Tanfolyami projekt - Kivonat számítása - kurzus munkafájl (enyém) .doc. A gyártóberendezésnek az üzemeltetés teljes időtartama alatt meg kell felelnie a biztonsági követelményeknek, feltéve, hogy a fogyasztó megfelel az üzemi dokkban meghatározott követelményeknek.
Bevezetés
Kivonás a folyadék-folyadék rendszerben. Alapfogalmak és mutatók
Az extrakcióhoz használt szerves oldószerek
Kémiai és tömegtranszfer folyamatok az extrakció során
A fő kitermelési módszerek
Modern elszívó berendezés
Számított rész
Szennyvíztisztító
Következtetés
Bibliográfia
Bevezetés
Az extrakció tágabb értelemben olyan eljárásokat jelent, amelyek során egy vagy több komponenst extrahálnak oldatokból vagy szilárd anyagokból szelektív oldószerek segítségével. Ezért elvileg az extrakció történhet szilárd-folyékony rendszerekben (például arany kinyerése ércekből cianidoldatokkal) vagy folyékony-folyékony rendszerben. A hidrometallurgiában az extrakción vagy extrakción általában folyékony extrakciós eljárást értünk, amely abból áll, hogy az egyik oldószerben oldott anyagot egy másik, az elsővel nem elegyedő oldószer segítségével extrahálják. Két ilyen folyékony közegként a kémiai reagensek fémtartalmú vizes oldatát és egy szerves folyadékot használnak.
Az extrakciós eljárás fő előnyei a folyékony keverékek szétválasztására szolgáló más eljárásokkal összehasonlítva a következők:
alacsony üzemi hőmérséklet (a folyamatot általában szobahőmérsékleten hajtják végre);
nagy tömegátadási sebesség két érintkező fázis között (a szerves fázis vizes oldatban történő emulgeálása során nagyon nagy érintkezési területük miatt);
az extrahálószerek nagy szelektivitása, amely lehetővé teszi a rokon, nehezen elkülöníthető elemek elválasztását;
a két fázis könnyű szétválasztása (különböző sűrűségű, nem elegyedő folyadékok);
a fémek kinyerésének képessége erősen híg oldatokból;
a kapott fém bármilyen mélytisztítása;
az elfogyasztott reagensek regenerálásának lehetősége;
a folyamat teljes gépesítésének és automatizálásának lehetősége.
Ezek a körülmények határozzák meg az extrakciós eljárások széles körű alkalmazását a modern hidrometallurgiában.
Kivonás a folyadék-folyadék rendszerben. Alapfogalmak és mutatók
A következő kivonatolási terminológiát alkalmazzuk. A folyamatban részt vevő két oldószert (vizes és szerves) kiindulási állapotban "kezdeti oldatnak" és "kivonószernek" nevezik. Az érintkezés pillanatában (az extrakció során) "vizes" és "szerves" fázisnak, az extrakció (ülepítés és elválasztás) után pedig "raffinátum" és "kivonat" -nak nevezik.
Az extrakciós folyamat a következő szakaszokból áll:
a kiindulási oldat és az extrahálószer elkészítése (1. ábra, a);
ezeket az oldatokat érintkezésbe hozzuk a szerves és vizes fázis emulgeálásával (1. ábra, b, c);
ezeknek a fázisoknak az ülepedése és rétegződése (vizuálisan jól megfigyelhető) (1. ábra, d);
a raffinátum és az extraktum elválasztása (1. ábra, e).
1. ábra. Folyadékkivonás folyamatábrája. 1 - kezdeti megoldás; 2 - extrahálószer; 3 - raffinátum; 4 - kivonat.
A fémeket a visszanyerhető elemmel (extraktum) telített extrahálószerből reextrakciós módszerrel vonják ki, amely abból áll, hogy az extraktumot bármilyen kémiai reagens vizes oldatával dolgozzák fel, amely kedvező feltételeket teremt a fémeknek a szerves fázisból a szerves fázisba való fordított átviteléhez. vizes fázis. A szalag extrakciós eljárás végrehajtásának sémája hasonló az extrakciós lépésekhez. Ebben az esetben azt a reagenst, amellyel az anyagot a szerves fázisból extrahálják, reextraktánsnak, a keletkező terméket pedig reextraktumnak nevezzük. Következésképpen az extrahálószer és az extraktum a szerves fázis, a re-extrahálószer és a re-extraktum pedig vizes. Sztrippelés után szinte mindig az extrahálószert az eredeti állapotára regenerálják, ezért nevezik regenerált extrahálószernek.
Így az extrakció és a sztrippelés során a következő termékjelöléseket alkalmazzák az eljárás során:
Kivonás:
extrahálószer ® szerves fázis ® kivonat
törzsoldat ® vizes fázis ® raffinátum
Újra kivonás:
kivonat ® szerves fázis ® regenerált extrahálószer
re-extractant ® vizes fázis ® re-extract.
Az "extrakció - újraextrakció" ciklus végterméke ismét egy vizes oldat - re-extrakció. Az újraextrakció eredményeként kapott vizes oldat azonban abban különbözik az eredetitől, hogy nem, vagy csak kis mennyiségű szennyeződést tartalmaz, amelyekből az értékes komponens elválasztása jelenti az oldatból való extrahálás fő nehézségét. . Ebben az esetben a reextrakciót az eredeti oldattal ellentétben gyakran fémmel dúsítják.
Az extrakcióhoz használt szerves oldószerek
A szerves vegyületeket extrahálószerként használják.
Az ideális extrahálószernek a következő tulajdonságokkal kell rendelkeznie:
kellően szelektívnek kell lenni (vagyis a fémek összegét tartalmazó vizes oldatokból szelektíven kivonni csak a számunkra érdekes komponenseket);
nagy extrakciós képességgel rendelkeznek (egy térfogategységben jelentős mennyiségű extrahálható komponenst képesek felvenni);
az extrahálószer viszonylag könnyen megvalósítható regenerálása a fém szerves fázisból történő extrakciójával;
legyen biztonságos munkavégzés közben (nem mérgező, nem illékony, nem gyúlékony);
stabilitás megőrzése tárolás közben vagy savakkal és lúgokkal való érintkezéskor;
legyen elég olcsó.
Ilyen ideális extrahálószert szinte lehetetlen találni, ezért általában kompromisszumot kötnek.
Figyelembe véve, hogy az extrakciós elválasztás mechanizmusában a tömegtranszfer fontos szerepet játszik, a szerves fázis egyik fő fizikai tulajdonsága a viszkozitás. A viszkozitás jellemzőinek, a határfelület energiájának, a közeg sűrűségének ismerete rendkívül szükséges az extrakciós folyamat kinetikájának megítéléséhez, nemcsak a tömegátadás, hanem a fázisdiszperzió, ill. a kiegyensúlyozott folyadékfázisok ülepedési sebessége. A szerves extraktumok azonban inkább viszkózus közegek. Ebben az esetben a szerves fázis viszkozitása meredeken növekszik a fémionokkal való telítettség növekedésével. A szerves fázis viszkozitásának egy bizonyos határ feletti növekedése drasztikusan lelassíthatja az extrakciós folyamatot. Ezért néha nem praktikus az extrahálószer fémekkel való jelentős telítettségét elérni. De még ha az extrahálószer lehetséges telítettsége korlátozott is, bizonyos esetekben szükség van a szerves fázis viszkozitásának mesterséges csökkentésére.
Ezen túlmenően, az extrakció utáni jó fázisszétválasztáshoz elegendő különbségre van szükség ezeknek a fázisoknak a sűrűségében, vagyis az extrahálószernek sokkal könnyebbnek kell lennie, mint egy vizes oldat. Ezért a gyakorlatban az extrahálószert ritkán használják tiszta formájában; általában olcsó szerves oldószerrel hígítják, hogy csökkentsék viszkozitását és sűrűségét. Ez a segédoldószer általában inert, és nem vesz részt az extrakciós folyamatban. Egy ilyen két szerves oldószer rendszerben a kémiai extrakciós reakciókban részt vevő szerves vegyületet extrakciós reagensnek, az extrakciós reagens oldószerét pedig hígítónak nevezzük. Az egész szerves oldat extrahálószer. Megjegyzendő, hogy a hígítószert nemcsak a szerves fázis viszkozitásának és sűrűségének csökkentésére használják, hanem az extrakciós reakció során keletkező termékek feloldására is.
A szerves oldószerek leggyakrabban használt típusai a következők:
szénhidrogének és halogénezett származékaik;
Szénhidrogének és klórszármazékaik leggyakrabban extrakciós reagensek hígítójaként használják. Tekintettel arra, hogy a szénhidrogének nagy illékonyságú, gyúlékony és mérgező anyagok, csak korlátozott számban alkalmasak ipari felhasználásra. A leggyakrabban használt: benzol C 6 H 6; toluol vagy metil-benzol CH3C5H5; kerozin; gázolaj; hexán (C 6 H 4), oktán (C 8 H | 8), benzin. A szénhidrogénekből származó klórszármazékok közül leggyakrabban a szén-tetraklorid CCl 4, a kloroform CHC1 3 és a diklór-metán CH 2 C1 2. A klórszármazékokat néha szervetlen vegyületek extrakciójaként használják (például a CCl 4-et vagy a CHCl 3-at GeCl 4-gyel extrahálják).
Oxigéntartalmú extraktumok olyan vegyületekre oszlanak, amelyek nem tartalmaznak és tartalmaznak sóképző csoportokat. A halogenidek, nitrátok, tiocianátok és más fémsók extrakciójához extrahálószerként olyan oxigéntartalmú szerves oldószereket használnak, amelyek nem tartalmaznak sóképző csoportokat. Ide tartoznak az ROH alkoholok, ROR észterek, R-OCO-R észterek, R-COR ketonok, RCOCH 2 COR d-ketonok (ahol R jelentése szerves gyök). Az extrakció sikeresen megy végbe erősen savas oldatokban, amelyekben oxóniumsók képződése lehetséges, vagy alacsony savasságú oldatokban, de kisózószerek jelenlétében. Alkoholok, éterek, ketonok használatakor a szolvát képződését például a következő séma szerint jegyezzük fel: mROR + nМеСl 3 + pHCl = mROR × nМеСl 3 × рHCl. Ráadásul a savasság értéke erősen befolyásolja ennek a folyamatnak a lefolyását.
Az éterek közül leggyakrabban a C 2 H 5 OS 2 H 5 dietil-étert és klórszármazékát - chlorox ClC 2 H 4 OS 2 H 4 Cl, vagy (C 2 H 4 Cl) 2 O - használják. gyenge bázist és csak nagyon erős savakat von ki. Használják például klór-aursav extrakciójára sósavoldatokból a nemesfém-finomítási ciklusban.
Alifás (aciklusos) alkoholokból (ROH, ahol R jelentése C n H (2p + 1)), butilcsoport (C 4 H 9 OH), amil (C 5 H 11 OH), izoamil, hexil (C 6 H 13 OH) kapril (C 7 H 15 OH), oktil (C 8 H 17 OH), nonil (C 9 H 19 OH), 7-9 szénatomos alkoholok és decil (C 10 H 21 OH) keveréke. Az aciklusos alkoholok közül (amelyek gyűrűket tartalmaznak a molekulákban - három vagy több szénatomos gyűrűk) a leggyakrabban a ciklohexanolt C 11 H 11 OH használják. Az aromás alkoholok közül (amelyek molekulákban ciklusokat tartalmaznak - benzolmag) az a-naftolt használják 
és a, a '-naftolok 
.
Oxigéntartalmú, sóképző csoportokkal rendelkező szerves oldószerek (RCOOH karbonsavak) alkalmazásakor nem sók vagy acidokomplexeik, hanem fémkationok extrakciója következtében vízben oldhatatlan vegyületek - szappanok - keletkeznek. A karbonsavak szerkezetükben dimerizáltak 
.
Ez a dimerizáció az extrakció során is megmarad, vagyis az M (HR 2) 2 szerves só képződik. A karbonsavakkal végzett extrakciót általában 0,5-tel kisebb pH-értéken végezzük, mint a kiindulási szervetlen fémsó hidrolízisének pH-értéke. Hasonló típusú, C n H 2 n +1 COOH zsírsavakkal végzett extrakciót alkalmaznak például a kobalt-hidrometallurgiában a kobalttartalmú oldatok szennyeződésektől való megtisztítására.
vagy közvetlenül (RS kötés, szerves foszforvegyületek):
ahol R jelentése alkil- (СnН 2n+), cikloalkil- vagy arilcsoport (egyértékű aromás szénhidrogén-maradék).
A legtöbbet vizsgált foszforsav, foszfonsav és foszfinsav intermedier észtereinek, valamint szubsztituált foszfinok oxidjainak extrakciós képessége. Az összes ilyen reagenssel történő extrakció a foszforil-oxigén donor-akceptor képessége alapján történik - P = O, amely a sorozatban növekszik:
Következésképpen ezeknek a vegyületeknek az extrakciós kapacitása is ugyanebben az irányban növekszik. A foszforsav átlagos észterei közül a legszélesebb körben használt extrahálószer a tributil-foszfát TBP ((C 4 H 9 O) 3 PO), amelyet radioaktív fémek hidrometallurgiájában (például nukleáris üzemanyag gyártásában) használnak. , különösen az uranil-nitrát extrakciójában), ritka fémek (nióbium, tantál, cirkónium stb.) hidrometallurgiájában. A DAAP (R 1 P (O) (OR 2) 2 dialkil-alkil-foszfinátokat a szkandium sósavból, nióbiumból, tantálból és más ritkaföldfémekből történő extrakciójára használják.
Nitrogén tartalmú kivonószerekből a legszélesebb körben használt extrakciós aminok a különböző szubsztitúciós fokú aminok (amelyeket az ammónia protonok szerves gyökkel való helyettesítésével nyernek): primer, szekunder 
, tercier és kvaterner ammóniumbázisok (PAO): R 4 NOH. A primer, szekunder és tercier aminok sok sója normál alkilcsoportokkal C n H 2 n +1 (alkil-aminok) korlátozottan oldódik folyékony szénhidrogénekben, jobban - aromásokban (> 0,1 mol / l).
A réz, nikkel és kobalt extrakciójához a-hidroximok általános képletű keverékeit javasolják, ahol R és R' jelentése gyök; R'' jelentése gyök vagy hidrogénatom.
Kéntartalmú extrahálószerek. A kénatom alacsonyabb elektronadó képessége miatt az oxigénatomhoz képest az oxigén kénnel való helyettesítése a megfelelő oxigéntartalmú szerves vegyületekben (éterek, alkoholok stb.) az extrakciós tulajdonságok csökkenéséhez vezet. kéntartalmú szerves vegyületek (tioészterek R 2 S; tioalkoholok RSH; tiosavak ,; ditiosavak stb.).
A tiovegyületek bázikusságának csökkenése azonban az extrakció megnövekedett szelektivitásához vezethet, aminek következtében a kéntartalmú szerves extraktumok különösen érdekesek. A szerves szulfidok (tioéterek) meglehetősen hatékony extrahálószerek. Például a diizobutil-szulfid (iC 4 H 9) 2S jól kivonja a vas-kloridot a sósavoldatokból HFeCl 4 formájában, mint a szokásos oxigéntartalmú dibutil-éter (C 4 H 9) 2 O. Szervetlen savakra alkalmazva és uránsókat, oxidokat teszteltek extrahálószerként, dialkil-szulfidokat, amelyeket a megfelelő dialkil-szulfidok hidrogén-peroxiddal történő oxidációjával nyernek ecetsavban CH 3 COOH. A hidrometallurgiában gyakorlati érdeklődésre tartanak számot az R-SO 3 H (vagy) szulfonsavak, amelyek kationcserélő extraktumok. A szulfonált szénhidrogének 0,5-10 g / l fémkoncentrációjú vizes oldatokból történő nikkel és kobalt ipari extrakciójához ajánlottak.
Kémiai és tömegtranszfer folyamatok az extrakció során
Az extrakciós eljárás során az anyagok szétválasztása a két nem elegyedő folyadék közötti eloszlás különbségén alapul. A legegyszerűbb esetben, ha az extrahálandó anyag mindkét fázisban azonos formában van (ún. fizikai eloszlás), a Nernst-törvényt alkalmazzuk:
,
ahol K d egy eloszlási állandó. A K d eloszlási állandó nem függ az extrahálható anyag vizes fázisban lévő koncentrációjától, és az érintkező fázisok állandó állandó térfogataránya esetén (P: E) egy adott hőmérsékleten állandó marad mind a dús, mind a szegény oldatok esetében. Ezért több egymást követő folyamatciklusban tetszőlegesen mély kivonási vagy tisztítási fokozat érhető el.
Az eloszlási törvény klasszikus formájában azonban nem alkalmazható a legtöbb valódi extrakciós rendszerre, mivel egy anyag kölcsönhatása oldószerrel mindkét fázisban előfordulhat, egy anyag extrakciója többféle vegyület formájában, változás lehetséges a fázisok kölcsönös oldhatósága az extrahált anyagok hatására stb. Ezért egy anyag eloszlásának jellemzésére általában az eloszlási együtthatót használják
ahol C x O és C x B az extrahálható anyag összes analitikai koncentrációja az összes vegyületben a szerves és vizes fázisban.
Mivel az extrakciót nem annyira a fém tiszta oldatokból való kinyerésére, hanem egy értékes elem szelektív elkülönítésére hajtják végre a szennyeződések összegét tartalmazó oldatokból, egy másik indikátort használnak, amelyet elválasztási tényezőnek neveznek:
.
Azaz a két anyag eloszlási együtthatóinak aránya. Az elválasztási feltételekhez feltétlenül szükséges a D Me1 ¹ D Me 2 egyenlőtlenség. A legjobb elválasztás akkor következik be, ha D Me1 >> D Me2. Ebben az esetben minél közelebb van S az egységhez, annál több extrakciós lépésre van szükség. Az elválasztási tényező értékének kiszámításakor a számlálóba általában nagyobb D Me eloszlási együtthatót helyeznek el, ezért mindig S ³ 1.
Mint minden hidrometallurgiai eljárásnál, az extrakció fontos mutatója a fém-visszanyerés mennyisége (vagy az extrakció százaléka):
,
ahol V 0 és V B - a szerves fázis és a vizes oldat térfogata. A D eloszlási együttható és az E extrakciós fok egymással összefüggő értékek:
.
Leggyakrabban a fémek extrakcióját a vizes fázisból a szerves fázisba háromféleképpen hajtják végre:
Kationcserélő extrakció - fémek extrakciója jódos oldatokban kationok, szerves savak vagy sóik formájában. Az extrakciós mechanizmus abból áll, hogy az extrahált kationt H +-ra vagy az extrahálószer másik kationjára cserélik.
Anioncserélő extrakció - fémek extrakciója vizes oldatokban anionok, szerves bázisok sói formájában. Az extrakció a fémtartalmú anion és az extrahálószer anionjának cseréje miatt következik be.
Koordinációs extrakció, amelyben az extrahálható vegyület az extrahálószer molekulájának vagy ionjának közvetlenül a kivont fém atomjához (ionjához) történő koordinációja eredményeként jön létre, melynek eredményeként a fém és az extrahálószer egy helyen van. a kivonható komplex szférája.
A koordinációs vagy komplex vegyületek azok, amelyek központi atomja vagy ionja meghatározott számú ionnal vagy molekulával van körülvéve, amelyeket ligandumoknak nevezünk.
A központi atom vagy ion (komplexképző szer) és a ligandumok közötti kémiai (koordinációs) kötések számát koordinációs számnak nevezzük. A koordinációs kötések gyakran donor-akceptor jellegűek, azaz akkor jönnek létre, ha a donor atomnak van egy magányos (szabad) elektronpárja, amely az akceptor atomhoz kötődik. Ha például komplex iont (NH 4) + képez:
,
a nitrogén, amelynek az NH 3 molekulában magányos elektronpár van, donor, a hidrogénion pedig akceptor.
A ligandumok szervetlen savak, szerves savak és semleges molekulák (például H 2 O) anionjai, és a komplex ionok képződése az iont körülvevő (hidratáló) vízmolekulák más ligandum általi kiszorításaként ábrázolható. A ligandumok a koordinációs kötést alkotó atomok számától függően lehetnek egyfogúak, kétfogúak stb.
A polidentát ligandumok (kétfogú és több) ciklikus komplexeket képeznek, vagyis az extrahált iont több szerves extrahálószer molekula veszi körül.
A központi atom és a koordinált csoportok (ligandumok) alkotják a komplex belső koordinációs szféráját - egy komplex ion. A komplex ion töltését kompenzáló pozitív vagy negatív ionok alkotják a komplex vegyület külső szféráját.
Kationcserélő extrakció
Ez a fajta kivonás általánosságban az egyenlettel írható le
ahol Me egy fém z vegyértékkel;
R jelentése szerves sav savas maradéka. A szokásos kationcserélő extraktumok az RСООН típusú zsírsavak (például karbonsavak), amelyekben az R gyökben 7-9 szénatomszámú (C7-C9) és a nafténsavak:
A nafténsavakat nyersolajból nyerik; molekulatömegük 170 és 330 között van. Gyakran alkalmaznak alkil-foszforsavat, különösen ortofoszforsav-származékokat - alkil-ortofoszfátokat. Ha az ortofoszforsavban (H 3 PO 4) két hidrogéniont szerves gyökök helyettesítenek, akkor dialkil-ortofoszfátoknak nevezett termékek, például di-(2-etilhexil)-foszforsav (D2EHPA) keletkeznek.
A kationcserélő extrakció egyik fajtája a komplexképző (kelátképző) mono-, bi- és polidentát extrakciós anyagokkal, például oximokkal - (=N-OH) csoportot tartalmazó vegyületekkel végzett extrakció. Ebben az esetben az extrakció az ioncsere eredményeként következik be, és az extrahálószernek az extrahált fém atomjához (ionjához) való koordinációja intrakomplex vegyületek képződésével történik.
Anioncserélő extrakció
Az anioncserélő extraktumok az aminok osztályába tartoznak, amelyek az ammónia NH3 származékai. Az ammóniában szénhidrogén gyökökkel szubsztituált hidrogénatomok számától függően primer, szekunder vagy tercier aminokat kapunk:
R jelentése 7-9 (néha akár 16) szénatomot tartalmazó szénhidrogéncsoport.
