Математическое моделирование и совершенствование процесса экстракции масла из фосфолипидного концентрата

• Автор: Лобанов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.18.12, 05.18.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 178 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР .

1.1 Способы и технологии получения фосфолипидных продуктов

1.2 Выбор сырья для получения пищевых обезжиренных фосфолипидов .

1.3 Особенности процесса экстракции из капиллярнопористых материалов .

1.4 Равновесие в системе масличный материал масляная мисцелла .

1.5 Обзор конструкций экстракторов и выбор аппарата для противоточ

ной экстракции масла из частично обезжиренных фосфолипидов

1.6 Методы расчета и математические модели процесса экстрагирования из твердых пористых материалов

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .

2.1 Разработка математической модели равновесия трехкомпонентной смеси фосфолипиды масло ацетон
2.2 Разработка математической модели процесса однократной экстракции масла из ППФ
2.3 Разработка математической модели процесса противоточной экстракции масла из частично обезжиренных фосфолипидов
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Исследование равновесия в системе ППФ ацетон
3.2 Изучение возможности применения процесса классической противоточной экстракции для обезжиривания ППФ .
3.3 Исследование равновесия в системе частично обезжиренные фосфолипиды ацетон .
3.4 Исследование кинетики экстракции в системах ППФ ацетон и частично обезжиренные фосфолипиды ацетон
3.5 Изучение физических и структурных свойств фосфолипидов.
3.6 Исследование влияния массовой доли масла в масляноацетоновых мисцеллах на их температу ру кипения
3.7 Идентификация поровой адсорбционной модели равновесия для систем ППФ ацетон и частично обезжиренные фосфолипиды ацетон.
3.8 Расчет коэффициента массопередачи в системе частично обезжиренные
фосфолипиды ацетон .
ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО
ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ МАСЛА ИЗ ППФ .
4.1 Численный эксперимент по математической модели процесса противоточной экстракции масла из частично обезжиренных фосфолипидов и определение размеров экстрактора типа труба в трубе.
4.2 Разработка технологической схемы и технологических режимов усовершен
. ствованного процесса экстракции масла из ППФ
4.3 Сравнение качественных показателей пищевых обезжиренных фосфолипидов, полученных по известной и усовершенствованной технологиям .
ГЛАВА 5 ТЕХНИК0ЭКЮМТГЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВ1ЮСТЬ У СОВЕРШИ 1СТВОВА1IIЮГО ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ МАСЛА ИЗ ППФ
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ


Результаты изучения процесса экстракции изложены в ряде монографий 2 5, , 7, 9, среди которых видное место занимают работы по экстрагированию растительных масел. Важную роль в изучении процесса экстрагирования занимает вопрос описания расположения и связей масла в масличном материале. Практически все исследователи признают наличие свободного и связанного масла в материале, но единого мнения не существует. Голдовский А. М. классифицирует масло в масличном материале как масло, находящееся на внешних и внутренних поверхностях частиц, и масло, находящееся в толще частиц . Леонтьевский К. Е. рассматривает формы связей масла в масличных материалах согласно системе, предложенной Ребиндером Г1. А. для жидкостей 3, 4. По этой системе все формы связей жидкости с твердой фазой делятся на три группы химическую физикохимическую и физикомеханическую. Энергия связи убывает от химической к физикомеханической. При этом, в исходном масличном материале большая часть масла связана с ним физикомеханической связью, что обусловливает относительную легкость и быстроту его извлечения в начальный период экстрагирования. Масликов В. А. классифицирует масло в масличном материале как масло свободное поверхностное масло капиллярное и масло в неразрушенных клетках 2. Большая часть масла в материале содержится в виде капиллярного и в неразрушенных клетках. Белобородов В. В. предлагает классифицировать виды и формы связей органических растворителей с масличным материалом аналогично видам и формам связи воды . Копсйковский В. М. рассматривает масло в масличном материале на основании представлений, разработанных Голдовским А. М. При этом наружное масло он называет свободным, а масло, находящееся в порах материала, связанным 6. Таким образом, несмотря на большое количество проведенных исследований, единой теории, объясняющей механизм и формы связи масла с масличным материалом, не существует. Большинство известных теорий и представлений, по существу, имеют качественный характер и не позволяют количественно описать равновесие в системах масличный материал органический растворитель. Таким образом, системы фосфолипиды ацетон имеют сходства и различия с системами традиционный масличный материал органический растворитель. Сходство заключается в том, что фосфолипиды, как и традиционный масличный материал, представляют собой капиллярнопористое тело с порами, заполненными мисцеллой. ППФ проходит в системе жидкость жидкость, а последующее обезжиривание в системе твердое тело жидкость. Поэтому при математическом моделировании и расчете экстракции масла из ППФ необходимо учитывать как сходства, так и особенности процесса обезжиривания ППФ по сравнению с обезжириванием традиционных видов масличных материалов. Как отмечалось выше, особенностью процесса обезжиривания ППФ является то, что большую часть времени процесс экстракции осуществляется в системе твердое тело жидкость и только начальный период экстракции проходит в системе жидкость жидкость. При этом твердым телом являются фосфолипиды, а жидкостью масляноацетоновая мисцелла. В результате массообмена с поровой мисцсллой фосфолипидов, происходит повышение содержания масла в наружной мисцслле до тех пор, пока не установится темодинамическое равновесие между поровой и наружной мисцеллами. Описание равновесной зависимости объемной доли масла в поровой мисцслле фосфолипидов от объемной доли масла в наружной мисцелле в трехкомпонентных системах фосфолипиды масло ацетон является важной задачей математического моделирования процесса экстракции масла из ППФ. Ряд исследователей выражают движущую силу процесса экстрагирования через разность концентраций извлекаемого компонента в обеих фазах, полагая, что при термодинамическом равновесии концентрации компонента в поровой и наружной мисцеллах равны , , 6, 5. Между тем, в последнее время произошло значительное изменение представлений о равновесии в системах твердое тело жидкость. В своих работах Аксельруд Г. А., Лысянский В. М. отмечают влияние структуры твердого капиллярнопористого тела на равновесие в различных системах 2 5, 6, 7.