Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

КІНЕТИКА ЕКСТРАГУВАННЯ КУПРУМУ СУЛЬФАТУ З ОДИНАРНОГО КАПІЛЯРА В УМОВАХ ВАКУУМУВАННЯ СИСТЕМИ

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Дмитро Миколайович Симак
В. І. Склабінський

Анотація

Досліджувався процес екстрагування твердої речовини з капілярів циліндричної форми з метою визначення кінетики даного процесу. Твердою фазою служив купруму сульфат, який екстрагувався дистильованою водою. Екстрагування твердої фази складається з процесу розчинення цільового компоненту та дифузії розчиненої речовини у капілярі. Лімітуючою стадією даного процесу є дифузія компоненту всередині капіляру, що відбувається за законом молекулярної дифузії Фіка. У промислових умовах інтенсифікація процесу екстрагування відбувається за рахунок подрібнення твердого матеріалу або збільшення температури. У роботі досліджувався процес екстрагування в умовах вакуумування системи, при якому виникає кипіння рідини та утворення парової фази. Зародження, ріст та відрив парових бульбашок всередині капілярів приводить до переміщення рідини, що сприяє її заміні, створенні умов нестаціонарності, достачанні свіжої рідини до поверхні розчинення. Наведено експериментальну установку, методику виконання досліджень та експериментальні результати для капіляра діаметром 0,8 мм. Представлено графічно залежність переміщення зони розчинення у капілярі для трьох випадків за однакової температури 750С: розчинення під час механічного перемішування, постійного вакуумування та періодичного вакуумування. Найвища швидкість екстрагування відповідає періодичному вакуумуванню. Визначено ефективні коефіцієнти дифузії у капілярах та відношення коефіцієнтів за вакуумування до екстрагування в умовах механічного перемішування. Показано, що за постійного вакуумування процесу екстрагування швидкість екстрагування зростає у 2,8 рази; за періодичного вакуумування, при якому відбувається сплескування парової фази і переміщення рідини у капілярі, у 6,3 рази.   The process of extracting of solid substance from cylindrical capillaries to determine the kinetics of this process was investigated. As the solid phase served sulfur sulfate, which was extracted with distilled water. Extraction of the solid phase consists of the process of dissolving of the target component and diffusion of the dissolved substance in the capillary. The limiting stage of this process is the diffusion of a component inside the capillary, which occurs under the law of molecular diffusion of Fick. In industrial conditions, the intensification of the extraction process occurs by grinding of a solid material or increasing of the temperature. In this paper, the process of extraction under conditions of vacuuming of the system, in which occurs boiling of the fluid and formation of a vapor phase, is investigated. The origin, growth and separation of the vapor bubbles within the capillaries leads to the displacement of the fluid, which facilitates its replacement, the creation of non-stationary conditions, the supply of fresh liquid to the surface of the dissolution. The experimental apparatus, methodology of research and experimental results for a capillary with a diameter of 0,8 mm are given. Graphically, the dependence of the displacement of the dissolution zone in the capillary is presented for three cases at the same temperature of 750С: dissolution during mechanical mixing, constant vacuuming and periodic vacuuming. The highest rate of extraction corresponds to periodic vacuuming. The effective coefficients of diffusion in the capillaries and the ratio of the coefficients of vacuuming to extraction under conditions of mechanical mixing are determined. It is shown that during the continuous vacuuming of the extraction process, the extraction rate increases in 2,8 times; for periodic vacuuming, at which there is an explosion of the vapor phase and the movement of liquid in the capillary, in 6,3 times.
Ключові слова:
купруму сульфат, екстрагування, інтенсифікація, вакуумування, коефіцієнт дифузії

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Симак, Д., & Склабінський, В. (2018). КІНЕТИКА ЕКСТРАГУВАННЯ КУПРУМУ СУЛЬФАТУ З ОДИНАРНОГО КАПІЛЯРА В УМОВАХ ВАКУУМУВАННЯ СИСТЕМИ. Scientific Works, 82(1). https://doi.org/10.15673/swonaft.v82i1.1002
Розділ
Статьи
Біографії авторів

Дмитро Миколайович Симак, Сумський державний університет, м.Суми

канд. техн.наук

В. І. Склабінський, Сумський державний університет, м.Суми

д-р техн. наук, професор

Посилання

1. Аksielrud, G. Ekstrakcja w ukladzie cialo stale – ciecz/ G. Аksielrud, W. Lysianski. – Warszawa: Wydaw, Nauk.- Techn., 1978.- 275s.

