Экстрагирование диффузионная

В процессах экстрагирования из растворов также можно использовать экспериментальные кинетические данные, полученные при экстрагировании из конкретного материала реальной формы. Цель такого метода — определить явный вид экспериментальной кривой извлечения для реального материала в условиях надежного и относительно простого опыта, чтобы можно было рассчитывать процессы диффузионного извлечения в иных концентрационных условиях. [c.126]

Переход экстрагируемых компонентов из исходного раствора в растворитель происходит вследствие разности концентраций, и поэтому данный процесс относится к числу диффузионных. Перемещение молекул целевого компонента происходит до тех пор, пока концентрация не достигнет некоторой предельной величины, которая определяется как состояние физического равновесия. В связи с этим теория процесса экстрагирования основывается на законах, относящихся к явлению растворимости, состоянию межфазного равновесия и диффузии, по аналогии с теоретическим обобщением закономерностей таких известных и широко распространенных диффузионных процессов, как абсорбция и ректификация. [c.9]

Классификация. Хим.-технол. процесс в целом - это сложная система, состоящая из единичных, связанных между собой элементов и взаимодействующая с окружающей средой. Элементами этой системы являются 5 групп процессов 1) механические - измельчение, грохочение, таблетирование, транспортирование твердых материалов, упаковка конечного продукта и др. 2) гидромеханические - перемещение жидкостей и газов по трубопроводам и аппаратам, пневматич. транспорт, гидравлич. классификация, туманоулавливание, фильтрование, флотация, центрифугирование, осаждение, перемешивание, псевдоожижение идр. скорость этих процессов определяется законами механики и гидродинамики 3) тепловые - испарение, конденсация, нафевание, охлаждение, выпаривание (см. также Теплообмен), скорость к-рых определяется законами теплопередачи 4) диффузионные или массообменные, связанные с переносом в-ва в разл. агрегатных состояниях из одной фазы в другую,- абсорбция газов, увлажнение газов и паров, адсорбция, дистилляция, ректификация, сушка, кристаллизация (см. также Кристаллизационные методы разделения смесей), сублимация, экстрагирование, жидкостная экстракция, ионный обмен, обратный осмос (см. также Мембранные процессы разделения), электродиализ и др. 5) химические. Все эти процессы рассматриваются как единичные или основные. [c.238]

Экстрагирование, как и каждый диффузионный процесс, в большой степени зависит от температуры и с повышением ее идет скорее. Однако из-за свойств- обрабатываемых систем экстрагирование обычно проводится при умеренных температурах, не превышающих 150° С, а часто даже при температуре ниже температуры окружающей среды. Таким образом, с химической точки зрения процесс экстрагирования обеспечивает разделение исходного раствора с полным исключением термического распада молекул. Эта особенность является большим преимуществом процесса и во многих случаях целесообразно используется. [c.9]

Из указанного выше механизма процессов экстрагирования следует, что в них распределяемому веществу приходится преодолевать как внутреннее, так и внешнее диффузионное сопротивление. Первое связано с диффузией вещества изнутри пор твердых частиц к их поверхности, второе — с диффузией от поверхности через пограничный слой жидкости в ее основную массу. При растворении же преодолевается лишь одно внешнее диффузионное сопротивление. Поэтому процессы растворения протекают быстрее процессов экстрагирования. [c.550]

Технологические схемы диффузионных установок предусматривают получение диффузионного сока путем экстрагирования сахарозы и других сопутствующих веществ свекловичной стружки горячей водой. [c.47]

По первому варианту сахар-песок получают путем резки стеблей на кусочки 5—10 мм, отжима сока на прессах, повторного измельчения мезги до размера 1—3 мм, экстрагирования сахаров горячей водой (60—70 °С). В смесь отжатого и диффузионного соков вводят 0,05 % к массе сухих веществ амилолитических ферментов типа а-амилаза, глюкоамилаза для расщепления крахмала, ди-, трисахаридов. Сок дозируют, охлаждают до 20—30 °С и вводят известковое молоко. [c.159]

