВД -85%, жирное масло из семян пряных растений - 13%, эфирное масло из семян пряных растений - 2%) и в пакеты из стандартной полиэтиленовой пленки фасовали по 1,5 кг сладкого перца, запаивали пакеты и хранили при температуре +5°С. Через 2,5 мес хранения потери перца от микробиологической порчи составили: в бактерицидных пакетах - 8%, в обычных - 35%. Срок хранения перца в бактерицидных пакетах увеличивается на 20% по сравнению с хранением в обычных пакетах.

Для фасовки других продуктов использовали упаковочный материал в виде картона, дублированного 0,1 мм слоем ПЭВД (78%) с содержанием эфирного масла тмина - 19% и жирного масла тмина - 3%, для изготовления молочных пакетов вместимостью 1 дм3. В пакеты фасовали пастеризованную молочную сыворотку и хранили в помещениях при неконтролируемых параметрах среды. Срок хранения молочной сыворотки увеличился по сравнению с контролем на 37,5%.

Упаковочный материал в виде картона, дублированного 0,01 мм слоем алюминиевой фольги и 0,1 мм пленкой из ПЭВД (78%) с содержанием эфирного масла тмина - 18,5% и жирного масла тмина - 3,5%, использовали для изготовления пакетов вместимостью 0,25 дм3, в которые фасовали пастеризованный высокоэнергетический напиток на основе плазмы крови и черноплодно-рябинового красителя. Хранили образцы при неконтролируемых параметрах среды. Срок хранения напитка увеличился вдвое по сравнению с контрольным образцом.

Установка для производства бактерицидной пленки разработана с участием авторов и изготовлена в ООО «Предгорье» (Краснодар). Основным сырьем для получения упаковочных материалов являются полиолефи-ны, натуральные пищевые полимеры, эфирные и жирные масла лекарственных и эфиромасличных растений.

Полиолефин, после весового дозатора, поступает в экструдер, где разогревается путем сжатия в пресс-шнеке, а также за счет электрического разогрева: в 1-й зоне - до 80°С, во 2-й - до 120°С, в 3-й - от 130 до 150°С. После прохождения всех зон расплавленная смесь выходит через вращающуюся кольцевую головку в виде двуосноориентированного полиэтиленового рукава и поступает в узел, где происходит пневматическое растяжение рукава и формирование необходимой продукции (полотно, рукав, полурукав) с заданной толщиной пленки. Все виды бактерицидной пленки сматываются в рулоны и поступают в склад готовой продукции. Такой упаковочный материал обладает низкой влагопроницаемостью и инертностью по отношению к упаковываемому продукту.

Кафедра технологии мясных и рыбных продуктов

Поступила 25.10.07 г.

661.722

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТАНОЛА ДЛЯ ДОБАВКИ В МОТОРНОЕ ТОПЛИВО

З.А. АЧЕГУ, Т.Г. КОРОТКОВА, Е.Н. КОНСТАНТИНОВ

Кубанский государственный технологический университет

В последнее время проводится внедрение моторного топлива с добавлением этанола. Производство биотоплива служит не только целям использования возобновляемых энергоресурсов, но и развитию сельского хозяйства за счет обеспечения надежного сбыта зерновой продукции.

Биотопливо получают путем смешения бензина с этанолом. Оба этих продукта производят независимо друг от друга на нефтеперерабатывающих заводах и брагоректификационных установках (БРУ). Пищевой

спирт, получаемый на БРУ, имеет высокую цену и его использование в композиции с бензином нерентабельно. Однако при производстве спирта для моторного топлива (биоспирта) требования к его качеству снижаются. Это позволяет внести изменения в технологическую схему и режим работы установок с целью снижения капитальных и энергетических затрат.

Нами решались задачи реконструкции БРУ косвенного действия и определения ее оптимального режима для производства спирта для биотоплива, обеспечивающие повышение выхода спирта и снижение энергозатрат.

Таблица

Пар аметры Номер тарелки бокового отбора

технологического режима 6 5

Давление, МПа:

верха 0,105/0,105 0,105/0,105

низа 0,128/0,128 0,128/0,128

Температура, °С:

верха 78,9/79,0 78,9/79,0

низа 106,7/106,6 106,5/106,6

номер тарелки:

4 101,2/101,3 100,5/100,3

6 96,4/97,2 95,5/96,2

8 92,7/93,7 92,2/93,0

16(питания) 87,3/87,8 87,6/88,0

Выход спирта, м3/сут 41,27/41,37 41,33/41,43

Концентрация в боковом отборе, об.%:

спирта 26,3/20,5 20,3/16,0

воды 40,9/41,8 46,7/46,0

Примечание: Количество бокового отбора, м3/сут: числитель -

0,7; знаменатель - 0,6.

