Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах Мартиросян Карина Владиковна

Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах
<
Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Мартиросян Карина Владиковна. Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.08.- Пятигорск, 2002.- 155 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/2199-0

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Современное состояние техники и технологии экстрагирования веществ из растительных материалов и минерального сырья 11

1.1 Традиционные технологии процессов экстрагирования 11

1.2 Способы интенсификации экстракционных процессов 15

1.3 Интенсификация процесса экстрагирования воздействием электрических разрядов 18

1.4 Массообменные процессы в системе твердое тело-жидкость 23

1.5 Постановка задач диссертационной работы 25

ГЛАВА 2. Изучение гидродинамических и массообменных процессов в электроразрядных аппаратах 27

2.1 Процессы переноса в капиллярно-пористых телах 27

2.2 Физико-химические свойства растительных веществ

2.2.1. Дисперсность растительного материала 31

2.2.2. Влияние предварительного замачивания 33

2.3 Гидродинамические процессы в электроразрядных аппаратах 34

2.3.1. Гидродинамические процессы в пограничном слое 37

2.3.2. Переходные и турбулентные режимы конвекции 39

2.3.3. Вычисление кинематического и динамического коэффициентов вязкости 40

2.3.4. Расчет чисел Рейнольдса 42

2.4 Массообменные процессы в электроразрядных аппаратах 43

2.4.1. Диффузионный пограничный слой 44

2.4.2. Массообмен в турбулентном потоке 49

2.6. Выводы по второй главе 51

ГЛАВА 3. Обобщение экспериментальных исследований процессов экстрагирования в электроразрядных аппаратах 53

3.1 Экспериментальный электроразрядный экстракционный аппарат 53

3.2 Характеристики канала электрического разряда

3.2.1. Энергетические характеристики канала разряда 55

3.2.2. Давление на фронте ударной волны, создаваемой каналом разряда в воде 57

3.3 Обобщение экспериментальных данных по электроразрядным аппаратам 59

3.3.1. Временные параметры импульса напряжения 59

3.3.2. Амплитуда импульса напряжения 64

3.3.3. Количество импульсов в серии 67

3.3.4. Межэлектродный промежуток 69

3.4 Методика экстрагирования полисахаридов из женьшеня 74

3.4.1. Биологическая активность полисахаридов листьев и корня женьшеня 74

3.4.2. Методики извлечения полисахаридов из листьев и шрота корня женьшеня 78

3.5 Выводы по третьей главе з

ГЛАВА 4. Расчет процессов массопереноса при экстрагировании в электроразрядных аппаратах 81

4.1 Расчетные уравнения для коэффициента массопроводности 81

4.2 Коэффициент массопроводности

4.2.1. Расчет коэффициента массопроводности при обработке модельного сырья 84

4.2.2. Расчет коэффициента массопроводности при обработке листьев женьшеня 87

4.2.3. Расчет коэффициента массопроводности при обработке шрота корня женыпеня

4.3 Аппроксимация экспериментальных результатов 90

4.4 Методика расчета электроразрядного аппарата 95

4.5 Выводы по четвертой главе 99

ГЛАВА 5. Совершенствование техники и технологии электроразрядного экстрагирования 101

5.1 Управление процессом электроразрядного экстрагирования 101

5.1.1. Межэлектродный промежуток как управляющий параметр 101

5.1.2. Временные параметры электроразрядной технологии 102

5.2. Комбинированный способ экстрагирования полисахаридов из шрота корня женьшеня 102

5.3. Промышленные рекомендации 104

Основные результаты и выводы 106

Список литературы

Способы интенсификации экстракционных процессов

Способы интенсификации по физической сущности могут быть разделены на ряд групп [6]. К отдельной группе следует отнести способы, основанные на механической обработке сырья в процессе экстрагирования. С уменьшением размера частиц при измельчении возрастает поверхность взаимодействия фаз, сокращаются путь и время диффузии извлекаемых веществ из внутренних объемов частиц сырья, увеличивается скорость процесса, а в ряде случаев повышается выход экстрагируемых веществ [19]. Для некоторых видов растительного сырья установлена количественная зависимость выхода от размеров частиц сырья, из которого производится экстрагирование [20].

Сильная степень измельчения затрудняет отделение сырья от экстракта и увеличивает выход балластных веществ. Это требует отыскания оптимальных для процесса экстрагирования размеров сырья. Данные о влиянии степени измельченности лекарственного сырья на выход целевых продуктов и ее оптимальные значения систематизированы В.Д. Пономаревым [2].