Реакторы для процессов в системе Ж — Т представляют собой типовую аппаратуру, в которой проводят физические процессы и операции (физическое растворение, экстрагирование, кристаллизацию) и химические процессы. Большинство химических процессов Ж — Т идет в диффузионной области, поэтому в реакторах используют разнообразные приемы развития межфазной поверхности и повышают относительную скорость перемещения обеих фаз. Эти приемы сводятся в основном к пропусканию жидкости через фильтрующий или взвешенный слой твердого материала или к различным способам перемешивания. В табл. 7 рассмотрены некоторые типы реакторов для системы Ж — Т, сгруппированные по принципу их устройства и режиму перемешивания и движения фаз. Режим реальных промышленных реакторов лишь приближается к предельным идеальным моделям перемешивания (см. табл. 7). [c.201]

В тех случаях, когда можно провести экспериментальное исследование кинетики отработки реального материала, непосредственные опытные результаты оказываются надел нее вычислений по имеющимся теоретическим формулам. При экстрагировании можно в полном объеме использовать метод кинетической функции, подробно изложенный выше на примере процесса растворения. Единственное обстоятельство, усложняющее в данном случае применение этого метода, состоит в том, что интенсивность процесса экстрагирования зависит не столько от внешних условий растворения, сколько от диффузионной проводимости пор. При этом нельзя безусловно считать, что скорость процесса экстрагирования зависит только от мгновенных значений параметров окружающей среды (концентрации, температуры, гидродинамической обстановки), поскольку изменение внешней обстановки не сразу приведет к соответствующей перестройке концентрационных полей внутри достаточно крупных частиц. Однако чем мельче частицы материала и чем медленнее изменяются параметры окружающей среды, тем с большим основанием можно принять процесс экстрагирования квазистационарным относительно меняющихся значений концентрации и температуры внешней среды. [c.112]

Выше все процессы диффузионного извлечения рассматривались при постоянных значениях коэффициента внутренней диффузии, интенсивности внешней массоотдачи, размеров частиц и расходов взаимодействующих фаз. В реальных условиях работы экстракционной аппаратуры некоторые из этих параметров вслед-ст вие технологических причин или конструктивных особенностей аппарата могут изменяться либо по длине зоны взаимодействия (непрерывные процессы прямо- и противотока), либо во времени (периодическое экстрагирование). [c.127]

К группе диффузионных, или массообменных, процессов относят перенос вещества, как правило, с одновременным изменением его агрегатного состояния (растворение и кристаллизация, сушка, сублимация, экстрагирование, ректификация, сорбция, ионный обмен). [c.211]

Влияние температуры. Скорость диффузионного обмена, а следовательно, и скорость экстрагирования растительных материалов сильно зависят от температуры, при которой производится извлечение. Можно считать, что повышение температуры на 40 °С увеличивает скорость диффузии в 2 раза. [c.62]

Процесс экстрагирования — процесс диффузионный. Движущей силой диффузии является разность концентраций растворенного вещества в соприкасающихся слоях жидкости вследствие этого растворенное вещество перемещается в сторону меньшей концентрации. [c.546]

Диффузия при экстрагировании. При экстрагировании из капиллярно-пористого материала миграция распределяемого вещества в твердой фазе обычно осуществляется посредством молекулярной диффузии. Плотность диффузионного потока в материале, отнесенную к единице его поверхности, описывают уравнением Фика с использованием эффективного коэффициента диффузии (коэффициента массопроводности) [8] [c.536]

Конструкция трубки позволяет удалять образец после анализа в холодную зону, что снижает холостую поправку. Экстрагированный из образца газ перекачивают стеклянным диффузионным насосом н аналитическую систему, где измеряется его давление. Экстракция газа из образца (й=8 мм, /=20 мм) продолжается 1,5—2 ч и считается законченной, когда результаты трех последующих замеров давления через каждые 10 мин совпадают или увеличиваются иа долю холостой поправки. По окончании экстракции палладиевый ка- [c.18]