При переводе действующих БРУ на производство биоспирта отпадает необходимость эпюрации, поэтому целесообразно исключить эпюрационную колонну из схемы, что позволит существенно снизить энергозатраты. В этом случае бражный дистиллят необходимо подавать непосредственно в спиртовую колонну. При производстве биоспирта отсутствует необходимость его очистки от эфиров, альдегидов, сивушных спиртов и сивушных масел. С этой точки зрения спиртовая колонна может работать без боковых отборов. Последнее было проверено нами путем моделирования работы ректификационной колонны. Использовалась математическая модель, идентифицированная по данным работы промышленных установок [1-3]. Оказалось, что при работе без боковых отборов наблюдается неустойчивый режим работы колонны, что приводит к несхо-димости вычислений. Это связано с тем, что промежуточные примеси не могут быть удалены с дистиллятом и с лютерной водой при жестких требованиях, предъявляемых к ним по содержанию воды в дистилляте (4 об.%) и спирта в лютере (< 0,015 об.%). Расчеты показали, что можно не проводить пастеризацию спирта, исключить отбор головной фракции, возвращаемой в классической схеме в эпюрационную колонну, а также отбор сивушных спиртов. При этих условиях для установки производительностью 40 м3/сут нами определялись оптимальное место и количество отбора сивушных масел из паровой фазы с нижних тарелок колонны при постоянных затратах греющего пара. В качестве функции цели принят максимальный выход биоспирта

при указанных выше ограничениях на качество продуктов колонны. Предварительно были установлены также границы неустойчивых режимов по величине бокового отбора с разных тарелок по высоте колонны. Для колонны с 80 колпачковыми тарелками при подаче питания в жидком виде крепостью 40 об.% на 16-ю тарелку наблюдается неустойчивый режим при отборе сивушного масла с 8-й тарелки и выше и с 4-й тарелки и ниже при различных величинах бокового отбора. При отборах с 5-7-й тарелок в количестве 0,5 м3/сут и ниже наблюдался также нестационарный режим. В результате этого область поиска оптимума была резко сужена. Лучшими оказались режимы с отбором с 5-6-й тарелок в количестве 0,6-0,7 м3/сут. В этих пределах технологический режим колонны изменялся незначительно (таблица).

Оптимальным оказался режим с отбором 0,6 м3/сут с 5-й тарелки. Следует отметить, что при этом режиме также минимальна концентрация этилового спирта в боковом отборе, что способствует его лучшему расслаиванию на сивушное масло и подсивушную воду.

Одновременно решалась задача производства спирта для моторного биотоплива путем совместной переработки бражки и бензина. Известно, что вода и бензин образуют расслаивающиеся смеси с коэффициентами активности, существенно отличающимися от единицы. Фазовые диаграммы становятся иными. В качестве функции цели использовалось содержание воды в биотопливе. Обеспечивался минимум функции цели. Параметрами служили расход бензина, подаваемого в спиртовую колонну, и номер тарелки его подачи. Оптимум находился методом покоординатного спуска. Оптимальным оказался режим подачи бензина на верхнюю тарелку колонны.

ЛИТЕРАТУРА

1. Константинов Е.Н., Короткова Т.Г., Ачмиз Б.М. Мо -

делирование процесса ректификации для непрерывных установок получения пищевого спирта // Изв. вузов. Пищевая технология. -1996. - № 5-6. - С. 55-59.

2. Разработка технологического режима для переработки сивушно-эфиро-альдегидной фракции на брагоректификационной установке косвенного действия с получением высококачественного спирта / Е.Н. Константинов, Х.Р. Сиюхов, Т.Г. Короткова и др. // Изв. вузов. Пищевая технология. - 2006. - № 2-3. - С. 64-66.

3. Чич С .К., Сиюхов Х.Р., Константинов Е.Н., Коротко -ва Т.Г. Установка непрерывного действия для получения этилового ректификованного спирта из фракций с повышенным содержанием эфиров, альдегидов, сивушных спиртов и сивушных масел // Мате -риалы 2-й Всерос. науч.-техн. конф. «Состояние и перспективы раз -вития сервиса: образование, управление, технологии». - Самара: ОФОРТ, 2006. - С. 369-374.

Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств

Поступила 31.10.07 г.