Совершенствование процесса экстрагирования целевых компонентов при электроконтактной обработке смеси растительного сырья

• Автор: Гусева, Мария Васильевна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 219 с. : ил.

1.1. Состояние теории экстрагирования из сочного и сухого волокнистого сырья.

1.2. Вопросы интенсификации процесса экстрагирования

1.3. Современное состояние производства безалкогольных напитков с использованием растительных экстрактов

1.4. Краткий обзор процесса электроконтактной обработки пищевых продуктов.

Краткие выводы по главе 1.

Глава 2. Теория процесса диффузии в растительном материале и методики экспериментального исследования.

2.1. Теория процесса диффузии в растительном материале

2.2. Методика исследования физикомеханических свойств расти тельных материалов

2.3. Методика исследования и расчета коэффициента диффузии из сырья.

2.4. Методика определения и расчета коэффициента масоотдачи.

2.5. Методика исследования электрических параметров смеси растительное сырье экстрагент.
2.6. Методика исследования химического состава экстрактов.
Краткие выводы по главе 2.
Глава 3. Экспериментальные установки для проведения процесса экстрагирования и определения коэффициентов диффузии из растительного сырья.
3.1. Экспериментальная установка для определения коэффициента диффузии из растительного сырья.
3.2. Экспериментальная установка для проведения совместного экстрагирования нескольких видов растительного сырья
3.3. Характеристика аппаратов для экстрагирования из растительного сырья.
3.4. Экспериментальная установка для электроконтактной обработки растительного сырья.
3.5. Экспериментальная установка для концентрирования экстрактов под вакуумом
Краткие выводы по главе 3.
Глава 4. Исследование диффузионных свойств растительного сырья и массообмсна в процессе экстрагирования в противоточном шнековом экстракторе.
4.1. Подбор компонентов, входящих в состав смесей для экстрагирования
4.2. Исследование компонентов, содержащихся в экстрагируемой смеси растительных материалов.
4.3. Исследование физикомеханических свойств сухого волокнистого растительного сырья.
4.4. Исследование процесса экстрагирования из смесей сухого волокнистого растительного сырья
Краткие выводы по главе 4.
Глава 5. Исследование влияния предварительной электроконтактной обработки смеси растительного сырья и экстрагента на эффективность процесса экстрагирования
5.1. Исследование зависимости электрических параметров смеси растительное сырьэкстрагеит от температуры
5.2. Выделение лимитирующей стадии процесса экстрагирования
5.3. Исследование спектрофотометрических характеристик экстрактов из растительного сырья
Краткие выводы по главе
Глава 6. Математическая модель процесса совместного экстрагирования из волокнистого растительного сырья.
6.1. Экспериментальностатистическая модель процесса совместного экстрагирования из растительного сырья.
6.2. Оптимизация процесса получения безалкогольного напитка на основе экстрактов из растительного сырья
Краткие выводы по главе 6.
Глава 7. Практические рекомендации и реализация выполненных результатов исследования
7.1. Расчет коэффициента диффузии в растительном материале при совместном экстрагировании сырья.
7.2. Методика подбора составляющих компонентов экстрагируемой смеси
7.3. Методика инженерного расчета электроконтактной форкамеры экстрактора с плоскими электродами.
7.4. Разработка экстрактора с камерой предварительной электроконтактной обработки растительного сырья
7.5. Технологическая схема производства напитков на основе экстрактов из растительного сырья
7.6. Расчет экономической эффективности работы экстрактора снащенного камерой для электроконтактной обработки сырья
Краткие выводы по главе 7.
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Головин предлагает рассматривать свекловичную пластину как многослойную стенку, состоящую из стружки толщиной и поверхностной пленки жидкости толщиной 2. Коэффициенты диффузии в этих слоях соответственно а и а2. Рис. I время р откачка V скорость стружки в аппарате скорость диффузионного сока асс0 относительная средняя концентрация сахара в стружке Рясо относительная концентрация диффузионного сока. Здесь с средняя концентрация сахара в стружке с0 концентрация сахара в стружке, поступающей в аппарат . ЛаРд1, 1. Л так называемый, фактор диффузии. На основании баланса вещества, составленного только для стружки в обтеме, ограниченном плоскостями у и ус1у, и равенства 1. Аналогичное дифференциальное уравнение получено и для функции . Хр1 Ар Н длина аппарата. Наиболее глубокий анализ процесса тепло и массопереноса на основе уравнения нестационарной диффузии дан в трудах Лыкова. СпС, 1. О коэффициент диффузии, м2с х координата, м р коэффициент масоотдачи, мс сп концентрация экстрагируемого вещества на поверхности твердой частицы, с концентрация экстрагируемого вещества в ядре потока, . Решение для двухмерной пластины получено Ю. П. Грачевым , . Сек 1. Решая дифференциальное уравнение диффузии при соответствующих краевых условиях, Ю. П. Грачев получил следующее уравнение для определения показателя степени к
а
1
пХ л. К концентрация сахара в жоме, сн начальная концентрация сахара в соке стружке, Вп1 и Вт1 постоянные, являющиеся функцией критерия Био и цт корни характеристического уравнения здесь Шд диффузионный критерий
Био В объемный соковый коэффициент коэффициент диффузии, м с Я и 2 половина толщины и ширины стружки соответственно, м. В формуле 1. Таким образом, эта формула не дает возможности установить локальные значения коэффициента масоотдачи по длине аппарата. Учетом физической сущности процесса экстракции отличается аналитическая теория Г. А. Аксельруда 3, 5. Введение в граничные условия уравнений материального баланса позволило выразить концентрацию в жидкости, окружающей экстрагируемые частицы, как часть общего решения дифференциального уравнения нестационарной диффузии. Для экстракции из тел цилиндрической формы с помощью метода операционного исчисления получены решения дифференциального уравнения диффузии, на основании которых Г. А. Аксельруд разработал графоаналитические методы определения кинетических коэффициентов процесса экстракции 3. Однако не было учтено влияние нерегулярного режима на среднюю величину кинетических коэффициентов. Тщательные исследования процесса экстракции принадлежат В. М. Лысянскому , . Основные допущения, принятые при создании математической модели, это вопервых, предположение, что размеры клеток растительной ткани достаточно малы по сравнению с размером экстрагируемых частиц, что позволят считать растительную ткань сплошной средой. Вовторых, растительная ткань рассматривается как изотропный в диффузионном отношении материал. Т уг . Г 7 7 , 1. В.М. Лысянский получил математическое описание, учитывающее изменение физических условий, рассматривая процесс не в целом, а по расчет
ным участкам, которые должны быть достаточно большими но сравнению с размерами экстрагируемых частиц, но в то же время настолько малыми, чтобы можно было принять физические условия постоянными в пределах интервала. Задача сводится к нахождению в конце интервала поля концентрации в равномерно движущемся твердом теле определенной формы и размеров при постоянных физических условиях. Решением уравнения 1. Конечное распределение концентраций на предыдущем интервале принимается для последующего в качестве начального. Таким образом, находятся решения для каждого интервала и, следовательно, для всего процесса. Для определения коэффициента к М. Однако интервальноитерационный метод является весьма громоздким, точность его ограничивается накапливанием итерационной погрешности с увеличением числа расчетных интервалов. В целях его усовершенствования и устранения недостатков В. М. Лысянским и О. Н. Миссиным разработан безитерационный интервальный метод , 8. Дифференциальное уравнение нестационарной диффузии 1. БрюнихеОлсеном, на интервале имеет вид
2, I Ре , 1.