ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПИРОЛИЗА КИЗЕЛЬГУРОВОГО ШЛАМА ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
1 Воронежский государственный университет инженерных технологий Статья в формате PDF 504 KB 1. Об экономической эффективности нового способа термической регенерации кизельгура / С.Т. Антипов, В.В. Пойманов, С.В. Шахов, Д.М. Визир // Финансы. Экономика. Стратегия. – 2010. – № 12. – С. 21-24. 2. Математическая модель процесса термической регенерации кизельгура / С.Т. Антипов, Д.М. Визир, А.В. Жучков, С.В. Шахов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2012. – № 1. – С. 35-40. 3. Визир Д.М. Исследование свойств кизельгура как объекта термической регенерации // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2012. – № 1. – С. 7-9. 4. Антипов С.Т. Разработка энерго- и ресурсосберегающего способа термической обработки кизельгура / С.Т. Антипов, С.В. Шахов, Д.М. Визир // Современные энергосберегающие тепловые технологи (сушка и термовлажностная обработка материалов) СЭТТ-2011: сб. материалов IV междунар. науч.-пpaкт. конф. – М.: Изд-во Моск. гос. агроинж. ун-та им. В.П. Горячкина, 2011. – Т. 1. – С. 262-264.
На предприятиях пивоваренной отрасли наибольшее распространение получили кизельгуровые фильтры: они надежны, просты в устройстве и экономически выгодны.
Однако существует ряд проблем, связанных с использованием кизельгура: ограниченность ресурсов высококачественного диатомита, а также большие расходы на утилизацию. Поэтому в настоящее время ученые сосредоточили усилия на следующих направлениях: поиск новых методов регенерации кизельгура; использование альтернативных материалов и оборудования для фильтрования.
При использовании в среднем 1 кг кизельгура на 30 л пива ежегодно производится несколько тысяч тонн кизельгурового шлама, который предприятия за собственные средства должны утилизировать. Однако проблема состоит в том, что кизельгуровые отходы ввиду значительного количества связанного азота могут привести к накоплению в земле и воде нитратов [1, 2].
Одним из перспективных направлений является термическая регенерация кизельгура. При этом образуется материал, который снова может использоваться для фильтрации пива. Однако высокие температуры ведут к качественным изменениям продукта. Доля пригодного кизельгура составляет, в большинстве случаев, малую величину. Поэтому разработка тепло- и ресурсосберегающего способа термической регенерации кизельгура, режимные параметры которого обеспечивают высокие качественные показатели регенерируемого кизельгура с точки зрения его повторного использования в процессе осветления пива является актуальной задачей [3, 4].
Целью работы является научное обеспечение и разработка способа термической регенерации кизельгура для повторного его использования в процессе осветления пива и разработка инновационных технологических и конструкторских решений при пpaктической реализации процесса.
Материалы и методы исследования. Проведение экспериментальных исследований пиролиза кизельгурового шлама обусловлено необходимостью выявления закономерностей термического разложения органических составляющих в условиях ограниченного доступа кислорода. Исходя из этого для более точного осуществления процесса и возможности изучения влияния отдельных факторов на эффективность проведения процесса без возмущающих неконтролируемых воздействий сопутствующих факторов эксперименты осуществлялись на специально сконструированной установке периодического действия.
В состав схемы экспериментальной установки (рис. 1) входят следующие элементы: вертикальный пиролизный реактор с рубашкой 1, двойная шиберная заслонка 2, горелка 3, воздушный кожухотрубчатый конденсатор 4, вентилятор 5, емкость – сборник жидкой фpaкции 6, каплеотбойник 7, фильтр 8 и вентилятор 9. Все элементы установки соединены между собой системой трубопровода 10 и крепятся на раме 11. Трубопровод между реактором и конденсатором снабжен сбросным клапаном, на этом же трубопроводе расположена термопара для измерения температуры выходящей парогазовой смеси. Для обеспечения и контроля заданного режима утилизации и безопасного проведения эксперимента внутри реактора также располагается термопара.
