Совершенствование подготовки растительного сырья к экстракции способом экструдирования

• Автор: Меретуков, Заур Айдамирович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Майкоп
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Введение

1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.СОг экстракция принцип и область применения, влияние основных факторов в обеспечении эффективности экстракции.

1.2. Способы подготовки растительного сырья к экстракции.

1.3. Состояние теории экстрагирования как основы для оценки эффективности способов подготовки растительного сырья к экстракции.
1.4. Экструдирование общая характеристика и проблемы при использовании данного процесса.

1.5.Состояние теории процесса экструдирования.

1.6. Выводы по литературному обзору и задачи исследования.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ГРАНУЛ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ЭКСТРУЗИЕЙ
2.1.Моделирование статики сжимаемости смеси растительного материала с двуокисью углерода.
2.2.Теплообмен и фазовое превращение при движении в экструдере смеси растительного материала с двуокисью углерода.
2.3.Деформирование растительного материала в процессе экструзии.
3. ПОЛУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА ПОДГОТОВЛЕННЫХ ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ ПОРИСТЫХ ГРАНУЛ.
3.1.Экспериментальные исследования деформировании и экструдирования гранул.
3.1.1 .Деформирование смеси ромашки аптечной и двуокиси углерода.
3.1.2. Экструдирование гранул ромашки аптечной.
3.2. Экстрагирование двуокисью углерода растительных материалов
с различной подготовкой.
3.2.1.Развитие теории оценки экстрагируемости растительных материалов.
3.2.2. Оценка экстрагируемости растительных материалов
с различной степенью подготовки.
4. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РАСТИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА К ЭКСТРАКЦИИ. ВЫДАЧА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ.
5. ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.
6. ЛИТЕРАТУРА
7. ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Таблицы экспериментальных данных.
Приложение Б. Расчет экономической эффективности.
Приложение В. Документация.
Ф
ВВЕДЕНИЕ


В воде ее растворимость увеличивается с понижением температуры и повышением давления . Растворимость газообразной СО2 в этиловом спирте и водноспиртовой смеси примерно в 2 раза выше, чем в воде. Газообразная СО2 хорошо растворяется в органических растворителях ацетоне, этаноле, метаноле, бензоле, хлороформе и др. При этом растворимость тем выше, чем ниже температура. В жидкой двуокиси углерода растворимость минерального масла составляет около 1. Жидкая двуокись углерода хороший селективный растворитель большинства ароматических веществ, однако, не растворяет неорганические соли, сахара, аминокислоты, липиды . Н2СО3 . Концентрация ионов водорода в водных растворах двуокиси углерода практически не зависит от давления и содержания СО2 в воде . Обезвоженная газообразная и жидкая двуокись углерода не коррозирует металлы, а содержащая воду может вызвать коррозию . Уравнения состояния как основа анализа фазовых состояний систем с двуокисью углерода. На рисунке 1 представлена фазовая диаграмма двуокиси углерода, на которой показано влияние основных термодинамических параметров давления, температуры и объема на количество и состав фаз. Необходимо учитывать фазовые состояния двуокиси углерода при использование ее в качестве добавки при экструдировании растительного материала для подготовки к экстракции, что может оказаться весьма эффективным изза возможности создания высокого давления при относительно низкой температуре, а также в случае последующей экстракции растительного материала двуокись углерода осуществит предварительную пропитку порового объема и обеспечит перенос к поверхности экстрагируемых веществ. Прогнозирование фазового равновесия в системах, содержащих газы под давлением, в настоящее время производится, в основном, с использованием кубических уравнений состояния и их модификаций ВандерВаальса, ПенгаРобинсона, Соава Редлиха Квонга, Патела Тейя и др. Наиболее известным и эффективным является уравнение состояние ВандерВаальса, ко
торое возможно применить и для описания поведения твердофазных материалов . Р Р Р У
ИЛИ
аР аЬР2 . Ь параметры. Ь уе3 ЯТсРе. Критическая сжимаемость по уравнению ВандерВаальса составляет гс 0,5. Зу,1 8Г, 8
где присутствуют относительное давление Рг , относительная
температура Тг и относительный объем уг . V и плотность газа . I
Рис. Основные факторы, влияющие на эффективность экстракции. Исследование влияния температуры на эффективность экстракции сырья жидкой СОг проводили на измельченных семенах кориандра при температуре С и минус С при прочих равных условиях. С учетом сравнительно низкой критической температуры жидкой СО2 равной ,С, представляет интерес практическое использование жидкой С на нижнем температурном пределе, обусловливающем жидкофазное состояние растворителя и пониженное давление его паров. Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вывод понижение температуры резко снижает скорость экстракции, и ее эффективность. При этом обращает на себя внимание возрастание селективности растворителя, выражающееся в полном отсутствии жирного масла во всех пробах экстракции при температуре минус С, чего нельзя сказать о пробах экстракции при С. Проводить экстракцию при минусовых температурах, если это не вызывается необходимостью повышения селективности жидкой С, нецелесообразно, так как это приводит к ощутимому снижению эффективности процесса извлечения экстрактивных веществ. Исследования показали, что наибольший выход экстрактивных веществ достигается при температуре экстракции в пределах С и соответствующем давлении насыщенных паров растворителя. Дальнейшее повышение температуры процесса экстракции растительного сырья жидкой двуокисью углерода вплоть до ее критической температуры ,С, хотя и не вызывает распада термолабильных веществ, но приводит к снижению выхода экстрактивных веществ, что объясняется агрегативной неустойчивостью жидкофазного состояния растворителя в зоне его критической температуры, уменьшением градиента химического потенциала, снижением величины коэффициента молекулярной диффузии извлекаемых компонентов в растворителе.