При растворении вещество, переходящее в раствор, на протяжении всего процесса контактирует с движущейся жидкостью через ламинарный пристенный слой небольшой толщины. В случае экстрагирования такой механизм наблюдается только в самом начале процесса, когда происходит вымывание растворяющегося вещества с поверхности твердых тел и из устьев пор. В дальнейшем граница межфазного взаимодействия непрерывно продвигается в глубь инертного носителя, контакт растворяющегося вещества с движущейся жидкостью утрачивается. Скорость процесса экстрагирования, при прочих равных условиях, ниже скорости растворения, так как путь диффузионного массопереноса при экстрагировании включает не только толщину ламинарного пристенного слоя, но и участки капилляров от зоны растворения до поверхности твердого тела, заполненные неподвижной жидкостью. И растворение, и экстрагирование завершаются переходом извлекаемого вещества в раствор. Однако по окончании процесса экстрагирования часть раствора содержится в порах инертного носителя и теряется после его отделения (фильтрацией или центрифугированием) от основного объема жидкости. [c.49]

Возможны два предельных случая экстрагирования. Если В оо (практически при В1 > 20), то с - с и градиент концентрации внутри частиц достигает максимального значения. Такой режим называется внутри-диффузионным, так как скорость процесса экстрагирования определяется скоростью диффузии в пористых частицах. Поскольку внешнедиффузионное сопротив- [c.51]

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]

Поскольку массоотдачу в процессе экстрагирования невозможно отделить от процесса диффузии в твердом теле, в экспериментальной установке до.лжны быть предусмотрены меры, которые могли бы свести к минимуму ошибки, связанные с измерением диффузии в твердом теле. С этой целью в экспериментах образцы экстрагируемых тел изготовлялись в виде пластин, которые только одной своей поверхностью соприкасались с экстракционной жидкостью. Остальные поверхности были изолированы в диффузионном отношении, [c.178]

Для того чтобы оборудование для проведения экстрагирования в системе твердое тело — жидкость отвечало требованиям современного высокоэффективного производства (большая единичная мощность аппарата при низкой относительной металлоемкости, глубокое извлечение экстрагируемого вещества при минимальной длительности процесса и т. д.), оно должно обеспечивать протекание процесса в условиях, наиболее близких к противотоку при минимальных гидродинамическом сопротивлении относительному движению фаз, соотношении расхода масс экстрагента и твердых частиц и суммарном внутреннем и внешнем диффузионном сопротивлении. [c.188]

Частицы, подвергаемые экстрагированию, весьма разнообразны по физическим свойствам (плотности, консистенции, упругости, собственной пористости, диффузионному сопротивлению и др.), форме и строению, причем эти свойства могут существенно изменяться в процессе. Велик и диапазон размеров частиц (от 10" м до 10 м). В связи с большим разнообразием физических свойств материалов, подвергающихся экстрагированию, размеров и форм частиц весьма многообразны и конструкции экстракторов. [c.188]

Многочисленность конструкций экстракторов связана с большим разнообразием видов сырья, перерабатываемого в этих аппаратах. Если, нанример, твердые частицы легко разрушаются в процессе экстрагирования, то необходимо применять экстракторы оросительного типа при частицах, мало упругих и склонных к слеживанию, предпочтительно применение многоколонных и двухшнековых аппаратов. Определенное значение имеет и то, что ни одна из существующих конструкций экстракторов не отвечает всем требованиям, предъявленным к аппаратам этого типа протекание строго противоточного процесса с малым внешним диффузионным сопротивлением при малых размерах частиц, минимальная металлоемкость, малые габаритные размеры аппарата, простота конструкции, доступность для эксплуатации и ремонта. [c.208]

Обнаружено сильное влияние ультразвука на проницаемость некоторых пленок животного или растительного происхождения. При атом ускорение процесса диффузионного переноса одними специфическими факторами достигало 200%. По-видимому, существенную роль здесь играют кавитационные эффекты. Этот вывод несомненно можно распространить на процессы экстрагирования растительного сырья. [c.220]

В большинстве случаев процесс переноса массы целевого компонента состоит из нескольких последовательных стадий, т. е. поток компонента преодолевает несколько сопротивлений. Так, в процессе кристаллизации из растворов кристаллизующееся вещество сначала должно преодолеть сопротивление слоя растворителя, обедненного целевым компонентом у поверхности кристалла, а затем происходит присоединение молекул вещества к кристаллической решетке последний процесс также протекает с некоторым кинетическим сопротивлением. При растворении чистого твердого вещества наблюдается обратное явление, поскольку целевой компонент вначале должен преодолеть сопротивление, связанное с разрушением кристаллической решетки на поверхности твердой фазы, и только после этого молекулы целевого компонента преодолевают диффузионное сопротивление пристенного слоя потока сплошной фазы растворителя. При экстрагировании веществ из пористой структуры [c.17]

