Дослідження гідродинаміки руху теплового агенту для фільтраційного сушіння бурякового жому

Автор(и)

  • Олександр Сергійович Іващук Національний університет «Львівська політехніка», Україна
  • Володимир Михайлович Атаманюк Національний університет «Львівська політехніка», Україна
  • Роман Андрійович Чижович Національний університет «Львівська політехніка», Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2024.312415

Ключові слова:

буряковий жом, біомаса, фільтраційне сушіння, гідродинаміка, CFD-моделювання, вторинна сировина, ресурсозбереження

Анотація

У статті представлено результати експериментальних досліджень гідродинаміки руху теплового агенту крізь стаціонарний шар бурякового жому за фільтраційного методу сушіння. Показано, що гідравлічний опір шару дослідженої біомаси зростає із збільшенням його висоти. Виконано комп’ютерне моделювання руху теплового агенту крізь стаціонарний шар бурякового жому за допомогою програмного комплексу ANSYS Fluent 2022 R2. Розраховано відносне середнє відхилення теоретично розрахованих результатів від одержаних експериментальних даних, що для висот шару осушеного матеріалу 90÷110 мм становить 2,19 %, для висот шару осушеного матеріалу 80÷120 мм ‒ 4,09 %. Одержані результати можуть бути використані для практичних розрахунків сушильного обладнання.

Біографії авторів

Олександр Сергійович Іващук, Національний університет «Львівська політехніка»

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, доцент, заступник директора з науково-педагогічної роботи Інституту хімії та хімічних технологій, доцент кафедри хімічної інженерії Національного університету «Львівська політехніка»

Володимир Михайлович Атаманюк, Національний університет «Львівська політехніка»

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри хімічної інженерії Національного університету «Львівська політехніка»

Роман Андрійович Чижович, Національний університет «Львівська політехніка»

Аспірант кафедри хімічної інженерії Національного університету «Львівська політехніка»

Посилання

Muir, B.M., Anderson, A.R. Development and Diversification of Sugar Beet in Europe. Sugar Tech. 2022. Vol. 24, no. 4, P. 992–1009. https://doi.org/10.1007/s12355-021-01036-9

Misra, V., Shrivastava, A. K. Understanding the sugar beet crop and its physiology. Sugar Beet Cultivation, Management and Processing. 2022. P. 11–25. https://doi.org/10.1007/978-981-19-2730-0_2

Жнива-2023: В Україні намолочено 71,5 млн тон олійних та зернових культур. Міністерство аграрної політики та продовольства України. URL: https://minagro.gov.ua/news/zhnyva-2023-v-ukraini-namolocheno-715-mln-tonn-oliinykh-ta-zernovykh-kultur (дата звернення: 21.08.2024).

Zheng, Y., Lee, C., Yu, C., Cheng, Y.-S., Zhang, R., Jenkins, B. M., VanderGheynst, J. S. Dilute acid pretreatment and fermentation of sugar beet pulp to ethanol. Applied Energy. 2013. Vol. 105, P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.11.070

Семенова, О. І., Бублієнко, Н. О., Вітюк, О. І. Сучасні напрямки використання та утилізації бурякового жому. Матеріали ІХ Міжнародної науково-практичної конференції, 27.04. ‒ 05.05.2013., Прага, 2013. C. 10–12. https://dspace.nuft.edu.ua/server/api/core/bitstreams/180c2d96-4ec7-4bfd-ad13-19349fc8aaaa/content

Joanna, B., Michal, B., Piotr, D., Agnieszka, W., Dorota, K., Izabela, W. Sugar beet pulp as a source of valuable biotechnological products. Advances in Biotechnology for Food Industry. 2018. P. 359–392. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-811443-8.00013-x

Mojovic, L., Pejin, D., Grujic, O., Markov, S., Pejin, J., Rakin, M., Vukasinovic, M., Nikolic, S., Savic, D. Progress in the production of bioethanol on starch-based feedstocks. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly. 2009. Vol. 15, no. 4, P. 211–226. https://doi.org/10.2298/ciceq0904211m

