КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕЖФАЗОВЫХ ПРОЦЕССОВ С УЧАСТИЕМ КОМПОНЕНТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

  • Николай Анатольевич Макаревич Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В.Ломоносова
  • Николай Иванович Богданович Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, 163002
  • Сергей Иванович Третьяков Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, 163002
  • Елена Николаевна Коптелова Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, 163002
Ключевые слова: диффузионная кинетика, константа скорости, коэффициенты диффузии, межфазовые процессы, адсорбция, поверхностное натяжение, экстракция, сушка, растительное сырье, береза, береста

Аннотация

Предложено экспоненциальное уравнение диффузионной кинетики адсорбции, экстракции, сушки для растительного сырья с параметром g, учитывающим межчастичные взаимодействия в капиллярно-пористой анизотропной структуре твердой фазы: (Xt Xр)/(X0 - Xр) = Bmexp(-krt)g, где Xt, X0, Xр, - текущее, начальное, равновесное значение либо поверхностного натяжения s, либо адсорбции Г, либо концентрации С, либо влагосодержания W, Bm- константа, зависящаяот формы (пористости) и природы частиц твердой фазы,kr - константа скорости, t - время. Рассмотрены алгоритмы расчета эффективных D* и истинных D коэффициентов диффузии процессов экстракции коры березы и сушки опилок березы в модельных приближениях частиц твердой фазы в виде неограниченной пластины, бесконечного цилиндра и шара. Установлено, что отклонению от идеальности в реальных процессах адсорбции и экстракции соответствуют значения g £ 1, а в процессе сушки g ³ 1.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Николай Анатольевич Макаревич, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В.Ломоносова
Кафедра Химии и химической технологии, д.х.н., профессор
Николай Иванович Богданович, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, 163002
профессор кафедры химии и химической технологии, доктор технических наук
Сергей Иванович Третьяков, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, 163002
профессор, кандидат технических наук
Елена Николаевна Коптелова, Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова, наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, 163002
старший преподаватель кафедры химии и химической технологии, кандидат технических наук

Литература

1. Lewis W.K. The rate of drying of solids materials // The Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 1921. Vol. 13, N5. Pp. 427–432.
2. Page G.E. Factors influencing the maximum rates of air drying shelled corn in thin layers. M. Sc. Thesis, Indiana: Purdue University, USA, 1949.
3. Henderson S.M., Pabis S. Grain drying theory I. Temperature effect on drying coefficient // Journal of Agriculture Engineering Research. 1961. Vol. 6, N3. Pp. 169–174.
4. Thompson T.L., Peart R.M., Foster G.H. Mathematical simulation of corn drying – a new model //Transactions of the ASAE. 1968. Vol.11, N2. Pp. 582–586.
5. Henderson S.M. Progress in developing the thin layer drying equation. // Transactions of the ASAE. 1974. Vol. 17, N6. Pp. 1167–1172.
6. Crank J. The mathematics of diffusion (2nd ed.). London, 1975. 414 p.
7. Sharafelden Y.I., Blaisdell J.L., Hamdy M.Y. A model for ear corn drying // Transactions of the ASAE. 1980. Vol. 5, N4, Pp. 1261–1265.
8. Midilli A., Kucuk H., Vapar Z. A new model for single-layer drying // Drying Technology. 2002. Vol. 20, N7. Pp. 1503–1513.
9. Макаревич Н.А., Дихтиевская Л.В. Латеральные взаимодействия в кинетической модели адсорбции // Журнал физической химии. 1991. Т. 65, №2. C. 453–458.
10. Макаревич Н.А., Дихтиевская Л.В. Гидрофобные взаимодействия при адсорбции олигоэфирных фторированных ПАВ на границе жидкость – газ // Журнал физической химии. 1993. Т. 67, №3. С. 542–544.
11. Афанасьев Н.И, Тельтевская С.Е., Макаревич Н.А., Парфенова Л.П. Структура и физико-химические свойства лигносульфонатов. Екатеринбург, 2005. 162 c.
12. Sherwood T.K. Adsorption and extraction. New York, London. McGraw-Hill book company, inc. 1937. 278 p.
13. Bird R.B., Stewart W.E., Lightfoot E.N. Transport phenomena. Wiley, 1960. 780 p.
14. Pakowski Z., Mujumdar A.S. Basic Process Calculations and Simulations in Drying // Handbook of Industrial Drying. 3rd Edition, Mujumdar, A.S. Eds.; CRC Press, 2007. Pp. 54–179.
15. Kays W.M. Convective heat and mass transfer. Mac Graw-Hill, 2005. 546 p.
16. Лыков А.В. Явления переноса в капиллярно-пористых телах. М., 1965.
17. Лыков А.В. Теория сушки. М., 1968. 472 с.
18. Романков П.Г., Рашковская Н.Б., Фролов В.Б. Массообменные процессы химической технологии. Л., 1975. 333 с.
19. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М., 1980. 248 c.
20. Рудобашта С.П., Карташов Э.М. Диффузия в химико-технологических процессах. М., 2010. 478 c.
21. Аксельруд Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование (Система твердое тело – жидкость). Л., 1974. 256 c.
22. Романков П.Г., Курочкина М.И. Экстрагирование из твердых материалов. Л., 1983. 253 c.
23. Кислицын А.Н. Экстрактивные вещества бересты: выделение, состав, применение // Химия древесины. 1994. №3. С. 3–28.
24. Кузнецов Б.Н., Кузнецова С.А., Левданский В.А., Судакова И.Г., Веселова О.Ф. Совершенствование методов выделения, изучение состава и свойств экстрактов березовой коры // Химия в интересах устойчивого разви-тия. 2005. Т. 13. С. 391–400.
25. Левданский В.А. Комплексная переработка древесной коры с использованием процессов экстракции и взрыв-ного автогидролиза : дисс. ... д-ра хим. наук. Красноярск, 2006. 333 c.
26. Коптелова Е.Н., Кутакова Н.А., Третьяков С.И. Определение состава этанольного экстракта бересты // Извес-тия вузов. Лесной журнал. 2011. №6. С. 107–111.
27. Коптелова Е.Н., Кутакова Н.А., Третьяков С.И. Исследование кинетики массопереноса в процессе экстрагиро-вания бересты // Известия вузов. Лесной журнал. 2013. №4. С. 119–128.
Опубликован
2014-12-08
Как цитировать
[1]
Макаревич, Н., Богданович, Н., Третьяков, С. и Коптелова, Е. 2014. КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕЖФАЗОВЫХ ПРОЦЕССОВ С УЧАСТИЕМ КОМПОНЕНТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. Химия растительного сырья. 4 (дек. 2014), 251-262. DOI:https://doi.org/10.14258/jcprm.201404208.
Выпуск
Раздел
Технологии