ЭлБиб

5 / 132

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 1, 2016
5
термодинамические показатели диоксида углерода (вязкость, теплоемкость, энтальпия, энтропия,
летучесть и пр.). Важным отличием является возможность проведения процесса сверхкритической
экстракции флюидом как изотермически, так и изобарически, что используется на практике. Все это
указывает на сложность описания сверхкритического состояния диоксида углерода. Для описания
среды, состоящей из смеси флюида и извлекаемого им компонента (например, масло-флюидной смеси),
задача осложняется еще больше, поскольку для такой среды термодинамические параметры будут
иными в сравнении с чистым флюидом.
Важность учета термодинамических параметров масло-флюидной смеси очевидна на фоне
планирования углубленных исследований с использованием флюидной экстракции, особенно
при условии применения результатов исследований на промышленном уровне. Сегодня инженерные
расчеты теплофизических свойств исследуемых веществ выполняют в средах математических пакетов
Mathcad, Matlab, Maple, Mathematica и пр. Значения термодинамических показателей рассчитывают
с помощью программ, к примеру, REFPROP [13], которая позволяет получить отдельные числа,
таблицы, графики теплофизических свойств как чистых веществ, так и смесей. Следует отметить также
эффективность применения программы по моделированию технологических процессов gPROMS [14].
Она позволяет выполнить ряд задач: оптимизировать технологический процесс, рассчитать
его параметры, подобрать конструкцию экспериментальной установки.
В масложировом производстве способ извлечения растительного масла из семян с использованием
только растворителя (экстрагента) называется «прямой экстракцией» [15, 16]. К экстрагированию
растительного масла флюидом этот термин также применим.
Экспериментальная часть
В работах по изучению процесса экстрагирования растительного масла или других веществ
из растительного сырья [1–11] на пилотных установках с использованием сверхкритического диоксида
углерода авторами исследований приведены данные по влиянию на эффективность извлечения целевых
компонентов, прежде всего, таких термодинамических параметров процесса, как давление
и температура. В качестве дополнительных параметров и факторов указывается на продолжительность
экстрагирования, скорость подачи флюида, степень измельчения исходного материала и др.
Эффективность процесса экстрагирования масла преимущественно оценивают по его выходу.
В пилотной установке, использовавшейся нами для исследований, измерение и фиксирование ряда
термодинамических величин (кроме температуры, давления, плотности чистого флюида)
не предусмотрено ее конструкцией и программой управления процессом.
В литературе [1–11] приводятся следующие диапазоны значений параметров и факторов:
- температура флюида: 40…80оС;
- давление флюида: 7,5…70 МПа (75…700 бар);
- масса образца: 35…10000 г;
- скорость подачи флюида: 16…167 г/мин;
- дисперсность материала: 0,01 мм – 1,4 мм (и более).
С учетом этих данных и особенностей пилотной установки для эксперимента приняты следующие
параметры процесса экстрагирования и факторы: т емпература 40о С, давление флюида 10…35 МПа
(100…350 бар), масса образца 60 г. Экстрагирование проводилось до прекращения извлечения масла.
Скорость подачи флюида 50 г/мин. Дисперсность материала для экстрагирования должна
обеспечиваться технологией измельчения масличного материала: материал образца
для экстрагирования флюидом содержит не менее 60% частиц, проходящих через сито в 1 мм [15, 16].
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека