Применение электромагнитного поля для интенсификации процесса экстрагирования масла из куколок тутового шелкопряда

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты исследования процесса экстрагирования масла из куколок тутового шелкопряда в поле электромагнитного воздействия. Экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что одним из эффективных средств воздействия на пограничную жидкостную пленку на поверхности твердого тела является наложение электромагнитного воздействия.

ABSTRACT

The article presents the results of a study of the process of extracting oil from silkworm pupae in the field of electromagnetic influence. Experimental studies show that one of the most effective means of influencing the boundary liquid film on the surface of a solid is the imposition of electromagnetic influence.

Ключевые слова: куколок тутового шелкопряда, экстрагирования, экстракционная колонна, электромагнит, воздействия, извлечения, масличность, эксперимент, исследования.

Keywords: silkworm pupae, extraction, extraction column, electromagnet, impact, extraction, oil content, experiment, research.

На основании анализа теории процесса извлечения и экспериментального определения гидромеханических и диффузионно-термических свойств твердых материалов масличной обработки было установлено, что процесс извлечения с участием твердой фазы ограничен скоростью медленного возникновения внутренней диффузии и характеризуется продолжительностью и поведением, а также общей физической структурой твердого вещества [2].

Интенсификация процесса экстрагирования может быть достигнута энергичным воздействиям на жидкостную пограничную пленку на поверхности частиц твердого простого тела с целью уменьшения её толщины и создания в ней пульсаций для осуществления турбулентного переноса вещества [1].

Исходя, из литературных анализов, посвященных интенсификации массообменных процессов, особенно в системе "жидкость твердое тело" применения электромагнитного воздействия недостаточна изучены.

Электромагнитная обработка заключается в кратковременном воздействии поля на обрабатываемую систему, после чего последняя возвращается к условиям, существовавшим до обработки. Естественно предположить, что жидкость после кратковременного воздействия магнитного или другого поля немедленно возвратится к исходному состоянию и приобретет первоначальные свойства.

Вопрос возможности применения кратковременного  воздействия магнитных полей, следовательно, сводится к возможности  сохранения остаточных явлений после воздействия поля.

Наиболее значительные изменения структуры и свойств под влиянием кратковременных воздействий магнитных полей можно ожидать для растворов, содержащих сильно поляризующие и легко поляризуемые молекулы.

Поскольку поляризующее влияние и поляризуемость различных молекул неодинаковы, частота процесса перемещения электронных оболочек атомов и смещение электронных объектов в молекулах различны. В силу этого действие магнитного поля на раствор должно зависеть от природы экстрагируемых веществ и их концентрации.

В целях определения интенсифицирующих способов нами в лабораторных условиях был проведен ряд   экспериментов.

Опыты проводились на установке (рис.1), состоящей из следующих узлов: экстракционной колонны 1, электромагнитного аппарата 2, лабораторного трансформатора 3, системы подачи растворителя 4 и контрольно-измерительных приборов 5.

Основные характеристики установки: внутренний диаметр 40 мм, высота 90 мм. Исследованию подвергались крупки куколок тутового шелкопряда с масличностью 20%, влажностью 6-8% и средним размером частиц 100-250 мкм. В качестве растворителя использовался экстракционный бензин. Условия проведения опытов: продолжительность экстракции 15 мин, скорость потока растворителя 0,9 см³ /мин, напряженность электромагнитного поля 70-90 кА/м, высота слоя 14 мм, температура процесса 200^оС.

Рисунок 1. Экспериментальная установка для исследования процесса извлечения масла из куколок тутового шелкопряда в поле электромагнитного воздействия

Рисунок 2. Изменение масличности крупки куколок тутового шелкопряда по времени в поле электромагнитного воздействия при d= 100 мкм, v=1,5 10^{-8 м3} /c, n=50 Гц

♦ - при Н = 68 кА/м ;   - при Н = 72 кА/м; ▲ - при Н = 76 кА/м ;  ×- при Н=80,6 кА/м.

Рисунок 3. Изменение масличности крупки куколок тутового шелкопряда по времени в поле электромагнитного воздействия при d= 150 мкм, v=1,5 10^{-8 м3} /c, n=50 Гц.

♦ - при Н = 68 кА/м ;   - при Н = 72 кА/м;  ▲ - при Н = 76 кА/м ;  ×- при Н=80,6 кА/м.

Рисунок 4. Изменение масличности крупки куколок тутового шелкопряда по времени в поле электромагнитного воздействия при d= 210 мкм, v=1,5 10^{-8 м3} /c, n=50 Гц.

♦ - при Н = 68 кА/м ;   - при Н = 72 кА/м; ▲ - при Н = 76 кА/м ;  ×- при  Н=80,6 кА/м.

В колонну через верхний штуцер подавался предварительно омагниченный растворитель, который, извлекая масло из экстрагируемого материала, выходил через нижний штуцер колонны в виде мисцеллы. Полученные результаты приведены на рис.2, 3 и 4.

Положительные результаты, полученные при применении омагничивания растворителя, позволил применить этот метод для обработки крупки куколок тутового шелкопряда. Выбор в качестве сырья крупки куколок тутового шелкопряда объясняется повышенной потребностью в масле для нужд народного хозяйства и наличием в куколках тутового шелкопряда масла в количестве, достаточном для промышленной переработки.

Список литературы:

1. Сарболаев Ф.Н., Хамидов Б.Т. Исследование процесса экстрагирования масла из куколок тутового шелкопряда в поле низкочастотных вибрационных колебаний // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 11 (68).
2. Б.Т. Хамидов, К.У. Сокиева, А.О. Жабборов. Экстрагирование масла из мелкодисперсных маслосодержащих материалов// Молодой ученый. — 2018. — № 25 (211). — С. 148-151.