Решение математической модели концентрирования гексанового раствора технического парафина для получения его пищевой модификации
DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-2-77-84
УДК 665.637.73:531.31:678.049.36:664.31
Марышева М.А., Алексанян И.Ю., Нугманов А.Х.-Х., Максименко Ю.А., Титова Л.М.
Ключевые слова: гексанопарафиновая смесь, конвективное концентрирование, водоотталкивающие покрытия, парафинизация, пищевой парафин, математическое моделирование, температурные ограничения.
УДК 665.637.73:531.31:678.049.36:664.31
Решение математической модели концентрирования гексанового раствора технического парафина для получения его пищевой модификации
Ссылка для цитирования: Марышева М.А., Алексанян И.Ю., Нугманов А.Х.-Х., Максименко Ю.А., Титова Л.М. Решение математической модели концентрирования гексанового раствора технического парафина для получения его пищевой модификации // Вестник Международной академии холода. 2022. № 2. С. 77-84. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-2-77-84
Аннотация
Для пектиносодержащих пленочных структур, идущих на производство биоразлагаемых упаковочных материалов и являющимися по своей природе гидрофильными, снизить влияние внешних факторов, в первую очередь влаги, позволит их парафинизация, т.е. нанесение на поверхность пленки тонкого слоя расплавленного пищевого парафина для последующей защиты упакованных пищевых продуктов от воздействия влаги и солнечных лучей. Для рационализации конвективного концентрирования гексанового раствора необходимо подобрать такие режимные параметры, которые позволят не только провести удаление гексана с растворенными в нем токсичными компонентами из объекта исследования в относительно простом аппарате, но и существенно сократить время на этот процесс в рамках температурных ограничений. Последнее условие, ввиду сложности эмпирического определения распределения температуры в тонком слое объекта концентрирования целесообразно осуществить путем решения системы уравнений трансфера тепловой энергии и массы в частных производных, однако можно ограничиться одним уравнением переноса тепловой энергии, используя эмпирические кинетические зависимости, описывающие отведение н-гексана из композиции. Целью исследования явилась адаптация к гексановому раствору парафина и решение модели тепломассопереноса при его концентрировании для исключения вероятности снижения величины его температуры ниже значения возможной предварительной кристаллизации. Реализация модели проведена численно методом конечных разностей. В результате решения найдена интенсивность продвижения температурного фронта по высоте пленки гексанопарафиновой композиции при варьировании доли парафина в процессе ее концентрирования при конвективном подводе к ней тепловой энергии, то есть адаптирована к полученному раствору и решена математическая модель тепломассопереноса при его концентрировании для исключения вероятности снижения величины его температуры ниже значения возможной предварительной кристаллизации. Полученные данные не входят в конфликт с известными результатами других исследователей и могут успешно применяться для оперативного расчета и проектировании обозначенных процессов и агрегатов.
Аннотация
Для пектиносодержащих пленочных структур, идущих на производство биоразлагаемых упаковочных материалов и являющимися по своей природе гидрофильными, снизить влияние внешних факторов, в первую очередь влаги, позволит их парафинизация, т.е. нанесение на поверхность пленки тонкого слоя расплавленного пищевого парафина для последующей защиты упакованных пищевых продуктов от воздействия влаги и солнечных лучей. Для рационализации конвективного концентрирования гексанового раствора необходимо подобрать такие режимные параметры, которые позволят не только провести удаление гексана с растворенными в нем токсичными компонентами из объекта исследования в относительно простом аппарате, но и существенно сократить время на этот процесс в рамках температурных ограничений. Последнее условие, ввиду сложности эмпирического определения распределения температуры в тонком слое объекта концентрирования целесообразно осуществить путем решения системы уравнений трансфера тепловой энергии и массы в частных производных, однако можно ограничиться одним уравнением переноса тепловой энергии, используя эмпирические кинетические зависимости, описывающие отведение н-гексана из композиции. Целью исследования явилась адаптация к гексановому раствору парафина и решение модели тепломассопереноса при его концентрировании для исключения вероятности снижения величины его температуры ниже значения возможной предварительной кристаллизации. Реализация модели проведена численно методом конечных разностей. В результате решения найдена интенсивность продвижения температурного фронта по высоте пленки гексанопарафиновой композиции при варьировании доли парафина в процессе ее концентрирования при конвективном подводе к ней тепловой энергии, то есть адаптирована к полученному раствору и решена математическая модель тепломассопереноса при его концентрировании для исключения вероятности снижения величины его температуры ниже значения возможной предварительной кристаллизации. Полученные данные не входят в конфликт с известными результатами других исследователей и могут успешно применяться для оперативного расчета и проектировании обозначенных процессов и агрегатов.
Ключевые слова: гексанопарафиновая смесь, конвективное концентрирование, водоотталкивающие покрытия, парафинизация, пищевой парафин, математическое моделирование, температурные ограничения.
English
Русский
