CC BY
25
УДК 622.75:629.7
Драчук У.Р., к.т.н., Ромашко 1.С., к.т.н., Галух Б.1., к.т.н. ([email protected]) © Лъв\всъкый нацюналъныйутеерсытет ветерынарногмедыцыны та бютехнологш гмеш С.З. Тжыцъкого
1НТЕНСИФ1КАЦ1Я ВИДОБУТКУ Р0СЛИНН01 ОЛП, ОДЕРЖАНО! МЕТОДОМ ЕКСТРАКЦ11
Застосування етанолу як поверхнево-активного компоненту комплексного бензинового розчинника сприяе поглибленню процеЫе вилучення олп з рослынног сировини та дозволяе оптым1зуваты середшй д1аметр подр1бнення частинок твердог фазы, враховуючи використання ргзных розчыннытв.
Ключое1 слова: оптимальный д1аметр подр1бнення, базовый розчын, поверхнево-актывнаречовына (ПАР), розчыннык, бензын, етанол.
Видобуток олп методом екстракци протягом багатьох роюв залишаеться найефектившшим способом, який забезпечуе повне вилучення олп з сировини. Методом екстракци також отримують олш з макухи, яку одержують у результат! форпресування. Для штенсивного I найбшьш повного вилучення олп спещальнш обробщ пщдають макуху та насшня, руйнуючи при цьому велику кшьккть кл1тин ядра.
Пщготовч1 операцн передбачають подр1бнення матер1алу для екстракци. При цьому отримують олшну сировину р1зного середнього д1аметра подр1бнення. Промислов1 способи видобутку олп передбачають досить широкий д1апазон подр1бнення сировини, наприклад, пелюстка з форпрессово! крупки середшм д1аметром 0,5-0,6 см2 , пелюстка з гранул 1,5-2,0 см2 [1].
Процеси екстрагування олп вщбуваються з використанням рухомо! апаратури. Зменшення середнього д1аметра подр1бнено! сировини для виробництва олп призводить до зростання загально! площ1 фактичного контакту твердо1 частинки I екстрагента, а це позитивно впливае на штенсившсть виходу екстракту, оскшьки загальна площа фактичного контакту обернено пропорцшна до величини середнього д1аметра подр1бнено! сировини.
3 шшого боку, збшьшення величини середнього д1аметра подр1бнено! сировини сприяе зростанню чисел Рейнольдса, Арх1меда I швидкост1 омивання екстрагентом поверхш кожно! частинки [2]. Цей факт сприяе штенсифжаци виходу цшьового компонента (олп) у екстрагент I отриманню мкцели вищо! концентраций У даному випадку доречно оптим1зувати розм1ри середшх д1аметр1в подр1бнення олшно! сировини для штенсифжацп екстрагування.
Оптим1зацш середнього д1аметра подр1бнення можна провести з врахуванням ф1зико-х1м1чних властивостей використаних екстрагешгв, а саме: густини екстрагента I сировини, коефщента поверхневого натягу, динам1чного коефщента в'язкост11 кута змочування екстрагентом сировини.
© Драчук У.Р., Ромашко 1.С., Галух Б.1., 2013
63
Вхщш параметри рс рч, 67, р, со$, в, у/
I
в, = 3,07? (а- СО80)3 -р2с р'ё(Рч -Рс)
1
Яе опт
1 '
у х 1,4 _| I 10,152 )
1
5 = з снт 4
ё(А ~Рс)РС
опт ^ опт — V ЛГопт
й =8 ■ ¿[Лг
опт опт \ о}
Рис. Блок-схема оптим1заци середнього д1аметра подр1бнення сировини. рч -густина твердо1 сировини, кг/м3; рс - густина розчину екстрагента, кг/м3; ц, - динам1чний коефшдент в'язкост1, Па с; о -коефщент поверхневого натягу, Н/м; со8#- гщрофшьшсть сировини; - доцшьний д1аметр
подр1бнення, м; дГ{д - доцшьна товщина приповерхневого шару, мм; Лг{1д -
доцшьне число Арх1меда.
На рисунку запропоновано блок-схему розрахунку доцшьного середнього д1аметра подр1бнення олшно! сировини з врахуванням використання р1зних екстрагенив.
Застосування поверхнево-активних речовин у екстрагентах суттево впливае на оптимальш розм1ри середнього д1аметра подр1бнення олшно! сировини, а також пщвищення концентраци олшно-бензиново! мщели.
64
Вщомо, що спирти, зокрема етанол, можна застосовувати як поверхнево-активш речовини [4] для прискорення I поглиблення видобутку олп з макухи, оскшьки для ефективного екстрагування необхщно забезпечити проникнення розчинника у м1жчастинковий прост1р I всередину кожно! частники, а також дифузш розчинено! оли в розчин. Зовшшня структура матер1алу характеризуеться розм1рами I формою частинок, оптимальш розм1ри яких встановлюються експериментально для кожного виду матер1алу.
