مقاله مدلسازی استخراج فوق بحرانی دارای 8 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله مدلسازی استخراج فوق بحرانی کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مدلسازی استخراج فوق بحرانی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
برخی از منابع:
[1] Goodarznia, Iraj., Eikani, Mohammad H. , “ Supercritical carbon dioxide extraction of essential oils : Modeling and simulation” , Chemical Engineering Science , Vol.53 , No.7 , pp. 1387-1395 , 1998.
[2] Berna, A. , Tarrega, A. , Blasco, M. , Subirats, S. , “Supercritical extraction of essential oil from orange peel ; effect of the height of the bed” , Journal of Supercritical Fluids , Vol.18, pp.227-237, 2000.
[3] Sanchez-Vicente, Yolanda , Cabanas, Albertina , Renuncio,Juan A.R , Pando,Concepcion , “ Supercritical fluid extraction of peach seed oil using carbon dioxide and ethanol “, J. of Supercritical Fluids, Vol.49 , PP.167-173,2009.
[4] Grosso, C., Coelho, J.P., Pessoa, F.L.P, Fareleira, J.M.N.A., Barroso, J.G., Urieta, J.S., Palavra, A.F., Sovova, H., “Mathematical modeling of supercritical extraction of volatile oils from aromatic plants” , Chemical Engineering Science , vol.65 , pp.3579-3590 , 2010.
مقدمه
استخراج با سیال فوق بحرانی ، تکنیک جدید و قدرتمندی در زمینه جداسازی می باشد که بر پایه توانایی بالای حـلال فوق بحرانی است [1] . دانسیته و ویسکوزیته سیالات فوق بحرانی بین حالات گاز و مایع است . به علاوه ضریب نفـوذ آن هـا از مایعات بیشتر می باشد و در نتیجه سرعت انحلال و در پی آن بازده استخراج را افزایش می دهند . همچنین ویژگی های آن ها با شرایط عملیاتی ( دما و فشار ) قابل تغییر می باشد [2] . یکی از این سیالات دی اکسید کـربن مـی باشـد کـه غیـر سـمی و غیرقابل اشتعال بوده و دارای ثوابت بحرانی پایینی می باشد (c 31 وMpa 7.38) [3] . برخی از مزایای استخراج فوق بحرانی عبارتست از : دمای پایین ، زمان کوتاه فرایند به علت ضریب نفوذ بالای سیال فوق بحرانی ، سـرعت انتقـال جـرم بـالا ، عـدم مصرف حلال های سمی ،کیفیت بالای محصول نهایی به دلیل عاری بودن محصول از حـلال [4] . تجهیـزات مـورد نیـاز ایـن فرایند به دلیل فشار بالا گران تر از فرایندهای مرسوم جداسازی می باشـد . امـا هزینـه هـای عملیـاتی معمـولا کمتـر اسـت ، بنابراین اگر فرایند در شرایط بهینه صورت گیرد ، هزینه های کلی را می توان کاهش داد .. استخراج اسانس و روغن هـای فـرار از گیاهان با استفاده از دی اکسیدکربن فوق بحرانی ، یکی از کاربردهای استخراج فوق بحرانـی مـی باشـد کـه دمـای عملیـاتی پایین و فضای کمی نیاز دارد [5].
مدل های ریاضی بسیاری برای تفسیر استخراج فوق بحرانی اسانس ها در مقالات پیشنهاد شده است که ابـزار مناسـبی برای طراحی ، بهبود و افزایش مقیاس ایـن فراینـدها از آزمایشـگاه بـه مقیـاس پـایلوت و صـنعت مـی باشـد . در مـدل هـای تجربی ،پارامترهای مربوطه دارای مفهوم فیزیکی نبوده و برای افزایش مقیاس مناسب نمی باشد . مدل هایی که بر اساس تشـابه حرارتی هستند ، تنها مقاومت انتقال جرم داخلی را در نظر می گیرد، بنابراین دارای خطا می باشـد . مـدل شـبه پایـای جمـع شدن هسته فرض می کند که حل شونده در داخل حفره های ذرات جامد ذخیره می شود و مرز مشخصـی بـا ناحیـه خـارجی ایجاد می کند . مدل هایی که براساس موازنه جرم دیفرانسیلی هستند ، مفهوم فیزیکی قوی تری دارند . این مـدل هـا ویژگـی های ماتریکس گیاه را در نظر می گیرند و حاوی روابط تعادل و مکانیزم های انتقال جرم می باشند [4].
هدف از این مقاله ، مدلسازی داده های آزمایشگاهی حاصله از استخراج روغن اسانس از پوسـت پرتقـال اسـت در ایـن تحقیق از مدل جدید و جامعی که بر اساس مفهوم سلول های سالم و شکسته است ، استفاده می شـود. در ایـن مـدل ، تعـادل فازی بخش اول استخراج را کنترل می کند که فاز سیالی که استخراج کننده را ترک می کند با فاز جامد در خروجی اسـتخراج کننده در تعادل است . در طی استخراج ، حل شونده به سطح ذره نفوذ می کند و نفوذ داخلی با ضریب انتقال جرم فـاز جامـد مدل می شود . دو ناحیه در ذره قابل تشخیص است . یک ناحیه در نزدیکی سطح که مربوط به سلول های شکسته است و یک ناحیه در هسته ذره که شامل سلول های سالم می باشد . الگوی جریان ایده آل در استخراج کننده ، جریان پـلاگ مـی باشـد .