2. Натареев С.В. Массоперенос в системе с твердым телом/Н.С.Натареев, Н.Р. Кокина, О.С. Натареев, Е.А. Дубкова– Теор. основы хим. технологии.- 2015.- т.49, №1.- С. 74 — 78.

3. Семенишин Є.М. Особливості екстрагування цільових компонентів з пористих структур/ Є.М. Семенишин, В.І. Троцький, В.І. Федорчук-Мороз. – Наук. вісник Українського держ. лісотехн. університету.- 2004.- Вип.14.4.- С.317 – 321.

4. Бандура В.М. Розробка технологічної схеми екстрагування олії з допомогою мікрохвильового інтенсифікатора/ В.М.Бандура, Л.М.Каменовська// Одеська Національна академія харчових технологій «Наукові праці».- Одеса. -2014.- Вип. 45.- Т.3.- С. 39-42.

5. Симак Д.М. Інтенсифікація масообмінних процесів у системі тверде тіло-рідина введенням газової фази. /Д.М. Симак, Я.М. Гумницький // Матеріали XVIII Міжнародної конференції «Проблеми і перспективи практичної реалізації наукових досліджень». Чернівці, 2015р./ Буковинська економічна фундація. -Чернівці.-2015.-С. 31-34.

6. Бурдо О.Г. Энергетический мониторинг пищевых производств. – Одесса: Полиграф. – 2008. – 244с.

7. Бурдо О.Г. Экстрагирование в системе «кофе – вода» // О.Г.Бурдо, Г.М.Ряшко. – Одесса: ТЕС. – 2007. – 176с.

8. Юрим І.М., Гумницькмй Я.М. Гідродинаміка пароутворення в умовах вакуумування // Вісник Держ. ун-ту «Львівська політехніка». – Львів. – 1998. - №339. – С. 126-128.

9. Гумницький Я.М., Майструк І.М. Інтенсифікація процесу фізичного розчинення у трьохфазній системі при розрідженні // Хімічна промисловість України. – 1999. - №2. – С.23-26.

10. Гумницький Я.М. Розчинення твердих тіл у трифазній системі, утвореній вакуумуванням. /Я.М. Гумницький, Д.М.Симак, О.А. Нагурський //Наукові праці ОНАХТ. - Одеса, 2015. – Вип. 47.- Т.1. С. 130-133.

11. Гумницький Я.М. Кінетика екстрагування міді сульфату з пористих частинок / Я.М. Гумницький, В.М.Атаманюк, Д.М.Симак. - Інтегровані технології та енергозбереження.- 2017.- №4.- С.23 – 27.

12. Гумницький Я.М. Кінетика екстрагування цільового компоненту з поодинокого капіляру в умовах вакуумування системи / Я.М. Гумницький, Л.О.Венгер, М.Ф.Юрим// Вісник НУ»Львівська політехніка».- Львів,2003.- №488.- С.220-222.

13. Гумницкий Я.М. Экстрагирование твердого вещества из линейных капилляров при периодическом кипении под вакуумом // Я.М.Гумницкий, В.Н.Сенькив - Теор. основы хим. технологии - 2006.- т.40, № 3.- С.1-6.

14. Гумницкий Я.М. Исследование влияния гидродинамических условий на экстрагирование вещества из линейных капиляров // Я.М.Гумницкий, В.Н.Сенькив – Вопросы химии и хим. технологии. – 2006.- №3.- С.157-161.

15.Gumnitsky J., Yurym M., Osman A. The transfer during dissolring solids in condition of gas supply and in vacuum / Konferencija naukowa Inzenerija chemiczna. – Krakow. – 1994. – T.1. - S. 319-326.