Разработка метода расчёта процесса экстракции целевых компонентов из растительного сырья в роторно-пульсационных аппаратах

Орлов, Сергей Евгеньевич

Процессы и аппараты химической технологии

автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Разработка метода расчёта процесса экстракции целевых компонентов из растительного сырья в роторно-пульсационных аппаратах

кандидата технических наук: Орлов, Сергей Евгеньевич
город: Бийск
год: 2013
специальность ВАК РФ: 05.17.08

Диссертация по химической технологии на тему «Разработка метода расчёта процесса экстракции целевых компонентов из растительного сырья в роторно-пульсационных аппаратах»

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода расчёта процесса экстракции целевых компонентов из растительного сырья в роторно-пульсационных аппаратах"

На правах рукописи

Орлов Сергей Евгеньевич

РАЗРАБОТКА МЕТОДА РАСЧЁТА ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ ЦЕЛЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ В РОТОРНО-ПУЛЬСАЦИОННЫХ АППАРАТАХ

Специальность: 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

7 ФГ8 113

Бийск — 2013

005049406

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук.

Научный руководитель: Кухленко Алексей Анатольевич

кандидат технических наук, доцент

Официальные оппоненты: Комарова Лариса Фёдоровна

доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой ХТИЭ ФГБОУ ВПО АлтГГУ им. И.И. Ползунова

Лебедев Александр Сергеевич

доктор физико-математических наук, профессор,

начальник лаборатории ОАО «ФНПЦ «Алтай»

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности»

Защита состоится «27» февраля 2013 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.08 в Бийском технологическом институте (филиале) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова» по адресу: 659305, Алтайский край, г. Бийск, ул. Трофимова, 27.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Бийского технологического института (филиала) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова».

Автореферат разослан «22» января 2013 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Шалунов А.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность диссертационной работы. В настоящее время экстракция отдельных компонентов из различных видов растительного сырья является одним из распространённых процессов во многих отраслях промышленности. Перспективными способами интенсификации этого процесса являются способы, обеспечивающие комплексное воздействие на сырьё. Такое воздействие значительно увеличивает скорость экстракции, повышает полноту извлечения целевого компонента, а также позволяет проводить процесс при пониженных температурах, что крайне важно при экстрагировании термолабильных компонентов из растительного сырья.

К оборудованию, реализующему комплексное воздействие на сырьё, в полной мере относятся роторно-пульсационные аппараты (РПА). В таких аппаратах обрабатываемый материал подвергается активному гидродинамическому воздействию: сдвиговым напряжениям в радиальном зазоре между поверхностями рабочих органов аппарата, большим знакопеременным нагрузкам и кавитации. Кроме того, твёрдые частицы при прохождении через прерыватель аппарата измельчаются, что также интенсифицирует извлечение целевого компонента.

Вместе с тем, в современной литературе практически отсутствует описание кинетики экстрагирования целевых компонентов из полидисперсных частиц растительного сырья в установках с РПА. Это существенно ограничивает практическое использование оборудования такого типа и не позволяет снижать энергозатраты на проведение процесса, поэтому моделирование подобных экстракционных установок является актуальным.

В связи с этим, целью настоящей работы является разработка метода расчёта процесса экстракции целевых компонентов, осложнённого механическим измельчением частиц растительного сырья в установке с РПА, и экспериментальное подтверждение работоспособности математического описания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить гидродинамические закономерности работы РПА и их влияние на коэффициенты массообмена;

- проанализировать механизм разрушения частиц растительного сырья при их прохождении через рабочие органы РПА и определить дисперсный состав частиц и площадь межфазной поверхности в установке экстракции;

- усовершенствовать математическую модель извлечения целевого компонента из полидисперсных частиц растительного сырья сферической формы;

- провести серии экспериментов с различными видами растительного сырья в установке с РПА и проверить адекватность разработанной математической модели;

- сформулировать общие рекомендации по конструированию рабочих органов РПА для применения такого оборудования в целях интенсификации процесса извлечения целевого компонента из частиц растительного сырья.

Объектом исследования является процесс экстрагирования целевого компонента, осложнённый механическим измельчением частиц растительного сырья, протекающий в установке с РПА.

Методы исследования. При выполнении работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования, направленные на решение поставленных задач. Использовалось моделирование гидродинамических закономерностей течения жидкости в РПА на базе численного решения нестационарного уравнения Бернулли; изменения дисперсного состава частиц в прерывателе РПА на основании вероятностного подхода; материальных потоков в установке экстракции на базе ячеечной модели; кинетики извлечения целевого вещества на основе диффузионной модели. Применялся метод планирования полного факторного эксперимента.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые предложен метод расчёта процесса экстракции целевого компонента в установке с РПА с учётом механического разрушения частиц растительного сырья, позволяющий с высокой точностью прогнозировать кинетику извлечения.

2. Впервые предложена методика определения площади проходного сечения прерывателя для многоступенчатого РПА.

3. Разработана методика расчёта изменения дисперсного состава частиц растительного сырья в РПА, в рамках которой получены новые сведения о кинетике этого процесса в установке экстракции в целом.

4. Впервые показано, что вероятность разрушения частиц в прерывателе РПА существенным образом зависит от формы частиц и коэффициента трения частиц о рабочие органы аппарата.

5. На основе анализа положений частиц при их взаимодействии с рабочими органами РПА предложено новое аналитическое выражение, позволяющее определять размеры измельчённых частиц, прошедших через прерыватель аппарата.

Теоретическая значимость диссертационной работы. Предложенный подход для описания кинетики экстракции может быть применён и для установок, в которых ёмкостный аппарат и РПА соединены в любые технологические схемы: циркуляционную, перегрузок и с раздельной подачей компонентов. Кроме того, предложенный подход позволяет прогнозировать кинетику и других химико-технологических процессов с применением аппаратуры роторно-пульсационного типа.

Практическая значимость. Результаты работы позволяют значительно снизить энергозатраты на проведение процесса экстракции в установках с РПА при одновременном повышении полноты извлечения целевых компонентов из многих видов растительного сырья.

Достоверность результатов диссертационного исследования обеспечивается корректностью постановки задач исследования, их строгой физической обоснованностью; большим объёмом полученных экспериментальных данных, их логической взаимосвязью, наглядностью, непротиворечивостью и воспроизводимостью результатов; применением современной измерительной техники, а также статистической обработкой и анализом погрешности измерений по общепринятым методикам. Достоверность результатов численного моделирования подтверждается хорошей сходимостью расчётных и экспериментальных данных.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты моделирования площади проходного сечения прерывателя многоступенчатого РПА.

2. Методика расчёта дисперсного состава частиц, получаемого в результате воздействия на них рабочих органов РПА, и описание кинетики этого процесса в установке.

3. Математическая модель экстрагирования целевого компонента из частиц растительного сырья с учётом их измельчения в установке с РПА.

4. Результаты экспериментального исследования процесса извлечения инулина из клубней топинамбура, арабиногалактана из опилок лиственницы и лигнина из лиг-ноцеллюлозного материала.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 4 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (Бийск, 2010, 2011, 2012); молодёжной конференции-школе «Физико-химические методы изучения состава отходов химической переработки древесины и растительного сырья» (Санкт-Петербург, 2010); Всероссийской конференции «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов» (Бийск, 2010); Всероссийской конференции, посвященной памяти В.В. Бахирева, «Химия, технология и применение высокоэнергетических соединений» (Бийск, 2011); Всероссийской конференции с международным участием «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2012); Всероссийской научной молодёжной школе-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2012).

Личный вклад автора состоит в формировании научных идей, постановке задач и планировании исследований, разработке теоретической модели экстрагирования целевого компонента из растительного сырья в установке с РПА, в постаноже и проведении экспериментов, обработке и интерпретации полученных данных, подготовке публикаций и докладов на конференции. Все основные результаты диссертации получены лично автором либо при его непосредственном участии в качестве ведущего исполнителя на всех этапах исследований.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введет«, четырёх глав, заключения, списка литературы из 116 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 3 таблицы, 47 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во-введении обоснована актуальность, сформулированы цель, задачи, научная новизна, практическая значимость и основные положения работы, выносимые на защиту. Кратко представлено содержание по главам.

В первой главе приведён обзор литературы, посвященной физике процесса экстракции и основным влияющим факторам, интенсифицирующим извлечение целевых компонентов из растительного сырья; представлено современное типовое оборудование, применяемое для этих целей. Показаны преимущества применения оборудования, в том числе РПА, реализующего комбинированное воздействие (интенсивное гидродинамическое воздействие при одновременном измельчении частиц) на обрабатываемые материалы. Конкретизированы проблемы, осложняющие описание кинетики извлечения целевого компонента из растительного сырья, и сформулированы задачи, которые необходимо решить для их устранения.

Во второй главе представлена математическая модель процесса экстракции целевого компонента из растительного сырья в установке с РПА.

Моделирование течения жидкости в прерывателе РПА проводилось на базе нестационарного уравнения Бернулли:

/ + 1 +

Входящие в состав уравнения (1) коэффициенты гидравлического сопротивления во многом определяют скорость потока жидкости. Для расчёта этих коэффициентов необходимо знать величину площади проходного сечения прерывателя РПА. Хотя определению значения этой площади посвящено большое количество работ, в настоящее время все известные методики в силу различных причин малопригодны для расчёта многоступенчатых РПА. В связи с этим был разработан алгоритм для расчёта площади проходного сечения прерывателя многоступенчатого аппарата.

С учётом транзитного течения жидкости в радиальном зазоре, уравнение площади проходного сечения любой отдельно взятой пары каналов (рисунок 1) имеет вид: П(г, г ±1,/>,<?), Х,Лм>Оп(аи,,,<а,.,пр„и С1{г,г±\,р,Ч) + ЬгЪгга, х,.,Лм > Оп

<">[(<*«.,, > * <0® (Р.

5г(г,г±1,р>9) =

0.{г,г±\,р,4) + 2ЬгЬг^,х,,и.,., > Оп(а„„ > а,., пр,±1, < р,,); 26А,Г1„ У-г.м.р., ^ Оп(аг±1, > рг, о5 а,.,); 0. Хг,ги.р., (аг11,, <РР.,,-, >а,.,);

= шт(рГ1р, р^^) - тах(о^, аг±1/?).

Рисунок I - Основные геометрические размеры каналов РПА

Площадь проходного сечения трубки тока (рисунок 2) ограничивается наименьшей площадью проходного сечения образующих её каналов во всех цилиндрах.

Уравнение для расчёта площади проходного сечения трубки тока можно записать в рекурсивной форме:

5",(г,г± 1,р) = шш|&(г,г± 1 ,р,4), 5,(г± \,г±2, д)].

Рекурсия заканчивается, когда будут просмотрены все цилиндры аппарата. Величины граничных площадей для любыхр равны: £[(1, О,р)=ю\8\{2р,2р + 1,р) = °о.

Цилиндры статора

Циликдры ротора

Рисунок 2 — Трубки тока жидкости в системе каналов многоступенчатого РПА

Бели аг + а^ < 2к1гг±\, возможна ситуация, когда напротив канала одного цилиндра располагается сразу несколько каналов последующего цилиндра (разделение потока на рисунке 2). В этом случае площадь проходного сечения получается суммированием площадей от каждого канала в соседнем цилиндре:

Ч*Л1

5, (г, г ± 1, р) = £ тт[У, (г, г ± 1, р, ч), 5, (г ± 1, г ± 2, ?)].

Это уравнение описывает минимальную площадь проходного сечения только в одном направлении (либо «+1», либо «-1») относительно выбранного цилиндра с номером г. Искомая площадь проходного сечения 5 будет определяться наименьшей из следующих площадей: самого канала (¿"о); трубки тока, состоящей из каналов в предыдущих цилиндрах; трубки тока, состоящей из каналов в последующих цилиндрах:

5(г, р) = т1п[5„(/-), $\(г, г—\, р). йСл г + 1, р)\.

Используя результаты моделирования площади проходного сечения, уравнение (1) решалось численным методом Рунге-Кутты четвёртого порядка при условии нулевого начального ускорения. Данные о скорости течения жидкости позволяют определять средний за период вращения ротора расход экстрагента через аппарат:

2п „

Знание скорости течения жидкости также позволяет вычислять коэффициент массоотдачи, который на основании энергетического подхода определяется как:

Р = 0,267(ц£1/р)0,25 8с~°'75.

В этом выражении гидродинамика течения жидкости охарактеризована величиной диссипации мощности е^. Так как в РПА осуществляется многофакторное воздействие на обрабатываемую среду, величина диссипации мощности складывается из нескольких составляющих величин: ££ = £„ + £„ + + куе3.

Помимо активного гидродинамического режима, на процесс экстракции в РПА значительное влияние оказывает измельчение сырья. Изменение дисперсного состава частиц, прошедших через одну ступень прерывателя РПА, согласно вероятностному подходу определяется по зависимости:

фО) = ¡а(и)у(х,и)(р0(и)с!и + (1 - а(х)Ур0(х).

Вероятность измельчения исходных частиц а(и) определяется по формуле:

ГО, и < «„,„;

и>и„

Рассматривая возможные положения частиц различного размера в прерывателе РПА (рисунок 3), можно сделать следующее очевидное заключение. Частицы, размер которых меньше радиального зазора между ротором и статором (рисунок 3 а), не могут вступать в контакт одновременно с цилиндрами статора и ротора и поэтому не измельчаются. Частицы, размер которых больше радиального зазора, могут занять такое положение в прерывателе (рисунок 3 б), при котором сжимающие силы будут действовать по диаметру, а выталкивающие силы равны нулю, что приведёт к их измельчению. Таким образом, минимальный размер частиц, которые могут измельчаться, равен величине радиального зазора: и1т„ = 5.

Ш V I Л У уМ 1

4_|......I

б) в) г)

Рисунок 3 — Возможные положения частицы в прерывателе РПА

Для определения размера, больше которого частицы гарантированно измельчаются цта„ рассмотрим период свободного движения частицы (без взаимодействия с рабочими органами РПА) через прерыватель. Начало свободного движения частицы через прерыватель соответствует моменту времени когда в процессе открытия каналов величина проходного сечения становится больше размера частицы. Высота подъёма частицы в этом случае равна: Иу — (и + 5)/2. Время начала движения /1 опре-

деляется как: /,

л/U1

ю R

-. Конечное положение частицы, при котором возможно из-

а„ + а-1,

мельчение, определяется значением i2 = —

шй

[л/Л,(u-h2)+ 4Q,, - Ь)(и - (h2 - 5)), 1/ < 25

(1 + /г '

«>28

Л, =

-, где

и S —+ -

2 2

1 + Л

»(1 + /г)г

2(1 +Л1) '

5г(1 + Лг)

«>25

,и < 25

За время от ¿1 до /2 за счёт увлечения потоком жидкости частица успеет пройти

'з

расстояние в радиальном направлении, равное 1у = |С/(/)гЛ. Частица будет измельчаться только в том случае, если пройденное ею расстояние 1у будет меньше высоты подъёма частицы, определяемой условиями измельчения, то есть:

W^h^-h^u).

(2)

Таким образом, размер ктах, больше которого частицы гарантированно измельчаются, равен минимальной величине и, при которой выполняется неравенство (2).

Результаты численного моделирования (рисунок 4) показали, что с учётом сил трения график а (и) изменяет наклон в сторону более крупных частиц. Согласно предложенной методике расчёта функции а(и) впервые показано, что при снижении коэффициента трения величина существенно сдвигается в сторону более крупных частиц, а угол наклона прямой а(и) в интервале [«„д,; "maj значительно уменьшается.

а(и)

0.6

0.4

0.2

0 12 3 4

1 -fT= 1; 2 -fT= 0,7; 3 -/г= 0,5; 4 -/г = 0,3 Рисунок 4 — Вероятность измельчения частиц размером и

Исходя из предположения, что частицы материала равномерно распределены по всему объёму жидкости, любые положения частицы в прерывателе РПА можно считать равновероятными, т. е. \)/А(Л, u) = const. Для упрощения расчётов примем *|ih(h, и) = 1. Зависимость h(x) определяется на основе геометрических соотношений. Окончательно уравнение ух(х, и) для сферических частиц запишется в виде:

iu-x

2n I Jx, ,

---arecos 2 — -1

3 3 U

&Ни-Ш2 -и2

< Я < Я, и Я, < Я < Я„

lu-x

2% 1

---arccos

3 3

и^Н{и - Я) ' 16Я2 (ц - Я)2 - иг52

8Я2(и-Я)г 4

Н(и-Н)

Я, <,Н<,Н2.

Распределение вероятностей \jfjx, и) характеризует количество частиц размером х, образующихся при измельчении частиц размером и. Так как распределение вероятностей у* является счётным, то последним этапом нахождения функции у(х, и) будет преобразование распределения у* в массовое по формуле:

Для описания кинетики измельчения частиц растительного сырья и экстрагирования из них целевого компонента схема технологической установки экстракции была представлена в виде ячеечной схемы, изображённой на рисунке 5.

Подводящий трубопровод

Отводящий трубопровод Рисунок 5 - Ячеечная схема представления установки с РПА

Примем, что ёмкостный аппарат и РПА работают в режиме, близком к аппарату идеального смешения, а подводящий и отводящий трубопроводы — в режиме, близком к аппарату идеального вытеснения. В таком случае, трубопроводы можно рассматривать как набор последовательно соединённых ячеек с объёмом ДГ, ёмкостный аппарат — как одиночную ячейку с объёмом У\, а РПА — как последовательно соединённые ячейки с объёмами ■ При этом объём ячейки с номером + 2) соот-

ветствует объёму полости ротора, объём ячейки с номером (2.п + 3) равен объёму

жидкости, находящейся во всех каналах первого цилиндра ротора или статора (в зависимости от конкретной конфигурации рабочих органов РПА), и так далее. Соответственно, объём ячейки с номером (2П + 2Р + 1) равен объёму камеры статора. Объём

всех ячеек РПА составляет

к-2

2 = Z^7+ Zo + 2р + 1. Весь объём экстрагента определяется как: У= У\ + (2ц + 20)АУ ± Ург1Л. Процесс переноса массы в ячейках схемы описывается зависимостью:

УРПА = • Общее количество ячеек равно

Д V

= Гг--77"

А V

(3)

Дисперсный состав частиц растительного сырья в (г'+1)-ый момент времени в любой к-ой ячейке будет описан зависимостью:

Ф*,/(*) 1

Д V

, ч АУ . + 4>,.и(х) — ,к--*к-1

1иА = гя +2иА=гя +гР +1;

Ф*-и(*)

А V

У^

Ук) у к

к € [2,2П +1] и [2П + 2, + 2,2];

/«*(")¥» (*, и)ф»_и (и)с!и + (1 - а, , (х)

ке[2„+з,2„ +гр].