В большинстве процессов экстрагирования веществ из сырья растительного и животного происхождения предусмотрено предварительное (сухое) измельчение твердого материала. Эта операция сопровождается затратами энергии, времени и материальными потерями. Поэтому экономический эффект дает замена сухого измельчения диспергированием в среде экстрагента с одновременным экстрагированием [16, 20-22].

Существенную роль играет механическая обработка, обеспечивающая определенную форму частиц [23, 24]. Форма тонких пластинок, получаемая путем резания или расплющивания исходных материалов, улучшает доступ экстрагента во внутренние области частиц. При этом пластинки, полученные путем резания в поперечном направлении, имеют наименьшее сопротивление диффузии.

К механическим способам относится периодическая деформация (прессование) сырья в процессе экстрагирования. В результате прессования из внутренних объемов материалов вытесняется воздух и выделяется концентрированный экстракт, а на его место при условии хорошего перемешивания поступает экстракт с более низким содержанием извлекаемых веществ.

К отдельной группе можно отнести гидродинамические методы интенсификации экстрагирования путем повышения эффективности перемешивания (вихревое экстрагирование), применения закрученных и турбулизированных потоков, взвешенного слоя и др., которые приводят к уменьшению толщин гидродинамического пограничного слоя и диффузионного подслоя, что ускоряет процессы внешней диффузии.

Указанные методы эффективны в системах с подвижной межфазной поверхностью (например, при жидкостном экстрагировании). В то же время при экстрагировании из твердых материалов они не всегда дают желаемый эффект, так как наиболее медленные процессы внутренней диффузии практически не ускоряются. Вот почему в начальной стадии экстрагирования (период вымывания извлекаемого компонента из разрушенных клеток) применение активного гидродинамического режима повышает скорость процесса. В дальнейшем, когда процесс определяется диффузией вещества внутри частицы, эти режимы не обеспечивают интенсификации массопереноса. К этой группе можно отнести метод интенсификации путем введения в обрабатываемую среду дополнительного потока инертного газа или жидкости, при котором возникает дополнительная турбулизация потока, но поверхности взаимодействия фаз экранируются инертной средой.

В группу могут быть собраны методы интенсификации экстрагирования путем наложения поля механических колебаний [3, 16, 25-27].

Низкочастотные колебания создаются вибрацией корпуса аппарата или трубопровода. Другим способом создания поля является периодическое изменение проходного сечения потока. Механические колебания звукового и ультразвукового диапазона частот создаются магнитострикционными, пьезоэлектрическими, гидродинамическими преобразованиями, а также посредством кавитации конденсирующихся пузырьков пара.

Отдельную группу составляют тепловые методы интенсификации, увеличивающие коэффициент диффузии и скорость процессов экстрагирования, но их применение ограничено термолабильностью извлекаемых веществ [28].

Эффективным методом интенсификации является вакуумирование сырья перед взаимодействием с экстрагентом либо в процессе экстрагирования при разделении фаз. В этом случае увеличивается скорость и полнота заполнения капилляров жидкостью, что повышает скорость и эффективность процесса.

К отдельной группе могут быть отнесены методы интенсификации, заключающиеся в организации универсальных и эффективных технологических схем и способов экстрагирования с учетом масштабов и специфики производства. При этом для мощных производств большой эффект дает организация непрерывных противоточных технологических процессов, так как в этом случае повышается движущая сила процесса (разность концентраций).

Высокие показатели обеспечиваются при совместном использовании нескольких перечисленных методов интенсификации, например, совмещающих активные гидродинамические режимы с одновременным измельчением материала (роторно-пульсационные аппараты, экстрагирование при кипении экстрагента под вакуумом, электроразрядная методика).

Гидродинамические процессы в пограничном слое

Турбулентные пульсации осуществляют перенос количества движения от одного слоя жидкости к другому. Одновременно с переносом количества движения пульсирующие частицы осуществляют перенос энтальпии и массы целевого компонента [98, 99]. Перенос вещества турбулентными пульсациями вследствие их статистической беспорядочности аналогичен переносу за счет молекулярной диффузии, обусловленному хаотическим тепловым движением молекул. Наличие градиента концентрации в турбулентном потоке вызывает направленный поток примеси за счет турбулентной диффузии: Ітурв = Dmyp6gradc. (2.4.21) Масштаб турбулентных пульсаций на несколько порядков превышает длину свободного побега молекул. Поэтому, несмотря на малость средней скорости пульсационного движения по сравнению со скоростью теплового движения молекул, турбулентный перенос значительно превосходит перенос за счет молекулярной диффузии (Dmyp6»D ttjmyp6»j).

