Эти установки реализуют многоступенчатый противоточный процесс экстрагирования и работают по принципу орошения. Такие экстракторы обладают рядом недостатков: отсутствие вертикальных перегородок в слое между ступенями орошения и четкого секционирования приводит к значительному продольному перемешиванию по жидкой фазе; они имеют низкий коэффициент использования объема и площади помещений.
Ранее [1] предложена конструкция многоярусного экстрактора карусельного типа, в котором реализована многоступенчатая противоточная циклическая схема процесса экстракции. При такой организации процесса в технологическую схему аппарата включены зоны стока экстрагента, для уменьшения продольного перемешивания, и перетока материала с одного яруса экстрактора на другой. Определение оптимального соотношения зон стока, перетока и орошения материала растворителем является задачей оптимизации конструкции экстрактора.
Для решения этой задачи исследовано равновесие и кинетика процесса экстрагирования в системе крупка подсолнечного жмыха - экстракционный бензин [1]. По полученным кинетическим зависимостям установлено значение коэффициента массопередачи в зависимости от концентрации масла в поровом объеме твердой фазы. Исследован процесс стока растворителя из крупки материала и разработана математическая модель стока. Проведено обследование промышленного ленточного экстрактора фирмы «ДеСмет». Разработана и идентифицированна математическая модель противоточного многоступенчатого процесса экстракции. На ее основе создана модель для организации процесса циклической экстракции. В модели учтены особенности массообмена при резкой смене граничных условий, которая обусловлена чередованием зон орошения, стока и перетока.
Проведена оптимизация конструктивных параметров экстрактора. В качестве функции цели взят минимальный рабочий объем аппарата. Параметрами оптимизации являются число ступеней орошения, число ступеней стока, время стока, время выдержки, число ярусов (перетоков).
В результате оптимизации разработана конструкция восьми ярусного карусельного экстрактора производительностью 1000 тонн семян подсолнечника в сутки с рабочим объемом аппарата 100 м3.
Литература
1. Цебренко К.Н., Константинов В.Е. Фазовое равновесие в системе капиллярно-пористое тело жидкость - основа совершенствования процесса извлечения нейтральных липидов. Тезисы международной конференции молодых ученых «От фундаментальной науки к новым технологиям. Химия и биотехнология активных веществ, пищевых продуктов и добавок. Экологически безопасные технологии» 2001 г. Москва - Тверь.- с.45.