- •Частина 2 «Тепломасообмінне обладнання для переробки та зберігання сільськогосподарської продукції».
- •Рецензенти:
- •Передмова
- •Лабораторна робота № 1 Загальна характеристика теплообмінних процесів та апаратів
- •1.1 Основи теплообміну та використання його в процесах переробки сільськогосподарської продукції
- •1.2 Характеристика основних способів теплообміну
- •1.2.1 Особливості процесу кондуктивного теплообміну
- •1.2.2 Особливості процесу радіаційного теплообміну
- •1.2.3 Особливості процесу конвективного теплообміну
- •1.3 Особливості процесу теплообміну в апаратах для нагрівання та охолодження продукції
- •1.4 Особливості процесу штучного охолодження продукції
- •1.5 Структура та різновиди теплообмінних апаратів
- •3.1 Сутність та особливості реалізації процесу випарювання
- •3.2 Аналіз основних схем випарних апаратів
- •Лабораторна робота № 3 Обладнання для конденсації
- •4.1 Сутність та особливості процесу конденсації
- •4.2 Особливості технологічних та конструктивних схем поверхневих конденсаторів
- •4.3 Особливості конструкцій та принципу дії конденсаторів змішування
- •Лабораторна робота №4 Загальна характеристика масообмінних процесів
- •1.1 Механізм процесу масоперенесення
- •1.4 Класифікація масообмінних процесів
- •2.1 Сутність та галузі використання процесу перегонки рідин
- •2.2 Способи здійснення процесу перегонки та класифікація машин для їх реалізації.
- •2.3 Характеристика процесу простої перегонки
- •2.3.1 Особливості технологічної схеми процесу
- •2.3.2 Особливості процесу перегонки з водяною парою
- •2.3.3 Особливості молекулярної перегонки
- •2.5 Характеристика процесу ректифікації
- •2.5.1 Особливості технологічної схеми процесу в апаратах періодичної дії
- •2.5.2 Особливості технологічної схеми процесу ректифікації в апаратах неперервної дії
- •Лабораторна робота № 6 Сорбційні процеси та обладнання для їх реалізації
- •3.1 Сутність та основні різновиди сорбційних процесів
- •3.2 Характеристика процесів та обладнання для реалізації абсорбції
- •5.1 Сутність та галузі використання процесу екстрагування
- •5.2 Характеристика процесу екстракції у системі тверде тіло – рідина та обладнання для його здійснення
- •5.2.1 Механізм процесу екстракції у системі тверде тіло – рідина та основні фактори, що на нього впливають
- •5.2.2 Методи реалізації процесу екстракції у системі тверде тіло – рідина
- •5.2.3 Апаратура для проведення процесу екстракції з твердих тіл
- •5.3 Характеристика процесу екстракції у системі рідина-рідина та обладнання для його реалізіції
- •5.3.1 Особливості масообміну в процесі рідинної екстракції
- •5.3.2 Методи екстрагування у системі рідина-рідина
- •5.3.3 Основні типи апаратів для рідинної екстракції без підведення механічної енергії
- •5.3.4 Основні типи рідинних екстракторів з підведенням механічної енергії
5.1 Сутність та галузі використання процесу екстрагування
Екстрагування – це процес вилучення з твердої або рідкої неоднорідної системи одного або декількох її компонентів за допомогою розчинника, що володіє вибірковою розчинністю. При цьому під вибірковою розчинністю розуміють здатність рідини розчиняти в собі певний компонент або декілька компонентів неоднорідної системи.
Залежно від агрегатного стану фаз розрізняють екстрагування або екстракцію в системах тверде тіло – рідина та рідина – рідина. Обидва ці процеси знайшли широке використання у переробній галузі сільськогосподарського виробництва, проте екстракція у системі тверде тіло – рідина більш розповсюджена.
Екстракція речовин з твердого тіла використовується у цукровому виробництві для вилучення цукру з цукрового буряка за допомогою води, у виноробному виробництві для вилучення винної кислоти та цукру з виноградних вичавок водою, у виробництві рослинних масел для вилучення рослинної олії з насіння за допомогою органічних розчинників, у ефіромасляному виробництві для отримання ефірних масел, у виробництві ферментних препаратів для виділення ферментів з культур плісеневих грибів.
Процес рідкої екстракції проводиться у випадку, коли з розчину необхідно вилучити розчинену речовину. Такий процес застосовується у виробництвах, пов’язаних з отриманням спирту, вина, рослинних масел, крохмалю, лікеро-горілчаних виробів, розчинених кави та чаю, при рафінації рослинних жирів, для виділення сивушного масла з суміші компонентів, що відбираються з брагоректифікаційних апаратів.
5.2 Характеристика процесу екстракції у системі тверде тіло – рідина та обладнання для його здійснення
5.2.1 Механізм процесу екстракції у системі тверде тіло – рідина та основні фактори, що на нього впливають
Основу структури речовин, що підлягають екстракції у переробній галузі сільськогосподарського виробництва, складають капілярно-пористі системи рослинного або тваринного походження.
Екстракція з твердого тіла є складним багатостадійним процесом, у якому в найбільш загальному випадку можна відзначити чотири етапи:
– проникнення розчинника у пори часток твердого тіла;
– розчинення потрібного компоненту або компонентів;
– перенесення речовини, що екстрагується, всередині твердого тіла до поверхні розділу фаз;
– перенесення необхідного компоненту (компонентів) у рідкій фазі та розподілення його по всій масі екстрагента.
5.2.2 Методи реалізації процесу екстракції у системі тверде тіло – рідина
Залежно від схеми реалізації процесу, екстракцію проводять у замкненому об’ємі, при нерухомій твердій фазі, а також у випадку руху часток обидвох фаз.
У переробному виробництві найбільше розповсюдження отримав протитечійний спосіб екстракції, коли тверді частки переміщуються назустріч потоку рідини. Процес масообміну при такому способі взаємодії фаз можна розглядати як квазістаціонарний. Справді, у кожному перерізі апарату поле концентрації речовини у твердій фазі буде майже постійним. Такий процес широко застосовується у цукровій та м’ясо-жировій промисловостях.
При протитечійному способі руху фаз системи дифундуючі тверді частки притискаються до транспортного органу, що приводить до погіршення умов обтікання часток екстрагентом та зменшення їх дійсної поверхні. Для поліпшення умов масовіддачі необхідно збільшити розмір часток, але тоді зросте внутрішній дифузійний опір.