分子蒸馏过程数值模拟及其在菜籽油脱臭馏出物再资源化中的应用研究

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1、合肥工业大学博士学位论文分子蒸馏过程数值模拟及其在菜籽油脱臭馏出物再资源化中的应用研究姓名：邵平申请学位级别：博士专业：农产品加工及贮藏工程指导教师：姜绍通20061201臭馏出物甲酯化过程甾醇分离的数学模型，考察分子蒸馏操作参数对酯化物中相继分离FAME和维生素E的影响。当酯化反应液固比100mVl009、甲酯化时间1．65h、催化剂用量4．4ml，酯化率达98％。当分子蒸馏系统压力为5．3Pa、蒸发面温度120℃、进料温度70"C、刮膜转速150r／min、迸料速率120mL／h时，FAME回收率达：liJ419／100mL。当系统压力2．66Pa、分子蒸馏蒸发面温度200

2、。C、进料速率90ml／h、刮膜转速150r／min时，VE的浓度和回收率分别达34．7％和89．5％。采用分子蒸馏直接分离游离脂肪酸(FFA)浓缩～rE时，维生素E浓度和回收率达26．32％和69．23％，相对分离FAME浓缩维生素E方法，浓度和回收率均降低。(2)采用脂肪酶催化酯化和分子蒸馏浓缩维生素E，运用响应曲面建立了脂肪酶反应时FAME含量的数学模型，并与动量梯度下降神经网络模型做了对比分析。当209反应原料，初始加入水量11．77m1：单次加入甲醇量1．32ml，同时加入脂肪酶15U；初始加入酶量30．78U；水解时间16h，总反应时间40h，酯化率达到55％，二次

3、蒸馏操作后vE纯度达到25．2*／0以上。响应曲面优化分析结果相对神经网络结果较佳。3、利用建立的分子蒸馏液膜模型模拟预测分离油脚中的维生素E和FFA，与实际试验数据进行了比较，为分子蒸馏操作参数优化提供理论依据。(1)VE分离模拟预测结果与试验结果曲线趋势相近。随着蒸馏温度和进料温度的增加，VE浓度增大。达到较高浓度vE时的模拟蒸馏温度较试验结果降低了20K，VE浓度相差15％。随着蒸馏温度的增加，FFA分离时的蒸馏量增大，模拟值与实验值的相对误差不超过16％，同时重组分中FFA含量不断降低，模拟值与实际值随蒸馏温度的变化趋势相近。(2)应用VisualBasle6．0中Ma

4、trixVB技术把VisualBasic的可视化设计同Matlab处理数据的优越性相结合，初步建立了分子蒸馏过程仿真软件，具有界面友好、操作简便的特点。关键词：分子蒸馏；数值模拟；分段蒸发和冷凝；菜籽油脱臭馏出物；维生素E．植物甾醇；脂肪酸甲酯NumericalsimulationofmoleculardistillationandapplicationinrecyclingofrapeseedoildeodorizerdistillateAbstractMoleculardistillation(MD)processisusefulintheseparationandpuri

5、ficationofmaterialsofhighboilingpoint．∞wellusthosethatarcthermallysensitive．Ithasbeengottenmo∞andmoreapplicationsinfoodandchemistryindustries．However,thereremainunexploredlargerandmoreimportantfieldsofmoleculardistillation．Parametersofpracticalproductionstilldependuponexperienceandoptimizati

6、onmethods．ApplicationofMDontheseparationofactivecomponentsfromrapeseedondeodorizerdistillate(RODD)isnotsystematicallystudied．TheobjectiveofstudyistocarryoutnumericalsimulationofmoleculardistillationandseparationofcomponentsfromRODD，whichprovidestechnicalsupportforrecyclingofRODD．Inthisstudy,

7、balancedequationsofabinarymixtureforIvlDwerederivedonthebasisofrelationofheatandmasstransferinliquidfilmsonboththeevaporatingandcondensingsurface,allowingforthefeed，evaporatingandcondensingphysical-chemicalproperties．TheseparationofvitaminE，sterols