Влияние наложения низкочастотных механических колебаний на эффективность экстрагирования


https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-25-29

Полный текст:


Аннотация

Показано, что эффективный перенос целевого компонента из сырья происходит в условиях турбулентного режима, обеспечиваемого наложением механических колебаний на двухфазную систему: твердое тело - жидкость. За счет такой гидродинамической обстановки в экстракторе интенсифицируются не только внешняя, но и внутренняя диффузия. Изучен способ интенсификации процесса экстрагирования с помощью низкочастотных механических колебаний в случае, когда колебательное движение совершает аппарат с подсырной сывороткой, содержащей взвешенные пористые частицы. Опыты проводились на лабораторных установках с подводом к двухфазной системе энергии извне, источником которой в первом случае являлся электромагнит, во втором – механический привод с эксцентриковым устройством. Представлены схемы установок. Режимные параметры изменялись в диапазонах: температура от 40 до 60 оС, частота колебаний от 30 до 40 кол/с, амплитуда от 1 до 6,5 мм. В процессе экстрагирования текущая концентрация экстрактивных веществ находилась из уравнения материального баланса. Приведены экстракционные кривые, полученные по экспериментальным данным. Наблюдалось нарастание извлечения экстрактивных веществ во времени, причем оно было интенсивнее с увеличением частоты колебаний. Установлено, что рост амплитуды не оказывает столь существенного влияния на изменение указанных показателей. Интенсивность колебаний составляла до 260 мм/с. При этом выход экстрактивных веществ в частности из люпина в форме крупки равнялся 25 %, а продолжительность процесса 18 мин. Эксперименты показали, что применение выбранного способа экстрагирования приводит к значительному ускорению процесса (до 2,5 раз) по сравнению с экстрагированием в плотном слое. Сделан вывод, что вследствие наложения на систему механических колебаний на поверхности и в порах твердой фазы возникают колебания давления, относительных скоростей, а также концентраций целевых компонентов двухфазной системы. В итоге создаются максимально возможные для исследованного процесса градиенты этих параметров.

Об авторах

Ю. И. Шишацкий
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


С. А. Никель
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.т.н., доцент, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


А. В. Буданов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
д.т.н., профессор, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Ю. Н. Власов
Воронежский государственный университет инженерных технологий
к.ф-м.н., доцент, кафедра физики, теплотехники и теплоэнергетики, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия


Список литературы

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М. : Альянс, 2014. 752 с.

2. Остриков А.Н., Абрамов О.В., Логинов А.В. и др. Процессы и аппараты пищевых производств. СПб.: ГИОРД, 2012. 616 с.

3. Вобликова Т.В., Шлыков С.Н., Пермяков А.В. Процессы и аппараты пищевых производств: учебное пособие. Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного ун-та, 2013. 212с.

4. Шишацкий Ю.И., Иванов С.С., Плюха С.Ю. Кинетика извлечения экстрактивных веществ из люпина с различной геометрической формой // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2014. № 1. С. 36–39.

5. Zayas J. F. Functionality of proteins in food // Springer Science & Business Media. 2012.

6. Ackaah-Gyasi N. A. et al. Improving and Tailoring Enzymes for Food Quality and Functionality // McGill University (Macdonald Campus), Montreal, QC, Canada. 2015. P. 103.

7. Clark S., Jung S., Lamsal B. et al. Food processing: principles and applications. John Wiley & Sons, 2014.

8. Taheri F. Applications of Nanoparticles in AdhesivesCurrent Status // Handbook of Adhesive Technology. 2017.

9. Шевцов А.А., Дерканосова А.А., Коротаева А.А., Дятлова С.А. Кинетические закономерности и оптимизация процесса сушки жома красного клевера // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2013. № 4 (58). С. 41-46.

10. Jeltema M. A., Beckley J. B., Vahalik J. Importance of Understanding Mouth Behavior when Optimizing Product Texture now and in the future // Food texture design and optimization. 2014. P. 423-442.

11. Дмитриев Е. А. Явления переноса массы в примерах и задачах: учебное пособие. М.: Директ – Медиа, 2015. 104 с.

12. Гришин Н. С., Поникаров И.И., Поникаров С.И., Гришин Д.Н. Экстракция в поле переменных сил. Гидро-динамика, массопередача, аппараты. Казань: Издательство Казан. нац. исслед. технол. ун-т, 2012. 468 с.


Дополнительные файлы

1. Рисунок 1
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (46MB)    
Метаданные
2. Рисунок 2
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (399KB)    
Метаданные
3. Рисунок 3
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (979KB)    
Метаданные
4. Рисунок 4
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (979KB)    
Метаданные
5. Рисунок 5
Тема
Тип Исследовательские инструменты
Посмотреть (858KB)    
Метаданные

Для цитирования: Шишацкий Ю.И., Никель С.А., Буданов А.В., Власов Ю.Н. Влияние наложения низкочастотных механических колебаний на эффективность экстрагирования. Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2018;80(1):25-29. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-25-29

For citation: Shitshatskij J.I., Nikel S.A., Budanov A.V., Vlasov Y.N. Effect of the imposition of low-frequency mechanical oscillations on the extraction efficiency. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2018;80(1):25-29. (In Russ.) https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-1-25-29

Просмотров: 124

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2226-910X (Print)
ISSN 2310-1202 (Online)