Математическое моделирование и совершенствование экстракционной переработки масличного материала с повышенной температурой

• Автор: Василенко, Валерий Васильевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Состояние технологии и техники экстракции при переработке масличного сырья.

1.2 Современные научные основы процесса экстрагирования и

пути повышения эффективности экстракторов.

1.3 Процесс кондиционирования материала по температуре в

технологии и технике подготовки к экстракции.

1.4 Выводы по обзору. Формулировка цели и задач исследования.

2 АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МИСЦЕЛЛЫ С НАГРЕТЫМ ИСХОДНЫМ МАСЛИЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ

2.1 Испарительное охлаждение нагретых частиц масличного материала.

2.2 Экспериментальное определение свойств масличного материала как объекта пропитки.
2.3 Определение концентрации экстрагируемых веществ в порах исходного масличного материала после пропитки
3 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА МАССОПЕРЕНОСА ПРИ ПРОПИТКЕ МИСЦЕЛЛОЙ ПОРИСТЫХ ЧАСТИЦ ИСХОДНОГО МАСЛИЧНОГО
МАТЕРИАЛА.
3.1 Математическая модель массопереноса в бидисперсном адсорбирующем норовом объеме
3.2 Математическая модель пропитки пористых частиц
масличного материала
3.3 Математическое моделирование массопереноса при пропитке масличного материала.
4 АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ МНОГОСТУПЕНЧАТОГО ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ С УЧЕТОМ ПРОПИТКИ МАТЕРИАЛА С ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ
4.1 Построение математической модели многоступенчатого противоточного процесса экстракции с отбором мисцеллы
для пропитки с промежуточной ступени
4.2 Идентификация параметров математической модели по
результатам работы экстрактора Краун
4.3 Моделирование работы экстрактора Краун при поступлении на экстракцию материала повышенной температуры
5 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ МАСЛИЧНОГО МАТЕРИАЛА С ПОВЫШЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ
5.1 Предложения по совершенствованию переработки экстракцией
масличного материала с повышенной температурой
5.2 Моделирование ленточного транспортераохладителя
6 ВЫВОДЫ
7 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
8 ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ


Свободное масло легко удаляется при хорошем контакте с
растворителем, а для удаления связанного масла необходимо проникновение растворителя через клеточные стенки и вторичные структуры, как в прямом, так и обратном направлении 7,, . Технология экстракции базируется на экспериментальных данных и производственном опыте, который обобщает представление о влиянии различных факторов на процесс экстракции . Одним из наиболее существенных факторов, который определяется подготовкой материала к экстракции, является степень разрушения клеточной структуры и размера частиц материала 7, , . Влияние степень разрушения клеточной структуры определяется, как уже сказано ранее, представлениями о двух формах состояния масла в масличных материалах . В работе высказано предположение, что практически все неизвлеченное масло содержится в неразрушенной клеточной структуре. Важным является и пористость подготовленного к экстракции материала . Рост пористости и связанной с нею степени разрушения клеточной структуры снижает масличность шрота, но одновременно вызывает проблемы, связанные с пропиткой пористой структуры экстрагируемых частиц . Вероятно, в данном случае технология приготовления пористого масличного материала одновременно влияла на степень разрушения клеточной структуры. Размер частиц материала напрямую определяет длину пути диффузии 7 и при его сокращении с уменьшением размера частиц ускоряется процесс экстракции. С размером частиц и их формой связана гидродинамическая проницаемость слоя экстрагируемого материала 7, , . Поток растворителя должен легко двигаться в слое, омывая каждую частицу, а в конце процесса легко стекать и отделяться от слоя проэкстрагированных частиц . Таким образом, необходимо определять оптимальные размеры частиц. Важным фактором процесса экстракции является температура , так как она влияет на скорость процесса диффузии. С повышением температуры увеличивается коэффициент диффузии и снижается вязкость растворителя и экстрагируемых веществ все это способствует интенсификации процесса. Рекомендации вести процесс вблизи температуры кипения растворителя и образующихся мисцелл требуют применения специальной системы автоматики, так как превышение температуры кипения ведет к росту давления в аппарате и потерям растворителя. Именно этим объясняется то, что в промышленности температурные режимы стараются не форсировать. В настоящее время на практике, в частности Лабинского МЭЗа при эксплуатации экстрактора системы Краун, возникла ситуация ухудшения работы экстрактора при подаче на экстракцию материала с повышенной температурой. Количество подаваемого растворителя и характер его взаимодействия с потоком экстрагируемого материала определяет движущую силу процесса разность концентраций масла в растворе внутри и снаружи частиц . Наиболее эффективная организация взаимодействия потоков экстрагируемого материала и растворителя противоток 2, 4, . При этом, чем больше подается растворителя, тем больше разность концентрации и до определенного предела растет глубина обезжиривания, однако при этом существенно снижается концентрация конечной мисцеллы, что ведет к увеличению затрат на стадии дистилляции мисцеллы 7. Отметим, что из двух основных способов экстрагирования бесступенчатой экстракции погружением и многоступенчатой экстракции орошением последний позволяет вести процесс с меньшим количеством растворителя и получать соответственно более концентрированные конечные мисцеллы , . К экстракторам, реализующим способ бесступенчатой экстракции погружением, относится конструкция вертикального шнекового экстрактора, применяемого в маслоэкстракционном производстве. Экстрактор имеет и образную форму. В этом экстракторе две вертикальные колонны загрузочная и экстракционная, а также считающаяся третьей колонной поперечный шнек. Транспорт материала осуществляется медленно вращающимися шнеками последовательно в загрузочной, поперечной и экстракционной колоннах. Жидкая фаза растворителя подается противоточно движению экстрагируемого материала. Многоступенчатые экстракторы реализуют способ орошения. К ним, прежде всего, относятся конвейерные и карусельные экстракторы.