Gumienna, M., Szambelan, K., Jeleń, H., Czarnecki, Z. Evaluation of ethanol fermentation parameters for bioethanol production from Sugar Beet Pulp and juice. Journal of the Institute of Brewing. 2014. Vol. 120, no. 4, P. 543–549. https://doi.org/10.1002/jib.181

Zarringhalam-Moghaddam, A., Gholipour-Zanjani, N., Dorosti, S. Vaez, M. Physical properties of solid fuel briquettes from bituminous coal waste and biomass. Journal of Coal Science and Engineering (China). 2011. Vol. 17, no. 4, P. 434–438. https://doi.org/10.1007/s12404-011-0415-7

Zanjani, N. G., Moghaddam, A. Z., Dorosti, S. Physical and chemical properties of beet pulp/mezino bituminous coal briquettes. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2013. Vol. 35, no. 22, P. 2173–2180. https://doi.org/10.1080/15567036.2010.532188

Dygas, D., Kręgiel, D., Berłowska, J. Sugar beet pulp as a biorefinery substrate for designing feed. Molecules. 2023. Vol. 28, no. 5, P. 2064. https://doi.org/10.3390/molecules28052064

Handbook of Industrial Drying / ред. A.S. Mujumdar. CRC Press, 2014. URL: https://doi.org/10.1201/b17208 (дата звернення: 21.08.2024).

Thibault, J., Alvarez, P. I., Blasco, R., Vega, R. Modeling the mean residence time in a rotary dryer for various types of solids. Drying Technology. 2010. Vol. 28, no. 10, P. 1136–1141. https://doi.org/10.1080/07373937.2010.483045

Ivashchuk, O. S., Atamanyuk, V. M., Chyzhovych, R. A. Valourization of using efficiency of filtration drying for Alcohol Distillery stillage. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2024, Vol. 10, P. 100820. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2024.100820

Ivashchuk, O. S., Atamanyuk, V. M., Gnativ, Z. Ya., Chyzhovych, R. A., Zherebetskyi, R. R. Research into kinetics of filtration drying of alcohol distillery stillage. Vopr. Khim. Khim. Tekhnol. 2021. Vol. 4, P. 58–65. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2021-137-4-58-65

Ivashchuk, O., Chyzhovych, R., Atamanyuk, V. Simulation of the thermal agent movement hydrodynamics through the stationary layer of the alcohol distillery stillage. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. 2024. Vol. 9, P. 100566. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2023.100566

Ansys Fluent User’s Guide (15th ed.). ANSYS, Inc. URL: www.ansys.com (дата звернення: 21.08.2024).

Wang, Y., Brannock, M., Cox, S., Leslie, G. CFD simulations of membrane filtration zone in a submerged hollow fibre membrane bioreactor using a porous media approach. J. Membr. Sci.2010. Vol. 363, no. 1-2, P. 57–66. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2010.07.008

Kowalczuk, Z., Tatara, M. S. Improved model of isothermal and incompressible fluid flow in pipelines versus the Darcy–Weisbach equation and the issue of friction factor. J. Fluid Mech. 2020. P. 891. https://doi.org/10.1017/jfm.2020.131

Zaïdi, H., Fohanno, S., Taïar, R., Polidori, G. Turbulence model choice for the calculation of drag forces when using the CFD method. J. Biomech. 2010. Vol. 43, no. 3, P. 405–411. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2009.10.010

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-09-29

Як цитувати

Іващук, О. С., Атаманюк, В. М., & Чижович, Р. А. (2024). Дослідження гідродинаміки руху теплового агенту для фільтраційного сушіння бурякового жому. Вісник НТУУ “КПІ імені Ігоря Сікорського”. Серія: Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження, (3), 9–18. https://doi.org/10.20535/2617-9741.3.2024.312415

Номер

№ 3 (2024)

Розділ

ХІМІЧНА ІНЖЕНЕРІЯ

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Олександр Сергійович Іващук, Володимир Михайлович Атаманюк, Роман Андрійович Чижович

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
  • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).