Модель измельчения проверялась на экспериментальных данных дисперсного состава клубней топинамбура и древесины лиственницы. Клубни топинамбура обрабатывались полчаса в лабораторном РПА с радиальными зазорами между ротором и статором 0,1 и 0,5 мм. Древесина лиственницы подвергалась обработке в опытно-промышленнсм РПА с радиальным зазором 2 мм в течение часа. Модельные и экспериментальные данные по измельчешпо приведены на рисунках 6-7.

1.4;

г?4

3 2 1 О

-------- ;

\ 1 — —,

/ 1 ! \

5 10 15 20 25 30

мин

1 - 5 = 0,5 мм; 2 - 5 = 0,1 мм а)

50 60

г, мин

Рисунок 6 — Изменение относительной площади поверхности частиц топинамбура (а) и опилок лиственницы (б) в процессе их обработки в РПА

_ 25

1 20 ^ 15

¥ 10

I/-3 -. Г-.....---

'2 _ 1

и Р-г^р!—|

2 2 4

¥ 2

> '5 / 1

в)

Рисунок 7 - Исходное (1), экспериментальное (2) и расчётное (3) нормированные массовые распределения частиц топинамбура по размерам после 30 минут обработки в лабораторном РПА с 8 = 0,1 мм (а) и 8 = 0,5 мм (б) и частиц лиственницы после 60 минут обработки в опытно-промышленном РПА с 8 = 2,0 мм (в)

Распределение массосодержания извлекаемого компонента по размерам обрабатываемых частиц в ячейках схемы без учёта процесса диффузии запишется как: ( ДРЛ АУ

Ч,,0)' Ф,мМ| 1 ■—^1+К-,/(*) ф

ф4.м(Л)

Ф*.жМ К-,

ке\гл+3;г„+2р];.

Значение относительного массосодержания частиц определяет положение

условной границы нерастворённого извлекаемого вещества внутри частиц 0*,. Зависимость этих величин записывается как:

м(в) = о3 + ^ (1 - е3)+ ^г—^ 6(1 - е/ е+.

Р„ Р» V 27

Скорость движения границы 6 описывается дифференциальным уравнением:

(4)

(5)

Определение изменения величины вк,м(х) за интервал времени от / до г+1 осуществлялось путём численного решения дифференциального уравнения (5). При этом

начальное значение 0'кН1(д;) рассчитывалось путём нахождения обратной функции выражения (4) по определённому ранее значению М'^¡+\(х). Зная значение функции можно вычислить относительное массосодержание частиц с учётом процесса диффузии Л/^нлОО по выражению (4). Общая масса извлечённого вещества за этот отрезок времени по всем фракциям вычисляется как:

= К« мК^ м - (х)\ь.

Циркуляция массы растворённого вещества с учётом диффузионного извлечения

вещества, запишется аналогично (3) в виде: тг1м = /»£, +

А V

! АС ^

/я..-+ Дт.

У,

Концентрация растворённого вещества в объёме ¿-ой ячейки в (/+1)-й момент времени определится как: Ск (+1 = -

У»

Общий алгоритм расчёта процесса экстракции целевого компонента представлен в виде блок-схемы на рисунке 8.

Рисунок 8 - Блок-схема алгоритма расчёта процесса экстракции

Входными параметрами математического описания процесса являются геометрические характеристики РИА, ёмкостного аппарата и трубопроводов, физико-механические и физико-химические свойства обрабатываемых материалов, дисперсный состав частиц исходного сырья, режимные параметры процесса.

В третьей главе изложены методики проведения экспериментальных работ по экстракции инулина из клубней топинамбура, арабиногалактана из опилок лиственницы и лигнина из лигноцеллюлозного материала в экстракционных установках с РПА. Варьируемыми параметрами были: величина радиального зазора 5, температура процесса Т и частота вращения ротора п. Эксперименты по экстракции арабиногалактана и лигнина проводили на опытно-промышленной установке с РПА, 1фоме того были проведены сравнительные опьггы в аппарате с мешалкой. Экстракцию инулина проводили на лабораторной установке с РПА. Результаты экспериментов представлены в виде графиков на рисунках 9-10.

Коэффициент корреляции экспериментальных и расчётных данных составляет 0,984. Адекватность математической модели подтверждена сравнением расчётных и экспериментальных данных по критерию Фишера.

С, кг/м

Ют

_ ■ \ - -

ГХ-" ■ \

/ -V- 1 ---

1 — !

--- ------

---

С, кг/м' ю

С, кг/м3 10 9

10 15 20

а)

25 30 I, мин

1 1

----

I ' !

15 20

в)

25 30 /, мин

4 1 —1

Л-.1

1-Х-

\ з-

\ ?

/У 1

/ 1 1 !

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

и МИН

Г)

а) Т= 20 "С, п = 50 с"1; 1 (♦) - 5=0,1 мм; 2 (■) - 5=1,0 мм;

б) 5 = 1,0 мм, п = 42 с1; 1 (•) - Г= 50 °С, 2 (а) - Т= 20 °С;

в) 5 = 1,0 мм, Т= 20 °С; 1 (■)-п = 50 с"1;2 (а)-п = 42 с'; 3 (•)-п = 25 с1; г) Т= 30 "С; 1 (х) - обработка в аппарате с мешалкой; обработка в РПА (5 = 2,0 мм): 2 (о) -п = 28,8 с"1; 3 (■) -п = 38,5 с'; 4 (а)-л = 48 с"1 Рисунок 9 - Экспериментальные (точки) и расчётные (линии) зависимости концентрации-инулина (а, б, в) и арабиногалактана (г) в экстракте от времени

М, % 8

7 6 5 4 3 2

1,2-

и мин

О 10 20 30 40 50 60

п = 50 с'1; 1 (х)-8 = 0,5 мм; Т = 60 °С; 2 (•) - 5 = 2,0 мм; Т = 60 °С; 3 (д) - 5 = 0,5 мм; Т = 30 "С; 4 (■) - в аппарате с мешалкой, Т = 60 °С; Рисунок 10 — Экспериментальные (точки) и расчётные (лиши) зависимости содержания остаточного лигнина в лигноцеллюлозном материале от времени

В четвёртой главе приведены практические примеры по использованию результатов математического моделирования, и сформулированы общие рекомендации по конструированию геометр™ рабочих органов РПА в целях интенсификации процесса извлечения целевого компонента из частиц растительного сырья.

Основываясь на результатах проведённого исследования можно обозначить следующие рекомендации по разработке и применению РПА для повышения эффективности проведения процесса экстракции из растительного сырья.

1. Изготавливать многорядные и многоступенчатые конструкции ротора и статора.

2. Поддерживать максимально возможное значение частоты вращения ротора РПА.

3. Уменьшать радиальный зазор между ротором и статором РПА.

4. Выполнять ширину каналов в первой ступени более чем в 1,5 раза превышающей максимальный размер обрабатываемых частиц.

5. Увеличивать отношение объёма активных зон РПА к объёмам других аппаратов технологической схемы.

Соблюдение всех перечисленных рекомендаций по конструированию рабочих органов РПА и установки в целом представляет собой трудноразрешимую задачу. Используя разработанную математическую модель на стадии проектирования, варьируя геометрией рабочих органов, задавая режимные параметры обработки и зная физико-химические и физико-механические свойства сырья и его дисперсный состав, можно получить сведения о кинетике процесса извлечения целевого компонента. Полученная информация о кинетике извлечения компонента из конкретного сырья в совокупности с данными по себестоимости получаемого продукта открывают практическую возможность для оптимизации технологических режимов процесса экстрагирования.

1. Впервые разработан метод расчёта процесса экстракции целевого компонента в установке с РПА с учётом механического разрушения частиц растительного сырья, позволяющий с высокой точностью прогнозировать кинетику извлечения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

2. Предложена методика для определения площади проходного сечения прерывателя многоступенчатого РПА. Показано влияние гидродинамических закономерностей работы аппарата на величины диссипации мощности и коэффициента массоот-дачи.

3. Проведён анализ механизма разрушения частиц растительного сырья при их прохождении через прерыватель РПА. Установлено, что вероятность разрушения частиц в значительной степени зависит от формы частиц и коэффициента трения частиц о рабочие органы РПА. Предложено новое аналитическое выражение, позволяющее более точно определять размеры измельчённых частиц растительного сырья, прошедших через прерыватель аппарата. Представлена методика расчёта дисперсного состава частиц растительного сырья и площади межфазной поверхности в установке с РПА.

4. Предложена приближённая математическая модель извлечения целевого компонента из полидисперсных частиц растительного сырья сферической формы. Впервые модель экстракции учитывает изменение дисперсного состава при их механическом разрушении в РПА и изменение коэффициентов массоотдачи в зависимости от конкретного местонахождения частиц в установке.

5. Проведены серии экспериментов по экстрагированию инулина из клубней топинамбура, арабиногалактана из опилок лиственницы и лигнина из лигноцеллюлоз-ного материала в установке с РПА. На основании критерия Фишера подтверждено хорошее согласование экспериментальных данных с результатами численного моделирования и адекватность математической модели.

