تحقیق بهینه سازی قند گیری از ملاس به روش استفنsteefen 31 ص

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..docx) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 29 صفحه

 قسمتی از متن word (..docx) : 
 

1
‏بهینه ‏سازی ‏قند ‏گیری ‏از ‏ملاس ‏به ‏روش ‏استفنsteefen
‏چکیده:
‏ملاس ‏یکی ‏از ‏محصولات ‏جانبی ‏صنعت ‏قند ‏می ‏باشد ‏که ‏ه ‏نوز ‏شامل ‏مقادیر ‏زیادی ‏قند ‏می ‏باشد . ‏به ‏طوری ‏که ‏حدود 50 % ‏یعنی ‏نصف ‏ملاس ‏حاصل ‏ازچغندر ‏قند ‏را ‏ساکارز ‏تشکیل ‏می ‏دهد . ‏یکی ‏از ‏راههایی ‏که ‏برای ‏جدا ‏کردن ‏قند ‏موجود ‏در ‏ملاس ‏وجود ‏دارد، ‏استفاده ‏از ‏دستگاه ‏استفن ‏می ‏باشد . ‏بنابر ‏این در ‏کارخانجاتی ‏که ‏مجهز ‏به ‏این ‏سیستم ‏می ‏با ‏شند، ‏می ‏توان ‏به ‏کمک ‏یک ‏سری ‏اعمال ‏شیمیایی ‏بیشترین ‏مقدار ‏این ‏قند ‏را ‏از ‏ملاس ‏جدا ‏نمود . ‏به ‏این ‏علت که ‏کارخانجات ‏قند ‏ایران ‏از ‏این ‏روش ‏جهت ‏قند ‏گیری ‏از ‏ملاس ‏استفاده ‏می ‏کنند، ‏لذا ‏این ‏طرح ‏به ‏تحقیق ‏و ‏بررسی ‏در ‏رابطه ‏با ‏بهینه ‏سازی ‏این ‏روش ‏می پردازد. ‏بهینه ‏سازی ‏مذکور ‏د ‏ر ‏رابطه ‏با ‏سه ‏عامل ‏قلیایی ‏رآکتور، ‏درجه ‏حرارت ‏رآکتور ‏و ‏بریکس ‏فرملاس ‏می ‏باشد . ‏بدین ‏منظور ‏انجام ‏این ‏تحقیقات ‏شامل دو ‏مرحله ‏می ‏باشد: 1- ‏ساخت ‏پایلوت ‏پلنت ‏قند ‏گیری ‏از ‏ملاس ‏به ‏روش ‏استفن 2. ‏انجام ‏آزمایشات ‏مورد ‏نظر ‏توسط ‏پایلوت ‏پلنت این ‏آزمایشات ‏شامل 27 ‏تیمار ‏در ‏سه ‏تکرار ‏بوده ‏و ‏در ‏هر ‏تکرار ‏صفات ‏بریکس، ‏پلاریزاسیون ‏و ‏کوسیان ‏در ‏مورد ‏شربت ‏ساکارات، ‏پس Ĥ‏ب ‏سرد ‏و ‏پساب گرم ‏مورد ‏اندازه ‏گیری ‏قرار ‏گرفته ‏است . ‏نتایج ‏بدست ‏آمده ‏نشان ‏داد ‏که ‏بریکس ‏فرملاس، ‏قلیایی ‏و ‏دمای ‏رآکتور، ‏اثر ‏بسیاری ‏بر ‏کوسیان ‏ساکارات ‏و ‏درنتیجه ‏راندمان ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏دارد . ‏اثرات ‏متقابل ‏نتایج ‏نشان ‏میدهد ‏که ‏چنانچه ‏بریکس ‏فرملاس 10 ‏، ‏قلیایی ‏رآکتور 10 ‏و ‏دما ‏ی ‏رآکتور c 8o ‏باشد،در ‏این ‏صورت ‏بهترین ‏راندمان ‏را ‏در ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏خواهیم ‏داشت.
‏واژه ‏هاي ‏آليدي: ‏ملاس ‏، ‏قند ‏گيري ‏از ‏ملاس ‏، ‏روش ‏استفن
-1 ‏مقدمه :
‏فرآیند ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏به ‏روش ‏استفن ‏، ‏بر ‏اساس ‏پیوند cao ‏با ‏ساکارز ‏استوار ‏می ‏باشد. ‏طرز ‏کار ‏قند ‏گیری ‏از ‏ملاس ‏بروش ‏استفن ‏بدین ‏طریق ‏است که ‏ابتدا ‏ملاس ‏را ‏با ‏آب ‏رقیق ‏می ‏کنند ‏تا ‏بریکس ‏آن ‏به ‏حدود 12 - 10 ‏کاهش ‏یابد ‏که ‏در ‏اینصورت ‏به ‏آن ‏فرملاس ‏می ‏گویند، ‏سپس ‏تحت ‏شرایط ‏سرما،آهک ‏به ‏فرملاس ‏اضافه ‏می ‏شود .