Az aminokban a nitrogénnek van egy magányos elektronpárja, amely meghatározza ezeknek az extrakciós szereknek azt a tulajdonságát, hogy koordinációs vegyületeket képeznek.
A savas kezelés során keletkező aminsók a savas aniont például fémtartalmú anionokra cserélhetik
Lúgos közegben az aminok nem anioncserére képes sók, hanem semleges molekulák formájában lehetnek, ezért csak savas környezetben alkalmazzák őket.
A leggyakrabban használt aminok az ANP gyűjtő - primer amin, dilaurilamin (szekunder amin) és trioktilamin (tercier amin).
Az anioncsere típusával történő extrakció mellett az aminokkal végzett extrakció időnként egy amin beépüléséhez vezet az extrahált komplex anonon belső koordinációs szférájába erős fém-nitrogén kötések kialakulásával (ami jellemző pl. platina fémek). A keletkező intrakomplex vegyületek nagyon erősek, aminek következtében a fémnek a szerves fázisból a vizes fázisba való fordított átviteli folyamata - a reextrakció - nehézkes.
Az anioncserélő extraktumok másik osztályát a kvaterner ammóniumbázisok (QAM) és sóik (QAS) alkotják. A ChAO az ammóniumion (NH 4) + származékai:
,
ahol R jelentése szénhidrogéncsoport.
A leggyakrabban használt QAC-k a trialkil-benzilammónium-klorid - rövidítve TABAC, trialkilmetilammónium-klorid (CH 3 R 3 N) Cl - TAMAX, tetraalkil-ammónium-klorid (R 4 N) Cl - TAAX. R - C n H 2 n +1, ahol n = 8-10.
A QAC csak az anioncserélő reakció típusa szerint vonja ki a fémeket:
ahol z a fémtartalmú anion MeX töltése;
m a QAC anion töltése;
Y - anion ÓRA.
A QAC nemcsak savas, hanem lúgos oldatokból is képes fémtartalmú sókat kivonni.
Az aminok sói és a QAC bizonyos esetekben korlátozottan oldódnak az általánosan használt hígítókban (kerozin, szénhidrogének). Az oldhatóság javítására szerves alkoholokat (például decil) adnak a szerves fázishoz, azonban a magas (10% feletti) alkoholkoncentráció általában az extrakciós szerrel való kölcsönhatás miatt rontja az extrakciót.
A fő kitermelési módszerek
Főleg a következő extrakciós módszereket alkalmazzák: egyszeri extrakció, többszörös extrakció keresztárammal és ellenáramú oldószeráramlással, folyamatos ellenáramú extrakció. A legelterjedtebb iparág az egy oldószeres extrakció, bár két extrakciós extrakciót is alkalmaznak.
Egyszeri (egylépcsős) extrakció. Ez az extrakciós eljárás abból áll, hogy az F kiindulási oldatot és az S extrahálószert keverőben összekeverik, majd az ülepítőben két rétegre osztják: E extraktumra és R raffinátumra. Általában úgy tartják, hogy a fázis A keverőben az intenzív keverés és a kellő érintkezési idő révén egyensúly jön létre, azaz egyetlen extrakcióval a koncentrációváltozás elméleti szintjének megfelelő hatékonyság érhető el. Az extrakció mértéke ezzel az extrakciós eljárással növelhető, ha növeljük az extrahálószer-ellátást a berendezésbe, de ez az extraktum koncentrációjának csökkenéséhez és az eljárás költségének növekedéséhez vezet.
A folyamat időszakosan és folyamatosan is végrehajtható. A folyamat időszakos szervezésével a kivonat és a raffinátum szétválasztási szakasza keverőben végezhető el. Ebben az esetben nincs szükség aknára.
Többszörös keresztáramú oldószeres extrakció. Az ezen eljárás szerinti extrakció (2. ábra) végrehajtása során az F kiindulási oldatot és a megfelelő raffinátumokat a friss extrakciós S 1, S 2 stb. egy részével kezeljük. az extrakció minden szakaszában egy keverőből és egy ülepítőből áll (az ülepítő tartályok a 2. ábrán nem láthatók), és a raffinátumokat egymás után továbbítják a következő szakaszokhoz, és az egyes szakaszok E 1, E 2 kivonatait eltávolítják a rendszer. Ezzel az extrakciós módszerrel az F kiindulási oldat az első szakaszba kerül, az R n végső raffinátum pedig az utolsó, n-edik szakaszból kerül ki.
Rizs. 2. Többszörös extrakciós séma oldószeres keresztáramlással (1, 2,3,…, n - lépések).
Ezzel a módszerrel az eloszlatott komponens gyakorlatilag teljesen eltávolítható a kiindulási oldatból, és tiszta raffinátumot kaphatunk. Ebben az esetben azonban elkerülhetetlen a kiindulási oldatban lévő oldószer elvesztése, mivel minden szakaszban az oldószer részleges eltávolítása történik a kivonattal.
Többszörös ellenáramú oldószeres extrakció. Ezt az extrakciós eljárást a többszörös érintkezés jellemzi az 1., 2. stb. szakaszban. az R raffinátum és az E extraktum ellenáramú áramlásával (3. ábra), feltéve, hogy az F kiindulási oldatot és az S extrakciót a berendezés ellentétes végeiből táplálják. Mivel az oldószer ellenáramú mozgásával történő extrakciós eljárás lehetővé teszi adott minőségű termékek előállítását a berendezés kellően magas termelékenysége mellett, az iparban széles körben alkalmazzák ezt az extrakciós módszert.
Rizs. 3. Többszörös extrakció sémája ellenáramú oldószermozgatással (1,2, ..., n-1. N - szakaszok).
Folyamatos ellenáramú elszívás. Ezt az extrakciós módszert oszlop típusú (például csomagolt) berendezésben hajtják végre. A nehezebb oldat (például az eredeti) folyamatosan az oszlop tetejére kerül (4. ábra), ahonnan lefolyik.
Az oszlop alsó részébe könnyű folyadék (esetünkben oldószer) kerül, amely felfelé emelkedik az oszlopon. Ezen oldatok érintkezése következtében az eloszlatandó anyag a kezdeti oldatból az extrahálószerbe kerül. Ezt az extrakciós módszert gyakran használják az iparban.
Reflux ellenáramú extrakció. Ha a kiindulási oldat teljesebb elválasztására van szükség, az extrakciót a rektifikációs eljárással analóg módon visszafolyatás mellett végezhetjük (5. ábra). Ebben az esetben az F kezdeti keveréket a berendezés középső részébe (a betáplálási szakaszba) tápláljuk. A kivonat 2 regenerátorban történő regenerálása után a kapott R 0 termék egy részét visszafolyató hűtő alatt visszavezetjük az 1 berendezésbe, másik részét pedig B komponens formájában. Nyilvánvaló, hogy a készítmények R 0 és B megoldások azonosak. Így az extrakciós üzem 2. egysége analóg a rektifikáló egység reflux egységével.
Rizs. 5. a) (balra) a refluxos ellenáramú extrakció sémája: 1 - extrakciós berendezés; 2 - berendezés a kivonat regenerálására; b) a két oldószeres extrakció sémája: 1 - extrakciós berendezés; 2 - berendezés a kivonat regenerálására.
Az R 0 refluxáram az extraktumárammal érintkezve az utóbbi részben vagy teljesen feloldott kiindulási A kiindulási oldószerből kimosódik, amely végül a raffinátumba kerül, aminek következtében az elválasztás mértéke és a raffinátumhozam nő.
Megjegyzendő, hogy a visszafolyató hűtő alatt végzett extrakció, amely javítja a kiindulási oldat elválasztását, az extrahálószer fogyasztásának és a berendezés térfogatának növekedéséhez vezet, ami növeli ennek az eljárásnak a költségeit. Ezért a váladék mennyiségét műszaki és gazdasági számítás alapján kell megválasztani.
Extrakció két oldószerrel. Ha a kiindulási oldat két vagy több komponenst tartalmaz, amelyeket külön-külön vagy több komponensből csoportosan kell extrahálni, akkor két egymással nem elegyedő oldószerrel történő extrakciót alkalmazunk (5. ábra, b). Az oldószereket úgy választjuk meg, hogy mindegyik előnyösen egy komponenst vagy komponenscsoportot oldjon fel. Az A és B komponensekből álló kezdeti F keveréket az 1 készülék középső részébe tápláljuk. Az S, (S 1-nél nehezebb) extrahálószer, amely szelektíven oldja az A komponenst, az 1 készülék felső részébe kerül, és a S 1 extrahálószer, szelektíven oldó B komponens, - annak aljára.
A hasonló oldhatóságú anyagok elkülönítésére általában két oldószeres extrakciót alkalmaznak. Ennek a módszernek a megvalósításához viszonylag nagy extrahálószer-felhasználásra van szükség, ami jelentősen megnöveli az eljárás költségét.
extrakció szerves oldószer kationcsere
Modern elszívó berendezés
Az interakció elve vagy a fáziskontaktus módszere szerint az extraktorok két csoportra oszthatók: lépcsős és differenciális érintkezés. Ezeken a csoportokon belül az extraktorokat gyakran felosztják gravitációs (a fázissebességet bennük e fázisok sűrűségének különbsége határozza meg) és mechanikai (amikor a kívülről áramló energiát mechanikus keveréssel, centrifugális erő hatására, a dugattyús pulzátor stb.). A nevezett csoportok szinte bármelyik berendezésében a fázisok érintkezési felületének növelése érdekében az egyik fázist különféle módon diszpergálják, majd cseppek formájában egy másik, folyamatos fázisba osztják szét. A berendezésben minden egyes fáziskeverés után ezeknek a fázisoknak a szétválása következik, ami elsősorban az extrahálószer regenerációjához szükséges (gravitációs vagy centrifugális erők hatására). Azt is megjegyezzük, hogy az iparban általában folyamatos működésű elszívókat használnak.
Lépcsős elszívók. Az ebbe a csoportba tartozó extraktorok diszkrét szakaszokból állnak, amelyek mindegyikében fázisok érintkeznek, majd elválasztják őket, és ellenáramban haladnak a következő szakaszokba. ábrán. A 6. ábra az egyik legelterjedtebb lépcsős elszívó típus - keverés-ülepítés - egylépcsős (a) és többlépcsős (b és c) telepítésének diagramját mutatja.
Rizs. 6. Keverő és ülepítő elszívók egylépcsős (a) és többlépcsős (b, c) telepítésének vázlatai: 1 - keverők; 2 - olajteknő; 3 - szivattyúk.
A keverő és ülepítő extraktorok előnyei közé tartozik a nagy hatásfok (az egyes fokozatok hatékonysága megközelítheti az elméleti elválasztási fokozatot), a fokozatok gyors változtatásának lehetősége, a fizikai tulajdonságok és térfogati fázisarányok széles tartományában történő működésre való alkalmasság. , viszonylag könnyű méretezés stb. Hátrányok Ezeknek az elszívóknak nagy a lefoglalt gyártási területük, egyedi meghajtású keverők jelenléte, nagy térfogatú gravitációs ülepítő kamra.
A nagy termelékenységű (1500 m 3 / h-ig) keverő és ülepítő extraktorokat a hidrometallurgiában, az urántechnológiában és számos más nagyiparban használják.
Differenciálérintkező-elszívók. Az ebbe a csoportba tartozó extraktorokat a fázisok közötti folyamatos érintkezés és a koncentráció egyenletes változása jellemzi a berendezés magassága mentén. Az ilyen extraktorokban (ellentétben a lépcsősekkel) a fázisok közötti egyensúly a berendezés szakaszán nem érhető el. A differenciálérintkezős elszívók kompaktabbak, mint a lépcsős elszívók, és kisebb gyártási területet foglalnak el.
A gravitációs extraktorokban a fázisok mozgása a sűrűségük különbsége miatt következik be. A gravitációs extraktorok közé tartoznak a permetező, a csomagolt és a tálcás oszlopok.
Rizs. 7. Üreges (permetező) oszlopos extraktorok: a - erős fázisú permetezéssel; b - a könnyű fázis permetezésével; 1 - elszívók; 2 - esőztetők; 3 - vízzárak; 4 - fázisok interfészei.
A gravitációs elszívók legegyszerűbb kialakítású képviselői a permetezőoszlopok (7. ábra). A permetező elszívók fontos előnye, hogy képesek szennyezett folyadékokat feldolgozni bennük. Néha ezeket az eszközöket pép extrahálására használják.
Az iparban széles körben alkalmazzák a töltött elszívókat (8. ábra), amelyek felépítésükben hasonlóak a csomagolt abszorberekhez.
Rizs. 8. Csomagolt elszívó: 1 - csomagolás; 2 - elosztó; 3 - ülepítő tartályok; 4 - vízzár; 5 fázisú interfész.
A Raschig gyűrűket gyakran használják rögzítésként 1, valamint más típusú rögzítéseket. A tömítést szakaszonként helyezik el a tartórácsokon, amelyek között a fázisok keverednek. Az egyik fázist (a 8. ábrán - extrahálószer) a 2 elosztó segítségével folyamatos fázisáramban diszpergáljuk (kezdeti oldat). A töltőrétegben a cseppek összeolvadhatnak, majd sokszor feltörhetnek, ami növeli a folyamat hatékonyságát. A csomagolóanyag kiválasztása nagyon fontos. Lehetőleg a folytonos fázissal nedvesítse meg, mivel ez kiküszöböli a cseppek nemkívánatos összeolvadásának lehetőségét és a csomagolás felületén filmképződést, ami a fázisok érintkezési felületének éles csökkenéséhez vezet. Vegye figyelembe, hogy a kerámia és porcelán tömítéseket jobban nedvesíti a vizes fázis, mint a szerves fázis, és a műanyag tömítést általában jobban nedvesíti a szerves fázis. A fázisszétválasztás a töltött oszlopokban a 3 ülepítőzónákban történik, amelyek átmérője gyakran nagyobb, mint az extraktor átmérője, a jobb fázisszétválasztás érdekében.
A mechanikus elszívók közé tartoznak a differenciálérintkező-elszívók, amelyek külső energiával látják el az érintkező fázisokat.
A technika egyik legelterjedtebb mechanikus elszívója a forgótárcsás elszívó. A forgó elszívók főként a keverőberendezések kialakításában különböznek egymástól. Tehát a sima tárcsák helyett különféle típusú keverőket használnak, néha a szakaszokat fúvókával töltik meg stb. A rotációs extraktorok fő előnyei a nagy tömegátviteli hatékonyság, a fázisokban lévő szilárd szennyeződésekkel szembeni alacsony érzékenység, a nagy egységteljesítményű eszközök létrehozásának képessége stb.
Ugyanakkor a rotációs elszívóknak van egy komoly hátránya - az úgynevezett nagyléptékű hatás, i.e. az EEP jelentős növekedése a készülék átmérőjének növekedésével. A jelenség oka a sebességmező egyenetlenségében rejlik a berendezés magassága és keresztmetszete mentén, a stagnáló zónák kialakulásában, kikerülve, hozzájárulva a hosszirányú keveredés fokozásához és az áramlások egyenletes szerkezetének megbomlásához. berendezés.
Az extrakció során a tömegátadási folyamat hatékonysága a fázispulzáció révén növelhető. A pulzációs extraktorokban két fő módszer létezik a folyadékok pulzálásának továbbítására. Az első módszer szerint az oszlopelszívóban a pulzációkat egy külső mechanizmus (pulzátor) állítja elő hidraulikusan, a második szerint - közös rúdra szerelt perforált lemezek rezgésével, amelyet oda-vissza mozgással kommunikálnak.
A pulzálás alkalmazása az extrakciós folyamatban elősegíti a folyadék jobb diszperzióját, a fáziskontaktus felület intenzív megújulását, valamint a diszpergált folyadék extrakcióban való tartózkodási idejének növekedését. A legelterjedtebbek a technológiában a szitatárcsás és a töltött pulzációs extraktorok.
A pulzáló extraktor (9. ábra) a folytonos fázis túlfolyására szolgáló, elágazó csövek nélküli szitatálcás oszlop. Az oszlopban a folyadék speciális mechanizmusa (pulzátora) segítségével pulzációkat közölnek - kis amplitúdójú (10-25 mm) és bizonyos frekvenciájú rezgések. Pulzátorként leggyakrabban az oszlop aljára (9. ábra a) vagy a könnyű folyadék tápvezetékére (9. ábra, b) csatlakoztatott szelep nélküli dugattyús szivattyút használnak. Amikor a folyadékot pulzálják, az egyik fázis többszörösen finom diszperziója következik be, ami intenzív tömegtranszferhez vezet. A szitaextraktorok mellett töltött pulzációs oszlopokat is alkalmaznak.
Az extrakciós folyamat intenzívebbé tételére szolgáló hatékony módszer a folyadék pulzálása révén más típusú extrakciós berendezésekben is alkalmazható.
A kémiailag agresszív és radioaktív anyagok feldolgozásakor a pulzátor mechanizmusának a munkaközegtől való megbízható elválasztásához membránt (9. ábra, c), fújtatót (9. ábra, d) vagy pneumatikus eszközt (9. ábra, e) használnak. . Ez utóbbi esetben a pulzátordugattyú és az oszlop közé egy puffer levegőréteg kerül, amely felváltva tágul és összehúzódik, és folyadékrezgéseket hoz létre az oszlopban.
Rizs. 9. Pulzáló szita extraktorok (A - nehéz fázis, B - könnyű fázis): a - pulzátor az oszlop aljára van rögzítve; b - a pulzátor csatlakozik a csővezetékhez a könnyű folyadék ellátásához; c - a pulzációkat a membránon keresztül továbbítják; d - a lüktetéseket a fújtatókon keresztül továbbítják; e - a lüktetéseket a levegő pufferrétegén (légpárnán) továbbítják.
A pulzációs extraktorok rendkívül hatékonyak, lehetővé teszik az extrakciót anélkül, hogy a kezelő személyzet érintkezésbe kerülne a feldolgozott folyadékokkal, ami nagyon fontos, ha a folyadékok radioaktívak vagy mérgezőek.
A világgyakorlatban legfeljebb 3 m átmérőjű perforált pulzáló oszlopokat és legfeljebb 2 m átmérőjű csomagolt oszlopokat használnak.
A pulzáló oszlopok hátrányai közé tartozik az alapozás nagy dinamikus terhelése, a megnövekedett üzemeltetési költségek és a könnyen emulgeálható rendszerek kezelésének nehézsége.
Számított rész
Feladat 1. Kivonószer szükséges fogyasztásának kiszámítása egy folyamatosan működő "keverő-ülepítő" típusú ellenáramú elszívóban.
Határozza meg: térfogati (V E, m 3 / s) és tömeg (G, kg / s) extrahálószer-felhasználást.
Összeállítjuk a kitermelés anyagmérlegének egyenletét:
Az extrahálószer térfogatáramának meghatározása:
3. Az extrahálószer tömegáramának meghatározása:
2. Feladat. A szükséges extrakciós lépések számának kiszámítása molibdén oldatból 0,3 M D2EHPA oldattal történő extrakció esetén.
5. A kitermelési fokozatok szükséges elméleti számának kiszámítása:
Az eredményt felfelé kerekítjük a legközelebbi egész számra.
(lépések)
3. Feladat. A Me só extrakciós folyamatának hatásfokának számítása ("keverő-ülepítő" típusú extrahálóban).
|
Az extrahálószer térfogati áramlási sebessége |
|||
|
6 lapátos turbinás keverő átmérője |
|||
|
A keverő forgási sebessége |
|||
|
Vizes oldat viszkozitása |
|||
|
Kivonószer viszkozitása |
|||
|
Határfelületi feszültség |
|||
|
Eloszlási együttható |
|||
|
Extrakciós térfogat |
|||
|
Az extrahálószer visszatartása az elszívóban |
|||
|
Keverő teljesítmény funkció |
|||
|
Extrakciós sűrűség |
|||
|
A vizes oldat sűrűsége |
Határozza meg: az extrakció hatékonyságát.
A keverék sűrűségének meghatározása:
A csepp átmérő számítása:
m
A fáziskontaktus átlagos időtartamának kiszámítása:
val vel
Az elszívás hatékonyságának számítása:
Szennyvíztisztító
A szennyvízkivonási kezelésre példa lehet a fenolok eltávolítása a kokszkémiai, palafeldolgozó és szénfeldolgozó iparban; anilinből; ecetsavból; epiklórhidrinből a vegyiparban szerves oldószerekkel (benzol, éterek és észterek).
A fenolos szennyvíz extrakciójában extrahálószerként butil-acetátot, diizopropil-étert, benzolt stb.. A fenolos extrakció hatékonyságának növelése érdekében javasolt vegyes oldószerek alkalmazása: butil-alkohollal kevert butil-acetát, diizopropil-éter stb. Azonban butil-acetát vagy butil-acetát és izobutil-acetát keveréke (fenoszolván), amelyek a fenolokhoz képest nagy extrakciós képességgel rendelkeznek.
A fenolokból történő szennyvíztisztító kinyerésére szolgáló létesítmények négy szakaszból állnak: 1) fenolos szennyvíz előkészítése extrakcióhoz - gyanta leválasztás ülepítéssel és szűréssel, szennyvíz hűtése, oldószergőz visszanyerése és szükség esetén szénsavasodás; 2) kitermelés; 3) az extrahálószer regenerálása vízből; 4) az oldószer regenerálása a kivonatból és kereskedelmi fenolok előállítása.
A kokszvegyi üzemek szennyvizének kinyerésére különféle oldószerek (benzol, észterek, abszorpciós olaj stb.) használhatók, de a legelterjedtebb a szénkokszolásból nyert benzol. Tekintettel arra, hogy a benzol fenolhoz viszonyított eloszlási együtthatója kicsi (20 °C-on körülbelül 2,2), jelentős mennyiségű benzolt használnak fel, és a kivonatban a fenolok koncentrációja alacsony. Ezért a benzol regenerálásához nem desztillációs módszereket alkalmaznak, hanem a lúg vizes oldatával történő abszorpció módszerét (benzol-fenolát módszer).