Рис. 1. Схема пиролизной экспериментальной установки:1 – пиролизный реактор, 2 – двойная шиберная заслонка, 3 – горелка, 4 – конденсатор, 5 – вентилятор, 6 – емкость сборник, 7 – каплеотбойник, 8 – фильтр, 9 – вентилятор, 10 – система трубопровода, 11 – рама
Реактор (рис. 2) в свою очередь состоит из следующих основных элементов: корпус реактора 1, рубашка 2, выгружатель 3, патрубок парогазовой смсси 4, патрубок топочных газов 5, нижний патрубок рубашки 6, фланец байонетный 7. Снаружи корпус реактора 1, выполненный из стали 08X181110 Г, снабжен рубашкой 2, внутри которой циркулируют продукты горения топлива, обогревающие реактор и обеспечивающие процесс пиролиза. К рубашке 2 приварены опоры, с помощью которых реактор устанавливается на раме. К фланцу корпуса сверху крепится двойной шибер, через который производится загрузка сырья.
Рис. 2. Пиролизный реактор:1 – корпус реактора, 2 – рубашка, 3 – выгружатель, 4 – днище, 5 – патрубок парогазовой смеси, 6 – патрубок топочных газов, 7 – нижний патрубок рубашки, 8 – фланец байонетный
К фланцевому соединению нижнего патрубка рубашки 7 тангенциально крепится горелка, продукты сгорания от которой служат для обогрева реактора 1.
Для удаления из системы, поднимающегося снизу вверх потока топочных газов в рубашке 2 служит патрубок топочных газов. В нижней части реактора смонтирован выгружатель 3. Установка периодического действия, поэтому во время работы разгрузочное устройство закрыто байонетным фланцем 8. Для разгрузки зольного остатка предназначен шнековый выгружатель 3. Для отвода из реактора 1 парогазовой смеси, полученной в процессе пиролиза, установлен верхний патрубок 5. Кроме этого, для исключения тепловых потерь в окружающую среду и обеспечения безопасности при работе с установкой, снаружи реактор предусмотрена теплоизоляция в виде листов минеральной ваты.
Результаты исследования и их обсуждение. Для близкой имитации промышленной переработки кизельгурового шлама пивоваренного производства после серии опытов с загрузкой в реактор небольших объемов пиролизная установка была опробована при циклической загрузке с возможным заполнением на половину реактора. Устанавливаемая температура в реакторе 450 °С. Полученные результаты приведены в табл. 1.
Таблица 1
Значения параметров проводимого процесса
|
Продолжительность цикла, мин |
t, °C в реакторе |
t, °C парогазовой фpaкции |
t, °C в сборнике |
t, °C выходящих газов |
t, °C топочных газов |
|
|
Вид сырья |
Отработанный кизельгур |
|||||
|
1 |
0 |
467,9 |
61,2 |
25,7 |
23 |
65,7 |
|
2 |
30 |
450,9 |
101,1 |
26 |
25,5 |
62,5 |
|
3 |
60 |
451,2 |
94,1 |
26 |
27,4 |
67,8 |
|
4 |
90 |
427,7 |
103,7 |
25,5 |
29,4 |
70,5 |
|
5 |
120 |
441,8 |
94,9 |
25 |
32 |
72,3 |
|
6 |
150 |
465,8 |
90,2 |
24,7 |
31,5 |
71,5 |
|
7 |
180 |
457,3 |
83,4 |
24,8 |
30,9 |
70,4 |
|
8 |
210 |
432,5 |
104,8 |
24,9 |
31,9 |
71,3 |
|
9 |
240 |
433,6 |
113,2 |
24,9 |
34,1 |
70,2 |
|
10 |
270 |
463,1 |
96,8 |
24,8 |
32,8 |
69,7 |
|
11 |
300 |
442,5 |
92,8 |
25,1 |
32,8 |
68,9 |
|
12 |
330 |
428,5 |
103,5 |
25,2 |
33,6 |
67,6 |
|
13 |
360 |
452,7 |
110,7 |
25,1 |
31,8 |
64,3 |
|
Итого: |
360 |
– |
– |
– |
– |
30 |
На рис. 3 представлена графическая зависимость температур выходящих продуктов и температуры в камере во время процесса пиролиза, а на рис. 3 влияние различных факторов на процесс пиролиза.