2
‏در ‏اینحالت ‏کلسیم ‏با ‏ساکارز ‏موجود ‏در ‏ملاس ‏ایجاد ‏ساکارت ‏می ‏نماید . ‏از ‏آنجائیکه ‏در ‏این ‏فعل ‏و ‏انفعالات ‏دی ‏و ‏تری کلسیم ‏ساکارات ‏ساخته ‏می ‏شود ‏و ‏همچنین ‏دی ‏کلسیم ‏ساکارات ‏محلول ‏بوده ‏و ‏تری ‏کلسیم ‏ساکارات ‏غیر ‏محلول ‏می ‏باشد، ‏لذا ‏اب ‏تدا ‏محلول ‏حاصله ‏راصاف ‏نموده ‏تا ‏تری ‏کلسیم ‏ساکارات ‏آن ‏جدا ‏گردد . ‏تری ‏کلسیم ‏ساکارات ‏بدست ‏آمده ‏با ‏آب ‏رقیق ‏شده ‏و ‏به ‏وسیلۀ ‏پمپ ‏به ‏قسمت ‏تصفیه ‏شربت ‏کارخانه هدایت ‏می ‏گردد. ‏تا ‏با ‏شیر ‏آهک ‏مورد ‏استفاده ‏قرار ‏گیرد.
‏چون ‏در ‏پساب ‏حاصله ‏از ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏هنوز ‏مقداری ‏ساکارات ‏محلول ‏وجود ‏دارد ‏و ‏با ‏توجه ‏به ‏اینکه ‏آهک ‏در ‏مقابل ‏دما ‏حساس ‏بوده ‏و ‏ایجاد‏ ‏رسوب ‏می ‏نماید ‏لذا ‏صفت ‏قند ‏از ‏این ‏خاصیت ‏استفاده ‏نموده ‏و ‏با ‏افزایش ‏دمای ‏پساب ‏به ‏میزان 90 – 80 ‏درجه ‏سانتی ‏گراد ‏باقیمانده ‏ساکارات ‏محلول ‏را ‏به 2صورت ‏غیر ‏محلول ‏در ‏آورده ‏و ‏پس ‏از ‏صاف ‏کردن، ‏ساک ‏ارات ‏حاصله ‏را ‏با ‏ساکارات ‏قبلی ‏مخلوط ‏و ‏در ‏فرآیند ‏مورد ‏استفاده ‏قرار ‏می ‏دهند ‏پساب ‏حاصله‏ ‏را ‏که ‏به ‏آن ‏پساب ‏گرم ‏می ‏گویند، ‏پس ‏از ‏خنثی ‏سازی ‏با ‏گاز ‏بدست ‏می ‏آید ‏که ‏بجای ‏ملاس ‏در ‏تفالۀ ‏خشک ‏کن ‏مورد ‏استفاده ‏قرار ‏می ‏گیرد.
‏چنانچه ‏شرایط ‏مناسب ‏در ‏قند ‏گیری ‏از ‏ملاس ‏مورد ‏توجه ‏قرار ‏گیرند ‏در ‏این ‏صورت ‏بین 90 – 85 % ‏قند ‏موجود ‏در ‏ملاس ‏قابل ‏استحصال ‏می ‏باشند ‏در ‏غیر‏ ‏اینصورت ‏به ‏نسبت ‏عدم ‏توجه ‏به ‏عوامل ‏مؤثر ‏در ‏عمل، ‏راندمان ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏کاهش ‏می ‏یابد.
‏از ‏جمله ‏عواملی ‏که ‏جزو ‏مهمترین ‏عوامل ‏در ‏راندمان ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏دخالت ‏دارند ‏شامل، ‏بریک ‏س ‏فرملاس، ‏دمای ‏راکتور ‏و ‏قلیایی ‏راکتور ‏می ‏باشد‏(‏منظور ‏از ‏راکتور، ‏محل ‏ایجاد ‏واکنش ‏بین ‏آهک ‏و ‏ساکارز ‏موجود ‏در ‏فرملاس ‏می ‏باشد ‏و ‏فرملاس ‏همان ‏ملاس ‏رقیق ‏شده ‏توسط ‏آب ‏شده ‏می ‏باشد ‏) ‏، ‏که‏ ‏در ‏این ‏کار ‏تحقیقاتی ‏روی ‏این ‏سه ‏فاکتور ‏کار ‏شده ‏است.