6. Сформулированы общие рекомендации по конструированию рабочих органов РПА и применению таких аппаратов в целях интенсификации процесса извлечения целевого компонента из частиц растительного сырья. Показаны пути по повышению эффективности проведения процесса в установках с РПА.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

РПА - роторно-пульсационный аппарат; а,Ъ,с1- соответственно ширина, высота и длина каналов в цилиндре РПА, м; 5(0 - коэффициент гидравлических потерь; С -концентрация, кг/м3; С] - концентрация на поверхности частицы, кг/м3; С, - концентрация насыщения, кг/м3; й - коэффициент диффузии, м2/с; <ЛЭ - эквивалентный диаметр проходного сечения, м;/т- коэффициент трения; к— высота подъёма частицы над прерывателем, м; Я- высота линии разрезания исходной сферической частицы, м; Аге[1 - номер ячейки модельной схемы, значение (к- 1) равное нулю соответствует ячейке с номером 2\ /к, - коэффициент, учитывающий соотношение транзитного расхода жидкости через зазор и через каналы ротора и статора непосредственно; !г — расстояние между границами каналов соседних цилиндров, м; /э = с1вх + 8 + (1еых — длина прерывателя, м; 1У — длина свободного пробега частицы, м; т — масса, кг; тх -масса извлечённого целевого компонента, кг; т0 - масса сырья, кг; та{х) = та-<?о{х) — массосодержание целевого компонента в частицах исходного сырья размером х, кг/м; М— относительная масса извлекаемого вещества; п — частота вращения ротора, с ;р — номер канала в цилиндре РПА; ДР - статический перепад давления между полостью ротора и камерой статора РПА, Па; д - номер канала, располагающегося напротив ка-

нала р соседнего цилиндра; Q — объёмный расход, м3/с; г — номер цилиндра РПА; R — внешний радиус цилиндра РПА, м; R3 = R + 8/2 - средний радиус радиального зазора РПА, м; S— площадь проходного сечения, м2; S0 = а-Ь - площадь поперечного сечения каналов, м2; S\ — площадь проходного сечения трубки тока, м2; S2 — площадь проходного сечения любой пары каналов в соседних цилиндрах с учётом транзитного течения жидкости в радиальном зазоре^ м2; S„ — общая площадь поверхности обрабатываемых частиц, м2; S„о — общая площадь поверхности частиц исходного сырья, м2; t — время, с; Т— температура процесса, °С; и — размер измельчаемых частиц, м; (/(/) — скорость жидкости, м/с; V— объём, м3; ДК— объём экстрагента, переходящий из одного аппарата в другой за один временной отсчёт, м3; х — размер измельчённых частиц, м; хтах- максимальный размер обрабатываемых частиц, м; zT— количество каналов в цилиндре г; 2 = Zn+ Zo + ZF + 1 — общее количество ячеек в модельной схеме; Zq и 2ц— количество элементарных ячеек отводящего и подводящего трубопровода соответственно; Zf — количество цилиндров РПА; а(и) — вероятность измельчения частиц размером и; arj>, ßrj) — радиальные координаты положения границ канала р в цилиндре г, рад; р — коэффициент массоогдачи, м/с; 8 — величина радиального зазора между ротором и статором РПА, м; ее— общая диссипация мощности, Вт/кг; е„, е„ е„, &,— дис-сшация мощности от воздействия кавитационных пузырьков, кумулятивных струек, импульсов давления в каналах и сдвиговых напряжений в радиальном зазоре РПА соответственно, Вт/кг; 0 — безразмерное положение условной границы нерастворснного извлекаемого вещества; ц — коэффициент динамической вязкости, Па-с; £ - коэффициент гидравлического сопротивления; р — плотность жидкости, кг/м3; р„— масса извлекаемого вещества в единице порового объёма частицы, кг/м3; рплотность извлекаемого вещества в твёрдой фазе, кг/м3; ps— плотность насыщенного раствора, кг/м3; т = Dt/R2 - безразмерное время экстракции; ср(х) - нормированная функция массового распределения частиц по размерам, м"1; Фо(*) - нормированная функция массового распределения частиц исходного сырья по размерам, м"1; ъ-,г±\м— угол, определяющий радиальную ширину проходного сечения прерывателя РПА между каналами ри?в цилиндрах г и (г ± 1), рад; \)/(.x, и) — нормированная функция массового распределения вероятностей получения частиц размером х при разрушении частицы размером и; и) - функция распределения вероятностей подъёма частицы размером и на высоту h при её прохождении через прерыватель РПА; ^(jc, и) - функция счётного распределения вероятностей образования частиц размером х при разрушении частиц размером м; <а — скорость вращения ротора, рад/с; £2 - площадь проходного сечения

пары каналов, м2; Sc = |i/(pD) - критерий Шмидта; у = Pj ~С' ^,

PsP.~Ptcs

П = 2~3(2 + у (v-W+y' V=p7 ~ К0ЭФФИЩ1СПТЫ'

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кухленко, A.A. Экспериментальное исследование процесса эмульгирования в роторно-пульсационном аппарате / A.A. Кухленко, М.С. Василишин, С.Е. Орлов, И.Р. Ахмадеев, Б.И. Ворожцов// Ползуновский вестник. - 2009- - № 3. - С. 144-147.

2. Кухленко, A.A. Расчет фракционного состава и площади поверхности твердых частиц в процессе их диспергирования в роторно-пульсационном аппарате / A.A. Кухленко, М.С. Василишин, С.Е. Орлов, Д.Б. Иванова // Ползуновский вестник. -2010.-№ 3. - С. 180-183.

3. Василишин, М.С. Экстракция арабиногалактана из опилок лиственницы сибирской в аппарате роторно-пульсационного типа / М.С. Василишин, В.В. Будаева,

A.A. Кухленко, А.Г. Карпов, О.С. Иванов, С.Е. Орлов, В.А. Бабкин, E.H. Медведева // Ползуновский вестник. — 2010. — № 4-1. — С. 168-173.

4. Орлов, С.Е. Исследование эффективности роторно-пульсационного аппарата в процессе экстракции лигнина из недревесного растительного сырья / С.Е. Орлов,

B.В. Будаева, A.A. Кухленко, А.Г. Карпов, М.С. Василишин, В.Н. Золотухин // Ползуновский вестник. — 2010. — № 4-1. — С. 183-188.

5. Орлов, С.Е. Закономерности течения жидкости в роторно-пульсационном аппарате / С.Е. Орлов, A.A. Кухленко, М.С. Василишин, Д.Б. Иванова // Технологии и оборудование хим., биотехнологической и пищевой пром-сти: материалы 3-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (28-30 апреля 2010 г., г. Бийск). - В 2-х ч.; ч. 1., 2010. - С. 25-29.

6. Кухленко, A.A. Разработка математической модели измельчения твёрдых тел в роторно-пульсационном аппарате / A.A. Кухленко, С.Е. Орлов, М.С. Василишин // Технологии и оборудование хим., биотехнологической и пищевой пром-сти: материалы 3-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (28-30 апреля 2010 г., г. Бийск). - В 2-х ч.; ч. 1. - 2010. - С. 21-25.

7. Кухленко, A.A. Математическое описание процесса измельчения твёрдых частиц в аппарате роторно-пульсационного типа / A.A. Кухленко, С.Е. Орлов, М.С. Василишин // Химия и полная переработка биомассы леса: тез. докл. молодёжной конф.-шк. «Физико-химические методы изучения состава отходов химической переработки древесины и растительного сырья» (Санкт-Петербург, 14-18 июня 2010г.).-С. 213.

8. Орлов, С.Е. Математическое моделирование гидродинамики течения жидкости в многоступенчатом роторно-пульсационном аппарате / С.Е. Орлов // Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов: докл. 1П науч.-техн. конф. молодых учёных (23-24 сентября 2010 г., г. Бийск), 2010. -

C. 143-149.

9. Орлов, С.Е. Экспериментальное исследование процесса экстракции инулина из клубней топинамбура с применением аппарата роторно-пульсационного типа / С.Е. Орлов // Технологии и оборудование хим., биотехнологической и пищевой пром-сти: материалы 4-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых (27-29 апреля 2011 г., г. Бийск). - С. 44-48.

10. Орлов, С.Е. Исследование процесса мокрого измельчения твердых частиц в циркуляционном технологическом контуре с роторно-пульсационным аппаратом / С.Е. Орлов // Химия, технология и применение высокоэнергетических соединений: тез. докл. Всерос. конф., посвящ. памяти В.В. Бахирева (13-16 сентября 2011 г., г. Бийск). - С. 147-148.

11. Орлов, С.Е. Аналитическое моделирование процесса измельчения частиц пластичных материалов в аппаратах роторно-пульсационного типа / С.Е. Орлов // Технологии и оборудование хим., биотехнологической и пищевой пром-сти: материалы 5-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (24-26 мая 2012 г., г. Бийск). - В 2-х ч.; ч. 1. — Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2012. - С. 69-73.

12. Кухленко, A.A. Применение роторно-пульсационного аппарата для интенсификации растворения твёрдых материалов / A.A. Кухленко, Д.Б. Иванова, С.Е. Орлов // Технологии и оборудование хим., биотехнологической и пищевой пром-сти: материалы 5-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (24-26 мая 2012 г., г. Бийск). - В 2-х ч.; ч. 1. — Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2012. - С. 74-76.

13. Орлов, С.Е. Метод расчёта процесса экстракции из частиц растительного сырья, адаптированный для ЭВМ / С.Е. Орлов, A.A. Кухленко // Новые достижения в химии и хим. технологии растительного сырья: материалы V Всерос. конф. (24-26 апреля 2012 г., г. Барнаул) / Под ред. Н.Г. Базарновой, В.И. Маркина. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2012. - С. 373-375.

14. Орлов, С.Е. Математическое моделирование процесса экстракции в технологическом контуре, содержащем роторно-пульсационный аппарат / С.Е. Орлов, A.A. Кухленко // Тр. Всерос. науч. молодёжной шк.-конф. «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (14—22 мая 2012 г., г. Омск). — 2012. - С.405-406.

Подписано в печать 16.01.2013. Формат 60x84 1/16. Печать — ризография. Усл. печ. л. — 1,19. Тираж 100 экз. Заказ 55. Отпечатано в типографии ОАО «ФНПЦ «Алтай» 659322, г. Бийск, ул. Социалистическая, 1.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Орлов, Сергей Евгеньевич

Введение.