Весьма важные для химической технологии массообменные процессы происходят в системах с капельными жидкостями. Это процессы растворения и экстрагирования, кристаллизации, жидкостной адсорбции, для которых значения критериев Прандтля оказываются существенно больше единицы. При этом конвективный перенос целевого компонента становится сравнимым с диффузионным на таких малых расстояниях от твердой поверхности, на которых характер течения иотока капельной жидкости практически еще полностью определяется только силами вязкого трения, а толщины гидродинамического и диффузионного пограничных слоев становятся существенно неодинаковыми. Для капельных жидкостей, имеющих величины диффузионных критериев Прандтля порядка 10 , диффузионный пограничный слой имеет приведенную толщину, значительно меньшую, чем гидродинамический пограничный слой, что в значительной мере упрощает анализ процесса внешнего массообмена, поскольку при решении уравнения конвективно-диффузион-ного переноса компонента (1.21) в таком случае возможно воспользоваться приближенными решениями (1.7) для компонент скорости хюх и ту, справедливыми для малых расстояний от стенки. Кроме того, при анализе массообмена твердой поверхности с потоками капельных жидкостей обычно предполагается пренебрежимо малое значение стефановского потока. [c.33]

Несмотря на то, что закономерности и механизм воздействия акустических колебаний на процессы массообмена изучены еще очень мало, ультразвук успешно применяется для интенсификации таких, например, гетерогенных диффузионных процессов, как пропитка тканей, дубление кожи, дубление и крашение меха [79] известно, что в ряде стран выпускается промышленное оборудование для крашения тканей в звуковом поле. Озвучивание нашло промышленное применение также при экстрагировании из сырья веществ, необходимых для пивоварения [62] (при этом достигается экономия сырьевых материалов до 40%), и т. д. [c.80]

Диффузионные модели экстрагирования растворенных и твердых веществ [c.456]

Интенсификацию процессов растворения, вышелачивания, экстрагирования осушествляют увеличением поверхности соприкосновения фаз Р, измельчением твердого вешества, увеличением его пористости и полным омыванием поверхности кристаллов жидкостью, повышением относительной скорости перемешения твердой и жидкой фаз (перемешивание). Повышение температуры также может служить одним из наиболее эффективных приемов ускорения процессов растворения и вышелачивания как в кинетической, так и в диффузионной области. Повышение температуры увеличивает скорость разрушения кристаллической решетки, химических реакций, уменьшает вязкость раствора и, следовательно, диффузионное сопротивление, увеличивает концентрацию насыше-ния Снас и соответственно движущую силу физического растворения. Для процессов растворения в диффузионной области преимущественным приемом интенсификации может быть интенсивное перемешивание, которое ускоряет диффузию, выравнивает концентрацию, а при химическом растворении способствует удалению твердых продуктов реакции с поверхности растворяемого вещества. Для химического растворения, происходящего в кинетической области, интенсивность перемешивания играет подчиненную роль и больше всего ускоряет процесс повышение температуры. При выщелачивании для повышения средней движущей силы процесса и снижения потерь со шламом применяют противоток твердого материала и растворителя. Особо важным приемом интенсификации выщелачивания является применение пористых твердых материалов (спеков) для развития поверхности контакта фаз и ускорения стадии внутренней диффузии. [c.201]

Эта гипотеза была подтверждена при варьировании гранулометрических характеристик муки из семян подсолнечника, способа получения (прессование с экстрагированием или прямое экстрагирование), метода перемешивания или перколяции (пропитки растворителем) или обеспечения экстракции (Бриффо, 1983, результаты не опубликованы). В одной из работ [3] было показано, что в этих условиях общая кинетика в значительной степени зависит от размера частиц. Наоборот, перемешивание смеси в ходе экстрагирования в экспериментальных условиях, соответствующих требованиям производственных процессов, не позволяет существенно снизить общее диффузионное сопротивление экстрагирования. [c.407]