-2 ‏مواد ‏و ‏روشها :
‏انجام ‏این ‏پروژه ‏شامل ‏سه ‏مرحله ‏می ‏باشد:
1) ‏ساخت pilot plant ‏قندگیری ‏از ‏ملاس ‏به ‏روش ‏استفن
2) ‏انجام ‏آزمایشات ‏مورد ‏نظر ‏توسط ‏پایلوت ‏پلینت ‏(‏پایلوت ‏پلنت‏)
3
3) ‏آنالیزهای ‏آزمایشگاهی
‏به ‏جهت ‏اینکه ‏نتایج ‏آزمایشات ‏حاصل ‏از ‏سیستم ‏قابل ‏تعمیم ‏در ‏صفت ‏قند ‏می ‏باشد، ‏لذا ‏اقدام ‏به ‏طراحی ‏و ‏ساخت ‏یک ‏قند ‏گیر ‏از ‏ملاس ‏مداوم ‏در ‏ابعاد‏ ‏کوچک ‏گردید، ‏پایلوت ‏پلینت ‏مذکور ‏شامل ‏تمامی ‏قسمتهای ‏یک ‏قندگیر ‏از ‏ملاس ‏مداوم ‏از ‏لحاظ ‏اصولی ‏می ‏باشد ‏و ‏شامل ‏قسمتهای ‏زیر ‏است:
-1 ‏تانک ‏فرملاس 2- ‏راکتور -3 I ‏راکتور II
-4 ‏دستگاه ‏آهک ‏زنی 5- ‏آبسردکن 6- ‏پمپ ‏سیرکوله ‏رفت ‏و ‏برگشتی
-7 ‏پمپ ‏سیرکوله ‏آبسرد 8- ‏کمپرسور 9- ‏شلنگهای ‏اتصال
10 – ‏همزن 11 - ‏قیف ‏بوخنر 12 - ‏ترمومتر
‏مخازن ‏این ‏دستگاه ‏همگی ‏از ‏جنس ‏حلب ‏و ‏بطور ‏دو ‏جدا ‏ره ‏ساخته ‏شده ‏اند ‏بطوریکه ‏سیرکولا ‏سیون ‏آب ‏سرد ‏و ‏نتیجتاً ‏خنک ‏شدن ‏محتویات ‏داخل ‏مخازن‏ ‏امکان ‏پذیر ‏می ‏گردد . ‏آب ‏سرد ‏م ‏ورد ‏لزوم ‏توسط ‏یک ‏آبسرد ‏کن ‏تأمین ‏می ‏گردد ‏که ‏به ‏وسیله ‏شلنگهایی ‏به ‏مخازن ‏داده ‏و ‏از ‏آنها ‏خارج ‏می ‏گردد .
‏سیرکولاسیون ‏این ‏آب ‏سرد ‏از ‏داخل ‏جداره ‏مخازن ‏و ‏آب ‏سرد ‏کن ‏از ‏طریق ‏پمپی ‏امکان ‏پذیر ‏می ‏گردد ‏که ‏بدین ‏منظور ‏از ‏یک ‏پمپ ‏کولر ‏استفاده ‏شده‏ ‏است. ‏لوله ‏های ‏ورودی ‏و ‏خروجی ‏همگی ‏از ‏جنس ‏مس ‏هستند ‏که ‏شلنگهای ‏مربوطه ‏در ‏اتصال ‏با ‏این ‏لوله ‏ها ‏مسیر ‏جریان ‏را ‏هدایت ‏می ‏کنند.
‏جهت ‏به ‏هم ‏زدن ‏محتویات ‏سه ‏مخزن ‏نیز ‏از ‏سه ‏پمپ ‏کولر، ‏با ‏دوری ‏معادل 3000 ‏دور ‏در ‏دقیقه ‏استفاده ‏شده ‏است ‏که ‏در ‏اثر ‏چرخش ‏پره ‏هایی ‏که ‏به ‏آن‏ ‏متصل ‏شده ‏محتویات ‏مخازن ‏بهم ‏زده ‏می ‏شود ‏ارتفاع ‏مخازن ‏طوری ‏در ‏نظر ‏گرفته ‏شده ‏است ‏که ‏محتویات ‏داخل ‏هر ‏مخزن ‏تنها ‏به ‏کمک ‏نیروی ‏وزن ‏و ‏دراثر ‏اختلافات ‏ارتفاع ‏به ‏مخزن ‏دیگر ‏راه ‏می ‏یابد . ‏عمل ‏فیلتر ‏خلاء ‏در ‏دستگاه ‏قندگیر ‏از ‏ملاس ‏مداوم ‏که ‏همان ‏جدا ‏کردن ‏گل ‏ساکارت ‏از ‏پساب ‏سرد ‏شده‏ ‏می ‏با ‏شد، ‏در ‏این ‏دستگاه ‏توس ‏ط ‏قیف ‏بو ‏خنر ‏انجام ‏می ‏گیرد ‏که ‏خلاء ‏لازم ‏برای ‏آن ‏توسط ‏یک ‏کمپرسور ‏تأمین ‏می ‏گردد . ‏از ‏آنجائیکه ‏واکنش ‏اصلی ‏بین‏ ‏آهک ‏و ‏فرملاس ‏در ‏راکتور I ‏انجام ‏می ‏گیرد، ‏بدین ‏دلیل ‏جهت
4
‏پاشش ‏یکنواخت ‏آهک ‏مبادرت ‏به ‏ساخت ‏دستگاه ‏آهک ‏زنی ‏گردیده ‏است . ‏دستگاه‏ ‏آهک ‏زنی ‏روی ‏راکتور I ‏سوار ‏شده ‏و ‏ساختمان ‏نسبتاً ‏ساده ‏ای ‏دارد ‏و ‏شامل ‏قسمتهای ‏زیر ‏است:
.1 ‏تانک ‏ذخیره ‏آهک ‏بشکل ‏مکعب ‏مستطیل (‏جنس ‏حلب(
.2 ‏درب ‏کشویی ‏ثابت ‏سوراخدار
.3‏درب ‏کشویی ‏متحرک
.4‏نیروی ‏محرکه ‏دستگاه ‏که ‏در ‏اینجا ‏از ‏موتور ‏سشوار ‏استفاده ‏شده ‏است.
