Интенсификация процессов экстрагирования из твердых пористых тел в пульсационных аппаратах и методы их расчета

• Автор: Седов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 126 с. : ил

Оглавление.

Основные условные обозначения

Введение.

Глава 1. Экстрагирование в системе твердое теложидкость

1.1. Особенности процесса экстрагирования в

системе твердое теложидкость

1.2. Аппаратура для проведения процессов экстрагирования в

системе твердое тело жидкость

1.3. Выводы по первой главе.

Глава 2. Разработка математической модели процесса

пульсационного экстрагирования из твердых

пористых тел
Глава 3. Экспериментальное изучение процесса
экстрагирования из твердых пористых тел в пульсационном аппарате
3.1. Методы и объекты исследования
3.1.1. Методы исследования
3.1.2. Объекты исследования.
3.2. Аппаратурное оформление
лабораторных исследований
3.3. Условия проведения эксперимента
3.4. Изучение кинетики экстрагирования из твердых пористых тел
3.5. Подтверждение адекватности полученной математической модели.
Глава 4. Методика расчета емкостного пульсационного экстрактора периодического действия по
лабораторным данным
Глава 5. Техникоэкономическая оценка различных видов
экстракционного оборудования
Основные результаты и выводы по диссертации.
Литература


В последнее время в мире резко возрос интерес к продуктам и препаратам, направленным на эффективную профилактику здоровья населения. Лекарственные и профилактические препараты (биологически активные пищевые добавки - “БАД”), полученные из растительного сырья, успешно конкурируют с синтетическими препаратами и профилактическими средствами. Экстрагирование целевых компонентов (ЦК) из растительного сырья с использованием селективных жидких растворителей (экстрагентов) является одной из основных стадий, определяющих заданное качество продуктов глубокой переработки растительного сырья. Эффективным способом интенсификации процесса экстрагирования является наложение на систему “твердое тело-жидкость” низкочастотных колебаний (пульсаций). Применение пульсационного воздействия при переработке растительного сырья позволяет обеспечить наиболее полное извлечение ЦК за сравнительно небольшой промежуток времени. Для эффективной организации процесса пульсационного экстрагирования из твердых пористых тел, необходимо знание его основных параметров (частоты и амплитуды пульсации, коэффициента эффективной диффузии в твердом теле, коэффициента массоотдачи, времени проведения процесса и т. Однако в настоящее время отсутствуют зависимости, позволяющие аналитически их рассчитать. В связи с этим становится актуальной разработка математической модели данного процесса. Работа выполнена в рамках Научного направления "Химия и технология переработки возобновляемого растительного сырья" Федеральной целевой научно-технической программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского назначения". Цель работы. I (ель работы заключается в создании научных основ проектирования процессов пульсационного экстрагирования ЦК из твердых пористых тел и аппаратов для их осуществления. Изучить основные характеристики псрсрабатрлваемого растительного сырья. Исследовать кинетику процесса экстрагирования ЦК из твердых пористых тел. Изучить влияние отдельных параметров процесса (амплитуды и частоты пульсации, температуры, размера частиц твердой фазы) на скорость извлечения ЦК. Определить лимитирующие стадии процесса экстрагирования ЦК из твердых пористых тел. Оценить преимущество данного метода интенсификации процесса перед другими. Создать математическую модель процесса экстрагирования ЦК из твердых пористых тел в пульсационных экстракторах и разработать метод их расчета. Научная новизна диссертации. Разработана математическая модель процесса пульсационного экстрагирования ЦК из твердых пористых тел устанавливающая связь между основными технологическими параметрами процесса. Полученные математические зависимости использованы для описания кинетики процесса. Представлены экспериментальные данные по кинетике процесса периодического экстрагирования для двух реальных систем "твердое тело-жидкость": при различной частоте пульсации (0. Гц, 1 Гц, 1. Гц); при разном избыточном давлении создаваемом в аппарате при пульсации (0 МПа (выхлоп в атмосферу), 0. МПа, 0. МПа, 0. МПа); при различных методах интенсификации процесса (пульсационное перемешивание, кипение под вакуумом, механическое перемешивание); при разной температуре проведения процесса ( °С, °С, °С); при различных размерах фракций частиц твердой фазы (0. Обоснована предпочтительность применения интенсификации процесса экстрагирования из твердых пористых тел методом наложения пульсаций перед другими методами интенсификации, такими, как механическое перемешивание и кипение под вакуумом. Практическая значимость. Определены оптимальные размеры частиц твердой фазы для проведения процесса экстрагирования ЦК из растительного сырья, лежащие в пределах от 0. ООО НПЦ «Витиус» и ООО «Реликт». Автор защищает. Результаты экспериментального исследования процесса экстрагирования из твердых пористых тел. Методику расчета пульсационных экстракторов по лабораторным данным. Апробации работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: - ой Конференции по химии высокочистых веществ, Нижний Новгород, г.