CC BY
25INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 7 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ЭКСТРАГИРОВАНИЯ
Абди Саидов
Старший преподаватель Каршинского инженерно-экономического института
Зубайда Холмуродова
Каршинский инженерно-экономический институт доцент в.б. https://doi.org/10.5281/zenodo.7230459
Аннотация. В данной статье освищен подготовки матриала к экстракции и влияющие факторы для ускорения процесса.Это температура процесса, размер экстрагируемого матриала и омагничивание растворителя. При омагничивания повышается растворяющие способности растворителя. Технологические параметры не значительно колеблиться от конструкции экстрактора. Соблюдение технологические параметры экстракции повыщается выход экстракционного масла, также сохраняеться кормовые достоинство шрота. Производитель получает качественное экстракционное масла и шрота.
Ключевые слова: процесс, экстракция, фазовое движение, массоперенос, диффузия, скорость, твердые частицы, растительное вещество, температура, интенсивность, минимум, технологический цикл.
TECHNOLOGY OF INTENSIFICATION OF THE EXTRACTION PROCESS.
Abstract. This article discusses the preparation of the material for extraction and the influencing factors to speed up the process. These are the process temperature, the size of the material to be extracted, and the magnetization of the solvent. Magnetization increases the dissolving power of the solvent. Technological parameters do not significantly fluctuate from the design of the extractor. Compliance with the technological parameters of extraction increases the yield of extraction oil, and the fodder value of the meal is also preserved. The manufacturer receives high-quality extraction oils and meal.
Keywords: process, extraction, phase movement, mass transfer, diffusion, speed, solid particles, vegetable matter, temperature, intensity, minimum, technological cycle
ВВЕДЕНИЕ
Процессе экстракции для того чтобы ускорить процесс исходя из самых общих положений теорий необходимо увеличивать движущую силу процесса и уменьшить сопротивления его протеканию.
Для увеличения движущей силы процесса экстракции необходимо применять противоточный способ движения фазы и вести процесс при максимальных значениях соотношения расхода масс твердых частиц и экстрагента. Однако как было показано выше при форсировании процесса экстракции в условиях противотока происходит резкое ухудшение массообмена и возрастает внешнее диффузионное сопротивление в результате чего общая скорость процесса может не только увеличиваться но и уменьшаться.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Если органическое вещество с высокой растворимостью в имеется в составе бензине (бензол) вызывает ухудшение качества получаемого продукта за счет растворения веществ, которые не должны растворяться, в растворителе так как содержание бензола в экстракционном бензине увеличивает растворяющие способности экстра бензина. [2].
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 7 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Эти условия приводят к чрезмерной потере растворителя и отрицательно влияет качество экстрационного масла. Для устранения отрицательно влияющие факторы расворитель и другие вспомагательние матриалы не соответствующие госту усложнает введения технологического процесса.[3,4].
Увеличение соотношения расхода фаз связано с затруднениями в проведения последующих процессов технологического цикла поэтому не может рассматриваться как средство интенсификации процесса. Для уменьшения дифузионного сопротивления необходимо увеличивать коэффициент диффузии вещества внутри твердых частиц А коэффициент массоотдачи^Б и уменьшить размер частиц В, Единственный параметре c помощью которого можно изменять коэффициент диффузии экстрагируемого вещества в частицах растительного сырья - это температура. Однако увеличение ее выше определенного уровня может привести к ухудшению качества получаемого экстракта либо изменению физические свойства частиц, потери ими упругих свойств и в результате к ухудшению условий массоотдачи и соответствующему увеличению внешного диффузионного сопротивления, так это суммарное диффузионное сопротивление окажется не меньшим а большим таким образом температура не являет существенным средством для интенсификации процесса экстракции.
Значительное влияние на внутреннее диффузионное сопротивление оказывает размер частиц одним из самых мощных средств для уменьшения внутреннего диффузионного сопротивления. Однако гидродинамические условия фильтрования экстрагента через слой частиц по мере уменьшения их размера значительно ухудшается. Таким образом для каждого вида сырья и условий протекания процесса существует определенных минимальный размер частиц при котором суммарное внутреннее и внешнее диффузионное сопротивление является минимальным. При дальнейшим уменьшении размера частиц внешнее диффузионное сопротивление увеличивается в большей степени чем уменьшается внутреннее.
