Структурная схема процесса выделения экстракта
Один из этапов проектирования систем регулирования технологических процессов – выбор структуры системы и расчет оптимальных параметров регулирования. И структура системы, и параметры регуляторов определяются свойствами технологического процесса как объекта управления.
В качестве объекта управления процессом экстракции примем противоточный экстрактор. Показателем эффективности процесса экстракции является концентрация извлекаемого компонента в рафинате, а целью управления – достижение определенного значения этой концентрации. В объект управления поступают возмущающие воздействия (с изменением концентрации извлекаемого компонента в исходном растворе, температур исходного раствора и растворителя, состав растворителя, расхода исходного раствора), поэтому в качестве главной регулируемой величины принимают концентрацию извлекаемого компонента в рафинате или какой-либо параметр, косвенно характеризующий эту концентрацию, вязкость, плотность, коэффициент рефракции и т.п. Единственным и очень действенным каналом внесения регулирующих воздействий является регулирование соотношения расходов исходного раствора и растворителя путем изменения расхода растворителя. Расход же исходного раствора следует стабилизировать для ликвидации возмущения по этому каналу.
Рисунок 2 – Структурная схема процесса выделения экстракта
Операторная схема процесса выделения экстракта
Экстракция из твердых тел – извлечение из твердого тела одного или нескольких веществ с помощью растворителя, обладающего избирательной способностью.
Этот процесс представляет собой сложные многостадийные операции, заключающийся в диффузии растворителя в поры твердого тела, растворении извлекаемых веществ, диффузии экстрагируемых веществ в капиллярах твердого тела к поверхности раздела фаз и массопередачи экстрагируемых веществ в ядро потока экстрагента.
Таким образом, в эктсрактор подается исходный продук (твердая фаза) и растворитель (вода), далее в результате массопереноса на выходе получают экстаркт с требуемой концентрацией, так же из эктрактора отводится рафинат (твердая фаза).
Рисунок 3 – Операторская схема противоточного экстрактора
Заключение
Экстракцией в широком смысле называются процессы разделения, основанные на извлечении одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). При взаимодействии с экстрагентом в нем хорошо растворяются только извлекаемые компоненты.
В химической технологии наибольшее распространение получила экстракция из растворов. Экстракция из твердых веществ используется главным образом в лесохимической, пищевой и фармацевтической промышленности. В химической технологии наибольшее распространение получила экстракция из твердых пористых веществ водой, водными растворами кислот и щелочей (процессы выщелачивания).
Задача управления процессом экстракции – получение эктсракта с заданным содержанием экстрагируемого компонента, которое является основной регулируемой величиной, а расход экстракта основной регулирующей величиной.
В процессе выполнения контрольной работы были рассмотрены два вопроса: Физические свойства жидкостей – плотность и удельный вес, давление и вязкость и Процесс выделения экстракта. Для процесса теплообмена была разработана схема автоматизации процесса, структурная и операторская схемы, найдены показатели эффективности.