1 Современные аспекты процесса экстракции.

1.1 Теоретические основы процесса экстракции.

1.2 Способы интенсификации и аппаратурное оформление процесса экстракции.

1.2.1 Типовое оборудование для проведения процесса экстракции из растительного сырья.

1.2.2 Экстракция в поле механических колебаний.

1.2.3 Другие способы интенсификации.

1.3 Применение роторно-пульсационных аппаратов для проведения массообменных процессов.

1.3.1 Конструкции роторно-пульсационных аппаратов.

1.3.2 Технологические схемы установок с роторно-пульсационными аппаратами.

1.4 Результаты и анализ проблем практического применения экстракционных установок с роторно-пульсационными аппаратами для извлечения целевых компонентов из растительного сырья.

2 Математическое моделирование работы установки экстракции, содержащей роторно-пульсационный аппарат.

2.1 Гидродинамические закономерности течения экстрагента в прерывателе роторно-пульсационного аппарата и их влияние на коэффициенты массообмена

2.1.1 Описание конструктивных особенностей роторно-пульсационных аппаратов.

2.1.2 Моделирование площади проходного сечения прерывателя роторно-пульсационного аппарата.

2.1.3 Влияние площади проходного сечения на гидродинамическую обстановку в прерывателе.

2.1.4 Определение коэффициентов массоотдачи.

2.2 Описание кинетики измельчения частиц растительного сырья.

2.2.1 Распределение частиц по размерам после их прохождения через прерыватель роторно-пульсационного аппарата.

2.2.2 Определение вероятности разрушения частиц.

2.2.3 Кинетика изменения дисперсного состава частиц в установке с роторно-пульсационным аппаратом.

2.3 Расчёт процесса экстракции целевых компонентов из частиц растительного сырья.

2.3.1 Гидравлическая модель.

2.3.2 Диффузионно-конвективная модель.

2.3.3 Диффузионная модель.

2.3.4 Математическое описание кинетики процесса экстракции в аппаратах технологической схемы.

3 Экспериментальное исследование процесса экстракции.

3.1 Экстракция инулина из клубней топинамбура.

3.2 Экстракция арабиногалактана из опилок лиственницы.

3.3 Экстракция лигнина из лигноцеллюлозного материала.

3.4 Проверка адекватности математической модели.

4 Перспективы использования результатов математического моделирования при интенсификации экстракции в установках с роторно-пульсационными аппаратами.

4.1 Анализ экспериментальных данных по экстракции инулина из клубней топинамбура.

4.2 Анализ экспериментальных данных по экстракции арабиногалактана из древесины лиственницы.

4.3 Общие требования по конструированию рабочих органов роторно-пульсационных аппаратов в целях интенсификации процесса экстракции из растительного сырья.

Введение 2013 год, диссертация по химической технологии, Орлов, Сергей Евгеньевич

Актуальность диссертационной работы. В настоящее время извлечение целевых компонентов из различных видов растительного сырья является одним из распространённых процессов в химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Он во многом определяет технико-экономические показатели производства в целом.

Существует много различных способов воздействия на обрабатываемое растительное сырьё для интенсификации процесса экстракции и большой спектр предназначенного для этих целей всевозможного оборудования. Наиболее перспективными способами интенсификации являются способы, сочетающие высокую скорость извлечения целевого компонента при одновременном измельчении сырья. Такое комплексное воздействие значительно увеличивает скорость протекания процесса, повышает полноту извлечения целевого компонента, а также открывает благоприятную возможность для проведения процесса при пониженных температурах, что является важным условием при экстрагировании термолабильных компонентов из растительного сырья.

К оборудованию, реализующему комплексное воздействие на обрабатываемое сырьё, в полной мере относятся и роторно-пульсационные аппараты (РПА). В аппаратах такого класса обрабатываемые продукты подвергаются активному гидродинамическому воздействию, которое обеспечивается большими знакопеременными нагрузками, кавитацией, сдвиговыми напряжениями в радиальном зазоре между поверхностями рабочих органов аппарата и т.п. Кроме того, частицы обрабатываемого сырья при прохождении через прерыватель аппарата подвергаются дополнительному измельчению, что положительно отражается на скорости извлечения целевого продукта.

К сожалению, в современной литературе практически отсутствует описание кинетики экстрагирования в установках с РПА. Это обусловлено тем, что на сегодняшний момент имеется ряд следующих нерешённых проблем. Так в современной научной литературе практически нет информации о механизме разрушения частиц растительного материала, а также кинетике их измельчения в установке с РПА. Другой проблемой является отсутствие сведений по кинетике экстрагирования целевых компонентов из частиц с полидисперсным составом. Всё это существенно ограничивает практическое использование оборудования роторно-пульсационного типа и не позволяет снижать энергозатраты на проведение процесса, поэтому решение указанных проблем является актуальным.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- определить гидродинамические закономерности работы РПА и их влияние на коэффициенты массообмена;

Научная новизна работы заключается в следующем:

Теоретическая значимость диссертационной работы состоит в том, что предложенный подход для описания кинетики экстракции может быть применён и для установок, в которых ёмкостный аппарат и РПА соединены в любые технологические схемы: циркуляционную, перегрузок и с раздельной подачей компонентов. Кроме того, предложенный подход позволяет прогнозировать кинетику и других химико-технологических процессов с применением аппаратуры роторно-пульсационного типа.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты моделирования площади проходного сечения прерывателя многоступенчатого РПА.

4. Результаты экспериментального исследования процесса извлечения инулина из клубней топинамбура, арабиногалактана из опилок лиственницы и лигнина из лигноцеллюлозного материала.

Публикации

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Технологии и оборудование химической, биотехнологической и пищевой промышленности» (Бийск, 2010, 2011, 2012); молодёжной конференции-школе «Физико-химические методы изучения состава отходов химической переработки древесины и растительного сырья» (Санкт-Петербург, 2010); Всероссийской конференции «Перспективы создания и применения конденсированных высокоэнергетических материалов» (Бийск, 2010); Всероссийской конференции, посвящённой памяти В.В. Бахирева, «Химия, технология и применение высокоэнергетических соединений» (Бийск, 2011); Всероссийской конференции с международным участием «Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья» (Барнаул, 2012); Всероссийской научной молодёжной школе-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (Омск, 2012).

Личный вклад автора состоит в формировании научных идей, постановке задач и планировании исследований, разработке теоретической модели экстрагирования целевого компонента из растительного сырья в установке с РПА, в постановке и проведении экспериментов, обработке и интерпретации полученных данных, подготовке публикаций и докладов на конференции. Все основные результаты диссертации получены лично автором либо при его непосредственном участии в качестве ведущего исполнителя на всех этапах исследований.

Объём и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы из 116 наименований и 5 приложений. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 3 таблицы, 47 рисунков.

Заключение диссертация на тему "Разработка метода расчёта процесса экстракции целевых компонентов из растительного сырья в роторно-пульсационных аппаратах"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги выполненного исследования можно сформулировать основные достижения, полученные в ходе выполнения данной работы:

5. Проведены серии экспериментов по экстрагированию инулина из клубней топинамбура, арабиногалактана из опилок лиственницы и лигнина из лигноцеллюлозного материала в установке с РПА. На основании критерия Фишера подтверждено хорошее согласование экспериментальных данных с результатами численного моделирования и адекватность математической модели.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

АГ - арабиногалактан; а.с.д. - абсолютно сухая древесина;

ЛЦМ - лигноцеллюлозный материал;

РПА - роторно-пульсационный аппарат;

ТЦ - техническая целлюлоза;

УАВ - ударно-акустическое воздействие; а - ширина каналов в цилиндре РПА, м;

А - константа; b - высота каналов в цилиндре РПА, м; В - константа;

B(t) - коэффициент гидравлических потерь; с - локальная скорость звука, м/с; с0 - скорость звука в обрабатываемой жидкости, м/с; С - концентрация, кг/м ;

Со - концентрация в основном объёме экстракта, кг/м ; С\ - концентрация на поверхности частицы, кг/м ; л

Сн - концентрация целевого компонента в порах исходного сырья, кг/м ; Су - концентрация насыщения, кг/м ;

С - осреднённая концентрация целевого компонента в пористом объёме частицы, кг/м3; d - длина каналов в цилиндре РПА, м; , 25(0 d = --эквивалентный диаметр проходного сечения, м; + Ъ вых вых 2

D - коэффициент диффузии, м /с;

Dl - коэффициент продольной диффузии, м /с; fx = 1 - число степеней свободы модели; f2 = п-км - число степеней свободы необъяснённой дисперсии; fr - коэффициент трения;

F - элементарная площадка, м2; h — высота подъёма частицы над прерывателем, м; h3 - высота поверхностей, образующих зазор, м;

Н— высота линии разрезания исходной сферической частицы, м; к - коэффициент; км - количество факторов модели; к2к - коэффициент, характеризующий влияние вторичных каналов пористых частиц; ку - коэффициент, учитывающий соотношение транзитного расхода жидкости через зазор и расхода жидкости через каналы ротора и статора непосредственно; К] - коэффициент массопереноса в крупных каналах пористых частиц, м /с; /2 - расстояние между границами каналов соседних цилиндров, м; 1Э~ dex + Ь + dGblx - эквивалентная длина прерывателя, м; 1у - длина свободного пробега частицы через прерыватель, м; L\ - длина транспортного канала пористой частицы, м; т - масса, кг; т0 — масса сырья, кг; тр - пористость частицы в области rQ< г < R\ тхо(х)= то'Ц>о(х) ~ массосодержание целевого компонента в частицах исходного сырья размером х, кг/м;