Сравнительно большие значения DmypQ обеспечивают почти полное выравнивание концентрации примеси в турбулентном потоке вплоть до весьма малых расстояний от твердой поверхности. Наличие твердой стенки оказывает сдерживающее влияние на развитие пульсационного движения, уменьшая длину пробега и величину скорости турбулентных пульсаций. Величина DmyP6, как и кинематическая турбулентная вязкость, уменьшается вблизи твердой стенки [9, 95].

При турбулентном движении теоретически описать профиль скоростей чрезвычайно трудно. Чем больше Re, тем ближе средняя скорость потока к максимальной (на оси потока). Использование усредненных во времени скоростей позволяет приближенно рассматривать это движение как установившееся. Величину напряжений турбулентного трения (или равную ей плотность потока импульса, переносимого вихрями) принимают пропорциональной градиенту скорости или градиенту импульса: тх = -vrd(pw) / dn. (2А.22)

Величину vn. называют коэффициентом турбулентной вязкости; в отличие от молекулярной вязкости v она зависит от всех параметров, характеризующих турбулентность. Масса молекул значительно меньше массы вихрей, переносимый ими импульс между соседними слоями жидкости и их взаимное ускорение и торможение намного больше, а создаваемое напряжение турбулентного трения выше.

При турбулизации потока величина диффузионного пограничного слоя резко уменьшается, и он переходит в так называемый диффузионный подслой, величина которого приближенно равна 10" м [2]. При турбулизации происходит ускорение процесса массоотдачи. Особенно сильное влияние на массоотдачу при этом оказывает величина критерия Рейнольдса Re, критическое значение которого меняется в зависимости от формы частиц. Ввиду того, что частицы экстрагируемого сырья имеют неправильную форму, турбулизация суспензии в камере наступает при низких значениях критерия Рейнольдса, начиная с Re=10 [101].

Применительно к изучаемому процессу электроразрядного экстрагирования биологически активных соединений из растительного сырья отметим, что растительный материал является обычно легким по сравнению с водой. Турбулентные пульсации крупного масштаба увлекают растительные частицы вместе с прилегающими к ними слоями жидкости, перенося их как целое. В процессе экстрагирования происходит измельчение сырья под действием ударных волн и кавитационных пузырьков, степень дисперсности экстрагируемого вещества растет по мере пребывания его в камере экстракционного аппарата, однородность суспензии увеличивается. Эти два фактора приводят к тому, что можно рассматривать общее движение суспензии, происходящее под действием пульсаций канала разряда.

Таким образом, перемещение суспензии в камере является единым турбулентным движением растительного материала и экстрагента.

Дифференциальные уравнения гидродинамики и массопереноса для большинства практических случаев не имеют аналитического решения, и для получения расчетных зависимостей приходится прибегать к преобразованию этих уравнений методами теории подобия и к эмпирическому определению ряда зависимостей и коэффициентов. Отыскание расчетных зависимостей существенно усложняется в тех случаях, когда рассматриваемые процессы сопровождаются одновременным изменением поверхности раздела фаз, например за счет диспергирования.

Вместе с тем анализ приведенных уравнений и закономерностей позволяет выявить механизм протекающих процессов, оценить эффективность применяемого оборудования, возможности его совершенствования и интенсификации массопереноса.

Во второй главе проведено исследование гидродинамических и массообменных процессов, протекающих в ходе электроразрядного извлечения в камере экстракционного аппарата. Результатом анализа является вывод о необходимости изучения динамики массопереноса целевого продукта и проведения оптимизационных исследований с целью управления процессом электроразрядного экстрагирования. Эффективность массопереноса зависит от ряда факторов, для них могут быть выделены управляющие параметры, соблюдение оптимального диапазона которых увеличит качественные и количественные показатели экстрагирования.