Рис. 3. Зависимость температур пиролиза от времени процесса
В процессе каждой загрузки наблюдалось небольшое падение температуры в реакторе при внесении новой порции сырья. А также происходило колебание в процессе пиролиза температуры парогазовой фазы.
При выгрузке продуктов из пиролизной установки было заметно, что часть сырья осталась не переработанной (рис. 5).
Рис. 4. Зависимость показаний ДМЦ от времени процесса
Рис. 5 Выход продуктов пиролиза отработанного кизельгураПоэтому для исследования в лаборатории было взято несколько проб. Полученные результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2
Данные лабораторного исследования
|
Материал |
Масса исходная, г |
Масса влаги |
Органика (летучие) |
Остаток (неорганика) |
|||
|
г |
% |
г |
% |
г |
% |
||
|
Отработанный кизельгур |
1,37 |
0,97 |
70,8 |
0,07 |
5,1 |
0,33 |
24,1 |
|
Переработанный остаток |
1,683 |
0,35 |
20,8 |
0,053 |
3,15 |
1,28 |
76,05 |
|
Не переработанный |
2,047 |
1,06 |
51,8 |
0,09 |
4,38 |
0,897 |
43,82 |
|
Чистый кизельгур |
0,3 |
0,1 |
33,3 |
0,05 |
16,7 |
0,15 |
50 |
Заключение
В переработанной части остатка доля сухого остатка преобладает, по сравнению с чистым сырьем влаги в этом продукте намного меньше. Однако в не переработанном остатке, как и в исходном сырье, большую часть составляет влага.
Работа представлена на Международную научную конференцию «Актуальные вопросы науки и образования», Россия (Москва), 21-23 мая 2012 г. Поступила в редакцию 22.06.2012.
Статья в формате PDF
122 KB...
02 09 2026 15:33:45
Статья в формате PDF
117 KB...
01 09 2026 22:30:58
Статья в формате PDF
108 KB...
31 08 2026 7:14:42
Статья в формате PDF
122 KB...
30 08 2026 13:42:47
Статья в формате PDF
474 KB...
29 08 2026 8:45:52
Статья в формате PDF
262 KB...
28 08 2026 9:47:52
В последние годы достигнуты значительные успехи в лечении больных грыжами живота [4, 5, 7]. В частности фундаментальные исследования позволили определить причины развития абдоминальных грыж, прикладные разработки обеспечили улучшение непосредственных и отдаленных результатов устранения грыж живота. Важным клиническим фактором, приводящим к формированию паховой грыжи, McVay C.B. и Read R.C. считают утрату сфинктерного механизма внутреннего отверстия пахового канала [2, 3]. Кроме того, Read R.C. полагает, что формированию двухсторонних паховых грыж способствует потеря фасциальной поддержи передней брюшной стенки, приводящая к увеличению паховых дефектов. Несмотря на многочисленность литературных данных, посвящённых этой проблеме, достаточно малое значение уделяется физическим особенностям тканям, участвующих в образовании контрлатеральной грыжи [1, 6].
...
26 08 2026 12:43:23
Статья в формате PDF
112 KB...
25 08 2026 8:41:19
Статья в формате PDF
106 KB...
24 08 2026 22:49:34
Статья в формате PDF
106 KB...
23 08 2026 7:56:39
Статья в формате PDF
219 KB...
22 08 2026 19:55:26
Статья в формате PDF
187 KB...
21 08 2026 15:25:32
Работу вычисляют по формуле: dA=FdS или A=FS. Но эта формула применима только для силы вызывающей изменение кинетической энергии тела. Для других сил (трения, упругой деформации, центростремительных) работу нужно вычислять по формуле: , где - импульс силы.