در این مدل برهمکنش بین حل شونده و ماتریکس نیز در نظر گرفته می شود [6] .
2- مواد و روش آزمایشگاهی
در این تحقیق از داده های آزمایشگاهی به دست آمده توسط Berna و همکارانش [2] استفاده شـده اسـت . آن هـا از حلال دی اکسیدکربن با خلوص 99% و جریان kg/h 1 در مقیاس پایلوت استفاده کردند . شرایط عملیاتی عبارت بود از 313 کلوین و فشار 200 بار. واحد پایلوت از استخراج کننده ی با دو واحد جداسازی سیکلون و دکانتور استفاده شد [2] .
3- مدلسازی
فرضیات مدل عبارتند از :1- حل شونده در ذرات جامد ، یکنواخـت توزیـع شـده اسـت .2- ذرات حـاوی سـلول هـای شکسته در نزدیکی سطح و سلول های سالم در هسته می باشد و کسر حجمی سلول های شکسته در ذرات را بازده آسیاب می نامند .3- حل شونده در دسترس موجود در سلول های شکسته ، مستقیما وارد فاز سیال می شود ، در حالی که حل شونده در سلول های سالم ، ابتدا در سلول های شکسته نفوذ کرده و سپس وارد سیال می شود .4- انتقال جرم از سلول های شکسته بـه حلال ، توسط ضریب انتقال جرم فاز سیال مشخص می شود که بزرگتر از ضریب انتقال جرم مربوط به نفوذ از سلول های سالم به شکسته است . 5- کاهش جامد در طی استخراج بر روی ویژگی های بستر استخراج ، کسر خـالی و مسـاحت تـاثیری نمـی گذارد و همچنین دانسیته سیال در طی حل شدن حل شونده در آن ، تغییری نمی یابد . موازنـه جـرم در واحـد حجـم بسـتر استخراج برای جریان پلاگ نوشته می شود که شامل معادلات انتقال جرم حل شونده در فاز سیال ، فاز جامـد بـا سـلول هـای
شکسته و فاز جامد با سلول های سالم است :
شرایط اولیه و مرزی، فلاکس سلولهای شکسته و حلال ، فلاکس سلولهای سالم و سلول های شکسته عبارتند از :
و منحنی استخراج از رابطه زیر محاسبه می شود :
برای تعادل بین فاز سیال و فاز جامدحاوی سلول های شکسته ،از تابع تعادل ناپیوسـته کـه توسـط [5] .Perrut etal پیشنهاد شد ، استفاده می شود . قسمت های A-D ، غلظت های تعـادلی اولیـه را نشـان مـی دهنـد کـه چهـار نـوع منحنـی استخراج را مشخص می کنند .
ناپیوستگی در غلظت گذر رخ می دهد که برابر با ظرفیت برهمکنش ماتریکس با حـل شـونده اسـت . در غلظـت های جامد کمتر از Xt ، همه حل شونده با ماتریکس برهمکنش دارد و در غلظت هـای بیشـتر از Xt ، فـاز جامـد حـاوی حـل شونده آزاد می باشد . همچنین فرض می شود که تعادل بین سیال و جامد حاوی سلول های شکسته ، در طی اسـتخراج بـاقی مانده و دما وفشار قبل از شروع استخراج ثابت شده اند. از طرف دیگر ، غلظت در سلول هـای سـالم تـا زمـان شـروع اسـتخراج
تغییری نمی یابد و برابر با غلظت در ماده ای است که عملی روی آن صورت نگرفته است ( Xu ).
حال برای بی بعد سازی معادلات مدل از متغیرهای بی بعد استفاده می شود :
از طرفی موازنه جرم اولیه بی بعد به شکل زیر در می آید :
برای حل مدل با جریان پلاگ ، بستر پیوسته استخراج با مجموعه ای از میکسرها نشان داده می شود که تعداد آن ها به اندازه کافی بزرگ است . در نتیجه معادلات به شکل زیر می باشند :
شرایط اولیه و مرزی عبارتند از :
فلاکس های موضعی بی بعد و بازده از معادلات زیر به دست می آیند :
بعضی از پارامترها را می توان از منحنی تجربی به دست آورد . قسمت اول منحنی استخراج بر اساس نوع استخراج ، از A تا D متفاوت است . قسمت دوم منحنی استخراج که q بزرگتر از qc می باشد ، با معادله (17) تقریب زده می شود .
Click to share on Facebook (در پنجر تازه باز میشود)
برای به اشتراک گذاشتن روی لینکداین کلیک کنید (در پنجر تازه باز میشود)
Click to share on Telegram (در پنجر تازه باز میشود)
کلیک کنید تا روی گوگل+ به اشتراک گذاشته شود (در پنجر تازه باز میشود)
برای دریافت اینجا کلیک کنید
تعداد کل پیام ها : 0