Диффузионный процесс определяются тремя составляющими внутренней, пограничной и конвективной диффузией. За счет турбулентности наблюдается высокая интенсивность конвективной и пограничной диффузии, которые зависят от гидродинамических характеристик движения суспензии. Изменяя параметры технологической схемы экстрагирования, можно управлять данными процессами. Характер и интенсивность процессов внутренней диффузии в большей степени зависит от сложной структуры растительного вещества, извлечение из внутренних участков растительных частиц проходит медленнее, чем внешний массоперенос.

Для интенсификации процессов извлечения из внутренних участков растительных частиц необходимо исследование влияния структуры и свойств растительного сырья на зависимости выхода биологически активных веществ (БАВ) от параметров электроразрядной технологии.

Анализ процессов внутренней диффузии показал, что электроразрядная обработка увеличивает скорость извлечения из внутренних участков частиц растительного сырья. Воздействие 200-250 разрядов заменяет стадии предварительной обработки сырья (измельчения и замачивания), принятые в традиционных технологиях, что также способствует повышению эффективности процесса внутренней диффузии.

Давление на фронте ударной волны, создаваемой каналом разряда в воде

Замыкание межэлектродного промежутка одним из лидеров приводит к завершению процесса образования канала разряда [103, 104]. После образования канала разряда сильный разрядный ток порядка 102-103 А [29, 30], разогревает плазму на начальной стадии разряда до температуры порядка 104 К [58]. В процессе разряда ее температуру приближенно можно считать постоянной [58, 65]. При электрическом пробое нагрев жидкости, окружающей канал разряда, незначителен. Электроразрядное воздействие в большей степени влияет на интенсивность массопереноса, чем на процесс нагревания суспензии. Поэтому изменение температуры суспензии на 3-5 было принято несущественным.

Для решения гидродинамической задачи необходимо знать параметры энерговвода. Энергия прямоугольного импульса напряжения может быть определена следующим образом: w = i__y(t)Rfidt (3.2.1) о где С3 - зарядная емкость; U3 - зарядное напряжение; tu - длительность импульса; i(t) - ток разряда; RH - сопротивление нагрузки, которое может быть найдено из соотношения: RH=Ro - RK- где RK 3 Ом - сопротивление канала разряда, определяемое по результатам [107]. Сопротивление Ro может быть получено из выражения [108]: R0=UH-z/U3-UH, (3.2.2) где UH - напряжение на нагрузке при разряде; z - волновое сопротивление формирующей линии: z= -. (3.2.3) VC

Один из возможных способов определения величины мощности импульсного разряда в воде предложен в работе [32]. В качестве накопителя энергии в данной технологии, как и при электроразрядном экстрагировании, используются высоковольтные импульсные конденсаторы.

В реальной установке получить расчетную мощность импульса практически невозможно из-за того, что на собственное сопротивление конденсатора с подводящими проводами накладывается активное суммарное сопротивление искрового промежутка в воде, поэтому параметры разрядного контура не всегда соответствует критическому сопротивлению разряда. Таким образом, длительность импульса будет больше расчетной - следовательно, при постоянной величине накопленной энергии, происходит падение импульсной мощности. На основе расчетных и экспериментальных данных [32] сделан вывод о том, что для увеличения мощности накопителя рациональнее повышать напряжение, чем увеличивать емкость генератора.

Максимальная электрическая производительность накопленной электронной энергии определяется соотношением: W3=Pcf, (3.2.4) где/- максимально возможная частота следования импульсов. Мощность Рс рассчитывается по формуле: 0,461С/2 0A61CU2 _Qmu2C т 2,55л/ІС L Рс = = ;__!_ =0,18 It/2 , (3.2.5) где U - амплитуда напряжения разрядного контура; С - величина разрядной емкости; L - индуктивность разрядного контура. При пропускании мощного импульсного разряда через объем воды наблюдается бактерицидный эффект [109], обеспечивающий обеззараживание и дегельминтизацию воды, который имеет важное практическое приложение при изготовлении экстрактов растительного сырья, обеспечивая более длительный срок хранения приготовленных растворов.

Эффективность обработки веществ электроразрядным способом зависит от гидродинамических характеристик турбулентного движения суспензии, возникающего под действием пульсирующего канала разряда. Возможность измерения, определения и регулирования давления на фронте ударной волны, создаваемой каналом разряда в жидкости, является принципиально важным моментом, определяющим ход течения процесса.