Дт0 - масса сырья, поступающая в ёмкостный аппарат за время At при дозированной загрузке сырья, кг; т

М ---относительная масса извлекаемого вещества; т0

М'и(х)- относительное массосодержание целевого компонента фракции л; в к-ой ячейке в i-й момент времени без учёта диффузионного извлечения вещества; п - константа; пэ - количество экспериментальных данных;

N3 - мощность, расходуемая на преодоление сил вязкостного трения в зазоре между ротором и статором, Вт;

NT - наибольший общий делитель количества каналов в цилиндрах РПА; р — количество устьев в порах частиц растительного сырья; Р — давление, Па;

Рк - давление в рабочей камере РПА, Па;

P{t) - импульсное давление в канале статора РПА, Па;

АР - статический перепад давления между полостью ротора и камерой статора РПА, Па;

Q - объёмный расход, м3/с;

Qs — поток вещества на поверхности частицы, кг/м ; г - радиальная координата, м; г0 — положение границы извлекаемого вещества, м; rk - внутренний радиус k-то цилиндра, м;

R - радиус частиц, м;

Rd - коэффициент детерминации;

Rk — внешний радиус к-то цилиндра, м;

R3 = Rm + 6/2 - средний радиус радиального зазора, м;

Rn - радиус кавитационного пузырька, м;

Rnо - начальный радиус кавитационного пузырька, м;

Rn.max ~ максимальный радиус кавитационного пузырька, м;

S(t) - площадь проходного сечения прерывателя РПА, м ;

So = а-Ъ — площадь поперечного сечения каналов, м ;

S\ - площадь проходного сечения трубки тока, м ;

5*2 - площадь проходного сечения любой пары каналов в соседних цилиндрах с учётом транзитного течения жидкости в радиальном зазоре, м2; S„ - общая площадь поверхности обрабатываемых частиц, м ; Snо - общая площадь поверхности частиц исходного сырья, м2; Smax ~ максимальная площадь проходного сечения, м ; t - время, с; t\ — время начала свободного движения частицы через прерыватель, с; t2 - время окончания свободного движения частицы через прерыватель, с; td03 - время дозировки сырья, с; t3 - время захлопывания кавитационного пузырька, с; а +ас tc ---время совмещения каналов ротора и статора, с; сùR

At - шаг по времени, с; tn = Zn-At = Vjj/Q — время пребывания частиц в подводящем трубопроводе, с; t0 = Z0-At = V0/Q - время пребывания частиц в отводящем трубопроводе, с; Т- температура процесса, °С; и - размер измельчаемых частиц, м; mm - размер частиц, меньше которого частицы свободно проходят через рабочие органы РПА и не подвергаются измельчению, м; umax - размер частиц, больше которого частицы гарантированно разрушаются, проходя через прерыватель РПА, м; U(t) - скорость жидкости, м/с;

U- средняя скорость течения жидкости в канале, м/с; Uz— скорость движения жидкости вдоль оси аппарата, м/с; Up — скорость движения пористых частиц, м/с; V— объём, м3;

Vo ~ объём жидкости, введённый в канал статора за время совмещения каналов, м3;

Foi - объём экстрагента с целевым компонентом, выделяемый в среднем за один импульс давления, м3;

Vu(z, р) - общий объём экстрагента с целевым компонентом, выделяемый за z импульсов давления, м3;

Vk - объём кавитационного кластера, м ;

V3 = 2nR3h3b — объём радиального зазора между цилиндрами РПА, м3; Fo - объём отводящего трубопровода, м ; F/7 - объём подводящего трубопровода, м ;

Урпа ~ объём всех ячеек РПА, м3;

АУ - объём экстрагента, переходящий из одного аппарата в другой за время А?, м3;

А Уи(г,р) - объём экстрагента с целевым компонентом, выделяемый в импульс з давления г, м ; х - размер измельчённых частиц, м; тах - максимальный размер обрабатываемых частиц, м; г - количество импульсов давления на поверхности частицы; г к - количество каналов в £-ом цилиндре;

2 = 2П + 20 + Zp + 1 - общее количество ячеек в модельной схеме; 20 - количество элементарных ячеек отводящего трубопровода; 2и - количество элементарных ячеек подводящего трубопровода; 2Р - количество цилиндров РПА; а (и) - вероятность измельчения частиц размером и;

Щ,ь Рк,1 ~ радиальные координаты положения границ /-го канала в £-ом цилиндре, рад;

Р - коэффициент массоотдачи, м/с; у - показатель политропы, определяющий состояние газа в кавитационной полости;

5 - толщина зазора между ротором и статором РПА, м;

6 - безразмерный коэффициент;

82 - общая диссипация мощности, Вт/кг; еи - диссипация мощности от пульсаций и схлопывания кавитационных пузырьков, Вт/кг; е^ - диссипация мощности от кумулятивных струек, Вт/кг; и - диссипация мощности от импульсов давления в каналах РПА, Вт/кг; е3 - диссипация мощности в радиальном зазоре РПА, Вт/кг; у

0 = — - безразмерное положение границы извлекаемого вещества;

9 'кХх) ~ безразмерное положение границы извлекаемого вещества в частицах размером л; в к-ой ячейке в г'-й момент времени без учёта диффузионного извлечения вещества;

X - коэффициент гидравлического трения; ц - коэффициент динамической вязкости, Па-с;

- коэффициент гидравлического сопротивления; р - плотность жидкости, кг/м3; ра - масса извлекаемого вещества в единице порового объёма частицы в о области г < г0, кг/м ; рт - плотность извлекаемого вещества в твёрдой фазе, кг/м ; рз - плотность насыщенного раствора, кг/м3; а - коэффициент поверхностного натяжения, Н/м; ат - дисперсия ошибки модели; в у - дисперсия экспериментальных данных;

ЕИ фл - угол поворота &-го цилиндра, рад;

Фо*- угол смещения первого канала в &-ом цилиндре в начальный момент времени / = 0 (определяется геометрией рабочих органов РПА), рад; г ф =--безразмерная координата по радиусу сферической частицы; ф(х) - нормированная функция массового распределения частиц по размерам, м"1; фо(х) - нормированная функция массового распределения частиц исходного сырья по размерам, м"1;

Ф - свободная энтальпия на поверхности сферы, Дж;

Xл.ш.l.J- угол, определяющий радиальную ширину проходного сечения прерывателя РПА между г-м и у'-м каналами в к-м и (к± 1)-м цилиндрах соответственно, рад; т = —^ - безразмерное время экстракции;

1|/(х, и) - нормированная функция массового распределения вероятностей получения частиц размером х при разрушении частицы размером и\ fhih, и) - функция распределения вероятностей подъёма частицы размером и на высоту к при её прохождении через прерыватель РПА;

УяСД, и) - функция распределения вероятностей того, что при прохождении частицы размером и через прерыватель РПА высота линии её разрезания составит величину Н\ х(х, и) - функция счётного распределения вероятностей образования частиц размером х при разрушении частицы размером и в прерывателе РПА; со - угловая скорость вращения ротора, рад/с;

- площадь проходного сечения одной пары каналов, м . Безразмерные критерии и масштабы: С -С

С --— - относительное распределение концентрации извлекаемого

С5 — С{ вещества внутри частицы; ^ Уь

К — —— индекс кавитации; К

Р т

V = —— коэффициент; Р*

8с = —— критерий Шмидта; у = —- коэффициент; Р5Р0~РГС5 г] = 2 —т---коэффициент.

3(2 + у(у-1))02+у **

Подстрочные индексы:

О - начальный момент времени; вх - относящийся к цилиндру РПА (из двух рассматриваемых) с наименьшим радиусом; вых - относящийся к цилиндру РПА (из двух рассматриваемых) с наибольшим радиусом; р - относящийся к ротору; с - относящийся к статору; г — номер временного отсчёта, номер канала в цилиндре РПА; у — номер канала, располагающегося напротив г-го канала соседнего цилиндра; к - номер ячейки модельной схемы, номер цилиндра РПА.

Библиография Орлов, Сергей Евгеньевич, диссертация по теме Процессы и аппараты химической технологии

1. Пономарев, В.Д. Экстрагирование лекарственного сырья / В.Д. Пономарев. -М.: Медицина, 1976. 202 с.

2. Кавецкий, Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии : 2-е изд., перераб. и доп. / Г.Д. Кавецкий, Б.В.Васильев. М.: Колос, 1999. - 551 с. (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учеб. заведений). ISBN 5-10003174-3.

3. XuMuK.ru Электронный ресурс. : ХиМиК.ги-ЭКСТРАГИРОВАНИЕ -Химическая энциклопедия Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.xumuk.rU/encyklopedia/2/5283.html - Загл. с экрана.

4. Балабудкин, М. А. Роторно-пульсационные аппараты в химико-фармацевтической промышленности / М.А. Балабудкин. М.: Медицина, 1983. -160 с.

5. Абиев, Р.Ш. Исследование и опыт промышленных испытаний пульсационных резонансных аппаратов для обработки систем жидкость -капиллярно-пористые частицы / Р.Ш. Абиев // Химическая промышленность. -Т. 80, №7.-2003.-С. 21-27.

6. Получение, состав, свойства и применение эфирных масел Электронный ресурс. : ПОЛУЧЕНИЕ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ ЭКСТРАКЦИЕЙ ЛЕТУЧИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ, Ликенс Никерс Сокслет Электрон, дан. -Режим доступа: http://viness.narod.ru/extraessoilsextr.htm — Загл. с экрана.

