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本文将磁场强化手段和膜分离技术相结合,探索膜分离技术在制糖工艺研究应用的新方法,通过磁场作用改变天然糖液的流体特性,提高膜通量,减少膜污染,以利于更有效的提净纯化糖汁,研究的主要内容和结果如下:
1、不同微滤膜管过滤磁化甘蔗混合汁的阻力分布
对陶瓷微滤膜分离磁化甘蔗混合汁的比阻进行研究,得到影响膜分离过程的不同孔径膜管的主要阻力形式,即:影响0.10μm膜管主要阻力形式是堵塞阻力,影响0.20μm膜管主要阻力形式是浓差极化阻力,影响0.45μm膜管主要阻力形式是吸附阻力和浓差极化阻力。根据影响膜分离通量的不同阻力形式,可以选择合适的操作条件,同时对膜管的选型提供理论支持。
2、甘蔗混合汁磁化条件的确定
电磁铁操作条件为:磁场强度0.30T、流速1.30m/s循环磁化40min;永磁铁操作条件为:磁场强度0.30-0.32T、流速1.30m/s循环磁化40min;在该条件下,磁化作用较明显,表面张力最大变化为8.10×10-3N/m,粘度最大变化为0.36mPa·s,电导率最大变化为0.08ms/cm。
3、磁化混合汁微滤膜澄清效果分析
研究了磁化混合汁微滤澄清效果,结果表明:磁化作用可以提高膜分离清汁的纯度,提高1%左右,可以除去99%以上的混浊度,但脱色率小于30%。
4、磁化微滤膜分离过程和相关传质模型的探讨
围绕微滤过程膜面质量传递、料液浓度和膜通量变化等几方面的问题,较深入地分析了膜面层或凝胶层吸附作用对膜通量的影响,以流体力学和传递过程原理构建了磁化微滤过程的传质方程式,得到了实验条件下的经验公式。
5、磁化微滤过程进行仿真、求解,建立其应用的控制模型
运用布金汉的π定理对甘蔗混合汁的磁化微滤过程进行仿真,根据无因次群设计实验参数的组合对仿真模型进行求解,建立磁化微滤工艺在实际应用的控制模型。控制模型的复测精度和应用精度的测定结果表明,该控制模型精度较高,从而为磁化微滤过程的控制提供简便而又有效的途径和手段。