Для интенсификации процесса экстрагирования, необходимо уменьшение размера частиц, сопровождать улучшением условий массоотдачи_от поверхности частиц к экстрагенту. При этом не столь важно увеличение относительной скорости фаз сколько обеспечение того, чтобы вся поверхность частиц участвовала в процессе. Дело в том что по мере уменьшения размера частиц увеличивается блокирования поверхности одних частиц другими, уменьшается поры, по которым движется жидкость, могут возникать область, в которых жидкость не циркулирует.
На величину внешнего диффузионного сопротивления можно воздействовать с помощью низкочастотных механических колебаний, пульсаций, ультразвука, электроимпульсных воздействий или созданием режима кипящего слоя способствует уменьшение внешнего диффузионного сопротивления 7-8 раз. Однако применение кипящего слоя требует усложнения конструкции установки. Необходимо такой процесс проводить под вакуумом, так как при атмосферном давлении кипение будет происходить при температурах, неприемлемых для пищевых продуктов.
Кроме того, кипение усиливает продольное перемешивание и должны бить предусмотрены конструктивны меры, прештсхвуюушж__развитию продольного перемешивания. Низкочастотных механические колебания позволяет так же существенно интенсифицировать процесс экстрагирования.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 7 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Если в процессе противоточного экстрагирования участвует только 25-30% всей внешней поверхности частиц, то благодаря низкочастотным механическим колебаниям при оптимальных их параметрах активная поверхность частиц приближается к 100 %.
РЕЗУЛЬТАТЫ
На снижение внутреннего диффузионного сопротивления для ряда материалов, которые в значительной степени теряют свою упругость в процессе экстрагирования может повлиять систематический отжим материала, например при переходе его из одной ступени в другую, при этом процессе экстрагирования значительно ускоряется. Влияние на процессе экстрагирования ультразвука и электроимпульсных воздействий провили работы для интенсификации процесса прямой экстракции сырой хлопковой мятки воздействие переменного электромагнитного поля, а также омагничивание растворителей. Провели исследование экстракция растворителями, как экстракционной бензин, гексан, ацетон и его водные растворы с концентрацией 50-80% при температуре от 18 до 400С и напряженности магнитного поля 16-20 кА/м. Установлено, это оптимальная напряженность электромагнитного поля находится в приделах 80-96 кА/м. Наложение электромагнитного поля обеспечивает снижение масличности шрота, также увеличивает выход нерафинированного экстрационного масла.
В этих исследованиях были изучены также вопросы интенсификации процесса экстракции путем сочетания_воздействия электромагнитного поля с наложением механическим колебаний с различной амплитудой, исходя из этого можно перейти выводу сто омагничивания_растворителя ускоряет процессе экстракции и будет возможность направит процесс для получения желаемого результата.
Попытки получить математическую зависимость описывающую процессе экстракции в целом применительно к реальным условиям в промышленных экстракционных установках не дает высоких результатов. Поэтому влияние различных факторов на процесс экстракции будет расмотренно на основании эксприментальных данных. Влияние степени разрушения клеточной структуры и размера частниц материала на процесс экстракция первом этап диффузионного пути молекулярная диффузия изнутри частицы материала к ее поверхности определяет эффективность процесса экстракции в целом поэтому факторам, определяющим скорость экстракции необходимо отнести главным образом такие, которые ускоряет молекулярную диффузию масла из частиц материала или вообще исключают этот этап диффузионного пути для основного количества масла.
В соответствии с понятием о двух формах связи масла с материалом процесс экстракции во времени практически делится на два периода. В первом периоде идет извлечение свободного масла, далее масла, находящеюся на внешних и внутренних поверхностях, а во втором извлекается масла, находящегося в толще частиц в неразрушенных или частично деформированных клетках и ячейках вторичных структур. Это подверждается многочисленными данными лабораторных и производственных опытов.