.5‏بلبرینگ ‏جهت ‏ایجاد ‏مسیر ‏رفت ‏و ‏برگشتی ‏درب ‏کشویی ‏متحرک
.6 ‏سطح ‏شیبدار
‏طرز ‏کار ‏آن ‏بدین ‏صورت ‏است ‏که ‏ابتدا ‏آهک ‏درون ‏تانک ‏ذخیره ‏ریخته ‏می ‏شود . ‏با ‏روشن ‏کردن ‏دستگاه ‏در ‏اثر ‏حرکت ‏بلبرینگ ‏نیروی ‏حاصل ‏از ‏موتوربه ‏درب ‏کشویی ‏متحرک ‏متصل ‏گشته ‏و ‏در ‏هر ‏رفت ‏و ‏برگشت ‏مقدار ‏معینی ‏آهک ‏را ‏روی ‏سطح ‏شیبدار ‏که ‏دقیقاً ‏روی ‏مخزن ‏راکتور I ‏قر ‏ار ‏گرفته ‏می‏ ‏ریزد. ‏مزیت ‏استفاده ‏از ‏موتور ‏سشوار ‏ایجاد ‏دور ‏کند ‏و ‏تند ‏و ‏دورهای ‏مابین ‏آن ‏می ‏باشد ‏که ‏با ‏استفاده ‏از ‏این ‏مسئله ‏میزان ‏ورودی ‏آهک ‏در ‏دقیقه ‏بداخل‏ ‏راکتور I ‏قابل ‏تنظیم ‏می ‏باشد.
.2 1 ‏انجام ‏آزمایش:
‏در ‏ابتدای ‏کار ‏، ‏فرملاس ‏تهیه ‏شده ‏با ‏بریکس ‏مورد ‏نظر ‏داخل ‏ت ‏انک ‏فرملاس، ‏راکتور I ‏و ‏راکتور II ‏ریخته ‏می ‏شود. ‏آبسرد ‏کن ‏نیز ‏بکمک ‏پمپ ‏سیرکوله‏ ‏آبسرد، ‏محتویات ‏سه ‏مخزن ‏را ‏خنک ‏می ‏کند . ‏زمانی ‏که ‏فرملاس ‏موجود ‏در ‏سه ‏مخزن ‏آنقدر ‏سرد ‏شد ‏که ‏درجه ‏حرارت ‏آن ‏حدود 2 – 4 ‏درجه ‏از ‏درجه‏ ‏حرارت ‏مورد ‏نظر ‏کمتر ‏شد، ‏دستگاه ‏آهک ‏زنی ‏شروع ‏بکار ‏می ‏کند . ‏در ‏این ‏زمان ‏پمپ ‏سیرکوله ‏راکتور I ‏به ‏راکتور II ‏نیز ‏مخلوط ‏می ‏گردد ‏و ‏در ‏اثرواکنش ‏بین ‏آهک ‏و ‏فرملاس ‏قلیایی ‏دو ‏راکتور ‏بالا ‏میرود ‏تا ‏جائی ‏که ‏بحود ‏مورد ‏نظر ‏می ‏رسد . ‏در ‏حین ‏ریختن ‏آهک ‏بداخل ‏راکتور I ‏چندین ‏بار ‏قلیایی‏ ‏هر ‏دو ‏راکتور ‏اندازه ‏گیری ‏می ‏شود ‏تا ‏از ‏ایجاد ‏قلیایی ‏مطلوب ‏اطمینان ‏حاصل ‏گردد.