Влияние наложения низкочастотных механических колебаний на эффективность экстрагирования

Показано, что эффективный перенос целевого компонента из сырья происходит в условиях турбулентного режима, обеспечиваемого наложением механических колебаний на двухфазную систему: твердое тело - жидкость. За счет такой гидродинамической обстановки в экстракторе интенсифицируются не только внешняя, но и внутренняя диффузия. Изучен способ интенсификации процесса экстрагирования с помощью низкочастотных механических колебаний в случае, когда колебательное движение совершает аппарат с подсырной сывороткой, содержащей взвешенные пористые частицы. Опыты проводились на лабораторных установках с подводом к двухфазной системе энергии извне, источником которой в первом случае являлся электромагнит, во втором – механический привод с эксцентриковым устройством. Представлены схемы установок. Режимные параметры изменялись в диапазонах: температура от 40 до 60 оС, частота колебаний от 30 до 40 кол/с, амплитуда от 1 до 6,5 мм. В процессе экстрагирования текущая концентрация экстрактивных веществ находилась из уравнения материального баланса. Приведены экстракционные кривые, полученные по экспериментальным данным. Наблюдалось нарастание извлечения экстрактивных веществ во времени, причем оно было интенсивнее с увеличением частоты колебаний. Установлено, что рост амплитуды не оказывает столь существенного влияния на изменение указанных показателей. Интенсивность колебаний составляла до 260 мм/с. При этом выход экстрактивных веществ в частности из люпина в форме крупки равнялся 25 %, а продолжительность процесса 18 мин. Эксперименты показали, что применение выбранного способа экстрагирования приводит к значительному ускорению процесса (до 2,5 раз) по сравнению с экстрагированием в плотном слое. Сделан вывод, что вследствие наложения на систему механических колебаний на поверхности и в порах твердой фазы возникают колебания давления, относительных скоростей, а также концентраций целевых компонентов двухфазной системы. В итоге создаются максимально возможные для исследованного процесса градиенты этих параметров.