Первый аналитический результат диффузионной теории экстрагирования, принадлежащий П. М. Силину (1923 г.), связывал концентрацию извлекаемого вещества в норах с временем пребывания твердой фазы в противоточном аппарате [179]. Наиболее значительные исследования переноса вещества в пористых средах были вы-но.тнены А. В. Лыковым на основе принципов термодинамики неравновесных состояний. [c.8]

Во всех этих опытах уже в первый час экстрагирования величина коэффициента диффузии уменьшается на целый порядок. Характер изменения коэффициента диффузии во времени хорошо согласуется с современными представлениями о механизме экстрагирования масла пз материалов маслоэкстракционного производства. Повышение коэффициента диффузии в начале экстрагирования связано со стадией иропитки, при которой направление движения жидкости противоположно направлению диффузионного потока [27]. [c.175]

Батарея экстракторов работает по принципу противотокл, т. е. свежий экстрагент взаимодействует с уже в значительной сшнени экстрагированным материалом, а наиболее концентрированный раствор— со свежим материалом. Недостатком работы диффузионной батареи является неравномерность обтекания массы экстрагируемого материала в каждом аппарате и обусловленная этим малая скорость процесса. [c.190]

В тех случаях, когда имеются основания полагать, что процесс экстрагирования целевого компонента из каждой поры материала описывается диффузионным уравнением (1.45) с постоянным значением коэффициента диффузии Од, то оказывается возможным [9] установление непосредственной связи между экспериментально полученной так называемой стандартной функцией - = / (т) и результатом процесса извле- [c.142]

Полярографическое определение урана было исследовано Кольтгофом и Х аррисом [1016], установившими независимость потенциала полуволны от кислотности раствора, с одной стороны, и большую зависимость диффузионного тока от этого же фактора, а также от наличия различных солей, с другой. Более поздние работы по полярографии урана были выполнены чешскими исследователями [1016], показавшими возможность определения 0,08% урана в рудах в присутствии железа и 0,008% в его отсутствие (после экстрагирования железа эфиром). Современное состояние полярографии урана освещено в докладе А. П. Виноградова [967] и в книге Т. А. Крюковой, С. И. Синяковой и Т. В. Арефьевой [55]. Очень интересен и практически важен тот факт, что ионы ванадия и здесь сказываются на определении урана они увеличивают высоту волны восстановления урана. Это явление, наблюдавшеесу различными исследователями, было изучено В. Г. Сочевановым с сотрудниками [1017] и затем Ю. В. Морачевским и А. А. Сахаровым [1018]. Если ванадий присутствует в руде вместе с ураном и содержание его неизвестно, то полярографическое определение урана невозможно если же исследуемый раствор урана не содержит ванадия, то можно, вводя определенные количества ванадия, в несколько раз повысить высоту волны урана и тем самым улучшить условия его определения. [c.385]

В настоящее время достаточно подробно разработаны только диффузионные модели извлечения. Между тем в аппаратах с быстроходной мешалкой, пульсаци-онных, вибрационных, с ультразвуковой обработкой, с электрическим разрядом, вакуумного кипения, вакуум-осциллирующих, взрывного вскипания и других вклад конвективной составляющей массопереноса в пористых частицах достаточно высок. В результате отжима сырья, соударения частиц друг с другом и рабочими органами аппарата, периодического изменения давления в системе, интенсивного вскипания экстрагента, схлопывання кавитационных иузырьков и других факторов в крупных капиллярах возникает движение экстрагента. Именно частичная замена внутри-диффузионного механизма массопереноса на конвективный является в настоящее время основным гидромеханическим направлением интенсификации процесса экстрагирования. [c.456]

Реальные капиллярно-пористые материалы имеют разнообразную внешнюю форму, а их внутренняя структура представляет собой сложную систему взаимосвязанных и изолированных капилляров различной формы и длины с переменным поперечным сечением. В разработанных математических описаниях процесса рассматриваются тела простейшей формы, обладающие свойством изотропности, — скорость диффузионного переноса в них не зависит от направления. Использование аналитических результатов для расчета процесса экстрагирования из реальных капиллярно-пористых тел нред юлагает отождествление их с телами простейшей формы и, как с.чедствие, вносит в расчетные модели погрешности. Вместе с тем нередко на основе теоретических решений удается построить адекватные математические описания реальных процессов. [c.460]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология