Экстракция жиросодержащих материалов двуокисью углерода с сорастворителем при сверхкритических условиях

• Автор: Чундышко, Вячеслав Юрьевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Майкоп
• Количество страниц: 228 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. СОСТОЯНИЕ НАУКИ И ПРАКТИКИ СК С ЭКСТРАКЦИИ ДВУОКИСЬЮ УГЛЕРОДА ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.
1.1. Техника и технология экстрагирования двуокисью углерода при сверхкритических условиях

1.1.1. Состояние технологии экстракции двуокисью углерода жиросодержащих материалов.

1.1.2. Особенности конструкций известных установок для экстрагирования двуокисью углерода при сверхкритических условиях
1.2. Научные результаты исследования процесса экстрагирования двуокисью углерода при сверхкритических условиях
1.2.1. Термодинамические основы и диаграммы ведения процессов экстракции в до и сверхкритических условиях.

1.2.2. Расчет равновесий в жидких смесях

1.2.3. Экстрагирование двуокисью углерода слоя дисперсного растительного материала.

1.3. Выводы по литературному обзору и задачи исследования.

2. ТЕРМОДИНАМИКА ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ СИСТЕМЫ ДВУОКИСЬ УГЛЕРОДА ЭТАНОЛ ЖИР ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
2.1. Уравнения состояния как основа анализа фазовых состояний экстракционных систем с двуокисью углерода.
2.2. Описание фазовых состояний компонентов системы двуокись углерода этанолжир при сверхкритических условиях
2.2.1. Характеристика стандартного варианта уравнения состояния Пенга Робинсона .
2.2.2. Модификация стандартного уравнения состояния ПенгаРобинсона СУСПР
2.3. Описание бинарных систем двуокись углерода этанол, двуокись углерода триглицериды и триглицериды этанол.
2.3.1. Система двуокись углерода этанол.
2.3.2. Система двуокись углерода триглицериды.
2.3.3 Система этанол триглицериды.
2.4. Моделирование растворимости триглицеридов двуокисью углерода с сорастворителем этанолом при сверхкритических условиях.
2.5 Моделирование разделения системы триглицериды двуокиси углерода этанол
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ СЛОЯ ДВУОКИСЬЮ УГЛЕРОДА С СОРАСТВОРИТЕЛЕМ ПРИ СВЕРХКРИТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.1. Решение задачи массопереноса в слое с продольным перемешиванием методом Бубнова Галеркина.
3.2. Постановка и решение задачи массообмена при экстрагировании слоя дисперсного материала с учетом продольного перемешивания потока растворителя.
3.3. Экспериментальные исследования экстрагирования жиросодержащего
материала семян винограда при сверхкритическиъх условиях.
3.3.1.Описание конструкции и работы экстракционной установки.
3.3.2. Методика проведения экспериментов и полученные результаты.
3.3.3. Идентификация параметров математической модели экстракции по результатам экспериментов
4.ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1.Преимущества предлагаемой экстракции двуокисью углерода с сорастворителем.
4.2.Математическое моделирование работы установки сверхкритической
экстракции.
4.2.1. Оценка общих техникоэкономических параметров установки.
4.2.2. Математическое моделирование энерготехнологического комплекса аппаратов экстракционной установки.
4.3. Описание предлагаемой установки.
5. ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Максимальная температура ограничивается необходимостью сохранения качества обрабатываемых материалов, в то время как максимум давления будет вообще зависеть от конструкции оборудования. Фракционирование. Проводится при последовательном прохождении через различные условия по температуре и давлению. Для этих целей, добавляемый носитель может иметь весьма благотворный эффект. Дезодорация. В общем, условия для дезодорации ограничены меньшими давлениями, чем для полной экстракции и фракционирования, так как требуется удалить лишь наиболее растворимые компоненты. Вспомогательное оборудование, такое как насосы, регуляторы и измерители потоков, также необходимо. Рис. Физические состояния двуокиси углерода при различных температурах и давлениях, выделенные области используются для различных процессов пищевой технологии. По крайней мере, три схемы подходят для сверхкритической экстракции см. В первой схеме температура меняется для удаления желаемого компонента. Экстрактор загружается, и сжатый газ вводится при температуре, обеспечивающей максимум растворимости. Получающийся раствор пропускается через теплообменник, и температура устанавливается на минимум растворимости извлеченных веществ в сжатом газе. Извлеченные вещества собираются в сепараторе и освобожденный от растворенных сжатый газ сжимается и рециркулирует. Во второй схеме изменение давления используется для проведения сепарации. В этом случае обогащенная растворенными компонентами фаза подвергается сбросу давления, и растворенные отделяются. Затем растворитель может рециркулировать после повторного сжатия. Использование этого способа сдерживается затратами на поддержание давления. Чтобы преодолеть это предложено использовать турбину для сброса давления и для частичного возврата энергии. Третья схема использует процесс с неподвижным слоем при соблюдении изобарных и изотермических условий. Растворяемые удаляются из мисцеллы адсорбцией в неподвижном слое материала, такого как активированный уголь. Интересен способ экстракции хмеля жидкой двуокисью углерода в области докритических температур и сверхкритических давлений . Рис. Схемы экстракционных установок для сверхкритической экстракции. Верхняя система с устанавливаемыми давлением и температурой для извлечения растворенных веществ. Нижняя адсорбционная система для удаления растворенного вещества. Экстракция хмеля в этой зоне протекает быстрее с более полным извлечением ценных веществ, чем при использовании в качестве растворителя жидкой двуокиси углерода при докритическом давлении или газообразной двуокиси углерода при сверхкритических параметрах давления и температуры. Процесс может быть осуществлен в устройстве, приведенном на рис. Процесс осуществляется следующим образом. Жидкий растворитель отводится из резервуара в состоянии докритического давления и докритической температуры. В теплообменнике устанавливается требуемая докритическая температура двуокиси углерода, а высоконапорным насосом достигается необходимое сверхкритическое давление. Через расходомер двуокись углерода попадает в экстрактор 4, где происходит экстракция исходного материала. Заполняется и разгружается экстрактор либо прерывно путем открытия и закрытия верхнего люка после каждой экстракции, либо непрерывно за счет использования высоконапорных шлюзовых затворов 5 и 6, которые без существенного снижения давления обеспечивают постоянную подачу свежих гранул и выгрузку проэкстрагированного шрота. Давление раствора жидкой двуокиси углерода и экстракта хмеля мисцеллы на выхода из экстрактора контролируется датчиком давления . Мисцелла подается через регулирующий клапан и теплообменник 9 в напорный резервуар , в котором при уменьшении давления разделяются экстракт хмеля и растворитель жидкий и газообразный СОг. Жидкий растворитель, находящийся под сверхкритическим давлением, отделяется через регулирующий клапан. В напорном резервуаре экстракт хмеля выпадает в осадок и выводится через вентиль. Выходящая из напорного резервуара двуокись углерода может рециркулировать по трубопроводу. Для контроля давлений на линиях предусмотрены манометры. Рис.