7. Дадашев, М.Н. Использование сверхкритических флюидов в различных экстракционных процессах и перспективы их применения / М.Н. Дадашев,

8. И.М. Абдулагатов // Химическая промышленность. 1993. - № 10. - С. 40-47, ISSN 0023-11 ОХ.

9. Промтов, М. А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика : Монография / М.А. Промтов. М.: Машиностроение-1, 2001. - 260 с. ISBN 5-99275-006-8.

10. Пат. 1383171 Великобритания, МПК2 B01F 7/00. A rotary mixing apparatus / RAOLO BENVENUTO GIUSTI. №42072/71; заявл. 09.09.71; опубл. 05.02.75.

11. Пат. 1059986 Канада, МПК2 B01F 7/00. Inter digitating stator and rotor teeth on mating conical surfaces / Doom, Lewis G.; заявитель и патентообладатель Doom, Lewis G. № 263916; заявл. 22.10.76; опубл. 07.08.79.

12. A.c. 286974 СССР, МПК B01F 11/00. Роторно-пульсационный аппарат / Балабудкин М.А., КлоцунгБ.А., Павлов Н.Г., Барам A.A., Южаков H.A., Алейникова H.H. № 1338342/23-26; заявл. 16.06.69; опубл. 19.11.70, Бюл. №35.-2 е.: ил.

13. A.c. 127999 СССР. Ротационный аппарат для взаимодействия жидкости с жидкостью, газом или порошкообразным телом / Барам A.A., Гинстаинг A.M. -№ 624791/26; заявл. 09.04.59; опубл. в "Бюллетене изобретений", № 9, 1960.

14. Пат. 1388889 Великобритания, МПК2 B01F 5/06//5/10, 5/12; F04D7/04. А rotary mixing apparatus / RAOLO BENVENUTO GIUSTI. № 37486/72; заявл. 11.08.72; опубл. 26.03.75.

15. Пат. 96502 Российская Федерация, МПК B01F 7/00. Роторный импульсный аппарат / ПромтовМ.А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО ТГТУ. -№ 2010108804/22; заявл. 09.03.2010; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22.

16. A.c. 258278 СССР, МПК B01F 7/28. Роторно-пульсационный аппарат / Балабудкин М.А., Барам A.A.-№ 1190764/23-26; заявл. 16.10.67; опубл. 13.12.72, Бюл. №2.-2 е.: ил.

17. A.c. 286973 СССР, МПК ВО 1F 7/28. Роторный аппарат / Балабудкин М.А., КлоцунгБ.А., Барам A.A., Павлов Н.Г., Коган В.Б. — № 1311539/23-26; заявл. 12.03.69; опубл. 19.11.70, Бюл. № 35. 2 е.: ил.

18. A.c. 488604 СССР, МГЖ3 B01F 7/28. Роторно-пульсационный аппарат / Балабудкин М.А., Борисов Г.Н., Маркова Л.М.; заявитель Ленинградский хим.-фарм. институт. № 1844263/23-26; заявл. 03.11.72; опубл. 25.10.75, Бюл. № 39. -4 е.: ил.

19. Зимин, А:И. Интенсификация приготовления дисперсных сред в роторно-импульсных аппаратах в химико-фармацевтической промышленности / А.И. Зимин // Химико-фармацевтический журнал. 1997. - Т. 31, № 8. - С. 50-53.

20. Колесников, Г.Е. Характеристика дисперсности двухфазной системы в роторно-пульсационном аппарате / Г.Е. Колесников, O.A. Трошкин, Ю.И. Макаров, A.B. Орлов // Теоретические основы химических технологий. -1989. Т. 23, № 4. - С. 542-545.

21. Балабудкин, М.А. Установка мокрого измельчения галловых орешков с роторно-пульсационным аппаратом / М.А. Балабудкин, Л.А. Климов, М.В. Леквеишвили, В.Г. Шебатин // Химико-фармацевтический журнал. 1990. -Т. 24, №3.-С. 68-69.

22. Кухленко, A.A. Экспериментальное исследование процесса эмульгирования в роторно-пульсационном аппарате / A.A. Кухленко, М.С. Василишин, С.Е. Орлов, И.Р. Ахмадеев, Б.И. Ворожцов // Ползуновский вестник. 2009. - № 3. - С. 144-147.

23. Зимин, А.И. Приготовление раствора эвкалимина в этиловом спирте в роторном аппарате при импульсном возбуждении кавитации / А.И. Зимин // Химико-фармацевтический журнал. 1996. - Т. 30, № 10. - С. 46-47.

24. Федоров, A.B. К оценке длительности процесса периодического растворения дисперсного материала в роторно-пульсационном аппарате / A.B. Федоров, A.B. Шульгин, М.С. Василишин, Д.Б. Иванова, О.С. Иванов,

25. A.Г. Карпов // Инженерно-физический журнал. 2011. - Т. 84, № 4. - С. 664-669.

26. Балабудкин, М.А. Интенсивный метод экстрагирования кумаринов из корня Seseli grandivittatum / М.А. Балабудкин, Э.М. Агаев, А.З. Абышев,

27. B.В. Скиба // Химико-фармацевтический журнал. 1993. - Т. 27, № 3. - С. 47-48.

28. A.c. 1212539 СССР, МПК4 B01F 7/28. Роторный аппарат / Балабудкин М.А. № 3731803/23-26, 3750822/23-26; заявл. 24.04.84; опубл. 23.02.86, Бюл. №7.-4 е.: ил.

29. Пат. 2170611 Российская Федерация, МПК B01F 7/00. Роторно-импульсный аппарат / Ружицкий В.П.; Балабышко A.M.; Ракитин А.Н.; заявители и патентообладатели Ружицкий В.П.; Балабышко A.M.; Ракитин А.Н. -№ 99105142/12; заявл. 12.03.1999; опубл. 20.07.2001.

30. Аксельруд, Г.А. Экстрагирование (система твердое тело жидкость) / Г.А. Аксельруд, В.М. Лысянский. - Л.: Химия. - 1974. - 256 с.

31. Бабенко, Ю.И. Конвективное экстрагирование из пористой частицы под действием точечных импульсов давления / Ю.И. Бабенко, Е.В. Иванов, A.A. Маркова // Теоретические основы химической технологии. 2009. - Т. 43, №2.-С. 194-198.

32. Бабенко, Ю.И. Экстрагирование из тела с бидисперсной пористой структурой / Ю.И. Бабенко, Е.В. Иванов // Теоретические основы химической технологии. 2009. - Т. 43, № 4. - С. 408-414.

33. Абиев, Р.Ш. Моделирование процесса экстрагирования из капиллярно-пористой частицы с бидисперсной структурой / Р.Ш. Абиев, Г.М. Островский // Теоретические основы химической технологии. 2001. - Т. 35, № 3. - С. 270.

34. Абиев, Р.Ш. Исследование процесса экстрагирования из капиллярно-пористой частицы с бидисперсной структурой / Р.Ш. Абиев // Журнал прикладной химии. 2000. - Т. 74, № 5. - С. 754.

35. Зимин, А.И. Прикладная механика прерывистых течений / А.И. Зимин. -М.: Фолиант, 1997. 308 с.

36. Червяков, В.М. Гидродинамические и кавитационные явления в роторных аппаратах : монография / В.М. Червяков, В.Ф. Юдаев. М.: Издательство Машиностроение-1, 2007. - 128 с. - 400 экз. - ISBN 978-5-94275340-5.

37. Балабудкин, М.А. Исследование частотно-амплитудного спектра динамического давления в роторно-пульсационных аппаратах / М.А. Балабудкин, A.A. Барам // Теоретические основы химических технологий. 1968. — Т. 2, № 4. -С. 609-614.

38. Балабудкин, М.А. О закономерностях гидромеханических явлений в роторно-пульсационных аппаратах / М.А. Балабудкин // Теоретические основы химических технологий. 1975. - Т. 9, № 5. - С. 783-788.

39. Константинов, Б.П. Гидродинамическое звукообразование и распространение звука в ограниченной среде / Б.П. Константинов. — М, Д.: Наука, 1977.- 144 с.

40. Римский-Корсаков, A.B. Электроакустика / A.B. Римский-Корсаков. -М.: Связь, 1973.-272 с.

41. Френкель, Н.З. Гидравлика / Н.З. Френкель. М, Д.: Госэнергиз, 1947. -460 с.

42. Попов, Д.Н. Нестационарные гидромеханические процессы / Д.Н. Попов. М.: Машиностроение, 1982. - 240 с.

43. Альтшуль, А.Д. Гидравлические сопротивления / А.Д. Альтшуль. М.: Недра, 1982.-224 с.

44. Биглер, В.И. Нестационарное истечение реальной жидкости через отверстия гидродинамической сирены / В.И. Биглер, В.Ф. Юдаев // Акустический журнал. 1978. - Т. 24, № 2. - С. 289-291.

45. Биглер, В.И. Исследование течений в аппарате типа динамической сирены и его применение для процесса растворения : автореф. дис. . канд. техн. наук: 05.18.08 / В.И. Биглер. М.: МИХМ, 1979. - 16 с.

46. Функ, Д. Неустановившиеся процессы в отверстиях и очень коротких трубах / Д. Функ, Д. Вуд, С. Чжао // Теоретические основы инженерных расчётов. 1972,-№2.-С. 254-253.

47. Попов, Д.Н. Исследование неустановившегося движения жидкости при переходных процессах в короткой трубе / Д.Н. Попов, В.Д. Кравченко // Вестник машиностроения. 1974. - № 6. - С. 7-10.

48. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. М.: Машиностроение. - 1975. - 464 с.