На величину давления влияют такие факторы, как амплитуда импульса напряжения, разрядная емкость расстояние между электродами [НО]. На длительность ударной волны основное влияние оказывают межэлектродное расстояние, емкость и напряжение, причем с увеличением любого из параметров длительность увеличивается пропорциональным образом. Таким образом, существует возможность управления длительностью ударной волны путем изменения параметров разрядного контура, что является важным в разработке технологии электроразрядного экстрагирования.

Расчет амплитудного значения давления в волне сжатия, распространяющейся в перпендикулярном от разрядного канала направлении, может быть произведен по выражению [111]: Р = ! — атм, (3.2.6) л/г где к - коэффициент; W - энергия, выраженная в Дж; г - расстояние до канала разряда, м. Как функция электрических параметров амплитуда давления получена [113] описанным в [112] методом для зоны цилиндрической симметрии (r 2,5d), где г- радиус канала, d - межэлектродный промежуток: одбл"уч/гс" 4 rdxnLvl { } где А - искровая характеристика, зависящая от вида разряда [113]; Ро - плотность жидкости; г - радиальная координата. На практике обычно используются разряды в режиме, близком к апериодическому, поскольку он обеспечивает наиболее быструю передачу энергии накопителя в канал разряда и наибольший электроакустический КПД [58]. Режим разряда определяется долей энергии г], выделившейся в канале за первый полупериод от энергии, запасенной в конденсаторной батарее [114].

Связь величины г] с параметрами энергоузла может быть определена либо графически [114], либо при использовании приближенной аналитической зависимости с критерием подобия электрических характеристик подводного искрового разряда [115]: Пк= fdr—, (3.2.8) г,ъ=л2Пк. (3.2.9)

Близкими к апериодическому [115] следует считать разряды с г/=0,8-1. При этом крутизна фронта импульса мощности максимальна для случая фиксированного значения rj=0,8 [116].

Рассматривая баланс энергии, можно выделить следующие основные области ее рассеяния: энергия, затрачиваемая в предпробойной стадии разряда, энергия, затрачиваемая на расширение проводящего канала, и энергия, выделяемая при пульсации газового пузыря.

Расчет коэффициента массопроводности при обработке листьев женьшеня

Для определения геометрических характеристик конструкции камеры экстракционного аппарата использовались экспериментальные данные. Для эффективного действия ударных волн во всем объеме аппарата должно быть установлено соответствие между амплитудой импульса напряжения, рабочим диапазоном МЭП и объемом камеры.

Амплитуда импульса напряжения порядка (20-30)-10 В, формируемого генератором импульсных напряжений, вызывает электрический пробой суспензии при величине МЭП(1-3)-10" м. Дальнейшее увеличение рабочего напряжения экономически неэффективно, поэтому для переработки растительных суспензий рекомендовано использовать экстракционные аппараты с регулируемым МЭП, величина которого может меняться в пределах (1-5)-10" м, а амплитуда импульса напряжения лежит в пределах (20-30)-10 В. Для указанных значений амплитуды импульса напряжения и регулируемой величины МЭП существует предельный объем камеры экстракционного аппарата, в котором будет обеспечен оптимальный режим переработки растительных частиц.

Используя известные данные по характеристикам параметров разрядного контура и аналитические расчеты, можно определить условия, при которых энерговвод в разрядный промежуток осуществляется с максимальным коэффициентом полезного действия.

Результаты статистической обработки осциллограмм тока разряда и напряжения, полученных в ходе экспериментов по экстрагированию БАВ из растительного сырья, показали, что запасенная энергия выделяется в основном в течение первого периода тока.

При увеличении напряжения на промежутке момент разряда смещается в область меньших времен запаздывания развития, при этом увеличивается перенапряжение на промежутке, а крутизна спада тока оказывается практически не зависимой от величины воздействующего напряжения [132].

Аналогичная ситуация наблюдается в работе [133], в которой показано, что для определения электрического КПД на импульсах микросекундного диапазона с помощью осциллограмм тока и напряжения нет необходимости определять абсолютные значения напряжения и силы тока. В осциллограмме напряжения используется только время предпробоя (Тзап), а по осциллограмме тока определяется средний декремент затухания.

Сравнение осциллограмм напряжения и тока разряда при пробое промежутка на импульсах косоугольной и прямоугольной формы указывает на идентичность характера разрядного тока в момент среза напряжения, что дает возможность применить эту методику расчета к нашим условиям и позволяет определить введенную в канал энергию за все время разряда.