Рис-1- I Рис-1- II
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 7 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
Наличие двух периодов экстракции с переходной заной между ними для сырого соевого лепестка видно из рис-1. В течение ^периода экстракции и до конца переходной зоны далее в течение 10 мин, извлекается не менее 85 % масла, а остальные 15%- во.
П-периоде экстракции.
В производственных условиях также прослеживается наличие. I периода и замедление экстракции во II периоде.
Следовательно, для быстрого и полного извлечения масла необходимо при подготовке материала к экстракции перевести в свободное состояние максимальное его количество путем разрушения клеточной структуры и вторичных структур жмыхов. Одновременно необходимо обеспечить хорошие проникновение растворителя между частицами и внутрь каждой частицы материала, и обратную диффузию растворенного масла во внешний раствор.
Для этих целей следует стремиться к созданию оптимальной внешней и внутренней структуры материала, придавая ему необходимые структурно - механические свойства.
Внешняя структура материала характеризуется размером и формой частиц, а также соотношением частиц, различной величины. Для максимального ускорения и большей полноты экстракции масла внешняя структура материала должна отвечать ряду условий. Размеры частицы должны быть минимальными, чтобы удельная поверхность соприкосновения материала с растворителем была максимальной. Однако установлено, что при величине частиц менее 0,3мм значительно уменьшается проницаемость их слоя и повышается остаточная масличность шрота. Такие частицы легко вымывается потоком растворителя, в результате чего увеличивается величина отстоя в мицелле и ухудшаются условия ее фильтрации. Кроме того, для равномерного омывания всех частиц необходима внешняя пористость материала, далее сохранение промежутков между частицами. Все это ограничивает степень измельчения материала при подготовке его к экстракции и вынуждает ограничиваться не минимальной, а оптимальной величиной его частиц, которая определено эксприментальным путем. Для каждого вида материала (лепесток, крупка) при переработке семян различных масличных культур. Поглошающая и удерживающая способность как отдельных частиц, так и всего измельченного материала по отношению к растворителю и влаге так называемая бензовлагоемкость должно быт минимальной; это обеспечивает естественный сток растворителя в экстракторе и облегчает его отгонку из обезжиренного материала. Внутренняя структура частиц экстрагируемого материала также должна соответствовать ряду условий.
INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL VOLUME 1 ISSUE 7 UIF-2022: 8.2 | ISSN: 2181-3337
ОБСУЖДЕНИЕ
Так, в материале не должно быть целых, неразрушенных клеток, потому что диффузия масла из целых клеток затрудняется наличием клеточных стенок и протекает медленно, а продолжительность производственной экстракции ограничена. Кроме того внутренняя структура экстрагируемого материала должна обеспечивать быстрое проникновение растворителя внутрь частиц, которые не должны иметь вторичных перегородок и должны обладать большой внутренней пористостью. Таким образом, внутренняя_структура материала, так же как внешняя, связана с размерами частиц экстрагируемого материала, так как уменьшение их размеров влечет за собой увеличение количества вскрытых клеток. Однако эту условие также находится в противоречии с требованиями, предъявляемыми к внешней структуре материала, ограничивающими степень его измельчения.
Идеальной внутренней структурой частиц материала будет такая, при которой коэффициент внутренней диффузии Дв равен коэффициенту свободной молекулярной диффузии Д, а отношение Дв/Д=1. ВЫВОДЫ
Значение этого соотношения для реального материала отражает степень приближения его внутренней структуры к идеальной.
После приблежение реальной структуре на идеальной, масличного материала, конечними продуктами процесса экстракции является масло экстракционный обезжиренный матриал - шрот
REFERENCES
1. А.Г.Сергеев и др Руководство по технологии получения и переработки растительных массел и жиров-1 том книга вторая -Ленинград-1974г
2. А.М. Гольдовский. Теоретические основы производства растительных масел. Пищепромиздат. М.: 1958. -С. 200-258 б
3. ^одиров Й.К. Равшанов Д.А., Юнусов ОД Усимлик мойлари ишлаб чикариш технологияси Тошкент "Иктисод-молия" 2014.-167-204 б
4. Салимов З., Туйчиев И. Химиявий технология процесслари ва аппаратлари "Укитувчи нашриёти" 1987.-173-184 б