49. Чугаев, P.P. Гидравлика / P.P. Чугаев. Д.: Энергоиздат, 1982. - 672 с.

50. Юдаев, В.Ф. Исследование гидродинамической сирены / В.Ф. Юдаев, Д.Т. Кокорев // Известия вузов. Машиностроение. 1969. - № 10. - С. 72-77.

51. Юдаев, В.Ф. К вопросу о расчёте геометрических параметров аппарата типа гидродинамической сирены / В.Ф. Юдаев, Д.Т. Кокорев, А.И. Сопин // Известия вузов. Машиностроение. 1972. - № 6. - С. 80-85.

52. Юдаев, В.Ф. Исследование гидродинамического аппарата сиренного типа и его использование для интенсификации технологических процессов в гетерогенных системах : автореф. дис. . канд. техн. наук : 05.17.08 /

53. B.Ф. Юдаев. М.: МИХМ, 1970. - 16 с.

54. Юдаев, В.Ф. Истечение газожидкостной смеси через отверстия ротора и статора сирены / В.Ф. Юдаев // Известия вузов. Машиностроение. 1985. — № 2. —1. C. 60-64.

55. Юдаев, В.Ф. Гидромеханические процессы в роторных аппаратах с модуляцией проходного сечения потока обрабатываемой среды / В.Ф. Юдаев // Теоретические основы химических технологий. 1994. - Т. 28, № 6. - С. 581-590.

56. Юдаев, В.Ф. Коэффициенты усреднения импульса кинетической энергии ламинарного и турбулентного режимов течения / В.Ф. Юдаев // Известия вузов. Машиностроение. 1985. - № 3. - С. 50-54.

57. Карепанов, С.К. О нестационарных гидродинамических процессах в аппаратах химической технологии / Карепанов С.К., Юдаев В.Ф. // Нестационарная гидромеханика: теория, эксперимент, практические приложения. М.: СВС - Технология, 1997. - С. 44-49.

58. Юдаев, В.Ф. Площадь проходного сечения модулятора роторного аппарата / В.Ф. Юдаев, JI.B. Чичева-Филатова, В.А. Алексеев // Известия вузов. Машиностроение. 2004. - № 11. - С. 35-39.

59. Балабышко, A.M. Гидромеханическое диспергирование / A.M. Балабышко, А.И. Зимин, В.П. Ружицкий. М.: Наука, 1998. - 331 с. ISBN 502-002434-1.

60. Червяков, В.М. Проходное сечение модулятора роторного аппарата при малых зазорах между ротором и статором / В.М. Червяков, A.B. Вахлис, Д.В. Глазатов // Труды ТГТУ. 2002. Вып. II. - С. 21.

61. Червяков, В.М. Нестационарное течение идеальной сжимаемой среды в каналах роторного аппарата / В.М. Червяков, Ю.В. Воробьев // Теоретические основы химических технологий. 2005. - Т. 39. - № 1. - С. 65-71.

62. Кухленко, A.A. Моделирование площади проходного сечения модулятора в аппаратах роторно-пульсационного типа / A.A. Кухленко, М.С. Василишин, А.Г. Карпов // Хим. технология. 2006. - № 11. - С. 35-38.

63. Акуличев, В.А. Пульсации кавитационных полостей / В.А. Акуличев // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга. М.: Наука, 1968. — Ч. 4.-С. 129-166.

64. Николаишвилли, Е.К. Скорость растворения твёрдых частиц в аппаратах с мешалками / Е.К. Николаишвилли, В.М. Барабаш, Л.Н. Брагинский, H.H. Кулов, В.А. Малюсов // Теоретические основы химической технологии. 1980. - Т. 14, № 3. - С. 349.

65. Барабаш, В.М. Расчёт непрерывного процесса растворения в аппаратах с мешалками / В.М. Барабаш, Л.Н. Брагинский, O.E. Вишневецкая // Теоретические основы химической технологии. 1984. - Т. 18, № 6. - С. 744.

66. Кухленко, A.A. Расчет фракционного состава и площади поверхности твердых частиц в процессе их диспергирования в роторно-пульсационном аппарате / A.A. Кухленко, М.С. Василишин, С.Е. Орлов, Д.Б. Иванова // Ползуновский вестник. 2010. - № 3. - С. 180-183.

67. ALGOLIST.MANUAL.RU Алгоритмы. Методы. Исходники Электронный ресурс. : Решение кубических уравнений Электрон, дан. - Режим доступа: http://algolist.manual.ru/maths/findroot/cubic.php - Загл. с экрана.

68. Иванов, Е.В. Элементарные модели экстрагирования из пористых частиц под действием импульсов давления / Е.В. Иванов, Ю.И. Бабенко // Журнал прикладной химии. 2005. Т. 78, № 9. - С. 1487-1492.

69. Бабенко, Ю.И. Экстрагирование из фрактальной системы ветвящихся капилляров / Ю.И. Бабенко, Е.В. Иванов // Теоретические основы химической технологии 2009. - Т. 43, № 1. - С. 99-104.

70. Островский Г.М. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий / Г.М. Островский, Р.Ш. Абиев,

71. B.М. Александров и др. Ч.П. - СПб.: НПО Профессионал, 2006, 2007. - 916 с.

72. Аксельруд, Г.А. Введение в капиллярно-химическую технологию / Г.А. Аксельруд, М.А. Альтшулер. М.: Химия, 1983. - 264 с.

73. Аксельруд, Г.А. Теория диффузного извлечения веществ из пористых тел / Г.А. Аксельруд. Львов, 1959.

74. Аксельруд, Г.А. Массообмен в системе твердое тело-жидкость / Г.А. Аксельруд. Львов: Изд. Львовского университета, 1970. - 188 с.

75. Орлов, С.Е. Математическое моделирование процесса экстракции в технологическом контуре, содержащем роторно-пульсационный аппарат /

76. C.Е. Орлов, A.A. Кухленко // Труды Всероссийской научной молодёжной школы-конференции «Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии» (14-22 мая 2012 г., г. Омск). 2012. - С. 405^06.

77. Калиткин, H.H. Численные методы : учебное пособие для вузов / H.H. Калиткин; ред. A.A. Самарский. 2-е изд. - СПб.: БХВ-Петербург, 2011. -592 с. - ISBN 978-5-9775-0500-0.

78. Белашов, В.Ю. Эффективные алгоритмы и программы вычислительной математики / В.Ю. Белашов, Н.М. Чернова. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 1997,- 160 с.

79. Barclay, T. Inulin a versatile polysaccharide with multiple pharmaceutical and food chemical uses / T. Barclay, M. Ginic-Markovic, P. Cooper, N. Petrovsky // J. Excipients and Food Chem. - 2010. - № 1. - C. 27-50.

80. Бабкин, В.A. Биологически активные экстрактивные вещества из древесины лиственницы / В.А. Бабкин, Л.А. Остроумова, Ю.А. Малков, С.З. Иванова, Н.А. Онучина, Д.В. Бабкин // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. - Т. 9, № 3. - С. 363-367.

81. Медведева, Е.Н. Арабиногалактан лиственницы свойства и перспективы использования (обзор) / Е.Н. Медведева, В.А. Бабкин, Л.А. Остроухова // Химия растительного сырья. - 2003. - № 1. - С. 27-37.

82. Оболенская, А.В. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы / А.В. Оболенская, З.П. Ельницкая, А.А. Леонович. М.: Экология, 1991.-320 с.

83. Никитин, Н.И. Химия древесины и целлюлозы / Н.И. Никитин. М.-Л.: Изд-во АН СССР. - 1962. - 711 с.

84. Орлов, С.Е. Исследование эффективности роторно-пульсационного аппарата в процессе экстракции лигнина из недревесного растительного сырья /

85. С.Е. Орлов, B.B. Будаева, A.A. Кухленко, А.Г. Карпов, М.С. Василишин, В.Н. Золотухин // Ползуновский вестник. -2010. — № 4-1. С. 183-188.

86. Википедия. Свободная энциклопедия Электронный ресурс. : Коэффициент детерминации. Электрон. дан. — Режим доступа: http://ш.wikipedia.org/wiki/Koэффициeнтдeтepминaции — Загл. с экрана.

87. Бендат, Дж. Прикладной анализ случайных данных : пер. с англ. / Бендат Дж., Пирсол А. М.: Мир, 1989. - 540 е., ил. - ISBN 5-03-001071-8.

88. Bekers, М. Carbohydrates in Jerusalem artichoke powder suspension / M. Bekers, M. Grube, D. Upite, E. Kaminska, R. Linde, R. Scherbaka, A. Danilevich // Nutrition & Food Science. 2007. - T. 37, № 1. - C. 42-49.

89. Пат. 3509126 США, МПК С08В19/12. Recovery of high purity arabinogalactan from larch / Dahl К.; заявитель и патентообладатель Columbia Cellulose Company Limited. № 665978; заявл. 07.09.1967; опубл. 28.04.1970.

90. Пат. 2413432 Российская Федерация, МПК A23L1/30, С08В37/00. Способ получения арабиногалактана / Бабкин Д.В., Угренинов А.А.; заявители и патентообладатели Бабкин Д.В., Угренинов А.А. №2008120252/13; заявл. 21.05.2008; опубл. 10.03.2011.

91. Кузнецова, С.А. Интенсификация процесса водной экстракции арабиногалактана из древесины лиственницы / С.А. Кузнецова, А.Г. Михайлов, Г.П. Скворцова, Н.Б. Александрова, А.Б. Лебедева // Химия растительного сырья.-2005.-№ 1.-С. 53-58.

Похожие работы

Химическая технология
05.17.00