Электрический КПД зависит от предпробивных потерь и джоулевых потерь в контуре. Потери в период формирования канала разряда возрастают с увеличением величины МЭП, а количество джоулевых потерь обратно пропорционально его длине. Таким образом, оптимальная величина МЭП соответствует такому соотношению технологических параметров схемы, при котором электрический КПД максимален. Максимальное давление на фронте ударной волны соответствует максимальному электрическому КПД. Это давление может быть описано эмпирической зависимостью [133]: P = 26 Id - (4ЛЗ) где р - удельное сопротивление; Uo - пробивное напряжение; d - величина МЭП; L - индуктивность разрядного контура.

Нами проведены исследования по оценке влияния геометрии камер, величины и расположения МЭП на поле давлений с учетом технологических параметров разрядного контура, определяемых возможностями генератора. Далее по методике [133] определены оптимальные объемно-масштабные характеристики камеры экстракционного аппарата: Р = 2,45-104КЛ—, (4.4.4) где W3 - величина запасенной энергии; Уж - объем жидкости в камере; К - коэффициент. Объем камеры определяем по формуле: V = ±iu(R02+R0Rl+Rl2)H, (4.4.5) где R0, Ri - радиусы верхнего и нижнего оснований, Н - высота камеры экстракционного аппарата.

Получено, что оптимальное давление при заданных технологических параметрах будет достигнуто при внутреннем объеме камеры экстракционного аппарата в пределах (0,5-1)-10" м . При выборе геометрии камеры экстракционного аппарата проводились эксперименты по исследованию влияния ее формы на фокусировку волн давления. Камера аппарата в форме перевернутого усеченного конуса с системой электродов острие-дно (диаметр основания 1,6-10"1 м) обеспечивает эффективную переработку жидкости во всем объеме. Заземленный электрод установлен в основании камеры, высоковольтный электрод, снабженный устройством для регулировки МЭП, крепится в крышке камеры. Электроды изготовлены из стали марки Ст 3.

Камера ограждена металлическими сетками с блокировками, с целью защиты персонала от попадания в рабочее поле в процессе работы установки. Дистанционный пульт управления расположен за ограждением и позволяет осуществлять управление экстракционным аппаратом и контролировать его работу на безопасном расстоянии от высоковольтных узлов.

Проведено описание расчетных уравнений для составляющих коэффициента массопередачи, приведена методика расчета коэффициента массопроводности. Произведено вычисление этого коэффициента для модельного материала - пропитанного анилиновым красителем активированного угля, листьев и шрота корня женьшеня. Для всех значений, полученных в ходе исследований, построены аппроксимационные кривые, проведен их анализ. Приведена методика расчета используемого электроразрядного аппарата.

Аппроксимационная кривая для зависимости выхода ВРПС от длительности процесса экстрагирования показывает участок насыщения, выше 1500-2000 импульсов процесс становится неэффективным, при этом качество экстракта ухудшается, он мутнеет. В экспериментах была принята методика трехкратного экстрагирования, что позволяет получить высокий выход без снижения качества экстракта.

Для обобщенного аппроксимационного уравнения зависимости выхода целевого продукта от амплитуды импульса напряжения приведена таблица коэффициентов по каждому из исследованных веществ. Амплитуда импульса напряжения и межэлектродный промежуток связаны между собой, оптимальное значение этих величин зависит от свойств обрабатываемого вещества. Поэтому рекомендуется регулировать межэлектродный промежуток для каждой партии сырья для получения максимального выхода целевого продукта.

Ряд экспериментальных данных лег в основу методики расчета электроразрядного аппарата. Так, выбор геометрической конструкции, формы и расположения электродов обоснован величиной пробивного напряжения суспензии, ее связью с длительностью импульса и характеристиками ударной волны и в данной конфигурации служит максимально эффективному формированию канала разряда. Для переработки небольших партий сырья наиболее эффективной является камера в форме усеченного перевернутого конуса с системой электродов острие-плоскость объемом от (0,5-1)-10" м системой электродов острие-дно (диаметр основания 1,6-10"1 м). Заземленный электрод установлен в основании, высоковольтный электрод, снабженный устройством для регулировки МЭП, крепится в крышке камеры.

Похожие диссертации на Интенсификация процессов извлечения полисахаридов в электроразрядных экстракционных аппаратах