...
20 08 2026 0:55:30
Статья в формате PDF
123 KB...
18 08 2026 14:42:32
Статья в формате PDF
340 KB...
17 08 2026 18:11:44
Статья в формате PDF
210 KB...
16 08 2026 6:32:18
Статья в формате PDF
129 KB...
15 08 2026 20:50:21
Статья в формате PDF
256 KB...
14 08 2026 8:59:42
Статья в формате PDF
484 KB...
13 08 2026 7:21:23
Статья в формате PDF
116 KB...
12 08 2026 13:34:24
Статья в формате PDF
120 KB...
11 08 2026 11:36:31
Статья в формате PDF
125 KB...
10 08 2026 21:18:13
Статья в формате PDF
319 KB...
09 08 2026 1:15:26
Показано, что бытующее до сих пор утверждение, что центростремительные и гироскопические силы работы не совершают, неверно. При движении тела с постоянной скоростью по круговой орбите непрерывно затрачивается работа на изменение направления движения (поворот вектора скорости).
...
08 08 2026 9:20:57
Статья в формате PDF
93 KB...
07 08 2026 20:55:41
Статья в формате PDF
119 KB...
06 08 2026 22:16:29
В статье представлена комплексная оценка экологического риска территории Иркутской области. Наличие в области большого количества промышленных объектов с опасными производствами, технологиями и материалами предопределяет реальную возможность возникновения техногенных аварий и катастроф. Естественными природными факторами риска являются землетрясения, оползни, ураганы, наводнения, лесные пожары, опасные инфекционные заболевания, эпизоотии и эпифитотии. Более того, многие природные ЧС возникают как следствие воздействия человека на природную среду. Городская экосистема должна проектироваться и развиваться на основе технологии комплексной оценки экологической емкости территорий, которая необходима для гармоничного развития территорий без деградации природных экосистем любого уровня. В Иркутской области наблюдается значительное загрязнение всех компонентов окружающей среды, что также сказывается на показателях состояния здоровья населения. Выявлена статистически значимая связь между показателями детской cмepтности и загрязнением природной среды. Комплексная оценка экологического риска по предлагаемой методике показывает, что природная среда исследуемой территории уже никогда не сможет восстановиться в первоначальном виде.
...
04 08 2026 11:57:28
Статья в формате PDF
227 KB...
03 08 2026 22:56:11
Рассмотрены проекты, связанные с инновациями. Определены понятия: «проект, содержащий инновацию», «проекты, связанные с инновациями», «проект, вовлекающий инновации». Дана концептуальная схема взаимосвязи проектов, связанных с инновациями. Приведены примеры различных проектов. Показаны различные виды технологических и информационных потоков в комплексе проектов, связанных с инновациями Введено понятие, «среды развития инновации». Рассмотрен пример трaнcпортной инфраструктуры как среды развития инноваций. Определены условия, при которых может возникнуть открытый инновационный проект. Дается схема мониторинга результата инновации. Показано различие между полем отношений и полем взаимодействия среды с результатом инновации. Показано, что комплекс проектов является взаимосвязанным. Поэтому при реализации системы управления инновациями этот комплекс должен быть принят за основу такой системы
...
02 08 2026 10:42:16
Статья в формате PDF
121 KB...
01 08 2026 8:33:27
Статья в формате PDF
100 KB...
31 07 2026 20:22:37
Статья в формате PDF
167 KB...
30 07 2026 2:51:53
Личностно – ориентированная технология ставит в центр образовательной системы личность, которая стремится к максимальной реализации своих возможностей. Основными понятиями в личностно – ориентированном учении является обучение и развитие ученика в процессе педагогики сотрудничества.
...
29 07 2026 14:31:24
Статья в формате PDF
104 KB...
28 07 2026 11:31:49
Статья в формате PDF
100 KB...
27 07 2026 15:14:37
Статья в формате PDF
118 KB...
25 07 2026 15:50:13
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
