ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные типы промышленных экстракторов и особен ности проведения процесса в них из "Экстрагирование Система твёрдое тело-жидкость" Во всех без исключения процессах, связанных с практикой извлечения растворимых веществ из ткани растительного сырья (ыротивоток, прямоток, извлечение в слое и др.), экстрагент и экстрагируемый материал движутся друг относительно друга. Перенос массы от поверхности экстрагируемых частиц в связи с этим происходит не только за счет диффузии, но и за счет переноса самой среды. [c.177] Изучение переноса массы в движущейся жидкости развивается по двум направлениям, отличающимся по глубине проникновения в физическую сущность самого явления переноса и математической строгости его описания. [c.177] Первое направление исследований процесса массоотдачи основано на составлении и интегрировании уравнений конвективной диффузии и гидродинамики. Это аналитическое и численное направление, однако, развивается лишь в весьма узких областях теории переноса. Надежные решения получены исключительно для задач тепло-и массообмена, связанных с обтеканием одиночной пластины, шара или црлипдра, переносом к вращающемуся диску и тому подобных задач [46, 68, 100, 117, 156, 206, 211 [. Даже для случая ламинарного течения жидкости решение перечисленных выше задач требует интегрирования нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных. Проблема турбулентного течения вообще до сих пор не имеет строгого теоретического решения [117, 211]. [c.177] Вместо изучения поля концентраций в жидкости и воздействия на него всех условий процесса рассматривается некоторая эффективная величина — коэффициент массоотдачи, искусственно отражающая влияние формы и размеров тела, режима движения, скорости, концентрации и температуры жидкости, физических параметров жидкости и других факторов на перенос массы в жидкой фазе. [c.177] Изучение закономерностей переноса массы в жидкой среде с помощью коэффициента массоотдачи целесообразно не только из-за исключительной простоты уравнения (5.8) и наличия огромного положительного опыта практического использования аналогичной величины в теории и практике тепло- и массообмена, но главным образом потому, что для многих задач массообмена и, в частности, для экстрагирования в системе твердое тело — жидкость этот путь является пока единственно возможным. [c.177] Большое количество перечисленных выше факторов, от которых зависит коэффициент массоотдачи, влияет в конечном счете лишь на характер взаимодействия твердой и жидкой фаз и величину поверхности частиц, которая находится фактически в контакте с движуш,ейся жидкостью. [c.178] Определение коэффициента массоотдачи, позволяющее выделить из общего диффузионного сопротивления ту его часть, которая зависит от условий проведения процесса и конструктивных особенностей экстрактора, открывает самые широкие возможности для глубокого анализа режима работы аппарата и установления, насколько каждый отдельный элемент аппарата обеспечивает созда-нне условий для оптимального протекания процесса. [c.178] Если влияние конструктивных элементов аппарата на процесс может быть выявлено при исследовании массоотдачи непосредственно на аппарате, то зависимость массообмена от физических параметров жидкости и ряда других факторов целесообразно определить на основе. лабораторных опытов. [c.178] Основные способы количественной оценки влияния внешнего диффузионного сопротивления на процесс экстрагирования в системе твердое тело — жидкость состоят, наряду с измерением коэффициента массоотдачи [19, 36, 75, 1341, в определении толщины диффузионного пограничного слоя [41, 102], нахождении дополнительного линейного размера частицы, эквивалентного внешнему диффузионному сопротивлению [60, 2531, определении некоторого общего диффузионного коэффициента, который иногда неправильно называют коэффициентом диффузии экстрагируемого вещества в твердом теле [103, 105, 259), либо коэффициента, включающего кроме диффузионной характеристики процесса еще размер частиц и коэффициент формы [222 . [c.178] Массоотдача от поверхности экстрагируемых частиц к жидкости зависит от большого числа факторов (размера, формы и упругости экстрагируемых частиц, состояния их поверхности, температуры и физических свойств жидкости, конструктивных особенностей устройства, в котором протекает процесс и др.). Поэтому д.т1я достаточно глубокого изучения переноса массы в жидкой фазе и количественной оценки этой стадии процесса производственные исследования необходимо сочетать с лабораторными, в которых легче установить влияние отдельных факторов и, в первую очередь, скорости движения жидкости и температуры на массоотдачу. [c.178] Ниже описывается один из методов определения коэффициента массоотдачи от одиночного образца. [c.178] Экспериментальная установка (рис. 5.13) состоит из сосуда 5, в который помещается струбцина со щелью, и напорного бака i, из которого экстракционная жидкость подается в диффузионную щель. [c.179] Опыты проводились с образцами растительной ткани прп температуре 50 °С. Скорость движения жидкости изменялась от 0,01 до 0,8 м/с. [c.180] Длительность каждого опыта была равна 3—8 ч, в зависимости от скорости движения экстракционной жидкости. [c.180] Результаты опытов изображены графически в координатах коэффициент массоотдачи р — скорость движения экстракционной жидкости IV на рис. 5.14. [c.180] Коэффициент массоот,-дачи наиболее значительно изменился при возрастании скорости движения ншдкости от 0,01 до 0,08 м/с. При дальнейшем увеличении скорости движения жидкости он возрастает незначительно. [c.180] Для сравнения на рис. 5.14 приведены данные опытов С. Ф. Дронова [77]. [c.180] Опыты по определению коэффициента массоотдачи от капиллярно-пористых тел с хрупким скелетом проводились аналогичным образом. [c.180] Применялись стеклянные пористые пластинки диаметром 20 мм п толщиной 3 мм, пористостью 4. Для того чтобы диффузия в пластинке проходила в одном направлении и исключалась возможность фильтрования, на боковую поверхность пластинки и один из торцов наносился слой органического стекла, растворенного в дихлорэтане. При высыхании органическое стекло образовывало тонкую прочную влагонепроницаемую пленку. [c.180] Пластинки насыщались 20% раствором сахара в вакуум-кипятиль-ной установке [129]. [c.181] Вернуться к основной статье