Экстракция органического масла из растительного сырья сверхкритическим диоксидом углерода

• Автор: Шиндяпкин, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 205 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 РАСЧТ РАВНОВЕСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ

ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ СРЕДАХ.

1.1 Особенности сверхкритического состояния вещества.

1.2 Условие термодинамического равновесия между сверхкритическим флюидом и растворяемым веществом.

1.3 Правила смешения для растворов.

1.4 Оценка коэффициента к у в правилах смешения

1.5 Давление насыщенного пара растворяемого вещества.

1.6 Оценка применимости модели.

ГЛАВА 2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ЭКСТРАКЦИИ

СВЕРХКРИТИЧЕСКИМИ СРЕДАМИ И Е
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
2.1 Общие принципы экстракции сверхкритическим и средами.
2.2 Вещества, используемые в качестве СКсред, и их критические параметры.
2.3 Применение экстракции сверхкритическими средами для извлечения ценных компонентов из сырья растительного
и животного происхождения.
2.4 Дополнительные факторы, оказывающие влияние на процесс сверхкритической экстракции.
ГЛАВА 3 ВЫБОР ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1 Выбор объекта исследования.
3.2 Описание экспериментальной установки.
3.3 Методика проведения эксперимента.
ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ИХ АНАЛИЗ
4.1 Экстрагирование масла псевдожидким СОг с принудительной циркуляцией экстрагента.
4.2 Влияние давления СКСО2 на скорость экстракции и выход
масла из семян облепихи.
4.3 Влияния температуры СКСО2 на скорость экстракции и выход масла из семян облепихи
4.4 Влияние расхода СКСО2 на скорость экстракции и выход
масла из семян облепихи
4.5 Изучение влияния размера частиц исходного сырья на скорость экстракции и выход масла из семян облепихи
4.6 Изучение влияния пульсации давления экстрагента на скорость экстракции и выход масла из семян облепихи
4.7 Оценка точности результатов измерений
ГЛАВА 5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИИ МАСЛА ИЗ СЕМЯН
ОБЛЕПИХИ.
5.1 Равновесная концентрация органического масла
в сверхкритическом флюиде.
5.2 Модель диффузии масла
5.3 Расчт параметров фильтрации сверхкритического флюида
через слой частиц.
5.4 Коэффициент диффузии вещества в сверхкритических растворителях.
5.5 Результаты расчтов экстракции органического масла
сверхкритическим растворителем
5.6 Оценка давления насыщенных паров и псевдокритических параметров облепихового масла.
5.7 Поиск апроксимирующих зависимостей для определения
коэффициента массоотдачи
ГЛАВА 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИ РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ МАСЛА ИЗ СЕМЯН ОБЛЕПИХИ
6.1 Критерии экономической эффективности и расчетные
соотношения.
6.2 Результаты оценки экономически рациональных технологических
параметров экстракции масла из семян облепихи СКСО2.
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


В связи с тем, что обзор литературы включает в себя как теоретические, так и экспериментальные работы, цели и задачи исследования изложены в главе 2. С целью строгости изложения материалов диссертации приведем краткое изложение целей и задач исследования здесь. Путем теоретического исследования установить основные закономерности растворимости высокомолекулярных органических веществ в сверх-критических растворителях. Выяснить теоретическим путем динамику процесса массопереноса органических масел из объема семян в свсрхкритический растворитель и механизм переноса и выделения продукта экстракции в проточных аппаратах. Проведение экспериментальных исследований экстракции масла из семян облепихи и установление влияния режимных параметров: температуры, давления, удельного расхода, фракционного состава сырья и пульсаций давления экстрагента на эффективность извлечения. Сопоставить результаты экспериментальных и теоретических исследований с целью уточнения модели и оценки термодинамических данных облепихового масла, необходимых для разработки промышленных установок. Провести оценку экономической эффективности и определить экономически рациональные режимные параметры промышленных установок. Достоверность экспериментальных результатов обоснована использованием поверенных приборов, общепринятой методикой оценки точности измерений, воспроизводимостью результатов экспериментов и согласием экспериментальных данных с существующими представлениями о физике процесса экстрагирования сверхкритическими средами и данными других исследователей. Обоснованность достоверности теоретических результатов базируется на физической непротиворечивости модельных положений и согласии результатов расчётов с экспериментальными данными диссертации и данными других исследований. Результаты экспериментального исследования зависимости скорости экстрагирования и выхода целевого продукта при различном давлении, температуре, удельном расходе сверхкритического диоксида углерода, фракционном составе экстрагируемого сырья и наличия пульсации давления потока экстрагента в экстракторе. Физико-математическая модель расчета равновесной концентрации органических высокомолекулярных веществ в сверхкритических флюидах и процесса экстракции масел из растительного сырья сверхкритическим диоксидом углерода. Результаты оценки параметров проведения процесса экстрагирования обеспечивающие минимальные затраты на сырьё и энергоресурсы. В качестве основного объекта исследования была выбрана система семена облепихи - сверхкритический диоксид углерода. Работа состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы и приложений. СК-средах. Во 2-я главе рассматриваются общие принципы СК-технологии. Основное внимание уделено рассмотрению существующих методов получения органических масел из сырья растительного и животного происхождения СК-средами и практического использование СК-растворителей в различных экстракционных процессах. Обоснован выбор сверхкритического экстрагента и поставлены задачи исследования. В 3-ей главе приведено обоснование выбора объекта исследования, описание оборудования и методики проведения экспериментов по СКЭ масла из семян облепихи. В 4-ой главе приведены результаты экспериментальных данных. СКЭ масла из семян облепихи. Диссертация изложена на 2 страницах, содержит рисунков, 4 таблицы, список литературы из 3 источников и 2 приложения. Работа выполнена в Московском государственном университете инженерной экологии. ГЛАВА 1 РАСЧЁТ РАВНОВЕСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ СРЕДАХ. Особенности сверхкритического состояния вещества. При давлении превышающем термодинамическое критическое давление Рс, вещество переходит в новое состояние - сверхкритическое. В сверхкри-тическом состоянии отсутствует фазовый переход первого рода сопровождающийся скачками плотности, внутренней энергии, теплоемкости, энтропии. Рис. Изменение плотности диоксида углерода при различных давлениях. На рис. При давлении ниже критического плотность испытывает скачок при переходе через температуру кипения.