Определения коэффициента диффузии при извлечении веществ из капиллярно-пористых материалов

Койбагаров Самат Хариевич,

кандидат технических наук, и.о. доцента кафедры техической физики и теплоэнергетики Семипалатинского государственного университета им. Шакарима.

Одним из важных этапов изучения процесса извлечения веществ из капиллярно – пористых тел является расчет и измерение коэффициента диффузии.

Поскольку коэффициент диффузии извлекаемого вещества зависит только от физических свойств этого тела, температуры и концентрации, целесообразным является определение этой величины расчетным путем.

Следует отметить, что во всех работах, за исключением работ, проводившихся в последние годы, полностью или частично не учтено внешнее диффузионное сопротивление в эмульсии, омывающей экстрагируемый материал.

Предложенный нами метод определения коэффициента диффузии в условиях кипения твердое тело - жидкость основан на том, что в процессе экстракции внешним диффузионным сопротивлением можно пренебречь.

Определение величины коэффициента диффузии производилось с помощью уравнения, полученного на основе решения дифференциального уравнения диффузии при краевых условиях, учитывающих распределение концентраций в частице в начале участка т= f(x,y,z)const, массообмена у поверхности твердого тела (граничные условия третьего рода) для формы тела - неограниченная пластина [1]. Для нестационарной диффузии

 ζ_i,n=

прокат авто дешево по ссылке

naprokat78.ru

где: корни характеристического уравнения;

ctg - для неограниченной пластины;

L, F- коэффициенты, зависящие от критерия Био;

L= F u

 диффузионный критерий Био;

D - коэффициент диффузии;

2R - толщина твердой частицы;

F - диффузионный критерий Фурье;

F.

Aкоэффициент, зависящий от распределения концентраций в твердом теле.

Совместное решение уравнения массообмена [3] и уравнения материального баланса

q

где: qсоотношение расхода масс твердых частиц и жидкости; c -средние концентрации экстрагируемого вещества в частицах в конце, ( -1) и i-го интервалов соответственно, дало возможность получить основное расчетное уравнение для прямотока:

Величина А для второго и последующих участков имеет значение:

 A

где:  - средняя избыточная концентрация в конце интервала;

-разница между концентрациями экстракционной жироэмульсии в

конце (i-1) участка и в начале 1-го участка.

Установлен характер изменения коэффициента диффузии в процессе извлечения веществ. Величина коэффициента диффузии уменьшается на один порядок (например, от 0,115 х 10⁹ м/сек до 0,010 х 10⁹ м/сек).

Повышение температуры оказывает неодинаковое влияние на процесс в зависимости от характера среды. Однако заодно и то де время извлечения веществ, повышение температуры позволяет добиться более полного извлечения веществ из продукта.

Литература

1.                   Лыков А.В. Теория теплопроводности. - М.: Высшая школа, Энергия, 1974.-599с.

2.                   Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. - М.: Пищевая промышленность, 1973.-528с.

3.                   Никитенко Н.И. Теория тепломассопереноса. – Киев.: Наука думка, 1983. -352 с.

Поступила в редакцию 24.09.2010 г.