分子蒸馏过程的低能耗控制策略研究

发布时间：2023-01-30 21:40

　　随着人们对食品与健康认识程度的逐年递增,对绿色食品的要求越来越高,回归大自然的生活促使分子蒸馏技术的迅速发展,使这种纯物理分离的技术越来越受到人们青睐。本文针对分子蒸馏生产过程中的非线性、大时滞、工艺过程及蒸馏机理复杂、能耗高的问题,以蒸发温度、刮膜转速及真空度可调的三级分子蒸馏装置实验平台为研究对象,采用由超临界萃取所得的五味子粗油作为实验原料,进行了五味子萜烯类物质提纯实验。为降低系统能耗,本文从蒸馏工艺、结构及控制方法三方面进行了研究,采用负压低温蒸发工艺在高真空的状态下进行负压低温蒸发;对蒸馏设备的壁面进行了结构改进,加入微凸网状圆环有效延长液体的停留时间,提高蒸馏效率;对冷却系统进行结构优化,构建恒温水回路与冷却水回路耦合结构,利用制冷机的制冷能量及余热对物料进行预热,有效降低能耗。针对蒸馏温度、真空度和刮膜器转速这3个工艺参数,首先,采用固定其它工艺参数的单因素实验方法,获得了各工艺参数对产品纯度和得率的影响数据,并进行了综合分析,利用实验所得的分子蒸馏工艺参数数据以及产品纯度和产品得率指标值,其次,采用二次响应面回归建模原理分别建立分子蒸馏工艺参数与产品纯度和产品得率之间... 

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 分子蒸馏控制系统的研究目的及意义
    1.2 分子蒸馏过程控制的国内外研究现状
        1.2.1 分子蒸馏控制策略的国内外研究现状
        1.2.2 分子蒸馏节能技术的国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及章节安排
第2章 分子蒸馏工艺参数测试研究
    2.1 分子蒸馏技术的基本原理及其工艺优化
        2.1.1 分子蒸馏基本原理及设备
        2.1.2 刮膜式分子蒸馏的工艺优化
    2.2 分子蒸馏控制系统的结构优化
        2.2.1 刮膜式分子蒸馏设备的壁面结构改进
        2.2.2 刮膜式分子蒸馏冷却系统结构优化
    2.3 分子蒸馏工艺参数测试实验研究
        2.3.1 实验装置与原材料
        2.3.2 实验实施方案
        2.3.3 实验过程及结果分析
    2.4 本章小结
第3章 基于遗传算法的多目标优化研究
    3.1 多目标优化理论
        3.1.1 多目标优化的基本概念
        3.1.2 经典多目标优化方法
        3.1.3 多目标遗传算法的简介及现存的主要问题
    3.2 分子蒸馏过程模型的建立
        3.2.1 二次响应面回归模型建立
        3.2.2 Box-Benhnken中心组合原理设计实验
        3.2.3 多元二次回归模型方差分析
    3.3 多目标参数优化模型的建立
        3.3.1 分子蒸馏多目标优化模型
        3.3.2 多目标遗传算法的染色体编码
        3.3.3 多目标遗传算法的种群生成
        3.3.4 多目标遗传算法目标函数的建立
    3.4 基于遗传算法的分子蒸馏多目标优化模型求解
        3.4.1 分子蒸馏的多目标优化算法求解
        3.4.2 实验验证与分析
    3.5 本章小结
第4章 能耗约束下温度的SMITH预估模糊PID控制
    4.1 能耗约束下温度的控制策略研究
        4.1.1 模糊PID控制系统组成及工作原理
        4.1.2 蒸发器温度设定基本规则模型
        4.1.3 分子蒸馏温度的Smith预估控制
    4.2 模糊控制器的设计
        4.2.1 模糊控制规则设计
        4.2.2 Smith预估的模糊PID的仿真验证
    4.3 本章小结
第5章 全文总结与前景展望
    5.1 全文总结
    5.2 前景展望
致谢
参考文献
作者简介
攻读学位期间研究成果



本文编号：3733457