Перспективним е використання таких полярних розчинниюв як ацетон, етанол, а також зрщжеш гази [5]. При !х застосуванш спрощуеться процес видшення рослинних олш з розчину, при цьому суттевим показником е досить висока яккть отримано! оли. Основний процес - вилучення оли з пелюстки чи гранули здшснюеться через приповерхневий ламшарний шар, на який д1е поле поверхневих сил. Так1 сили розраховуються за допомогою коеф1ц1ента поверхневого натягу.
При додаванш м1н1мальних концентрац1й ПАР у розчини виникають зм1ни г1дродинам1чних показниюв, як1 сприяють зростанню чисел Рейнольдса I турбул1зац1! поток1в екстрагування, а також послабления поверхневих сил.
Коефщент поверхневого натягу розчину в присутност1 спирту зменшуеться з подовженням вуглецевого ланцюга спирту. Вм1ст спирт1в, що необхщний для зм1ни ф1зичних показниюв промислових екстрагент1в, встановлюють експериментально.
1нтенсиф1кацш видобутку ол1! екстракц1!ним методом можна здшснити шляхом введения в екстрагент поверхнево-активних речовин [6], як1 понижують поверхневий натяг застосованого розчинника I вщповщно сприяють зменшенню середньо! товщини приповерхневого лам1нарного шару на поверхш твердо1 частинки в систем! тверде т!ло - р!дина.
Майже ва рослинн! ол!! добре розчиняються в неполярних розчинниках (гексан!, бензин!, бензол!, дихлореташ та ¿н.). Полярн! розчинники (метанол, етанол, ¿зопропанол) при юмнатнш температур! зм!шуються з ол!ями в обмежених к!лькостях, при нагр!ванн! розчиншсть ол!й в них зб!льшуеться. Вщ б!льшост! ол!й за розчинн!стю вщр!зняеться рицинова ол!я, що м!стить залишки рицинолево! кислоти. При к!мнатн!й температур! ця ол!я розчиняеться в метанол! та етанол!, але погано розчинна в бензин! ! гексан!. При нагр!ванш !! розчинн!сть в останшх зб!льшуеться, досягаючи повного зм!шування. У практищ екстракц!! рослинних ол!й найбшьшого поширення набули ал!фатичн! вуглеводн! ¿, зокрема, екстракц!йн! бензини. Вони характеризуются високою спор!днен!стю до б!льшост! рослинних олш.
Висновок. Застосування етанолу як поверхнево-активного компоненту комплексного бензинового розчинника для екстрагування рослинних олш е доцшьним для досягнення !нтенсиф!кац!! видобутку олп.
Л1тература
1. Кошевой Е.П. Технологическое оборудование производства растительных масел [Текст] / Санкт-Петербург: ГИОРД, 2001.- с 363.
65
2. Бшонога ЮЛ. Оптим1защя параметр1в подр1бнення твердо! сировини пщ час розчинення та екстракцп в пол1 грав1тацшних та вщцентрових сил [Текст] // BicHHK НУ «Льв1вська полп-ехнка».- 2004.- № 481.- С. 104-116.
3. Бшонога Ю.Л., Ц1ж Б.Р., ВариводаЮ.Ю., Драчук У.Р. Удосконалення технолопчного процесу виробництва хонсуриду i3 застосуванням ПАР [Текст] // Науков1 пращ ОНАХТ.- 2007.- Вип. № 30.- С. 190-193.
4. Бшонога, Ю.Л., Екстрагування гепарину i3 використанням псевдозрщженого шару у грав1тацшному екстрактор1 та оптим1зац1я параметр1в подр1бнення сировини. [Текст] /. Ю.Ю. Варивода, У.Р. Драчук // Науковий вкник ЛНУВМ та БТ !мен! С.З. Гжицького. - 2009. - Т.11. №2 (41). Час. 5. - С. 10-14.
5. Новый справочник химика и технолога. Основные свойства неорганических, органических и элементоорганических соединений / Под общ. ред. СкворцоваН.К.- Издательство: СПб.: АНО НПО «Мир и Семья», 2002.1280 с.
6. Бшонога, Ю.Л. 1нтенсиф1кащя екстрагування ронщази i3 застосуванням поверхнево - активних речовин (ПАР) [Текст]/ Ю.Л. Бшонога, У.Р. Драчук // 1нтегроваш технологи та енергозбереження. -2010. - №3. - С.111 - 116.
Summary U. Drachuk, I.Romashko, B.Halukh
Lviv national university of veterinary medicine and biotechnology named after S.Gzytskiy
INTENSIFICATION OF EXTRACTION PROCESSES DURING PRODUCTION OF VEGETABLE OILS
Application of ethanol as a surface-active component of integrated petrol solvent, enhances the process of extracting oil from the plant material and optimizes the average diameter of shredding particles of the solid phase, including the using of various solvents.
Рецензент - д.т.н., професор Бшонога Ю.Л.
66