A benzol-fenolát tisztítási módszer a következő lépésekből áll: 1) víz demineralizálása ülepítéssel, szűréssel és keringető benzollal történő mosással; 2) fenolok kivonása a szennyvízből benzollal; 3) a benzol tisztítása a benne oldódó savas gázoktól lúgos-fenolát oldattal történő mosással; 4) fenolok extrakciója benzolból lúgos oldattal; 5) az oldott benzol elválasztása a fenolos szennyvíztől. A kapott fenolát oldatokat előzetes bepárlás után feldolgozásra küldik.
Egyes kokszgyárakban extrahálószerként butil-acetátot, fenoszolvánt, szénolajat stb. használnak.
A szennyvíz fenolmentesítésére szolgáló extrakciós módszereknek nagy előnyei vannak: nagy tisztítási hatékonyság, nem illékony fenolok extrakciójának képessége stb.
Következtetés
Az extrakciós eljárás fő előnye a folyékony keverékek elválasztására szolgáló egyéb eljárásokkal (rektifikálás, bepárlás stb.) képest az eljárás alacsony üzemi hőmérséklete, amelyet leggyakrabban normál (szoba) hőmérsékleten hajtanak végre. Ez kiküszöböli az oldat elpárologtatásához szükséges hőfogyasztást. Ugyanakkor egy további komponens - egy extrahálószer - használata és annak regenerálásának szükségessége a hardver tervezésének bizonyos bonyodalmait és az extrakciós folyamat költségének növekedését okozza.
Az illékony anyagok extrakciója során az extrakció sikeresen versenyezhet a rektifikálással olyan esetekben, amikor a rektifikálással történő elválasztás nehéz, sőt néha szinte lehetetlen (forráspont közeli komponensekből és azeotróp keverékekből álló keverékek szétválasztása), vagy túlzottan magas költségekkel jár (a rektifikáció kivonása). erősen híg oldatokból származó káros szennyeződések vagy értékes anyagok).
Az extrakció nélkülözhetetlen a magas hőmérsékletre érzékeny anyagok keverékeinek szétválasztásához, mint például az antibiotikumok, amelyek rektifikálással vagy bepárlással lebomlanak. Az extrakció alkalmazása gyakran lehetővé teszi az olyan eljárások hatékony helyettesítését, mint például a magas forráspontú anyagok nagyvákuum segítségével történő elválasztása, mint például a molekuláris desztilláció, vagy a keverékek frakcionált kristályosítással történő szétválasztása.
Az extrakció alkalmazása nagyon ígéretes szervetlen anyagok keverékeinek elválasztására, ha más elválasztási módszerek nem alkalmazhatók. A folyékony extrakciós eljárásokat jelenleg sikeresen alkalmazzák nukleáris üzemanyag feldolgozására, cirkónium és hafnium, valamint sok más ritka fém előállítására. Az extrakció segítségével nagy tisztaságú színes- és nemesfémeket nyerhetünk.
Egyes esetekben jelentős hatás érhető el, ha az extrakciót más elválasztási eljárásokkal kombinálják. Példák az ilyen kombinált eljárásokra: alacsony forráspontú és azeotróp keverékek elválasztása extrakciós rektifikációval, híg oldatok előzetes betöményítése extrakcióval a bepárlás és rektifikálás előtt, melyeket kisebb hőfelhasználással hajtanak végre.
Bibliográfia
1. Einstein V.G. A kémiai technológia folyamatainak és eszközeinek általános menete. - M .: Kémia, 2002 - 1758 p.
Dytnersky Yu.I. A kémiai technológia folyamatai és eszközei. 2. rész. - M .: Kémia, 2002 - 368 oldal.
Zyulkovsky Z. Folyadékkivonás a vegyiparban. - L .; Goskhimizdat, 1963 - 479 oldal.
Karpacheva S.M., Zakharov E.I. Impulzus-elszívók. - M .: Atomizdat, 1964 - 299 oldal.
Kasatkin A.G. A kémiai technológia alapfolyamatai és berendezései. - M .: Kémia, 1973 - 750 p.
Leonov S.B. Hidrometallurgia. 2. rész. Fémek elkülönítése megoldásoktól és környezetvédelmi kérdésektől. - 2000 - 491 oldal
Meretukov M.A. Folyadékextrakciós és ioncserélő szorpciós eljárások a színesfémkohászatban. - M .: Kohászat, 1978 - 120 p.
Planovsky A.N., Ramm V.M. A kémiai technológia folyamatai és eszközei. - M., Kémia kiadó, 1966 - 848 oldal.
Proskuryakov V.A. Schmidt L.I. Szennyvízkezelés a vegyiparban. - L. Kémia, 1977 - 464 oldal.
Yagodin G.A., Kagan S.Z. A folyadékkivonás alapjai. - M .: Kémia, 1981 - 400 oldal.
n13.doc
Az Orosz Föderáció Mezőgazdasági Minisztériuma
FGOU VPO
TANFOLYAM PROJEKT
Téma:"Az elszívó számítása»
szakterület 110303 - feldolgozás gépesítés
mezőgazdasági termékek
Diák: A.M. Znamenscsikov
Projekt menedzser: Folypát. tech. Tudományok, egyetemi docens N.N. Ustinov
Tyumen - 2010
Technikai feladatlap egy tanfolyami projekthezTyumen Állami Mezőgazdasági Akadémia
Mechanikai és Technológiai Intézet
110303 szakterület - mezőgazdasági termékek feldolgozásának gépesítése
FELADAT A TANFOLYAM PROJEKTHOZ
| 3. számú feladat |
Tárgy (opció sz.)elszívó számítás (3) __________________________
A munka (projekt) védésre való benyújtásának határideje "10"január
20
10
G.
Szakdolgozat (projekt) tartalma
| Gőznyomás az elszívóban P = 1 kgf / m 2 |
| Gőznyomás a köpenyben P 1 = 7 kgf / m 2 |
| Az elszívó belső átmérője D in = 600 mm |
| Kabát belső átmérője D = 700 mm |
| A test hengeres részének hossza L = 900 mm |
| A csavarok beépítési körének átmérője D b = 800 mm |
| A kúp nyitási szöge 2? = 100 0 |
| A felső nyílás átmérője d = 38 mm |
| A gőzbevezető leágazó cső átmérője d 1 = 60 mm |
| A leágazó cső átmérője a kimenethez d 2 = 40 mm |
| Az extrahált anyag hőmérséklete t = 150 0 C |
Kötelező grafikai anyag:
Kivonó vázlat
A megbízás kiadásának dátuma: " 2
» szeptember 2010 r.
Vezető: N.N. Ustinov
A feladatot elfogadták
Végrehajtásra: A.M. Znamenscsikov
TARTALOM
BEVEZETÉS 6
A TERVEZETT KÉSZÜLÉK CÉLJA ÉS HATÁLYA 7
A HŐCSERÉLŐK ALAPVETŐ SZERKEZETI ELEMEIINEK SZÁMÍTÁSA 12
Belső túlnyomással terhelt sima héjak számítása 12
A hengeres héjak számítása 12
Kúpos héjak számítása 13
A domború burkolat számítása 13
Külső nyomással terhelt héjak, fenék és burkolatok számítása 14
Külső nyomással terhelt hengeres héj számítása 14
Sima kúpos héj külső nyomással terhelve 15
A kabát testtel való társainak kiszámítása 17
A köpeny és az edénytest összekapcsolása gyűrűvel 18
Karimás csatlakozás számítása 21
A csatlakozás tervezési paramétereinek meghatározása 21
A karimás csatlakozás tömítettségének számítása: 24
Támogatások kiválasztása és számítása 30
Megerősítő kivágások 33
Furat a felső nyílás elágazó csőhöz 33
Lyuk az edény alján lévő leágazó csőhöz 34
Lyuk a tartályköpeny bemeneti leágazó csövéhez 36
Lyuk az edényköpeny kimeneti leágazó csövéhez 38
MUNKAVÉDELMI, BIZTONSÁGI ÉS EGÉSZSÉGÜGYI ÉS HIGIÉNIAI KÖVETELMÉNYEK 40
IRODALOM 45
MELLÉKLETEK 46
ELŐÍRÁS 48
BEVEZETÉS
Az anyagok szilárd anyagokból történő kinyerésének folyamata meglehetősen összetett. Egyes esetekben a hasznos anyagok nincsenek oldott állapotban, és az oldószer behatol a szilárd anyagok pórusaiba, feloldja az extrahált komponenseket, amelyek aztán az extraháló folyadék nagy részébe kerülnek.
A kivont komponensek állapotától függetlenül a növényi nyersanyagok szövetében az extrakciós folyamatot elsősorban a szilárd részecskén belüli molekuláris diffúzió és a felületén történő tömegátadás jellemzi, mindegyik komponenst mennyiségileg figyelembe kell venni.
Az extrakciós berendezésben az anyagátviteli együtthatót nagymértékben befolyásolják e berendezések tervezési jellemzői az eljárás bizonyos technológiai körülményei között.
Az élelmiszeriparban a hasznos komponensek szilárd anyagokból történő kinyerésére széles körben alkalmazzák a különféle folyamatos és periodikus hatású extraktorokat.
Ebben a munkában az élelmiszeriparban használt szakaszos extraháló kialakítását számoljuk ki. Különös figyelmet fordítanak a szilárdsági számításokra.
A TERVEZETT KÉSZÜLÉK CÉLJA ÉS HATÁLYA
Extraktorokat (extrakciós készülékeket) használnak növényi (vagy szerves) nyersanyagokból a hasznos anyagok extraháló-oldószerrel való kivonására.Kivonószerként víz, különféle vizes oldatok vagy egyéb folyadékok használhatók.
A tartalék tartályokhoz fűtőberendezéseket - elszívókat célszerű használni (1. ábra). A készüléket a felső burkolaton keresztül töltjük fel főzettel, az alsó csatlakozáson keresztül kerül ki a termék.
A gőzköpenybe forró vizet juttatnak annak érdekében, hogy a húsleves hőmérsékletét 90-95 °C-on tartsák. A hőmérséklet-szabályozást a termékvezetékbe szerelt távoli hőmérő végzi, amely a húslevest szárítja.
1. ábra – Tartalék edények folyékony húsleves számára.
Egy ilyen eszköz - elszívó műszaki jellemzői:
A tartaléktartály jelenléte ellenére nem ajánlott folyékony húsleveseket, különösen zabpelyhet, nagy mennyiségben felhalmozni, mivel a savasság felhalmozódik, ami a termék minőségének romlásához vezet.
A zableves savasságának növekedését a technológiai folyamat szakaszaiban a következő mutatók jellemzik (° T-ban): főzés után - 7,2, a dörzsölőgép elhagyásakor - 8,1, a homogenizátor után - 9,0, a gyűjtők elhagyásakor szárítás előtt - 11, 7.
Tekintsük az elszívók hasonló kialakítását az AGROMASH üzemben gyártott egységek példáján.
Szakaszos kivonó
A tartály-extraktor (2. ábra) egy lezárt függőleges hengeres berendezés. Az eredeti növényi (vagy bio) alapanyagokat speciális zacskókba vagy hálókba helyezzük.
Az extraháló oldat keringtetése szivattyúval (vagy hidrodinamikus generátorral) történik. Az oldat beszívása a berendezésből egy speciális rés típusú szívóberendezéssel történik, az adagolás pedig speciális permetezővel történik.
2. ábra - Tartály-extraktor hidrodinamikus keveréssel
Műszaki adatok
Teljes mennyiség, l 650 *
Elektromos motor teljesítménye szivattyú, kW 1.1
Szakaszos extraháló keverővel
A konténer-kihúzó (3. ábra) zárt nyílású edény, mechanikus emelős emelőfedéllel, belső rácsokkal. Az extraháló oldat keringtetése speciális kialakítású keverővel történik. Minden iparágban hatékonyan használják.
Műszaki adatok*
Teljes mennyiség, l 650 *
A keverőmotor teljesítménye, kW 5 
3. ábra - Batch extraktor keverővel
Extraktor rektifikáló oszloppal és reflux kondenzátorral
Az extrakciós folyamat a berendezés extrakciós kamrájában (4. ábra) történik, ahová a nyersanyagot betöltik.
Az elpárologtató kamrából gőzköpennyel felmelegített extrakciós gőzök a desztillációs oszlopba jutnak, ahonnan az illékony frakciók a refluxkondenzátorba kerülnek és kondenzálódnak.
Műszaki adatok*
Teljes mennyiség, l 1700
4. ábra - Extraktor rektifikáló oszloppal és reflux kondenzátorral
A kezdeti készülék és egységeinek tervezéséhez hőálló, hőálló és korrózióálló 12X18H10T acélt választottam, mert ez a legalkalmasabb ehhez az egységhez. Az ilyen anyagokból készült szerkezeti egységek képesek ellenállni a nagy terheléseknek, valamint megbízhatóan használhatók agresszív vegyi környezetben. A levél ára kilogrammonként 300 rubel.
A HŐCSERÉLŐK ALAPVETŐ SZERKEZETI ELEMEK SZÁMÍTÁSA
Belső túlnyomással terhelt sima héjak számítása
Hengeres héjak számítása
5. ábra - Sima hengeres héjak domború vagy kúpos fenékkel: a - héj karimás fenékkel; b - héj nem karimás fenékkel
A hengeres héjak tervezési falvastagsága a képletet követi
Ahol p a tervezési nyomás, MPa
D - belső átmérő, m.
Kúpos héjak számítása
Ahol 
- belső átmérő a kúp tövénél, m
- a kúp csúcsánál lévő szög fele (lásd 5. ábra)
Végrehajtó falvastagság
A külső héj falvastagságának és a belső átmérőjének arányával rendelkező tervezési képletek alkalmazhatóságának feltétele
Konvex burkolat számítása
belső nyomással terhelt elliptikus burkolat Görbületi sugár a fedél tetején
Ahol 
- elliptikus burkolatokhoz
Executive burkolat falvastagsága
A falvastagság és az átmérő arányára vonatkozó tervezési képletek alkalmazhatóságának feltétele
Külső nyomással terhelt héjak, fenék és burkolatok számítása
Külső nyomással terhelt hengeres héj számítása
A héj számított hosszának meghatározásakor 
vagy a szomszédos elem hossza 
képlettel kell meghatározni
mm - perem nélküli kúpos fenékhez.
Határozza meg a segédegyütthatókat!
Ahol 
- héj stabilitási ráta (üzemi körülmények között = 2,4)
Határozza meg a hozzávetőleges falvastagságot
Ahol 
Együttható 
Az A. függelékben található nomogram szerint kell venni
Határozza meg a megengedett nyomást a szilárdsági feltételből
Határozza meg a megengedett nyomást a stabilitási feltételből a rugalmas tartományon belül
Ahol 
Megengedett külső nyomás
Állapot ellenőrzése
Sima kúpos héjak külső nyomással terhelve
Ahol D 1 - belső átmérő a kúp tetején, mm
Határozza meg a megengedett nyomást a szilárdsági feltételből:
A rugalmasságon belüli stabilitási feltételből meghatározzuk a megengedett nyomást:
A B 1 együttható értéke képlet határozza meg
A megengedett külső nyomást a képlet határozza meg
Stabilitási állapot ellenőrzése
Az ing párjának kiszámítása a testtel
A köpeny tervezési nyomása p 2, az edényre pedig p 1, ha p 1> 0.
7. ábra - U-alakú kabáttal ellátott hajók
A) - konjugációval kúp segítségével; b) - gyűrűt használó ragozással
A köpeny összekapcsolása az edénytesttel gyűrű segítségével
8. ábra - Az ing és a test összekapcsolása gyűrűvel
Határozza meg a köpeny falának közepe és az érfal külső oldala közötti távolságot
A gyűrű magasságának meghatározása
ahol p 2 a gőznyomás a köpenyben, MPa)
[?] 2 - a köpenyfal anyagának megengedett feszültsége a tervezési hőmérsékleten, MPa
Határozza meg az edény és a gyűrű közötti hegesztési varrat méretét a társoknál
= 168 MPa
Határozza meg a hegesztés számított szilárdsági tényezőit!
A gyűrű paramétereinek meghatározása
Relatív nyomás
A gyűrű geometriai paramétere
P0 a sugárirányú hegesztés szilárdsági tényezője az illesztőgyűrűben
B 0 - gyűrűszélesség
Határozza meg a relatív terhelési nyomatékot!
ahol A az axiális erő együtthatója a következő képlet szerint:
Ahol d 1 a köpeny és az edény alja közötti párosítás kerületének átmérője (9. ábra). A köpeny és az edény aljának illeszkedési kerületének átmérőjének meg kell felelnie a feltételnek
9. ábra - Az ing párosítása az aljával
Határozza meg a relatív reaktív momentumot az érfalban!
P 2> p 1> 0, akkor a képletben behelyettesítjük p 1 = 0-val
Határozza meg a relatív reaktív momentumot az ing falában!
mivel 
Határozza meg a relatív reakciónyomatékot a gyűrű és az érfal találkozásánál!
Határozza meg a megengedett túlnyomást a köpenyben, a képlet határozza meg
Tisztázzuk a gyűrű magasságának értékét
axiális erőt okoz a gyűrűben 
Hol van az edény és annak tartalma saját tömege, míg a támasztékok a köpenyen helyezkednek el.
Az U-alakú köpenyben az axiális erő és a túlnyomás együttes hatásából származó teherbírás ellenőrzését a következő képlet szerint kell elvégezni:
Karimás csatlakozás számítása
A csatlakozás tervezési paramétereinek meghatározása
A karimás hüvely vastagságát S 0 = 7 mm a kialakításától függően (karima típus - mentes) úgy kell felvenni, hogy az megfeleljen az S 0> S feltételnek. S 0 = 7 mm
10. ábra - Tervezési séma
h magasság laza karimás perselyekben:
A szabad gyűrű D s belső átmérőjét vesszük
D b átmérőjű karimák csavaros köre:
ahol u 1 a szabványos rés az anya és a héj között (u 1 = 8 mm);
D 6 = 20 mm - a csavar külső átmérője;
D s a szabad gyűrű belső átmérője.
A karima külső átmérője:
Ahol a egy építő adalék anyák elhelyezéséhez a karima átmérője mentén.
A tömítés külső átmérőjét az állapot figyelembevételével kell kiválasztani
ahol D s1 a gallér külső átmérője ()
Átlagos tömítés átmérő
Ahol b a távtartó szélessége
Határozza meg a csatlakozás szorosságának biztosításához szükséges csavarok számát:
A karima magassága (vastagsága) hozzávetőlegesen:
Ahol? ábra szerint vett együttható f = 0,46. tizenegy
S eq - a karima hüvely ekvivalens vastagsága
11. ábra - Grafikon az együttható meghatározásához? ф lapos (1) és tompahegesztett (2) karimában.
Ahol? 1 - az ábra szerint meghatározott együttható. 12
12. ábra - Grafikon az együttható meghatározásához? 1
A karimás csatlakozás tömítettségének kiszámítása:
Határozza meg a terheléseket az illesztésekben a beépítés során - F b1 és munkakörülmények között - F b2 (lásd 8. ábra)
8. ábra - A karima terheléseinek működési feltételek melletti hatásának vázlata
A belső nyomás erőiből eredő
Strip reakció
ahol b 0 a csík tényleges szélessége, m (b-vel
k pr - együttható a tömítés anyagától és kialakításától függően
Határozza meg a termikus deformációból származó erőt!
Ahol? f,? b,? c - a karima, a csavarok és a szabad gyűrű anyagának lineáris tágulási együtthatói;
T f, t b, t c - a karima, a csavarok, a szabad gyűrű hőmérséklete;
Y b, y p, y f, y c - a csavarok, tömítések, karimák, szabad gyűrű megfelelősége, a képletekkel meghatározva:
Ahol E b - a csavarok anyagának rugalmassági modulusa
F b - a csavar becsült keresztmetszete a menet belső átmérőjén;
L b - a csavar becsült hossza.
Ahol l bo a csavarfej és az anya csapágyfelületei közötti távolság, amelyet a képlet határoz meg
ahol h p egy szabványos tömítés magassága;
D = d b - csavarfurat átmérője
A tömítés megfelelősége
ahol k p = 0,09 a gumitömítés kompressziós aránya;
E p - a tömítés anyagának rugalmassági modulusa
A karima megfelelősége
ahol E a karima anyagának rugalmassági modulusa, N / m 2;
V,? ф - dimenzió nélküli paraméterek.
Ahol? 1 ? 2 - a képletekkel meghatározott együtthatók:
Ingyenes gyűrű megfelelőség
ahol E c a karima anyagának rugalmassági modulusa, N / m 2;
H c - a szabad gyűrű magassága, m (h c = h f).
A karimás csatlakozás merevségi együtthatója azonos kialakítású karimák összekapcsolásakor:
Csavarterhelés a beépítési körülmények között a belső nyomás alkalmazása előtt:
Ahol: F - külső axiális húzó (+) vagy nyomó (-) erő (F = 0 - esetünkben);
M - külső hajlítónyomaték (M = 0);
[?]? 20 - megengedett feszültség a csavar anyagára 20є С, N / m 2
P pr - a tömítés minimális kompressziós nyomása, MPa.
Csökkentett hajlítási nyomaték:
A csavarok szilárdsági viszonyainak ellenőrzése
Ellenőrizzük a nem fém tömítések szilárdsági állapotát:
Maximális feszültség az S 0 méret által korlátozott szakaszon
Ahol? 1 - maximális feszültség a karima szakaszában, amelyet az S x, MPa méret korlátoz,
F f - a monogram által meghatározott dimenzió nélküli paraméter (B függelék) az S 1 / S 0 függvényében
T f - dimenzió nélküli paraméter, a következő képlettel találjuk meg:
Belső nyomás okozta perselyfeszültség:
Délkör
Ellenőrizzük a szilárdsági erőt a karima S 0 méret által korlátozott szakaszára:
Ahol [?] 0 a perem megengedett feszültsége a szakaszban, ha a csatlakozások terhelési száma 2 · 10 3.
Ellenőrizzük a szabad gyűrű szilárdsági feltételét:
Ahol 
- csökkentett hajlítónyomaték, a következő állapot alapján:
Ahol 
és 
A szabad gyűrű anyagának megengedett feszültsége 20 °C-on, illetve tervezési hőmérsékleten.
Ellenőrizzük a tömörségi állapotot, amelyet a szabad gyűrű elfordulási szöge határoz meg:
Ahol 
- a gyűrű megengedett elfordulási szöge
Tartók kiválasztása és számítása
A hegesztett támasztékokat (lásd a 14. ábrát) előre válassza ki a GOST 26296-84 szerint, figyelembe véve a készülék súlyát. A készülék tömegét az alkatrészek, összeszerelési egységek tömegének összege határozza meg, figyelembe véve a készülékben lévő termék tömegét. Támláb 1-10000 GOST 26296-84
14. ábra - Hegesztett támasztóláb
Határozza meg a tehervállt a következő képlet szerint (lásd 15. ábra):
Az egy támaszra ható terhelést a képlettel számítjuk ki
Meghatározzuk a készülék és a támaszték paramétereinek arányát:
Határozza meg a feszültséget a belső nyomás hatására!
A fő terhelésekből és a hordozó reakciójából adódó maximális membránfeszültséget a képlet határozza meg
A támasztó reakcióból származó maximális hajlítófeszültséget a következő képlet határozza meg:
15. ábra - A teherváll meghatározásának sémája 
Ellenőrizzük az erőviszonyokat
Megerősítő kivágások
Lyuk a felső nyílás csőhöz
Elliptikus burkolathoz H = 0,25 D-nél
Feltétel szerinti ellenőrzés 
ha egyetlen furat számított átmérője kielégíti a feltételt, akkor a furatok megerősítésének további számításai nem szükségesek.
Lyuk az edény alján lévő leágazó csőhöz
Határozza meg egyetlen furat tervezési átmérőjét, amely nem igényel további megerősítést, túlzott edényfalvastagság esetén a képlet alapján számítja ki
ahol s a megerősítendő héj falvastagsága;
S p - a megerősítendő héj tervezési falvastagsága,
D p - a megerősített elemek számított átmérői:
Kúpos alsóhoz
A fúvóka belső és külső nyomással terhelt falvastagságát a képlet határozza meg
A számított átmérőket a választott vasalás típusától függően határozzuk meg.
Feltétel szerinti ellenőrzés 
16. ábra - Furatok megerősítése karimákkal
Lyuk a tartályköpeny bemeneti csövéhez
Határozza meg egyetlen furat tervezési átmérőjét, amely nem igényel további megerősítést, túlzott edényfalvastagság esetén a képlet alapján számítja ki
ahol s a megerősítendő héj falvastagsága;
S p - a megerősítendő héj tervezési falvastagsága,
D p - a megerősített elemek számított átmérői:
Hengeres héjhoz
A fúvóka belső és külső nyomással terhelt falvastagságát a képlet határozza meg
A számított átmérőket a választott vasalás típusától függően határozzuk meg.
Feltétel szerinti ellenőrzés
Lyuk az edényköpeny kimeneti csövéhez
Határozza meg egyetlen furat tervezési átmérőjét, amely nem igényel további megerősítést, túlzott edényfalvastagság esetén a képlet alapján számítja ki
ahol s a megerősítendő héj falvastagsága;
S p - a megerősítendő héj tervezési falvastagsága,
D p - a megerősített elemek számított átmérői:
Kúpos alsóhoz
A fúvóka belső és külső nyomással terhelt falvastagságát a képlet határozza meg
A számított átmérőket a választott vasalás típusától függően határozzuk meg.
Feltételenként ellenőrizzük, hogy egy-egy furat számított átmérője megfelel-e a feltételnek, akkor a furatok megerősítésének további számításai nem szükségesek.
A feltétel nem teljesül, erősítjük a lyukat.
Meghatározzuk a vasalás számított és kiviteli méreteit
Az l 1, l 2 szerelvények üzemi hosszának meg kell felelnie a feltételnek
A héjak, átmenetek és fenék megerősítési zóna szélességét a képlet határozza meg
A megerősítési zóna becsült szélessége a héj falában, az átmenetben vagy az alján a fojtó közelében karima jelenlétében
Az l megerősítési zóna végrehajtási szélességének meg kell felelnie az l> l P feltételnek.
Megengedett feszültségi arányok a fojtószelep külső részén:
A számított átmérőt a képlet határozza meg
Az egyes furatok megerősítésének állapotának ellenőrzése
MUNKAVÉDELMI, BIZTONSÁGI ÉS EGÉSZSÉGÜGYI ÉS HIGIÉNIAI KÖVETELMÉNYEK
Oroszországban a munkavédelmi követelmények betartása feletti állami ellenőrzést és felügyeletet az Orosz Föderáció Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Minisztériuma alá tartozó szövetségi munkaügyi felügyelőség és a szövetségi végrehajtó hatóságok látják el (hatalmazásaik keretein belül).
A Szövetségi Munkaügyi Felügyelőség felügyeli a jogszabályok, a munkavédelmi normák és szabályok végrehajtását. Az Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériumának szervei által végzett állami egészségügyi és járványügyi felügyelet ellenőrzi, hogy a vállalkozások megfelelnek-e az egészségügyi és higiéniai, valamint az egészségügyi és járványellenes normáknak és szabályoknak. Az Orosz Föderáció Üzemanyag- és Energiaügyi Minisztériuma alá tartozó Állami Energiafelügyelet ellenőrzi az elektromos berendezések megfelelő tervezését és működését. Az állami tűzvédelmi felügyelet ellenőrzi a tűzbiztonsági követelmények betartását az épületek, helyiségek tervezése és üzemeltetése során.
A munkavédelmi követelmények megszegésében, a kollektív szerződésben és szerződésben, munkaszerződésben (szerződésben) meghatározott munkavédelmi kötelezettségek be nem tartásában, vagy a munkavédelmi követelmények betartása feletti állami felügyelet és ellenőrzés képviselői tevékenységének akadályozásában, valamint a köz ellenőrző szervek, az Orosz Föderáció jogszabályaival összhangban fegyelmi, közigazgatási, polgári jogi és büntetőjogi felelősséggel tartoznak.
A következő típusú fegyelmi szankciók léteznek:
Megjegyzés;
Rendreutasítás;
Elbocsátás megfelelő indokkal.
bírság;
bizonyos pozíciók betöltésére és bizonyos tevékenységek végzésére való jog megvonása;
javítómunka;
meghatározott ideig tartó szabadságvesztés.
1. A gyártóberendezéseknek biztosítaniuk kell a dolgozók biztonságát a telepítés (leszerelés), az üzembe helyezés és az üzemeltetés során, mind önálló használat esetén, mind technológiai komplexum részeként, az üzemeltetési dokumentációban előírt követelmények (feltételek, szabályok) betartásával.
Jegyzet. Az üzemeltetés általában a rendeltetésszerű használatot, a karbantartást és a javítást, a szállítást és a tárolást foglalja magában.
2. A gyártóberendezések tervezési biztonságát a következők biztosítják:
1) a működési elvek és a tervezési megoldások, az energiaforrások és az energiahordozók jellemzői, a munkafolyamatok paraméterei, a vezérlőrendszer és elemei megválasztása;
2) az elhasznált és felhalmozott energia minimalizálása a berendezések működése során;
3) a szerkezetek gyártásához, valamint az üzemeltetés során használt alkatrészek és anyagok kiválasztása;
4) a gyártási folyamatok megválasztása;
5) a tervezésbe beépített munkavállalók védőfelszerelésének, valamint a veszélyes (beleértve a tűz- és robbanásveszélyes) helyzetekre figyelmeztető tájékoztató eszközök használatát *;
* Veszélyes helyzet - olyan helyzet, amelynek előfordulása veszélyes és káros termelési tényezők hatását okozhatja a munkavállalóra (dolgozókra).
6) a szerkezet és elemeinek megbízhatósága (ideértve az egyes vezérlőrendszerek, védelmi eszközök és információk megkettőzését, amelyek meghibásodása veszélyes helyzetek kialakulásához vezethet);
7) a gépesítés, automatizálás (beleértve a munkafolyamatok paramétereinek automatikus szabályozását) távvezérlési és felügyeleti eszközeinek alkalmazása;
8) a tervben nem szereplő védőfelszerelés használatának képessége;
9) az ergonómiai követelmények teljesítése;
10) a munkavállalókat érő fizikai és neuropszichiátriai stressz korlátozása.
3. A meghatározott csoportok, típusok, modellek (márkák) gyártóberendezéseire vonatkozó biztonsági követelményeket a jelen szabvány követelményei alapján állapítják meg, figyelembe véve:
1) a cél, a teljesítmény és a működési feltételek jellemzői;
2) a vizsgálati eredmények, valamint a hasonló berendezések működése során előforduló veszélyes helyzetek elemzése (beleértve a tűz- és robbanásveszélyt is);
3) a veszélyes és káros termelési tényezők megengedett értékeit megállapító szabványok követelményei;
4) kutatási és fejlesztési munka, valamint a biztonságot garantáló eszközök és módszerek elemzése a világ legjobb analógjain;
5) a gyártóberendezések hasonló csoportjaira, típusaira, modelljére (márkájára) vonatkozó nemzetközi és regionális szabványok és egyéb dokumentumok által megállapított biztonsági követelmények;
6) az újonnan létrehozott vagy korszerűsített berendezéseken előforduló veszélyes helyzetek előrejelzése.
A technológiai komplexumra vonatkozó biztonsági követelményeknek figyelembe kell venniük a komplexumot alkotó gyártóberendezés-egységek együttes működéséből adódó esetleges veszélyeket is.
4. Minden egyes technológiai komplexumot és önállóan használt gyártóberendezést olyan követelményeket (szabályokat) tartalmazó üzemeltetési dokumentációval kell kiegészíteni, amely megakadályozza a veszélyes helyzetek kialakulását a telepítés (leszerelés), az üzembe helyezés és az üzemeltetés során. Az üzemeltetési dokumentáció tartalmára vonatkozó általános biztonsági követelményeket a melléklet tartalmazza.
5. A gyártóberendezéseknek az üzemeltetés teljes időtartama alatt meg kell felelniük a biztonsági követelményeknek, ha a fogyasztó megfelel az üzemeltetési dokumentációban meghatározott követelményeknek.
6. A gyártóberendezések működése során nem szennyezhetik a természetes környezetet káros anyagok és káros mikroorganizmusok kibocsátásával a szabványok és egészségügyi normák által meghatározott megengedett értékeknél nagyobb mennyiségben.
KÖVETKEZTETÉS
Ez a kurzusprojekt számítási és grafikai munkák halmaza egy extraktor tervezéséhez és kiválasztásához. A tervezett hőcserélő lehetővé teszi a szükséges folyamatok elvégzését a megadott paraméterekkel.
Az elszívó működésének elemzése után elemeztem az egység alkatrészeinek tervezési elveit. Megtudtam azokat a főbb pontokat, amelyek segítettek jobban megérteni az élelmiszer-előállító gépek és berendezések tervezésének alapjait. A tervezési és számítási munkák során (szerkezeti számítás, hidraulikai számítás, szilárdsági számítás) megtörtént a szerkezeti egységek kiválasztása, a mechanikai megbízhatóság, a gazdaságilag indokolt választás (anyag, hossz, stb.), valamint a berendezés konstruktív tökéletessége. Ezek a tényezők alapvető fontosságúak a berendezések nagy termelékenységű, problémamentes működéséhez ipari környezetben.
A projektem alapja a tervezéssel kapcsolatos tudományágak konszolidációjának, melyeket biztonságosan alkalmazni fogok a gyakorlatban, miközben a szakterületemhez kapcsolódó új tudományágakat sajátítok el.
BIBLIOGRÁFIA
Sokolov V.I. Az élelmiszer-előállító gépek és készülékek számításának és tervezésének alapjai. - M .: Gépészet, 1983 .-- 447 p.
Kharlamov S.V. Workshop a számításról és. géptervezés és
élelmiszer-előállító apparátus: tankönyv. - L .: Agropromizdat, 1991.
Kononyuk L. V., Basanko V. A. Élelmiszergyártó berendezések tervezőjének kézikönyve. - K .: Technika, 1981.
Ostrikov A. N., Abramov O. V, Élelmiszer-előállító gépek és készülékek számítása és tervezése. Tankönyv egyetemek számára. - SPb .: GIORD, 2003.
A. A. Kurochkin, V. V. Zimnyakov Feldolgozóipari gépek és berendezések számításának és tervezésének alapjai. - M .: Kolos, 2006.
GOST 14249-89 Hajók és készülékek. A szilárdságszámítás normái és módszerei
GOST 24755-89 Hajók és készülékek. Normák és módszerek a furatok megerősítésének szilárdságának kiszámítására
GOST 25867-83 Hajók és készülékek. Hajók kabátokkal. A szilárdságszámítás normái és módszerei
GOST 12.2.003-91 Munkavédelmi szabványrendszer. Gyártó berendezések. Általános biztonsági követelmények
MELLÉKLETEK
A Függelék
Nomogram külső nyomás alatt működő hengeres héjak rugalmasságán belüli stabilitás kiszámításához
B. függelék
Grafikon az f együttható meghatározásához
Szövetségi Állami Költségvetési Oktatási Intézmény
Felsőfokú szakmai végzettség
Ryazan Állami Agrotechnológiai Egyetem
P. A. Kosztycsevről nevezték el "
Osztály
"A közétkeztetés technológiája"
10. sz. laboratóriumi munka
az "Élelmiszergyártás folyamatai és eszközei" tudományágban
Extrakciós készülék
Rjazan - 2011
A tanszéki ülésen megtárgyalták a módszertani utasításokat 1. számú TOP jegyzőkönyv 2011. augusztus 31
osztályvezető ___________ O.V. Cserkasov
A Tanács jóváhagyta (Módszeres Bizottság) Műszaki Kar
"_____" _____________ 2011.
elnök ____________ O.V. Platonov
A munka célja - az elméleti ismeretek megszilárdítása a "Tömegtranszfer folyamatok" részben, a kitermelési folyamat szerkezeteinek és eszközeinek tanulmányozása.
Laboratóriumi munka eredményeként a tanulók tanulmányozzák az elszívó berendezés kialakítását és működését.
KISZERELÉSEK ÉS KISZÁMÍTÁSOK
Az extrakciós folyamatokban a tömegátadás hatékonysága arányos a tömegátadási felület területével és a folyamat átlagos hajtóerejével.Az extrakciós folyamatok tömegátadási felületének növelése érdekében az egyik folyadékfázis diszpergálódik és cseppek formájában oszlik el a másikban. Az anyagátviteli folyamat a diszperzív és a folyamatos fázis között megy végbe. A folyamat legnagyobb hajtóerővel történő végrehajtása érdekében az elszívók az áramlások kölcsönhatását az ideális elmozdulást megközelítő körülmények között szervezik meg. Ezt úgy érik el, hogy az eljárást vékony rétegben hajtják végre csomagolt, centrifugális extraktorokban, szakaszoló extraktorokkal vagy többlépcsős szekcionált extrakciós berendezésekkel.
Az elszívók a folyamatszervezés elve szerint folyamatos és időszakos működésűek.
A fázisérintkezés módjától függően az extraktorok három csoportra oszthatók: lépcsős, vagy szekcionált, differenciálérintkezős és keverő-ülepítős.
Lépcsős (szekciós) elszívók külön szakaszokból állnak, amelyekben a fázisok koncentrációváltozása hirtelen következik be. Bizonyos esetekben minden szakasz megközelíti a koncentrációs mezőt egy ideális keverőberendezéshez. A több ilyen szakaszból álló extraktor a koncentrációs mezőt tekintve megközelíti az ideális kiszorító berendezést.
Az egyes extrakciós szakaszok utáni fázisszétválasztás szükségessége rosszul szétválasztható emulziók esetén az extraktor méretének jelentős növekedéséhez vezethet.
Differenciálérintkező-elszívók folyamatos érintkezést biztosítanak a fázisok között, és a fázisokban a koncentráció zökkenőmentes folyamatos változását. Az ilyen berendezésekben a fázisok hosszirányú keveredése miatt az átlagos hajtóerő jelentősen csökkenhet a dugós áramlású készülékekhez képest.
A folyadékfázis szétoszlatásához energia szükséges. Az elszívók a felhasznált energia típusától függően lehetnek külső energiaellátás nélkül és annak ellátásával. A kölcsönhatásban lévő fázisokba külső energiát lehet bevinni keverőberendezésekkel, vibrátorokkal és pulzátorokkal, például vibropulzációs extraktorokban, centrifugális erő formájában a centrifugális extraktorokban, a sugár kinetikus energiáját az injekciós és ejektoros extraktorokban.
Keverő és ülepítő elszívók több fokozatból áll, amelyek mindegyike tartalmaz egy keverőt és egy elválasztót. A keverőben a külső energia betáplálása miatt az egyik folyadékfázis diszpergált fázis képződésével diszpergálódik, amely eloszlik a másik, folyamatos fázisban. A diszpergált fázis lehet könnyű vagy nehéz fázis.
A szeparátorban, amely egy ülepítő tartály, és a modern berendezésekben - egy szeparátorban, az emulziót raffinátumra és extraktumra választják szét. A legegyszerűbb keverő- és ülepítő extraktor diagramja az ábrán látható. 1.
1 - elszívó: 2 - elválasztó
1. ábra - Keverő és ülepítő extraháló üzem
Több keverő-ülepítő szakasz összekapcsolásával különböző konstrukciójú kitermelő üzemek jönnek létre.
Az adott konstrukciót számos eredendő hátránya miatt, nevezetesen a nehézkesség, a nagy gyártási terület, a magas fém- és energiafogyasztás miatt, kiszorítják a fejlettebb kialakítások.
Tálca elszívók(2. ábra) oszlopberendezések különböző kialakítású szitatálcákkal, túlfolyó berendezéssel. A fáziskölcsönhatás keresztáramban történik minden lemezen. A diszpergált fázis (könnyű vagy nehéz) áthalad a tálcákon lévő lyukakon, és cseppekre bomlik. A folytonos fázis a lemez mentén mozog a túlfolyástól a túlfolyásig. A tálcákon lévő cseppek összefolynak, és folyamatos folyadékréteget képeznek a tálca felett (nehéz folyadék) vagy a tálca alatt (könnyű folyadék). A tartóréteg magasságban tagolja az elszívót, és tartót biztosít a folyadék szétszóródásához a tálcák lyukain keresztül. Az extraktor szekcionálása csökkenti a fázisok visszakeverését és a folyamat átlagos hajtóerejének növekedését eredményezi.
1 - hengeres test; 2 - túlfolyó berendezés; 3 - perforált lemezek
2. ábra - Tálca kihúzó
A diszpergált fázis sebességét a tálca lyukaiban a sugárzó rendszer létrehozásának feltételei határozzák meg. A csepegtető és a sugárzó üzemmód közötti átmenetnek megfelelő kritikus sebesség a lyukak átmérőjétől függ:
Az elszívó stabil jet üzemmódban történő működtetéséhez a fordulatszám körülbelül 20%-kal megnő a kritikushoz képest.
Forgótárcsás elszívó(3. ábra) mechanikus fáziskeverős extraktorokra vonatkozik. Ez egy függőleges többszakaszú berendezés, amelynek hengeres testébe kerek vízszintes tárcsákkal ellátott forgórész van beépítve a tengely mentén. A tárcsák az elszívó szakasz középső síkjában forognak, és gyűrű alakú terelőlapokkal vannak elválasztva egymástól, ami megakadályozza az áramlások hosszirányú keveredését és növeli a folyamat hajtóerejét. Amikor a rotor forog, a tárcsák a folyamatos fázis tengelyirányú áramlását hozzák létre a rotor tengelyétől az elszívó falai felé. A falakat elérve a folyadék fel-le mozog rajtuk a gyűrű alakú válaszfalak által határolt térben. A terelőgyűrűkről visszaverődő folyadék irányt változtat és az elszívó tengelye felé halad. Így keletkeznek a folytonos fázis toroidális áramlásai. Az elszívó felső és alsó részén ülepítő zónák találhatók. A fényfázis cseppjei - kivonat felfelé mozognak, és a felső ülepedési zónában egyesülnek. A jobb fázisszétválasztás érdekében az ülepítőzónák átmérője valamivel nagyobb, mint a keverőzónáké.
1, 5 - letelepedési zónák; 2 - keret; 3 - gyűrű alakú válaszfalak; 4 - rotor
3. ábra - Forgótárcsás elszívó
Más kiviteleknél a nyitott turbinás keverők az egyes szakaszok középsíkjában a forgórészen találhatók. Az elválasztás gyűrűs terelőlemezekkel történik. Az ilyen elszívókban a keverő és elválasztó zónák váltják egymást.
Gyűrűs válaszfalak helyett a keverési zónák egy tömítőréteggel, például Raschig-gyűrűkkel választhatók el, amelyekben a háromkomponensű keveréket egy könnyű és egy nehéz folyadékra választják szét. ábrán. A 4. ábra egy elszívót mutat turbinás keverőkkel és Raschig-gyűrűkkel töltött ülepítőzónákkal.
A leírt extraktorok előnyei a következők: hatékony hidrodinamikai rendszer, amely meghatározza a nagy tömegátadási együtthatókat és a felületi érintkezés felületét; a reakciótérfogat szakaszokra osztása, ami az átlagos hajtóerő növekedéséhez vezet a dugós áramlású berendezéshez közeli értékekre; a rotor sebességének szabályozása, amely lehetővé teszi az elszívó termelékenységének és hatékonyságának megváltoztatását.
1 - rotor; 2 - csomagolóréteg; 3 - turbinás keverők
4. ábra - Egy rotációs töltetű elszívó töredéke
Rezgés- és impulzuselszívók lehetővé teszi a tömegátadás intenzitásának növelését és a gravitációs extraktorok pozitív tulajdonságainak felhasználását (tervezés egyszerűsége, alacsony költség, alacsony üzemeltetési költségek).
A folyadékok oszcilláló mozgását az elszívón kívül elhelyezett pulzátorral vagy mozgatható közös rúdra szerelt szitatálcák mozgó, oda-vissza mozgó blokkjával lehet biztosítani. Az első esetben az elszívót pulzálónak (5. ábra), a másodikban rezgésnek nevezzük.
Az orsóelosztó mechanizmus egy rögzített testben forgó tárcsából áll. A tárcsán és a testen két-két ablak található a pulzációs kamra és a sűrített levegő rendszer összekapcsolására, valamint a kamra és a légkör közötti kommunikációra. Amikor a sűrített levegő rései a tárcsán és a testen megegyeznek, a pulzációs kamrában lévő folyadék túlnyomás alatt van. A nyomásesés következtében a folyadék transzlációs mozgást kap. Amikor a pulzációs kamra kommunikál a légkörrel, amikor a nyomáscsökkentő rések a forgótárcsán és a házon egybeesnek, a nyomás megszűnik, és a folyadék visszatérő mozgást végez. A tárcsa forgási sebességének beállításával megváltoztathatja az elszívóban lévő folyadék rezgésének gyakoriságát. A rezgés amplitúdóját a sűrített levegő nyomása határozza meg. A pulzációk gyakorisága általában 30-250 rezgés percenként, amplitúdója 2 ... .25 mm.
1 - rögzített test; 2 - forgó tárcsa; 3 - ablakok a sűrített levegő rendszerhez való csatlakozáshoz, 4 - egy ablak a légkörrel való kommunikációhoz, 5 - pulzációs kamra
5. ábra - Impulzus kivonó
Az amplitúdó és az oszcillációs frekvencia szorzatától függően a pulzációs kivonók keverő-ülepítés és emulgeálás üzemmódban működhetnek.
Keverő-ülepítés üzemmódban egy pulzációs ciklusban az alsó tálcáról a fedőtálcára haladó fényfázis szétszóródik a tálcán, és összeolvad a tálcák közötti térben. A nehéz fázis a könnyű folyadékrétegen keresztül egymás felé mozog. Ezt az üzemmódot a fáziskontaktus rövid időtartama és a fázisközi felület területe jellemzi. Az amplitúdó és az oszcillációs frekvencia szorzatának növekedésével a cseppek mérete csökken, és emulgeálási rendszer jön létre, amelyet körülbelül azonos átmérőjű kis cseppek jelenléte jellemez, amelyek kitöltik az extraktor teljes interdigitális térfogatát.
Az elszívó tálcáiban lévő lyukak mérete 3 ... 5 mm, az összes lyuk területe az oszlop keresztmetszete 20 ... 25% -a; a lemezek közötti távolság 50 mm.
A jobb eloszlás és diszperzió a téglalap alakú nyílásos tálcákkal és lapátlapátokkal érhető el.
A vibrációs elszívókban a lemezszerelvény rezgése magasabb frekvencián és kisebb amplitúdójú, mint a folyadék pulzálása a pulzáló extraktorokban. A tálcaegység rezgésének energiafogyasztása sokkal kisebb, mint a teljes folyadékoszlop mozgatására szolgáló pulzáló elszívóknál.
A pulzáló és vibrációs extraktorok előnye a hatékony tömegátadás, amelyet a tömegátadási együtthatók, a folyamat átlagos hajtóereje és a kialakult fáziskontaktus felület növelésével érnek el. Az ilyen extraktorokban a HETS 5-6-szor alacsonyabb, mint a tárcsás szita-elszívókban.
A nagy fajlagos terhelések meghaladják a forgótárcsás elszívók megengedett terheléseit.
A tömegtranszfer nagy hatékonysága lehetővé tette az extraháló berendezés fémfogyasztásának jelentős csökkentését, ami a tőkeköltségek csökkenéséhez vezetett.
Ugyanakkor a pulzáló és vibrációs elszívókhoz erősebb alapokra van szükség a jelentős dinamikus terhelések elviseléséhez. Ezeknek az elszívóknak az üzemeltetési költségei valamivel magasabbak, mint a hagyományos tálcás elszívóké.
V centrifugális extraktorok(6. ábra) az extrakció az ellenáramban mozgó fázisok folyamatos érintkezésével megy végbe, minimális kölcsönhatási idővel.
A géptestben, amely két házból áll: felső és alsó, egy tengely van, amelyhez egy forgórész van rögzítve. A tengely mindkét végén üreges és "pipe-in-pipe" típus szerint készül, középső része pedig egyrészes, könnyű folyadék elvezetésére szolgáló csatornákkal. A tengely a rotorral együtt körülbelül 4500 perc -1 fordulatszámmal forog.
A feldolgozandó oldat és az extrahálószer az üreges tengely ellentétes végei felől jut be az extrahálóba, amint az ábra mutatja. 6. Könnyű folyadékot a hajtóvégről, nehéz folyadékot pedig a tengely ellenkező végéről táplálunk. A tengely dupla mechanikus tömítéssel van tömítve. A tömítőfolyadék az extraktorban feldolgozott folyadék.
A rotor belsejében egy csomag koncentrikus V-gyűrű található. A rotor csatornákkal rendelkezik a könnyű és nehéz folyadékok áthaladására. A nehéz folyadék a rotorcsomagba, annak középső részébe, míg a könnyű folyadék a rotor perifériás részébe kerül. Amikor a rotor együtt forog a gyűrűcsomaggal, a centrifugális erő hatására a nehéz folyadék a rotor külső kerületére rohan, és a könnyű folyadék a forgórész tengelye felé mozog. Így a folyadékok ellenáramban érintkeznek. A folyadék cseppekké történő többszöri diszperziója és a cseppek összeolvadása révén magas extrakciós hatásfok érhető el.
A háromkomponensű keverék leválasztása után a folyadékok a rotorban lévő csatornákon keresztül az üreges tengelybe távoznak: a nehéz folyadék a hajtóoldalról, a könnyű pedig a tengely ellenkező végéről, a nehéz tengelyről távozik. folyadék bemenet.
A fázisinverzió a rotor belsejében történik. Ha a forgórész perifériás részén a könnyű folyadék diszpergált fázisa kölcsönhatásba lép a nehéz folyadék folytonos fázisával, akkor a rotor tengelyével szomszédos zónában ellenkezőleg, a nehéz folyadék diszpergált fázisa érintkezik a nehéz folyadék folyamatos fázisával. a könnyű folyadék folyamatos fázisa.
1 - elszívó test; 2 - V-gyűrű; 3 - rotor; 4 - egy cső könnyű folyadék ellátására: 5 - könnyű folyadék leeresztésére szolgáló cső; 6 - cső nehéz folyadék bemenetére: 7 - csatorna nehéz folyadék bemenetére
6. ábra - "Podbilnyak" elszívó
A könnyű folyadék kivezető csövön egy visszacsapó szelep található a két fázis határának sugárirányú helyzetének beállításához. A könnyű folyadék üzemi nyomásának a visszacsapó szeleppel történő változtatásával elérhető az elszívó rotorban visszatartott könnyű és nehéz folyadék térfogatának kívánt aránya.
Az extrakciós hatásfok a feldolgozott folyadékok tulajdonságaitól függően a rotorban visszatartott nehéz és könnyű folyadék térfogatának változtatásával állítható be.
A forgórész fordulatszámának növelésével nő az extrakciós hatásfok és az extraktor termelékenysége, megszűnik az "elárasztás", és nő a háromkomponensű keverék elválasztási hatékonysága.
A centrifugális elszívók kompaktak és rendkívül hatékonyak. Megkülönböztető jellemzőjük a keverési és fázisszétválasztási folyamatok jelentős felgyorsítása a centrifugális erők területén. Az ilyen elszívókban a fázisok tartózkodási ideje a kialakítástól függően néhány másodperctől több tíz másodpercig terjed,
A centrifugális extraktorokban kis sűrűségkülönbségű és alacsony extrakciós modulusú folyadékok dolgozhatók fel.
V folyamatos kitermelő üzem(7. ábra) a fő eszközök az extraktor, a kiindulási oldat tartályai, az extrahálószer, a raffinátum és az extraktum. Az eredeti oldatot az elszívó tetejére táplálják a tartályból 3 szivattyú 2. Ki a tartályból 4 szivattyú 1 az extrahálószert (könnyű folyadékot) az elszívó aljára tápláljuk.
Az elszívóban a tömegcsere ellenáramban megy végbe: az extrahálószer alulról felfelé halad át a tálcákon, az eredeti oldat pedig felé halad. Ennek eredményeként a kivonat az extraktor felső részéből, a raffinátum pedig az alsó részből kerül ki, amelyeket megfelelő tartályokba gyűjtenek.
1,2 - szivattyúk; 3, 4, 6, 7 - kapacitások: 5 - elszívó
7. ábra - Folyamatos kitermelő üzem vázlata
Az Orosz Föderáció Mezőgazdasági Minisztériuma
FGOU VPO
TANFOLYAM PROJEKT
Téma: "Az elszívó számítása"
szakterület 110303 - feldolgozás gépesítés
Mezőgazdasági termékek
Diák: Nikonov Nyikolaj Jurjevics
Projekt menedzser: Folypát. tech. Tudományok, egyetemi docens N.N. Ustinov
^
Tyumen - 2010
Technikai feladatlap egy tanfolyami projekthez
Tyumen Állami Mezőgazdasági Akadémia
Mechanikai és Technológiai Intézet
110303 szakterület - mezőgazdasági termékek feldolgozásának gépesítése
^ MUNKA BE
| 3. számú feladat |
Tárgy (opció sz.)az elszívó számítása (7) ______________________________
A munka (projekt) védésre való benyújtásának határideje "10
»
január
20
10
G.
Szakdolgozat (projekt) tartalma
| Gőznyomás az elszívóban P = 1 kgf / m 2 |
| Gőznyomás a köpenyben P 1 = 6 kgf / m 2 |
| Az elszívó belső átmérője D in = 1000 mm |
| Kabát belső átmérője D = 1100 mm |
| A test hengeres részének hossza L = 1500 mm |
| A csavarok beépítési körének átmérője D b = 1200 mm |
| A kúp nyitási szöge 2α = 100 0 |
| A felső nyílás átmérője d = 38 mm |
| A gőzbevezető leágazó cső átmérője d 1 = 80 mm |
| A leágazó cső átmérője a kimenethez d 2 = 38 mm |
| Az extrahált anyag hőmérséklete t = 70 0 C |
| Termék: Répacukor extrakció |
^ Kötelező grafikai anyag:
Kivonó vázlat
A megbízás kiadásának dátuma: " 2
» szeptember 2010 r.
Vezető: N.N. Ustinov
A feladatot elfogadták
A végrehajtáshoz: N.Yu. Nikonov
TARTALOM
BEVEZETÉS 6
^ A TERVEZETT KÉSZÜLÉK CÉLJA ÉS HATÁLYA 7
A HŐCSERÉLŐK ALAPVETŐ SZERKEZETI ELEMEIINEK SZÁMÍTÁSA 12
Belső túlnyomással terhelt sima héjak számítása 12
A hengeres héjak számítása 12
Kúpos héjak számítása 13
A domború burkolat számítása 13
Külső nyomással terhelt héjak, fenék és burkolatok számítása 14
Külső nyomással terhelt hengeres héj számítása 14
Sima kúpos héjak külső nyomással terhelve
A kabát testtel való társainak kiszámítása 17
A köpeny és az edénytest összekapcsolása gyűrűvel 18
Karimás csatlakozás számítása 21
A csatlakozás tervezési paramétereinek meghatározása 21
A karimás csatlakozás tömítettségének számítása: 24
Támogatások kiválasztása és számítása 30
Megerősítő kivágások 33
Furat a felső nyílás elágazó csőhöz 33
Lyuk az edény alján lévő leágazó csőhöz 34
Lyuk a tartályköpeny bemeneti leágazó csövéhez 36
Lyuk az edényköpeny kimeneti leágazó csövéhez 38
KÖVETKEZTETÉS 44
IRODALOM 45
MELLÉKLETEK 46
BEVEZETÉS
Az anyagok szilárd anyagokból történő kinyerésének folyamata meglehetősen összetett. Egyes esetekben a hasznos anyagok nincsenek oldott állapotban, és az oldószer behatol a szilárd anyagok pórusaiba, feloldja az extrahált komponenseket, amelyek aztán az extraháló folyadék nagy részébe kerülnek.
A kivont komponensek állapotától függetlenül a növényi nyersanyagok szövetében az extrakciós folyamatot elsősorban a szilárd részecskén belüli molekuláris diffúzió és a felületén történő tömegátadás jellemzi, mindegyik komponenst mennyiségileg figyelembe kell venni.
Az extrakciós berendezésben az anyagátviteli együtthatót nagymértékben befolyásolják e berendezések tervezési jellemzői az eljárás bizonyos technológiai körülményei között.
Az élelmiszeriparban a hasznos komponensek szilárd anyagokból történő kinyerésére széles körben alkalmazzák a különféle folyamatos és periodikus hatású extraktorokat.
Ebben a munkában az élelmiszeriparban használt szakaszos extraháló kialakítását számoljuk ki. Különös figyelmet fordítanak a szilárdsági számításokra.
^
A TERVEZETT KÉSZÜLÉK CÉLJA ÉS HATÁLYA
Extraktorokat (extrakciós készülékeket) használnak növényi (vagy szerves) nyersanyagokból a hasznos anyagok extraháló-oldószerrel való kivonására.
Kivonószerként víz, különféle vizes oldatok vagy egyéb folyadékok használhatók.
A tartalék tartályokhoz fűtőberendezéseket - elszívókat célszerű használni (1. ábra). A készüléket a felső burkolaton keresztül töltjük fel főzettel, az alsó csatlakozáson keresztül kerül ki a termék.
A gőzköpenybe forró vizet juttatnak annak érdekében, hogy a húsleves hőmérsékletét 90-95 °C-on tartsák. A hőmérséklet-szabályozást a termékvezetékbe szerelt távoli hőmérő végzi, amely a húslevest szárítja.
1. ábra – Tartalék edények folyékony húsleves számára.
Egy ilyen eszköz - elszívó műszaki jellemzői:
A tartaléktartály jelenléte ellenére nem ajánlott folyékony húsleveseket, különösen zabpelyhet, nagy mennyiségben felhalmozni, mivel a savasság felhalmozódik, ami a termék minőségének romlásához vezet.
A zableves savasságának növekedését a technológiai folyamat szakaszaiban a következő mutatók jellemzik (° T-ban): főzés után - 7,2, a dörzsölőgép elhagyásakor - 8,1, a homogenizátor után - 9,0, a gyűjtők elhagyásakor szárítás előtt - 11, 7.
Tekintsük az elszívók hasonló kialakítását az AGROMASH üzemben gyártott egységek példáján.
Szakaszos kivonó
A tartály-extraktor (2. ábra) egy lezárt függőleges hengeres berendezés. Az eredeti növényi (vagy bio) alapanyagokat speciális zacskókba vagy hálókba helyezzük.
Az extraháló oldat keringtetése szivattyúval (vagy hidrodinamikus generátorral) történik. Az oldat beszívása a berendezésből egy speciális rés típusú szívóberendezéssel történik, az adagolás pedig speciális permetezővel történik.
2. ábra - Tartály-extraktor hidrodinamikus keveréssel
Műszaki adatok
Teljes mennyiség, l 650 *
Elektromos motor teljesítménye szivattyú, kW 1.1
Szakaszos extraháló keverővel
A konténer-kihúzó (3. ábra) zárt nyílású edény, mechanikus emelős emelőfedéllel, belső rácsokkal. Az extraháló oldat keringtetése speciális kialakítású keverővel történik. Minden iparágban hatékonyan használják.
Műszaki adatok*
Teljes mennyiség, l 650 *
A keverőmotor teljesítménye, kW 5 
3. ábra - Batch extraktor keverővel
Extraktor rektifikáló oszloppal és reflux kondenzátorral
Az extrakciós folyamat a berendezés extrakciós kamrájában (4. ábra) történik, ahová a nyersanyagot betöltik.
Az elpárologtató kamrából gőzköpennyel felmelegített extrakciós gőzök a desztillációs oszlopba jutnak, ahonnan az illékony frakciók a refluxkondenzátorba kerülnek és kondenzálódnak.
Műszaki adatok*
Teljes mennyiség, l 1700
4. ábra - Extraktor rektifikáló oszloppal és reflux kondenzátorral
A kezdeti készülék és egységeinek tervezéséhez a 08X18H10T hőálló, hőálló és korrózióálló acélt választottam, mert ez a legalkalmasabb ehhez az egységhez. Az ilyen anyagokból készült szerkezeti egységek képesek ellenállni a nagy terheléseknek, valamint megbízhatóan használhatók agresszív vegyi környezetben. A levél ára kg-onként 230 rubel.
^ A HŐCSERÉLŐK ALAPVETŐ SZERKEZETI ELEMEK SZÁMÍTÁSA
Belső túlnyomással terhelt sima héjak számítása
Hengeres héjak számítása
5. ábra - Sima hengeres héjak domború vagy kúpos fenékkel: a - héj karimás fenékkel; b - héj nem karimás fenékkel
A hengeres héjak tervezési falvastagsága a képletet követi
Ahol p a tervezési nyomás, MPa
D - belső átmérő, m.
Kúpos héjak számítása
Ahol 
- belső átmérő a kúp tövénél, m
- a kúp csúcsánál lévő szög fele (lásd 5. ábra)
Végrehajtó falvastagság
A külső héj falvastagságának és a belső átmérőjének arányával rendelkező tervezési képletek alkalmazhatóságának feltétele
Konvex burkolat számítása
belső nyomással terhelt elliptikus burkolat Görbületi sugár a fedél tetején
Ahol 
- elliptikus burkolatokhoz
Executive burkolat falvastagsága
A falvastagság és az átmérő arányára vonatkozó tervezési képletek alkalmazhatóságának feltétele
Külső nyomással terhelt héjak, fenék és burkolatok számítása
Külső nyomással terhelt hengeres héj számítása
A héj számított hosszának meghatározásakor 
vagy a szomszédos elem hossza 
képlettel kell meghatározni
mm - perem nélküli kúpos fenékhez.
Határozza meg a segédegyütthatókat!
Ahol 
- héj stabilitási ráta (üzemi körülmények között = 2,4)
Határozza meg a hozzávetőleges falvastagságot
Ahol 
Együttható 
Az A. függelékben található nomogram szerint kell venni
Határozza meg a megengedett nyomást a szilárdsági feltételből
Határozza meg a megengedett nyomást a stabilitási feltételből a rugalmas tartományon belül
Ahol 
Megengedett külső nyomás
Állapot ellenőrzése
Sima kúpos héjak külső nyomással terhelve
Ahol D 1 - belső átmérő a kúp tetején, mm
Határozza meg a megengedett nyomást a szilárdsági feltételből:
A rugalmasságon belüli stabilitási feltételből meghatározzuk a megengedett nyomást:
A B 1 együttható értéke képlet határozza meg
A megengedett külső nyomást a képlet határozza meg
Stabilitási állapot ellenőrzése
Az ing párjának kiszámítása a testtel
A köpeny tervezési nyomása p 2, az edényre pedig p 1, ha p 1> 0.
7. ábra - U-alakú kabáttal ellátott hajók
A) - konjugációval kúp segítségével; b) - gyűrűt használó ragozással
A köpeny összekapcsolása az edénytesttel gyűrű segítségével
8. ábra - Az ing és a test összekapcsolása gyűrűvel
Határozza meg a köpeny falának közepe és az érfal külső oldala közötti távolságot
A gyűrű magasságának meghatározása
ahol p 2 a gőznyomás a köpenyben, MPa)
[σ] 2 - a köpenyfal anyagának megengedett feszültsége a tervezési hőmérsékleten, MPa
Határozza meg az edény és a gyűrű közötti hegesztési varrat méretét a társoknál
= 160,5 MPa
Határozza meg a hegesztés számított szilárdsági tényezőit!
A gyűrű paramétereinek meghatározása
Relatív nyomás
A gyűrű geometriai paramétere
φ P0 - a sugárirányú hegesztés szilárdsági tényezője az illeszkedő gyűrűben
B 0 - gyűrűszélesség
Határozza meg a relatív terhelési nyomatékot!
ahol A az axiális erő együtthatója a következő képlet szerint:
Ahol d 1 a köpeny és az edény alja közötti párosítás kerületének átmérője (9. ábra). A köpeny és az edény aljának illeszkedési kerületének átmérőjének meg kell felelnie a feltételnek
9. ábra - Az ing párosítása az aljával
Határozza meg a relatív reaktív momentumot az érfalban!
P 2> p 1> 0, akkor a képletben behelyettesítjük p 1 = 0-val
Határozza meg a relatív reaktív momentumot az ing falában!
mivel 
Határozza meg a relatív reakciónyomatékot a gyűrű és az érfal találkozásánál!
Határozza meg a megengedett túlnyomást a köpenyben, a képlet határozza meg
Tisztázzuk a gyűrű magasságának értékét
axiális erőt okoz a gyűrűben Hol van az edény és annak tartalma saját tömege, míg a támasztékok a köpenyen helyezkednek el.
Az U-alakú köpenyben az axiális erő és a túlnyomás együttes hatásából származó teherbírás ellenőrzését a következő képlet szerint kell elvégezni:
Karimás csatlakozás számítása
A csatlakozás tervezési paramétereinek meghatározása
A karimahüvely S 0 = 10 vastagságát a kialakításától függően (karima típus - mentes) úgy vesszük, hogy az megfeleljen az S 0> S feltételnek. S 0 = 10 mm
10. ábra - Tervezési séma
h magasság laza karimás perselyekben:
A szabad gyűrű D s belső átmérőjét vesszük
D b átmérőjű karimák csavaros köre:
ahol u 1 a szabványos rés az anya és a héj között (u 1 = 8 mm);
D 6 = 20 mm - a csavar külső átmérője;
D s a szabad gyűrű belső átmérője.
A karima külső átmérője:
Ahol a egy építő adalék anyák elhelyezéséhez a karima átmérője mentén.
A tömítés külső átmérőjét az állapot figyelembevételével kell kiválasztani
ahol D s1 a gallér külső átmérője ()
Átlagos tömítés átmérő
Ahol b a távtartó szélessége
Határozza meg a csatlakozás szorosságának biztosításához szükséges csavarok számát:
A karima magassága (vastagsága) hozzávetőlegesen:
Ahol λ f = 0,28 a 2. ábra szerint vett együttható. tizenegy
S eq - a karima hüvely ekvivalens vastagsága
11. ábra - Grafikon a λ f együttható meghatározásához lapos (1) és tompahegesztett (2) karimákban.
Ahol β 1 az 1. ábra alapján meghatározott együttható. 12
12. ábra - Grafikon a β 1 együttható meghatározásához
A karimás csatlakozás tömítettségének kiszámítása:
Határozza meg a terheléseket az illesztésekben a beépítés során - F b1 és munkakörülmények között - F b2 (lásd 8. ábra)
8. ábra - A karima terheléseinek működési feltételek melletti hatásának vázlata
A belső nyomás erőiből eredő
Strip reakció
ahol b 0 a csík tényleges szélessége, m (b-vel< 15 мм b 0 = b = 15 мм);
K pr - együttható a tömítés anyagától és kialakításától függően
Határozza meg a termikus deformációból származó erőt!
ahol α f, α b, α c - a karima, a csavarok és a szabad gyűrű anyagának lineáris tágulási együtthatói;
T f, t b, t c - a karima, a csavarok, a szabad gyűrű hőmérséklete;
Y b, y p, y f, y c - a csavarok, tömítések, karimák, szabad gyűrű megfelelősége, a képletekkel meghatározva:
Ahol E b - a csavarok anyagának rugalmassági modulusa
F b - a csavar becsült keresztmetszete a menet belső átmérőjén;
L b - a csavar becsült hossza.
Ahol l bo a csavarfej és az anya csapágyfelületei közötti távolság, amelyet a képlet határoz meg
ahol h p egy szabványos tömítés magassága;
D = d b - csavarfurat átmérője
A tömítés megfelelősége
ahol k p = 0,09 a gumitömítés kompressziós aránya;
E p - a tömítés anyagának rugalmassági modulusa
A karima megfelelősége
ahol E a karima anyagának rugalmassági modulusa, N / m 2;
V, λ f - dimenzió nélküli paraméterek.
Ahol ψ 1 ψ 2 a képletekkel meghatározott együtthatók:
Ingyenes gyűrű megfelelőség
ahol E c a karima anyagának rugalmassági modulusa, N / m 2;
H c - a szabad gyűrű magassága, m (h c = h f).
A karimás csatlakozás merevségi együtthatója azonos kialakítású karimák összekapcsolásakor:
Csavarterhelés a beépítési körülmények között a belső nyomás alkalmazása előtt:
Ahol: F - külső axiális húzó (+) vagy nyomó (-) erő (F = 0 - esetünkben);
M - külső hajlítónyomaték (M = 0);
[σ] σ20 - megengedett feszültség a csavar anyagára 20 ° С-on, N / m 2
P pr - a tömítés minimális kompressziós nyomása, MPa.
Csökkentett hajlítási nyomaték:
A csavarok szilárdsági viszonyainak ellenőrzése
Ellenőrizzük a nem fém tömítések szilárdsági állapotát:
Maximális feszültség az S 0 méret által korlátozott szakaszon
ahol σ 1 a maximális feszültség a karima szakaszában, amelyet az S x, MPa méret korlátoz,
F f - a monogram által meghatározott dimenzió nélküli paraméter (B függelék) az S 1 / S 0 függvényében
T f - dimenzió nélküli paraméter, a következő képlettel találjuk meg:
Belső nyomás okozta perselyfeszültség:
Délkör
Ellenőrizzük a szilárdsági erőt a karima S 0 méret által korlátozott szakaszára:
Ahol [σ] 0 a karima megengedett feszültsége abban a szakaszban, amikor a kötések terhelésének száma 2 · 10 3.
Ellenőrizzük a szabad gyűrű szilárdsági feltételét:
Ahol 
- csökkentett hajlítónyomaték, a következő állapot alapján:
Ahol 
és 
A szabad gyűrű anyagának megengedett feszültsége 20 °C-on, illetve tervezési hőmérsékleten.
Ellenőrizzük a tömörségi állapotot, amelyet a szabad gyűrű elfordulási szöge határoz meg:
Ahol 
- a gyűrű megengedett elfordulási szöge
Tartók kiválasztása és számítása
A hegesztett támasztékokat (lásd a 14. ábrát) előre válassza ki a GOST 26296-84 szerint, figyelembe véve a készülék súlyát. A készülék tömegét az alkatrészek, összeszerelési egységek tömegének összege határozza meg, figyelembe véve a készülékben lévő termék tömegét. Támogatási részesedés 1-25000 GOST 26296-84
14. ábra - Hegesztett támasztóláb
Határozza meg a tehervállt a következő képlet szerint (lásd 15. ábra):
Az egy támaszra ható terhelést a képlettel számítjuk ki
Meghatározzuk a készülék és a támaszték paramétereinek arányát:
Határozza meg a feszültséget a belső nyomás hatására!
A fő terhelésekből és a hordozó reakciójából adódó maximális membránfeszültséget a képlet határozza meg
A támasztó reakcióból származó maximális hajlítófeszültséget a következő képlet határozza meg:
15. ábra - A teherváll meghatározásának sémája
Ellenőrizzük az erőviszonyokat
Megerősítő kivágások
Lyuk a felső nyílás csőhöz
Elliptikus burkolathoz H = 0,25 D-nél
Feltétel szerinti ellenőrzés 
ha egyetlen furat számított átmérője kielégíti a feltételt, akkor a furatok megerősítésének további számításai nem szükségesek.
Lyuk az edény alján lévő leágazó csőhöz
Határozza meg egyetlen furat tervezési átmérőjét, amely nem igényel további megerősítést, túlzott edényfalvastagság esetén a képlet alapján számítja ki
ahol s a megerősítendő héj falvastagsága;
S p - a megerősítendő héj tervezési falvastagsága,
D p - a megerősített elemek számított átmérői:
Kúpos alsóhoz
A fúvóka belső és külső nyomással terhelt falvastagságát a képlet határozza meg
A számított átmérőket a választott vasalás típusától függően határozzuk meg.
Feltétel szerinti ellenőrzés 
16. ábra - Furatok megerősítése karimákkal
L 1> l 1р.
Az l megerősítési zóna végrehajtási szélességének meg kell felelnie az l> l P feltételnek.
Lyuk a tartályköpeny bemeneti csövéhez
Határozza meg egyetlen furat tervezési átmérőjét, amely nem igényel további megerősítést, túlzott edényfalvastagság esetén a képlet alapján számítja ki
ahol s a megerősítendő héj falvastagsága;
S p - a megerősítendő héj tervezési falvastagsága,
D p - a megerősített elemek számított átmérői:
Hengeres héjhoz
A fúvóka belső és külső nyomással terhelt falvastagságát a képlet határozza meg
A számított átmérőket a választott vasalás típusától függően határozzuk meg.
Feltétel szerinti ellenőrzés
A feltétel nem teljesül, erősítjük a lyukat.
Meghatározzuk a vasalás számított és kiviteli méreteit
Az l 1, l 2 szerelvények üzemi hosszának meg kell felelnie a feltételnek
L 1> l 1р.
A héjak, átmenetek és fenék megerősítési zóna szélességét a képlet határozza meg
A megerősítési zóna becsült szélessége a héj falában, az átmenetben vagy az alján a fojtó közelében karima jelenlétében
Az l megerősítési zóna végrehajtási szélességének meg kell felelnie az l> l P feltételnek.
Megengedett feszültségi arányok a fojtószelep külső részén:
A számított átmérőt a képlet határozza meg
Az egyes furatok megerősítésének állapotának ellenőrzése
Lyuk az edényköpeny kimeneti csövéhez
Határozza meg egyetlen furat tervezési átmérőjét, amely nem igényel további megerősítést, túlzott edényfalvastagság esetén a képlet alapján számítja ki
ahol s a megerősítendő héj falvastagsága;
S p - a megerősítendő héj tervezési falvastagsága,
D p - a megerősített elemek számított átmérői:
Kúpos alsóhoz
A fúvóka belső és külső nyomással terhelt falvastagságát a képlet határozza meg
A számított átmérőket a választott vasalás típusától függően határozzuk meg.
Feltételenként ellenőrizzük, hogy egy-egy furat számított átmérője megfelel-e a feltételnek, akkor a furatok megerősítésének további számításai nem szükségesek.
^ MUNKAVÉDELMI, BIZTONSÁGI ÉS EGÉSZSÉGÜGYI ÉS HIGIÉNIAI KÖVETELMÉNYEK
Oroszországban a munkavédelmi követelmények betartása feletti állami ellenőrzést és felügyeletet az Orosz Föderáció Egészségügyi és Szociális Fejlesztési Minisztériuma alá tartozó szövetségi munkaügyi felügyelőség és a szövetségi végrehajtó hatóságok látják el (hatalmazásaik keretein belül).
A Szövetségi Munkaügyi Felügyelőség felügyeli a jogszabályok, a munkavédelmi normák és szabályok végrehajtását. Az Orosz Föderáció Egészségügyi Minisztériumának szervei által végzett állami egészségügyi és járványügyi felügyelet ellenőrzi, hogy a vállalkozások megfelelnek-e az egészségügyi és higiéniai, valamint az egészségügyi és járványellenes normáknak és szabályoknak. Az Orosz Föderáció Üzemanyag- és Energiaügyi Minisztériuma alá tartozó Állami Energiafelügyelet ellenőrzi az elektromos berendezések megfelelő tervezését és működését. Az állami tűzvédelmi felügyelet ellenőrzi a tűzbiztonsági követelmények betartását az épületek, helyiségek tervezése és üzemeltetése során.
A munkavédelmi követelmények megszegésében, a kollektív szerződésben és szerződésben, munkaszerződésben (szerződésben) meghatározott munkavédelmi kötelezettségek be nem tartásában, vagy a munkavédelmi követelmények betartása feletti állami felügyelet és ellenőrzés képviselői tevékenységének akadályozásában, valamint a köz ellenőrző szervek, az Orosz Föderáció jogszabályaival összhangban fegyelmi, közigazgatási, polgári jogi és büntetőjogi felelősséggel tartoznak.
A következő típusú fegyelmi szankciók léteznek:
Megjegyzés;
Rendreutasítás;
Elbocsátás megfelelő indokkal.
bírság;
bizonyos pozíciók betöltésére és bizonyos tevékenységek végzésére való jog megvonása;
javítómunka;
meghatározott ideig tartó szabadságvesztés.
1. A gyártóberendezéseknek biztosítaniuk kell a dolgozók biztonságát a telepítés (leszerelés), az üzembe helyezés és az üzemeltetés során, mind önálló használat esetén, mind technológiai komplexum részeként, az üzemeltetési dokumentációban előírt követelmények (feltételek, szabályok) betartásával.
Jegyzet. Az üzemeltetés általában a rendeltetésszerű használatot, a karbantartást és a javítást, a szállítást és a tárolást foglalja magában.
2. A gyártóberendezések tervezési biztonságát a következők biztosítják:
1) a működési elvek és a tervezési megoldások, az energiaforrások és az energiahordozók jellemzői, a munkafolyamatok paraméterei, a vezérlőrendszer és elemei megválasztása;
2) az elhasznált és felhalmozott energia minimalizálása a berendezések működése során;
3) a szerkezetek gyártásához, valamint az üzemeltetés során használt alkatrészek és anyagok kiválasztása;
4) a gyártási folyamatok megválasztása;
5) a tervezésbe beépített munkavállalók védőfelszerelésének, valamint a veszélyes (beleértve a tűz- és robbanásveszélyes) helyzetekre figyelmeztető tájékoztató eszközök használatát *;
* Veszélyes helyzet - olyan helyzet, amelynek előfordulása veszélyes és káros termelési tényezők hatását okozhatja a munkavállalóra (dolgozókra).
6) a szerkezet és elemeinek megbízhatósága (ideértve az egyes vezérlőrendszerek, védelmi eszközök és információk megkettőzését, amelyek meghibásodása veszélyes helyzetek kialakulásához vezethet);
7) a gépesítés, automatizálás (beleértve a munkafolyamatok paramétereinek automatikus szabályozását) távvezérlési és felügyeleti eszközeinek alkalmazása;
8) a tervben nem szereplő védőfelszerelés használatának képessége;
9) az ergonómiai követelmények teljesítése;
10) a munkavállalókat érő fizikai és neuropszichiátriai stressz korlátozása.
3. A meghatározott csoportok, típusok, modellek (márkák) gyártóberendezéseire vonatkozó biztonsági követelményeket a jelen szabvány követelményei alapján állapítják meg, figyelembe véve:
1) a cél, a teljesítmény és a működési feltételek jellemzői;
2) a vizsgálati eredmények, valamint a hasonló berendezések működése során előforduló veszélyes helyzetek elemzése (beleértve a tűz- és robbanásveszélyt is);
3) a veszélyes és káros termelési tényezők megengedett értékeit megállapító szabványok követelményei;
4) kutatási és fejlesztési munka, valamint a biztonságot garantáló eszközök és módszerek elemzése a világ legjobb analógjain;
5) a gyártóberendezések hasonló csoportjaira, típusaira, modelljére (márkájára) vonatkozó nemzetközi és regionális szabványok és egyéb dokumentumok által megállapított biztonsági követelmények;
6) az újonnan létrehozott vagy korszerűsített berendezéseken előforduló veszélyes helyzetek előrejelzése.
A technológiai komplexumra vonatkozó biztonsági követelményeknek figyelembe kell venniük a komplexumot alkotó gyártóberendezés-egységek együttes működéséből adódó esetleges veszélyeket is.
4. Minden egyes technológiai komplexumot és önállóan használt gyártóberendezést olyan követelményeket (szabályokat) tartalmazó üzemeltetési dokumentációval kell kiegészíteni, amely megakadályozza a veszélyes helyzetek kialakulását a telepítés (leszerelés), az üzembe helyezés és az üzemeltetés során. Az üzemeltetési dokumentáció tartalmára vonatkozó általános biztonsági követelményeket a melléklet tartalmazza.
5. A gyártóberendezéseknek az üzemeltetés teljes időtartama alatt meg kell felelniük a biztonsági követelményeknek, ha a fogyasztó megfelel az üzemeltetési dokumentációban meghatározott követelményeknek.
6. A gyártóberendezések működése során nem szennyezhetik a természetes környezetet káros anyagok és káros mikroorganizmusok kibocsátásával a szabványok és egészségügyi normák által meghatározott megengedett értékeknél nagyobb mennyiségben.
KÖVETKEZTETÉS
Ez a kurzusprojekt számítási és grafikai munkák halmaza egy extraktor tervezéséhez és kiválasztásához. A tervezett hőcserélő lehetővé teszi a szükséges folyamatok elvégzését a megadott paraméterekkel.
Az elszívó működésének elemzése után elemeztem az egység alkatrészeinek tervezési elveit. Megtudtam azokat a főbb pontokat, amelyek segítettek jobban megérteni az élelmiszer-előállító gépek és berendezések tervezésének alapjait. A tervezési és számítási munkák során (szerkezeti számítás, hidraulikai számítás, szilárdsági számítás) megtörtént a szerkezeti egységek kiválasztása, a mechanikai megbízhatóság, a gazdaságilag indokolt választás (anyag, hossz, stb.), valamint a berendezés konstruktív tökéletessége. Ezek a tényezők alapvető fontosságúak a berendezések nagy termelékenységű, problémamentes működéséhez ipari környezetben.
A projektem alapja a tervezéssel kapcsolatos tudományágak konszolidációjának, melyeket biztonságosan alkalmazni fogok a gyakorlatban, miközben a szakterületemhez kapcsolódó új tudományágakat sajátítok el.
^ BIBLIOGRÁFIA
Sokolov V.I. Az élelmiszer-előállító gépek és készülékek számításának és tervezésének alapjai. - M .: Gépészet, 1983 .-- 447 p.
Kharlamov S.V. Workshop a számításról és. géptervezés és
élelmiszer-előállító apparátus: tankönyv. - L .: Agropromizdat, 1991.
Kononyuk L. V., Basanko V. A. Élelmiszergyártó berendezések tervezőjének kézikönyve. - K .: Technika, 1981.
Ostrikov A. N., Abramov O. V, Élelmiszer-előállító gépek és készülékek számítása és tervezése. Tankönyv egyetemek számára. - SPb .: GIORD, 2003.
A. A. Kurochkin, V. V. Zimnyakov Feldolgozóipari gépek és berendezések számításának és tervezésének alapjai. - M .: Kolos, 2006.
GOST 14249-89 Hajók és készülékek. A szilárdságszámítás normái és módszerei
GOST 24755-89 Hajók és készülékek. Normák és módszerek a furatok megerősítésének szilárdságának kiszámítására
GOST 25867-83 Hajók és készülékek. Hajók kabátokkal. A szilárdságszámítás normái és módszerei
GOST 12.2.003-91 Munkavédelmi szabványrendszer. Gyártó berendezések. Általános biztonsági követelmények
MELLÉKLETEK
A Függelék
Nomogram külső nyomás alatt működő hengeres héjak rugalmasságán belüli stabilitás kiszámításához
B. függelék
Grafikon az f együttható meghatározásához
16. ELŐADÁS
KIVONÁS
16.1. KIVONÁS FOLYADÉK - FOLYADÉK RENDSZERBEN
16.1.1. ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓ
Folyadékelszívó rendszer - folyékony Az a folyamat nevezik, amikor az oldott anyagot vagy anyagokat folyadékból extrahálják egy speciális más folyadék felhasználásával, amely nem, vagy szinte nem oldódik az elsőben, de feloldja a kivont komponenseket.
Az elszívás sematikus diagramja az ábrán látható. 16.1.1.
Antibiotikum "href =" / text / category / antibiotik / "rel =" bookmark "> Antibiotikumok, amelyek megemelt hőmérsékleten bomlanak le.
Sok esetben az extrakciót rektifikálással kombinálják. Mivel a rektifikálás hőfogyasztása a kiindulási oldat koncentrációjának növekedésével csökken, az oldat extrakcióval történő előzetes besűrítése lehetővé teszi a kiindulási keverék elválasztásához szükséges hőfogyasztás csökkentését.
16.1.2. EGYENSÚLY A FOLYADÉK-FOLYADÉK RENDSZERBEN
Az elosztandó anyag átmenete az egyik folyékony fázisból (kezdeti oldat) a másikba (extraktáns) az egyensúly létrejötte előtt következik be, vagyis mielőtt a fázisok kémiai potenciáljai kiegyenlítődnének. A folyamat három komponensből (K = 3) és két fázisból (Ф = 2) áll. A fázisszabály szerint a rendszer szórása F = 3 . Az extrakciós folyamat során azonban a hőmérsékletet és a nyomást általában állandó szinten tartják. Ekkor az extrakciós rendszer szórása eggyel lesz egyenlő.
Következésképpen az elosztott anyag adott koncentrációja az egyik fázisban egyensúlyi állapotban megfelel egy bizonyos koncentrációnak a másik fázisban.
Az extrakciós folyamatok egyensúlya a φ eloszlási együtthatót jellemzi, amely megegyezik az extrahálható anyag egyensúlyi koncentrációinak arányával mindkét folyadékfázisban - az extraktumban és a raffinátumban.
A Berthelot-Nernst törvénynek megfelelő, kellően híg oldatok legegyszerűbb rendszereiben állandó hőmérsékleten az eloszlási együttható nem függ az eloszlatott anyag koncentrációjától és φ = ur / x, ahol ur, x- az eloszlatott anyag egyensúlyi koncentrációi a kivonatban és a raffinátumban. Ebben az esetben az egyensúlyi egyenes egyenes:
DIV_ADBLOCK7 ">
Az eloszlási együtthatót az ipari rendszerekben általában kísérleti úton határozzák meg.
Ha mindkét folyékony fázist egymásban oldhatatlannak tekintjük, akkor mindegyik fázis kétkomponensű oldat lesz. Ebben az esetben az extrakciós folyamat, más tömegátadási folyamatokkal analóg módon, koordinátákkal ábrázolható y- x.
A folyékony fázisok részleges kölcsönös oldhatóságával az extrakció során mindegyik háromkomponensű oldat lesz. A háromkomponensű keverékek összetételét háromszög koordináta-rendszerben mutatjuk be (16.1.2. ábra).
DIV_ADBLOCK8 ">
A kiosztandó anyag eltávolításakor M a keverékből Nés a kapott kompozícióknak megfelelő pontok az egyenesen fognak feküdni RM,és minél hígabb az oldat, annál közelebb van a háromszög oldalához LE.
Anyagmérleg "href =" / szöveg / kategória / balans_materialmznij / "rel =" könyvjelző "> anyagmérleg
R+ E =N,
ahol: R, E, N- raffinátum, kivonat, kiindulási keverék tömege, kg.
A kar szabályai szerint megvan
https://pandia.ru/text/78/416/images/image007_81.jpg "width =" 243 "height =" 244 src = ">
Rizs. 16.1.4. Egyensúlyi vonal háromszögdiagramon
Homogén kétkomponensű oldatok összetételei Més Lés Més E a diagram oldalain lévő pontok jellemzik LMés ESZIK. Oldószerek Lés E csak kis területeken képeznek homogén oldatokat LRés EE. Helyszíni oldószerkeverék RNS két homogén kétkomponensű telített oldatra rétegződik R(telített oldat E v L) és NS(telített oldat L v E). Ezenkívül a telített oldatok számát a két rétegben a pont helyzete határozza meg Nés a kar szabálya alapján található [(lásd a (16.1.2) egyenletet]).
Anyag hozzáadásakor Mösszetételű keverékbe N ponttal jellemzett összetétel háromkomponensű keveréke N1 egyenes vonalon fekve NM. Összetételű keverék https://pandia.ru/text/78/416/images/image009_88.gif "width =" 92 "height =" 23 src = ">. A keverékhez elosztandó anyag további hozzáadásával M2 , M3 , ... kompozíciók háromkomponensű keverékeit kapjuk N2 , N3 ..., amelyek szintén R2 és E2 egyensúlyi összetételű fázisokká delaminálódnak, R3 és E3és így tovább Ebben az esetben az egyensúlyi áramlási sebességek tömegarányai is változnak addig a pillanatig, amíg az egyik fázis eltűnik az N4 összetételű vizsgált esetben. Ezt követően a kiosztandó anyag hozzáadásakor M a készítmény homogén háromkomponensű oldatai keletkeznek N5 stb Ha csatlakozik R 1 és E1, R2 és E2... egyenes vonalakkal egyensúlyi akkordokat kapunk R1 A1,R2 E2,... egyensúlyi összetételeknek megfelelő. Az egyensúlyi akkordok egy ponton konvergálnak NAK NEK, kritikusnak nevezik. Az egyensúlyi húr meredekségét a komponensek jellege és a fázisok összetétele határozza meg. Az egyensúlyi összetételeket jellemző pontok összekapcsolása R, R1 R2 , ... és E, E1 E2, ..., sima görbe, egyensúlyi görbét kapunk (binodális görbe). Ág RK az egyensúlyi görbe az oldószerfázis egyensúlyi összetételét jellemzi L, és az ág EC- az oldószerfázis egyensúlyi összetételei E.
A háromszögdiagram binodális görbéje lehatárolja a kétfázisú keverékeknek (a binodális görbe alatt) és az egyfázisú oldatoknak (a binodális görbén kívül) megfelelő régiókat.
ábrán látható. 16.1.4 az egyensúlyi diagramot állandó hőmérsékletre rajzoljuk, és izotermának nevezzük.
A gyakorlatban bizonyos koncentráció-tartományokban részlegesen oldódó komponensekkel kell számolni. A háromszögdiagramoknak az összetevők viselkedése szerint két és három korlátozott oldhatóságú zónája van.
A rendszer egyensúlyát a hőmérséklet is befolyásolja. A komponensek kölcsönös oldhatósága általában nő a hőmérséklet emelkedésével, ezért a heterogén rendszerek létezési tartománya csökken. A hőmérséklet növekedésével a binodális görbe az ábrán. 16.1.4 megközelíti a tengelyt LE, míg a vonal alatti terület RKNS csökkenni fog.
16.1.3. TÖMEGÁLLÍTÁS KIVONÁSKOR
Az extrakciós folyamat kinetikai törvényeit a tömegtranszfer alapvető törvényei határozzák meg.
A fáziskontaktus felületének növelése érdekében az egyik fázist cseppek formájában diszpergálják egy másik folyamatos fázisban. A fáziskontaktus felületét a diszpergált fázisnak az extraktorban való visszatartása és a cseppek átlagos felületi térfogati átmérője határozza meg. Az elosztandó anyag a folytonos fázisból a cseppek felületére, majd a cseppbe, vagy fordítva, a cseppből a határfelületen keresztül a folytonos fázisba diffundál.
A cseppeken belüli tömegtranszfer molekuláris és konvektív diffúzióval történik. A cseppeken belüli konvekció a folyadék keringése miatt következik be. A cseppek alakja és mérete az extrakció során sokszor változik a diszperzió és az összeolvadás következtében. Ebben az esetben a fázisközi érintkező felülete megújul.
Fick második törvénye az extrakciós folyamatok tömegtranszfer leírására szolgál.
Általános esetben, amikor a diffúziós ellenállás a folytonos és a szórt fázisban nem elhanyagolható, a tömegátadási együtthatót a kifejezések határozzák meg.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image005_121.gif "width =" 12 "height =" 23 src = ">. gif" width = "17" height = "24 src =">. gif "width =" 55 "height =" 24 ">. Ekkor a tömegátadás alapegyenlete a következőképpen lesz átírva:
Ha a fő diffúziós ellenállás a szórt fázisban összpontosul, azaz gif "width =" 113 "height =" 25 src = ">.
A fázisok tömegátadási együtthatóit a kísérleti adatok alapján kapott kritériumegyenletek alapján számítjuk ki. A kritériumegyenleteket az alábbiakban adjuk meg az elszívók kialakításának leírásakor.
Az átlagos hajtóerőt a skálaátmeneti tényező figyelembevételével számítjuk ki, és ennek értékét beépítjük a számítási egyenletekbe.
16.1.4. AZ KITERJESZTÉSI FOLYAMATOK RÉSZEI ÉS SZÁMÍTÁSA
Az iparban a szakaszos vagy folyamatos extrakciót a következő sémák szerint alkalmazzák: egyfokozatú, többlépcsős ellenáramú és többlépcsős az extrahálószer keresztáramával.
Egylépcsős extrakció olyan esetekben használják, amikor az elválasztási tényező magas. ábra szerinti séma szerint időszakos és folyamatos módon is végrehajtható. 16.1.5, a. Az eredeti oldatot a keverőbe töltjük. F mennyiségben L kg oldószer koncentráció Tyúkés extrahálószer E, amelyeket keverővel összekeverünk, majd két rétegre választjuk: kivonat NSés raffináljuk R.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image025_42.gif "width =" 97 "height =" 24 src = "> (16.1.5)
Feltéve, hogy y = φxés extrakciós modul m= E/ L, megkapjuk a raffinátum koncentrációt
https://pandia.ru/text/78/416/images/image028_36.gif "width =" 77 "height =" 48 src = "> (16.1.7)
Ebben az esetben az extrakció mértéke
https://pandia.ru/text/78/416/images/image030_37.gif "width =" 80 "height =" 21 ">
Tekintsük az egylépcsős extrakció folyamatát háromszög- és téglalapdiagramokon (16.1.5. ábra, időszámításunk előtt)... Ha a kiindulási oldatot az extrahálószerrel keverjük, háromkomponensű keverék képződik, amelynek összetételét a pont N, a keverősoron található FE. Ennek a keveréknek a rétegződése után kivonat és raffinátum képződik, amelyek összetételét pontok határozzák meg. Rés NS a ponton áthaladó egyensúlyi húron fekve N... Az extrakciós modult a tőkeáttételi szabály határozza meg: E/ F= FN/(RU)
A raffinátum mennyisége R= https://pandia.ru/text/78/416/images/image032_34.gif "width =" 79 "height =" 24 ">.
A raffinátum összetételét a pont határozza meg RK, a kivonat pedig a háromszög oldalán lévő Ek pont LM.
Az extrakciós modulusok szélső értékei határozzák meg a pontokat N1 és N2 a binodális görbén: és .
A diagramon a kiindulási oldat és az extrahálószer kölcsönös oldhatatlanságával nál nél-NS az extrakciós folyamatot egyenes vonallal ábrázoljuk AB, hogy melyiket a pontból tyúk rajzoljon egy vonalat szögben DIV_ADBLOCK13 ">
Extrakciós modul adott koncentrációjú raffinátum előállításához hk
Minél nagyobb az extrakciós modulus, annál kisebb a meredekség tangense és az extrahálható komponens koncentrációja a raffinátumban és az extraktumban : és . Az extrakciós modulus növekedésével azonban megnő a regeneráció költsége. Az extrakciós tényező optimális értéke 1,2< mφ <2.
Többlépcsős extrakció többrészes elszívó- vagy elszívóberendezésekben végzik, amelyekben minden egység önálló berendezés. A többlépcsős extrakció végezhető az extrahálószer ellenáramú áramlásával, a kiindulási oldat és az extrahálószer keresztirányú áramlásával, vagy kombinált módon több extrahálószer jelenlétében.
Az ellenáramú extrakciót többféleképpen lehet végrehajtani. Például permetező-, csomagolt- és tárcsás elszívókban mindkét fázis összetétele folyamatosan változik a berendezés hosszában. Más elszívókban vagy berendezésekben mindkét vagy az egyik fázis összetétele hirtelen megváltozik szakaszról szakaszra haladva.
Több szakaszból álló ellenáramú telepítéseknél (16.1.6. ábra, a) a kezdeti megoldás Fés extrahálószer E a telepítés ellentétes végeiről származnak. A telítettséghez közeli extrahálható komponens koncentrációjú kivonat az első szakaszban kölcsönhatásba lép a kiindulási oldattal F koncentráció hn. A háromkomponensű keverék első lépésben történő elválasztása után töményített kivonatot kapunk = yNak nekés a raffinátum koncentrációja x1 . Raffinátum összetétele x1 a második szakaszban kölcsönhatásba lép az E3 összetételű kivonattal. Az elválasztás után a készítmény raffinátumát kapjuk R2 és a kivonat összetétele E2. Az utolsó n-edik szakaszban a raffinátum kimerült az extrahálható komponensben Rn-1 koncentráció kölcsönhatásba lép a friss extrahálószerrel E koncentráció DIV_ADBLOCK14 ">
Ábrázoljuk a diagramon a többlépcsős ellenáram-kivonás folyamatát nál nél- NS(16.1.6. ábra, b). Ehhez elkészítjük a folyamat munkavonalának egyenletét.
Az extrahálható komponensre a teljes berendezésre vonatkozó anyagmérleget, figyelmen kívül hagyva az oldat és az extrahálószer kölcsönös oldhatóságát, 1 kg extrahálószerre vonatkoztatott koncentrációkban írjuk:
https://pandia.ru/text/78/416/images/image043_26.gif "width =" 169 "height =" 24 src = ">
https://pandia.ru/text/78/416/images/image045_26.gif "width =" 151 "height =" 41 src = ">
amely az egyenes és a meredekség egyenlete
https://pandia.ru/text/78/416/images/image047_21.gif "width =" 57 "height =" 24 "> és egy pontig.
A kinetikai vonal helyzetét a visszanyerési tényező és a berendezés hidrodinamikai feltételei határozzák meg.
A háromszögdiagramban a folyamatot az ábra mutatja. 16.1.6 v.
Az extrakciós üzem első szakaszában a kezdeti megoldás lefutásakor az utolsó F kölcsönhatásba lép az előző második szakasz kivonatával E2 a pont hármas keverékének kialakulásával N1 , amelyek elválasztása után az extraktumot a szeparátorban nyerik E1és raffináljuk Rl nem egyensúlyi összetétel esetén.
A második szakaszban raffináljuk Rl kölcsönhatásba lép a harmadik szakaszból származó kivonattal E3 háromkomponensű keveréket képezve N2 , amely fel van osztva R2 és E2.
A fázisösszetételeknek megfelelő két pont összekötése az egyes szakaszok, vonalak be- és kimenetén FA1,RE2,R2 E3és így tovább, és ezeket folytatva megkapjuk a metszéspontot R.
Hasonló folyamatok mennek végbe az elszívó többi részében is. Ennek eredményeként a kezdeti oldat kimerül az extrahálható komponensben, és elhagyja az utóbbit nth koncentrációs szakaszok hk,és az extrahálószert telítjük a komponenssel a végső koncentrációig uk.
Az extrahálószer keresztáramú extrakciója több szakaszban is végezhető folyamatosan (16.1.7. ábra). ,a) vagy időszakosan egy szakaszon (16.1.7. ábra , b).
Folyamatos folyamat végzésével a kezdeti megoldás F bekerül az első szakaszba, amelyben extrahálószerrel kezelik E, elválasztás után raffinátumot kapunk R1 és kivonat ... Raffináld R1 bevezetik a második szakaszba, ahol ismét friss extrahálószerrel dolgozzák fel E. Kivonatok E1és E2 eltávolítjuk a létesítményből, és a készítmény raffinátumát R2 belép a következő szakaszba, ahol a folyamat megismétlődik. Ennek eredményeként egy adott összetételű raffinátumot kapunk. Rnés változó összetételű kivonat E1, E2,..., Ep.
DIV_ADBLOCK16 ">
https://pandia.ru/text/78/416/images/image035_26.gif "width =" 16 "height =" 15 src = ">, amelynek érintőjét a kivonási modul határozza meg.
A többlépcsős ellenáramú extrakció hatékonyabb eljárás, mint a keresztáramú extrakció. Ellenáramú elszívással a folyamat magasabb átlagos hajtóereje érhető el.A hajtóerő kezdeti kiegyenlítése és az azonos mértékű tisztítás miatt.
16.1.5. KISZERELÉSEK ÉS KISZÁMÍTÁSOK
Az extrakciós folyamatokban a tömegátadás hatékonysága arányos az anyagátviteli felület területével és a folyamat átlagos hajtóerejével. Az extraktorokban az anyagátviteli felület területének növelése érdekében az egyik folyadékfázis diszpergálódik és cseppek formájában eloszlik a másikban. Az anyagátviteli folyamat a diszperzív és a folyamatos fázis között megy végbe. A folyamat legnagyobb hajtóerővel történő végrehajtása érdekében az elszívók az áramlások kölcsönhatását az ideális elmozdulást megközelítő körülmények között szervezik meg. Ezt úgy érik el, hogy az eljárást vékony rétegben hajtják végre csomagolt, centrifugális extraktorokban, szakaszoló extraktorokkal vagy többlépcsős szekcionált extrakciós berendezésekkel.
Az elszívók a folyamatszervezés elve szerint folyamatos és időszakos működésűek.
A fázisérintkezés módjától függően az extraktorok három csoportra oszthatók: lépcsős, vagy szekcionált, differenciálérintkezős és keverő-ülepítős.
Lépcsős (szekciós) elszívók külön szakaszokból állnak, amelyekben a fázisok koncentrációváltozása hirtelen következik be. Bizonyos esetekben minden szakasz megközelíti a koncentrációs mezőt egy ideális keverőberendezéshez. A több ilyen szakaszból álló extraktor a koncentrációs mezőt tekintve megközelíti az ideális kiszorító berendezést.
Az egyes extrakciós szakaszok utáni fázisszétválasztás szükségessége rosszul szétválasztható emulziók esetén az extraktor méretének jelentős növekedéséhez vezethet.
Differenciálérintkező-elszívók folyamatos érintkezést biztosítanak a fázisok között, és a fázisokban a koncentráció zökkenőmentes folyamatos változását. Az ilyen berendezésekben a fázisok hosszirányú keveredése miatt az átlagos hajtóerő jelentősen csökkenhet a dugós áramlású készülékekhez képest.
A folyadékfázis szétoszlatásához energia szükséges. Az elszívók a felhasznált energia típusától függően lehetnek külső energiaellátás nélkül és annak ellátásával. A kölcsönhatásban lévő fázisokba külső energiát lehet bevinni keverőberendezésekkel, vibrátorokkal és pulzátorokkal, például vibropulzációs extraktorokban, centrifugális erő formájában a centrifugális extraktorokban, a sugár kinetikus energiáját az injekciós és ejektoros extraktorokban.
Keverő és ülepítő elszívók több fokozatból áll, amelyek mindegyike tartalmaz egy keverőt és egy elválasztót. A keverőben a külső energia betáplálása miatt az egyik folyadékfázis diszpergált fázis képződésével diszpergálódik, amely eloszlik a másik, folyamatos fázisban. A diszpergált fázis lehet könnyű vagy nehéz fázis.
A szeparátorban, amely egy ülepítő tartály, és a modern berendezésekben - egy szeparátorban, az emulziót raffinátumra és extraktumra választják szét. A legegyszerűbb keverő- és ülepítő extraktor diagramja az ábrán látható. 16.1.9.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image055_12.jpg "width =" 197 "height =" 253 src = ">
Rizs. 16.1.10. Tálca kihúzó:
1 - hengeres test; 2 - túlfolyó eszköz; 3 - szitatálca
A diszpergált fázis (könnyű vagy nehéz) áthalad a tálcákon lévő lyukakon, és cseppekre bomlik. A folytonos fázis a lemez mentén mozog a túlfolyástól a túlfolyásig. A tálcákon lévő cseppek összefolynak, és folyamatos folyadékréteget képeznek a tálca felett (nehéz folyadék) vagy a tálca alatt (könnyű folyadék). A tartóréteg magasságban tagolja az elszívót, és tartót biztosít a folyadék szétszóródásához a tálcák lyukain keresztül. Az extraktor szekcionálása csökkenti a fázisok visszakeverését és a folyamat átlagos hajtóerejének növekedését eredményezi.
A diszpergált fázis sebességét a tálca lyukaiban a sugárzó rendszer létrehozásának feltételei határozzák meg. A csepegtető és a sugárzó üzemmód közötti átmenetnek megfelelő kritikus sebesség a lyukak átmérőjétől függ:
vNak nekp=4,4/ d0 .
Az elszívó stabil jet üzemmódban történő működtetéséhez a fordulatszám körülbelül 20%-kal megnő a kritikushoz képest.
A szórt fázisban a tömegátadási együtthatók meghatározásához a kifejezést ajánljuk
https://pandia.ru/text/78/416/images/image057_24.gif "width =" 116 "height =" 25 src = "> a diffúziós Nusselt szám (itt (βd a tömegátadási együttható a diszpergáltban fázis; dNS- egyenértékű cseppátmérő; Dd a diffúziós együttható a diszpergált fázisban); 
a Reynolds-kritérium egy cseppre (itt a csepp relatív sebessége a folytonos fázisban; vc a folytonos fázis kinematikai viszkozitása); a Prandtl diffúziós kritériuma a diszpergált fázisra (itt v- a diszpergált fázis kinematikai viszkozitása).
Forgótárcsás elszívó(16.1.11. ábra) mechanikus fáziskeverős extraktorokra vonatkozik. Ez egy függőleges többszakaszú berendezés, amelynek hengeres testébe kerek vízszintes tárcsákkal ellátott forgórész van beépítve a tengely mentén. A tárcsák az elszívó szakasz középső síkjában forognak, és gyűrű alakú terelőlapokkal vannak elválasztva egymástól, ami megakadályozza az áramlások hosszirányú keveredését és növeli a folyamat hajtóerejét. Amikor a rotor forog, a tárcsák a folyamatos fázis tengelyirányú áramlását hozzák létre a rotor tengelyétől az elszívó falai felé.
DIV_ADBLOCK20 ">
A rotor tárcsa átmérője Dp 0,5 ... 0,7 az elszívó átmérőjének, és a gyűrű alakú válaszfalak furatainak átmérője D =(0,6...0,8) DNS(ahol DNS- elszívó átmérő), szakasz magassága H=(0,15...0,3) DNS.
Más kiviteleknél a nyitott turbinás keverők az egyes szakaszok középsíkjában a forgórészen találhatók. Az elválasztás gyűrűs terelőlemezekkel történik. Az ilyen elszívókban a keverő és elválasztó zónák váltják egymást.
Gyűrűs válaszfalak helyett a keverési zónák egy tömítőréteggel, például Raschig-gyűrűkkel választhatók el, amelyekben a háromkomponensű keveréket egy könnyű és egy nehéz folyadékra választják szét. ábrán. A 16.1.12. ábra egy elszívót mutat turbinás keverőkkel és Raschig-gyűrűkkel töltött ülepítőzónákkal.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image063_17.gif "width =" 157 "height =" 27 src = "> amely meghatározza a nagy tömegátadási együtthatókat és a határfelületi érintkezési felületet; elosztja a reakciótérfogatot szakaszokra bontva, ami az átlagos hajtóerő növekedéséhez vezet a dugós áramlású berendezés értékéhez közeli értékekre; a rotor fordulatszám szabályozásának képessége, amely lehetővé teszi az elszívó termelékenységének és hatékonyságának megváltoztatását.
A forgó extraktorok kiszámításához és szimulálásához ismerni kell a képződött cseppek méretét, a diszpergált fázis késleltetésének időtartamát az extraktorban, a tömegátadási együtthatókat, az extraktor végső terheléseit a folytonos és a diszpergált fázisra. , valamint a fázisok hosszanti és keresztirányú keveredése.
Ha a diffúziós ellenállás a folytonos fázisban koncentrálódik, akkor a tömegátadási együttható az egyenletből határozható meg
https://pandia.ru/text/78/416/images/image065_18.gif "width =" 116 "height =" 25 src = "> - Nusselt diffúziós kritérium; βc- tömegátadási együttható folyamatos fázisban; https://pandia.ru/text/78/416/images/image067_19.gif "width =" 119 "height =" 25 src = "> (16.1.11)
ahol: A = 6,58 és 17,9 az álló cseppeknél és a belső keringésű cseppeknél, azaz βd fordítottan arányos a csepp átlagos térfogati átmérőjével.
Belső folyadékkeringtetésű cseppekhez
DIV_ADBLOCK22 ">
DIV_ADBLOCK23 ">
Az elszívó tálcáiban lévő lyukak mérete 3 ... 5 mm, az összes lyuk területe az oszlop keresztmetszete 20 ... 25% -a; a lemezek közötti távolság 50 mm.
A jobb eloszlás és diszperzió a téglalap alakú nyílásos tálcákkal és lapátlapátokkal érhető el.
A vibrációs elszívókban a lemezszerelvény rezgése magasabb frekvencián és kisebb amplitúdójú, mint a folyadék pulzálása a pulzáló extraktorokban. A tálcaegység rezgésének energiafogyasztása sokkal kisebb, mint a teljes folyadékoszlop mozgatására szolgáló pulzáló elszívóknál.
A pulzáló és vibrációs extraktorok előnye a hatékony tömegátadás, amelyet a tömegátadási együtthatók, a folyamat átlagos hajtóereje és a kialakult fáziskontaktus felület növelésével érnek el. Az ilyen extraktorokban a HETS 5-6-szor alacsonyabb, mint a tárcsás szita-elszívókban.
A nagy fajlagos terhelések meghaladják a forgótárcsás elszívók megengedett terheléseit.
A tömegtranszfer nagy hatékonysága lehetővé tette az extraháló berendezés fémfogyasztásának jelentős csökkentését, ami a tőkeköltségek csökkenéséhez vezetett.
Ugyanakkor a pulzáló és vibrációs elszívókhoz erősebb alapokra van szükség a jelentős dinamikus terhelések elviseléséhez. Ezeknek az elszívóknak az üzemeltetési költségei valamivel magasabbak, mint a hagyományos tálcás elszívóké.
A centrifugális extraktorokban (16.1.14. ábra) az extrakció az ellenáramban mozgó fázisok folyamatos érintkezésével megy végbe, minimális kölcsönhatási idővel.
A géptestben, amely két házból áll: felső és alsó, egy tengely van, amelyhez egy forgórész van rögzítve. A tengely mindkét végén üreges és "pipe-in-pipe" típus szerint készül, középső része pedig egyrészes, könnyű folyadék elvezetésére szolgáló csatornákkal. A tengely a rotorral együtt körülbelül 4500 min-1 frekvenciával forog.
A feldolgozandó oldat és az extrahálószer az üreges tengely ellentétes végei felől jut be az extrahálóba, amint az ábra mutatja. 16.1.14. Könnyű folyadékot a hajtóvégről, nehéz folyadékot pedig a tengely ellenkező végéről táplálunk. A tengely dupla mechanikus tömítéssel van tömítve. A tömítőfolyadék az extraktorban feldolgozott folyadék.
A rotor belsejében egy csomag koncentrikus V-gyűrű található. A rotor csatornákkal rendelkezik a könnyű és nehéz folyadékok áthaladására. A nehéz folyadék a rotorcsomagba, annak középső részébe, míg a könnyű folyadék a rotor perifériás részébe kerül. Amikor a rotor együtt forog a gyűrűcsomaggal, a centrifugális erő hatására a nehéz folyadék a rotor külső kerületére rohan, és a könnyű folyadék a forgórész tengelye felé mozog. Így a folyadékok ellenáramban érintkeznek. A folyadék cseppekké történő többszöri diszperziója és a cseppek összeolvadása révén magas extrakciós hatásfok érhető el.
A háromkomponensű keverék leválasztása után a folyadékok a rotorban lévő csatornákon keresztül az üreges tengelybe távoznak: a nehéz folyadék a hajtóoldalról, a könnyű pedig a tengely ellenkező végéről, a nehéz tengelyről távozik. folyadék bemenet.
A fázisinverzió a rotor belsejében történik. Ha a forgórész perifériás részén a könnyű folyadék diszpergált fázisa kölcsönhatásba lép a nehéz folyadék folytonos fázisával, akkor a rotor tengelyével szomszédos zónában ellenkezőleg, a nehéz folyadék diszpergált fázisa érintkezik a nehéz folyadék folyamatos fázisával. a könnyű folyadék folyamatos fázisa.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image071_6.jpg "width =" 335 "height =" 224 src = ">
Rizs. 16.1.15. Folyamatos kitermelő üzem vázlata :
1,2 - szivattyúk ; 3,4,5,6 - konténerek ; 5 - elszívó
Az elszívók teljesítményét az elszívó "elárasztásának" megfelelő végső terhelésből határozzák meg. Az "elárasztási" ponton a terhelést a készülék maximális tartóképességéből és a cseppek jellemző sebességéből számítják ki, amely megegyezik az átlagos csepplerakódási sebességgel az állófázisban.
A Thornton - Pratt egyenletet használjuk
https://pandia.ru/text/78/416/images/image073_19.gif "width =" 115 "height =" 37 src = ">. gif" width = "163" height = "25 src ="> ( 16.1.15)
és keresse meg az elszívó visszatartó képességét
https://pandia.ru/text/78/416/images/image078_15.gif "width =" 41 "height =" 24 ">. Jellegzetes cseppsebesség v0 az egyes elszívótípusok megfelelő egyenletei alapján határozzák meg.
A folyamatos fázis működési sebessége 20 ... 40%-kal alacsonyabb, mint a határérték:
https://pandia.ru/text/78/416/images/image080_16.gif "width =" 143 "height =" 25 src = "> (16.1.18)
ahol: hval velésh d - az átviteli egységek magassága folyamatos és diszpergált fázisban; - extrakciós tényező.
Az értékek hval velésh d a tömegátadási együtthatók értékétől függően kerül meghatározásra:
https://pandia.ru/text/78/416/images/image083_12.gif "width =" 17 "height =" 24 src = "> és h e - a tömegátadási együtthatók folyamatos és diszpergált fázisban, kmol / (m2 * s * kmol / kmol); - fajlagos felület, m2 / m3.
A βс, βД és értékeket egy bizonyos típusú extraktorokhoz kapott kritérium és empirikus egyenletek alapján számítják ki. Például szitatálcás csomagolt és tálcás extraktorok esetén az egyenlet felhasználható a tömegátadási együttható kiszámítására a diszpergált fázisban
https://pandia.ru/text/78/416/images/image088_15.gif "width =" 26 height = 31 "height =" 31 "> csepp.
A folytonos fázisban a tömegátadási együtthatók megközelítőleg az egyenlettel határozhatók meg
https://pandia.ru/text/78/416/images/image088_15.gif "width =" 26 "height =" 31 src = ">. gif" width = "16" height = "17 src ="> c - a folyamatos fázis sűrűsége, kg / m3; µs - a folyamatos fázis dinamikus viszkozitása, Pa · s); Prc = μs / s Dc a folyamatos fázis Prandtl kritériuma (itt Dc- diffúziós együttható folyamatos fázisban, m2/s).
A forgótárcsás extraktorok esetében a tömegátadási együtthatót a diszpergált fázisban a (16.1.12), a folytonos fázisban pedig a (16.1.10) egyenlet határozza meg.
Abban az esetben, ha az EEP tömegátadási együtthatóiról vagy az átviteli egységek magasságáról nem állnak rendelkezésre adatok, az elszívó magasságát a koncentrációváltozás elméleti lépéseinek számának meghatározásával számítják ki.
Ellenőrző kérdések
1. Mi a kitermelési folyamat lényege? Milyen összetevők vesznek részt az extrakciós folyamatban? 2. Milyen tényezők határozzák meg az egyensúlyt az extrakciós folyamatban? Mitől függ az eloszlási együttható? 3. Milyen feltételek mellett írható le egyenes az egyensúly az extrakciós folyamatban? 4. Milyen diagramok ábrázolják a kitermelési folyamatokat? 5. Milyen esetekben ábrázolható az extrakciós folyamat y - x " téglalap alakú diagramon. 6. Milyen extrakciós eljárási sémákat alkalmaznak az élelmiszeriparban? 7. Mi az extrakciós modul és hogyan befolyásolja az extrakciós modul helyzetét a folyamat munkavonala az y - x diagramon 8 Hogyan ábrázolható az ellenáramú extrakció folyamata háromszögdiagramon és y - x koordinátákkal 9. Milyen eszközökben hajtják végre az extrakciós folyamatokat 10. Milyen tömegtörvények transzfernek engedelmeskedik az extrakciós folyamatok Milyen előnyei vannak a centrifugális extraktoroknak más típusú extraktorokkal szemben 14. Mi az extraktorok kinetikai számítása?
16.2. KIVONÁS A SZILÁRD TEST RENDSZERBEN-FOLYÉKONY
16.2.1. ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓ
Kimosódás(az extrakció speciális esete) egy vagy több anyag extrakciója szilárd anyagból szelektív oldószerrel.
Az élelmiszeriparban a kilúgozást növényi vagy állati eredetű kapilláris-porózus testek kezelésére alkalmazzák.
Oldószerként a következőket használják: víz - cukorrépa, kávé, cikória, tea cukor kinyerésére; alkohol és víz-alkohol keverék - infúziók előállításához az alkoholtartalmú italok és a sör-alkoholmentes iparban; benzin, triklór-etilén, diklór-etán - olajkinyerésben és illóolajgyártásban stb. A cukorrépa-termelésben a kioldódás a fő folyamat, cukorrépából történő cukor kinyerésére szolgál. A napraforgómagból benzin segítségével nyerik ki a növényi olajat.
A kioldódást a folyamatban gyakran szűrési, bepárlási és kristályosodási folyamatok követik.
16.2.2. KISZÚRÓDÁS STATIKA ÉS KINETIKA
A kilúgozási folyamat abból áll, hogy egy oldószert behatolnak a szilárd anyag pórusaiba, és feloldják az extrahálandó anyagokat.
A kioldódási egyensúly akkor jön létre, ha az oldott anyag kémiai potenciálja és a szilárd anyagban lévő kémiai potenciálja kiegyenlítődik. Az oldat elért koncentrációját, amely megfelel a telítettségének, oldhatóságnak nevezzük.
Az egyensúly a szilárd test felszíne közelében rövid időn belül létrejön. Ezért a tömegtranszfer folyamatának elemzésekor feltételezzük, hogy a szilárd-oldószer határfelületen a koncentráció megegyezik a telített oldat koncentrációjával. nekünk van.
A kioldódási kinetika fő feladata a kölcsönhatásban lévő fázisok érintkezési időtartamának meghatározása, amely az extrahálható anyag adott fokú extrakciójának eléréséhez szükséges. Az extraháló berendezés méretét a fázisok közötti érintkezés időtartama határozza meg.
A kimosódás során a tömegátadást nagymértékben befolyásolja a szilárd anyag belső szerkezete: a kapillárisok mérete és alakja, a részecskék kémiai összetétele. A tömegátadás sebessége a szilárd test belső szerkezetétől függ. Ahogy a 4.1. fejezetben említettük, a porózus test belső szerkezetének összetettsége megnehezíti a kapilláris-porózus testen belüli tömegtranszfer folyamatának analitikus leírását.
A kilúgozás egy összetett, többlépcsős folyamat, amely az oldószernek a szilárd anyag pórusaiba történő diffúziójából, az extrahálandó anyagok vagy anyagok feloldódásából, a kivont anyagoknak a szilárd anyagon belüli kapillárisokban történő diffúziójából és a határfelületre történő átadásából áll. folyékony oldószerben extrahált anyagok az extrahálószer áramlásának határfelületétől a magig ...
A folyamat négy szakasza közül a teljes tömegátadási sebességet korlátozó szabály általában az utolsó kettő, mivel az első két szakaszban a tömegátadás sebessége általában sokkal nagyobb, mint a tömegátadás sebessége. következő két szakasz.
Így a teljes diffúziós ellenállás a tömegtranszferrel szemben a szilárd anyagon belüli és az oldószerben lévő diffúziós ellenállások összege.
Egy anyag diffúziós sebességét kapilláris-porózus testben, mint ismeretes, a (12.30) tömegvezetési egyenlet írja le.
Az extrakciós áramlás határfelületéről a magba történő anyagátvitel sebességét a (12.15) tömegátviteli egyenlet írja le.
A tömegdiffúzió és a tömegátadás sebessége közötti kapcsolat felmérésére a Bio-kritériumot használjuk [lásd. (12.32) egyenlet].
Különösen alacsony a tömegvezető képesség a növényi és állati eredetű kapilláris-porózus testekben.
ábrán. A 16.2.1 ábra egy növényi sejt szerkezetének diagramját mutatja.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image095_13.gif "width =" 200 "height =" 24 src = ">, és az alacsony koncentrációk régiójában -
Abban az esetben, ha a fő diffúziós ellenállás a folyadékfázisban koncentrálódik, a folyamat leírására a (12.15) tömegátviteli egyenlet használható.
A kioldódási folyamat hajtóereje az extrahálható anyag szilárd anyag felületén lévő koncentrációja és az extrahálószer tömegében lévő átlagos koncentrációja közötti különbség. usr.
A folyamat sebessége ebben az esetben
https://pandia.ru/text/78/416/images/image099_11.gif A "width =" 21 "height =" 25 src = "> az anyagátadási tényező a folyékony fázisban.
A δ vastagságú határrétegben a molekuláris diffúzió sebességét a (12.9) Fick-egyenlet határozza meg.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image101_10.gif "width =" 319 "height =" 25 src = "> (16.2.2)
ahol: https://pandia.ru/text/78/416/images/image103_11.gif "width =" 59 "height =" 21 "> . Ekkor a (16.2.1)-ből az következik, hogy arányos D2 / 3-mal. A kísérleti adatok általánosításával, figyelembe véve a jelzett függést, egy egyenletet kaptunk a tömegátviteli együttható kiszámításához https://pandia.ru/text/78/416/images/image104_11.gif "width =" 143 "height = " 27 src = "> (16.2. 3)
ahol: https://pandia.ru/text/78/416/images/image106_10.gif "width =" 85 "height =" 21 "> - Reynolds-kritérium (itt v- az extrahálószer sebessége; µ - az extrahálószer dinamikus viszkozitása); Pr = v/ D- Prandtl-kritérium.
A (16.2.2) kifejezésből látható, hogy β növekszik a diffúziós réteg δ vastagságának csökkenésével. A határréteg elméletéből ismert, hogy a diffúziós réteg vastagsága csökken a Reynolds-kritérium növekedésével, azaz az extrahálószer relatív sebességének növekedésével (a szilárd részecskékre vonatkoztatva). Következésképpen a kioldódási folyamat fokozható hatékony hidrodinamikai környezet kialakításával, beleértve a szilárd anyagok őrlését is.
Az őrlés a tömegátadási felület növekedéséhez, valamint a kivont anyag diffúziós útjának csökkenéséhez vezet a kapillárisok mélységétől az anyagfelületig. Tekintettel arra, hogy a tömegvezetőképességi együttható a hőmérséklet emelkedésével növekszik, a kilúgozást az extrahálószer forráspontjához közeli hőmérsékleten végezzük. Ugyanakkor az unac telített oldatának koncentrációja is növekszik, ami a kioldódás és a kioldódás hajtóerejének növekedéséhez vezet.
A tömegvezető képesség mértéke az élelmiszer-alapanyagok speciális feldolgozásával is növelhető, ami a sejt diffúziós ellenállásának csökkenéséhez vezet.
A gyakorlatban a folyamat intenzitását hatékony hidrodinamikai környezettel rendelkező extraktorokban, például fluidágyas extraktorokban, valamint vibrációs és pulzáló extraktorokban lehet elérni.
Amint megjegyeztük, a fluidágyas folyamatok zúzott anyagokkal történő végrehajtása az anyagátviteli felület meredek növekedéséhez és a diffúziós ellenállás csökkenéséhez vezet.
A 4.4. fejezetben rámutatott, hogy a kölcsönhatásban lévő fázisok alacsony frekvenciájú oszcillációi az extrakciós folyamat jelentős felerősödéséhez vezetnek.
16.2.3. EXTRAKTOROK SZÁMÍTÁSA
Az utóbbi években kifejlesztett, szilárd anyagokból történő kivonási folyamatok számítási zónális módszere az instabil tömegvezetőképesség problémájának megoldásán alapul. Szabályos geometriai alakú testekben a folyamat időtartamának kiszámításához a (18.11) egyenlet használható. A tömegvezetőképességi együtthatókra vonatkozó kísérleti adatok hiánya miatt azonban ennek a módszernek a számítási gyakorlatban történő alkalmazása nehézkes. Ezért az extraktorok kiszámításához olyan módszert alkalmaznak, amely a koncentrációváltozás elméleti lépéseinek számának meghatározásán alapul. A hatásfok számításába való bevezetés lehetővé teszi a többfokozatú készülékek valós fokozatainak számának vagy a készülék hosszának meghatározását.
Tekintsünk egy grafikus módszert az elméleti lépések számának háromszögdiagram segítségével történő meghatározására (16.2.2. ábra). A kényelem kedvéért egy diagramot mutatunk be derékszögű háromszög formájában egyenlő oldalú háromszög helyett.
Legyen az extrahálandó kezdeti szilárd anyag egy oldhatatlan L komponensből és egy oldható komponensből M, amelyet folyékony extrahálószerrel vonnak ki E. Az eljárás eredményeként kivonatot kapunk, amely extrahálószerből áll Eés a benne oldott anyag M,és egy oldhatatlan anyagból álló raffinátum L, melynek pórusaiban bizonyos mennyiségű anyag található M, feloldjuk az extrahálószerben E.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image108_0.jpg "width =" 438 "height =" 129 src = ">
Rizs. 16.2.3. Többszakaszos ellenáramú szilárd-folyékony extrakciós séma
E extraháló oldat M az extrahálószerben E nevezzük a felső patakot, és a patakot R szilárd keverékek L kivonható M- lefelé.
Az anyagmérleg egyenletek a következőképpen lesznek felírva:
F+ E= Rés
A perkolátor (16.2.5. ábra) egy függőleges, hengeres berendezés, kúpos fedővel. Alul egy rostély található, amelyre a felső nyíláson keresztül egy réteg zúzott szilárd anyagot raknak. A kilúgozás után az anyag az alsó csuklós nyíláson keresztül távozik.
Garat "href =" / szöveg / kategória / bunker / "rel =" könyvjelző "> garat répaforgács betöltéséhez és csigák a pép gépből történő eltávolításához.
A készülék belsejében a forgácsot két párhuzamos csiga szállítja alulról felfelé. A csavarokat csavarvonal mentén elhelyezett pengék alkotják. Mindegyik csiga lapátjai a másik lapátjai közötti térbe kerülnek. A csigák ilyen elrendezése hozzájárul a forgács egyenletes mozgásához a berendezés hosszában, és megakadályozza, hogy a répaforgács a késekkel együtt forogjon. Ugyanebből a célból ellenlapátok és válaszfalak vannak felszerelve a burkolatok alsó részére.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image138_3.jpg "width =" 241 "height =" 257 src = ">
Rizs. 16.2.7. Kétoszlopos diffúziós készülék:
1,5 - fojtó; 2 - forgó dobó; 3 - dob; 4 - tok; 6 - lánc; 7 - keret
Egy gereblye szállítószalag és egy forgácsszóró van kialakítva a forgács betáplálására a készülékbe. A felmelegített gyümölcslé a készülék belsejében lévő fúvókákon keresztül áramlik.
A diffúziós levet a kamrában elhelyezett kúpos lyukakkal ellátott önregeneráló szitákon és egy elágazó csövön keresztül szívják ki a berendezésből. A légnyomásos víz a felső fúvókasoron, a nyomás alatti pedig az alsón keresztül jut be a készülékbe.
A készülékbe került forgácsot a készülékből való kirakodás helyére szállítják. A barometrikus és pépprés vizet a második oszlop felső részébe táplálják ellenáramban a répaforgács felé. A diffúziós lé a gyártásba kerül, a pép pedig a présekbe vagy a cellulóztárolóba kerül. Egyes üzemekben a légköri és nyomás alatti vizet előzetesen egy nagy tartályba táplálják keverés céljából, majd egy fűtőberendezésbe a keverék melegítésére.
A berendezés megfontolt kialakítása esetén a répaforgács a készülék belsejében leforrázott, és a perzselő további felszerelése nem szükséges. A forrázásra szánt levet a fűtőberendezésekben meghatározott hőmérsékletre melegítik.
Vannak olyan készülékek, amelyekben a szilárd anyagot vödrök mozgatják.
A keretes vagy vödrös láncos szállítószalagok használata a szilárd anyag tömegének összetömörödését okozza a kereteken vagy a kanalakban, ami rontja az extrakciós folyamatot. A pengetengelyes és ellenlapátos diffúziós berendezésekben a forgács jelentős zúzódása következik be, ami megnehezíti a diffúziós lé szűrését a berendezésben, és ezáltal csökkenti az extrakciós sebességet. A durva répaforgács alkalmazása következtében az extrakciós sebesség is csökken a belső diffúziós ellenállás növekedése miatt.
A függesztett ágyas diffúziós gépek mentesek ezektől a hátrányoktól. Egy kétoszlopos készülékben (16.2.8. ábra), amelyet prof. , a répa chips fel van függesztve. A tartalom mozgatásának hajtóereje a berendezésben az első és második oszlopban lévő anyagra gyakorolt nyomáskülönbség. Amikor a dugattyús szállítószerkezet felfelé mozog, alatta vákuum keletkezik. Az első oszlop tetejére répaforgács kerül, amely egy bizonyos szintig diffúziós lével van megtöltve. A lé szintjét szintmérővel tartják fenn. Így a répaforgács bejut a diffúziós lébe, és egyenletesen oszlik el a berendezés térfogatában.
https://pandia.ru/text/78/416/images/image140_5.gif "width =" 128 "height =" 43 src = "> (16.2.11)
ahol: VNS- a készülék hasznos térfogata, m3; q- a forgács tömege a berendezés hasznos térfogatának egységére vonatkoztatva, kg / m3 (oszlopos készülékeknél q= 600 ... 700 kg / m3); τ - az extrakciós folyamat időtartama, s.
A napraforgómagból olaj kivonására szalagos extraktorokat (16.2.9. ábra) használnak. Szilárd fázis - a zúzott magvak vékony rétegben mozognak a szalag mentén, és az extrahálószert - a benzint felülről szállítják szivattyúk segítségével, és öntözik az anyagot a szalagon. A folyamat a szilárd anyag és az extraháló áramlásának összetett, kombinált mozgási sémája szerint történik: keresztirányú áram minden szakaszban és ellenáram az egészben az elszívóban. Az extraháló kialakítása nem biztosítja a szilárd fázis hatékony kölcsönhatását az extrahálószerrel, az extrakció alacsony sebességgel megy végbe. Az olaj teljes kivonásához több extrakciós lépésre van szükség.
Rizs. 16.2.9. Szíjkihúzó:
1 - tok; 2 - fúvókák; 3 - rakodótengely; 4 - szállítóeszköz; 5 - szivattyúk
Ellenőrző kérdések
1. Mi a kilúgozási folyamat lényege? Milyen komponensek vesznek részt a kilúgozási folyamatban? 2. Milyen tényezők határozzák meg a kioldódás mértékét? 3. Milyen esetben írja le a kioldódási sebességet a Shchukarev-egyenlet? 4. Mi az extraktorok számítása? 5. Hogyan ábrázolható az ellenáramú extrakciós folyamat háromszögdiagramon? 6. Hogyan határozható meg a koncentrálási lépések száma egy háromszögdiagramban? 7. Nevezze meg azokat a sémákat, amelyekkel a kilúgozási folyamatokat lefolytatják 8. Milyen kivitelű elszívókat használnak az élelmiszeriparban?
- Mi a szláv hit Milyen hitet vallottak az ókori szlávok: Téma: Miben hittek dicső őseink?Jó estét, kedves bírók és...
- A mítoszok megsemmisítése Kinek ellenjavallt az ital, és milyen károkat okoz: Valószínűleg nincs olyan ember, aki ne tudna erről a szokatlan ...
- Anyasági tőke felhasználása a delta-hitelbankban: Minden nap azon dolgozunk, hogy hatékony legyen az ügyfelek számára....
- Vegetáriánus: előnyei és hátrányai, előnyei és hátrányai gyerekeknek, felnőtteknek: Az utóbbi időben egyre többen hagynak fel a...
2021 rsrub.ru. A modern tetőfedési technológiákról. Építőipari portál.