Архив публикаций

Тезисы

XVI-ая конференция

Использование методов математического моделирования для разработки малоотходной технологии производства этанола

Плотникова Ю.В., Арзамасцев А.А.

Россия, 392000, г.Тамбов, ул.Интернациональная, 33

Разработка малоотходных технологий является актуальной задачей для многих отраслей промышленности. Данная работа посвящена оптимизации реального технологического процесса выработки бактериальной биомассы из отходов производства этанола.

Поставленная цель требует решения следующих задач: осуществить математическую постановку задач оптимизации (при использовании в качестве критерия приведенные затраты, а в качестве ограничений – имеющиеся экономические нормы и правила); построить адекватные математические модели основных технологических единиц данного процесса; провести исследование режимов их работы и всего процесса в целом; решить поставленные задачи с использованием методов нелинейного программирования; выработать практические рекомендации и сравнить с известными аналогами.

Рассматриваемый процесс включает следующие основные технические единицы: биохимический реактор, термофлотатор и сушилку-гранулятор. В настоящее время разработаны и доведены до уровня работающих программ математические модели основных технологических единиц.

Математическая модель биореактора включает три основных модуля: кинетики, гидродинамики и массопередачи. Уравнения математической модели образуют замкнутую систему и позволяют, задавшись количеством и концентрацией субстрата на входе в биореактор, рассчитать его выходные параметры.

Математическая модель термофлотатора описывает основные процессы, происходящие в термофлотаторе (флотируемость твердой фазы, абсорбция-десорбция смеси газов, кинетика роста газового пузырька, транспорт твердой фазы, гидродинамическая обстановка). Уравнения математической модели образуют замкнутую систему и позволяют найти концентрацию твердой фазы суспензии.

Математическая модель гранулятора включает в себя модуль кинетики и модуль гидродинамики. Гранула имеет двухслойную конструкцию: внутренний слой – это частица ретура, внешний – вновь попавшая суспензия. После выгрузки такой частицы происходит усреднение в ней температуры и влажности.

В настоящее время данный проект проходит апробацию на ООО «Биохим» г.Рассказово Тамбовской области.

• открыть в PDF формате