Файл: Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие.pdf

Это изменение плотности подчиняется эмпирической зависи­ мости следующего вида (в кг/м3):

Из уравнения видно, что с повышением температуры плот­ ность бензина уменьшается, причем это изменение носит линей­ ный характер в относительно коротком интервале температур. При значительном повышении температуры эта зависимость приобретает криволинейный характер из-за зависимости коэф­ фициента объемного расширения (0,884) от температуры.

Так как бензин является смесью углеводородов, то может быть найдена только средняя молекулярная масса этой смеси в зависимости от температуры кипения по эмпирическому уравне­ нию Воинова

Мср = 6 0 + 0,3*+ 0,001+ (VI—2)

Как указывалось выше, начало кипения бензина 70° С, а ко­ нец кипения при 90°С; поэтому вычисленная средняя темпера­ тура кипения бензина оказалась равной 76° С. При этой темпе­ ратуре средняя молекулярная масса бензина

Мер = 60 + 0,3-76 +0,001 -762 = 88,6.

где 1,29 — плотность воздуха при нормальных условиях.

Таким образом, пары бензина будут скапливаться в нижних частях экстракционного цеха, во всех углублениях и приямках, что нужно учитывать при проектировании вентиляции цеха.

2 8 2

Газовая постоянная паров бензина

Вязкость жидкого бензина уменьшается с повышением тем­ пературы:

Удельная теплоемкость жидких нефтепродуктов, в том числе и бензинов, зависит от температуры и плотности и может быть вычислена по уравнению Крагоэ

Ko.ooip

где р — плотность продукта при 15° С, кг/м3.

Подставляя значение плотности бензина при 15° С, получаем расчетное уравнение для удельной теплоемкости [в кДж/(кг-К)]

Удельная теплоемкость паров бензина при постоянном дав­ лении

Теплопроводность жидкого бензина [в В т /( м - К )] также из­ меняется при изменении температуры, что видно из эмпирическо­ го уравнения Гретца

Средняя скрытая теплота испарения (в кДж/кг, удельный термодинамический потенциал) бензина при атмосферном дав­ лении можно вычислить по известной формуле Трутона

где Тк — средняя температура кипения, К;

Мср — средняя молекулярная масса;

К— константа, равная 97,2.

По правилу Трутона эта константа при атмосферном давле­ нии равна 88; при давлениях, отличающихся от атмосферного, она вычисляется по функции Гильденбрандта:

282-10sp

где р — давление окружающей среды, МПа.

2 8 3

Значение константы К более точно вычисляется по уравне­ нию Кистяковского

Удельный термодинамический потенциал (скрытая теплота испарения) может быть также подсчитан по эмпирическому со­ отношению

Между давлением и температурой кипения бензина сущест­ вует определенная зависимость, описываемая многими эмпири­ ческими формулами. Наиболее распространенные формулы Аш­ ворта и Антуана можно привести к более удобному для пользо­ вания виду

где Т — температура, К; р — давление, МПа.

Поверхностное натяжение бензина в зависимости от темпе­ ратуры бензина, по данным Ю. Т. Коваленко [57], изменяется следующим образом:

Так как бензин состоит из нескольких веществ, то при кипе­ нии состав испаренной части будет отличаться от состава жид­ кого остатка.

Для расчета важно знать температуру кипения данной фрак­ ции бензина, а также температуру кипения выкипевшей и невы­ кипевшей частей бензина. Эти величины находят по специальной номограмме в зависимости от процента отгона растворителя.

В настоящее время константы мисцеллы рассчитывают на основании закона аддитивности; при этом принимают, что мисцелла является истинным раствором, а потому изменения ее фи­ зико-химических свойств подчиняются указанному закону.

Особый интерес представляет температура кипения мисцел­ лы, которая определяется уравнением

284

где tp — температура кипения чистого растворителя;

A t— температурная депрессия, зависящая от концентрации мисцеллы и свойств растворителя.

Однако исследования автора [56] показали, что для подсол­ нечно-бензиновых мисцелл это уравнение дает значительное от­ клонение (до 30%). На основании этих же исследований предла­ гаются три эмпирических уравнения, позволяющие с точностью

Приведенные уравнения дают точность порядка 3% при ис­ пользовании бензина согласно ГОСТ 426—41, однако они могут быть использованы и для бензина МРТУ—12Н № 20—63 с не­ сколько меньшей точностью.

Поверхностное натяжение мисцеллы изменяется не только с изменением температуры t, но и с изменением ее концентрации х и описывается уравнением, предложенным Ю. Т. Коваленко

[57]. . ■ Для подсолнечной мисцеллы с массовой концентрацией х до

75%

о. Ю3 = 21,78 — 0,015л: + 0 ,00109л:2— (0,089 — 0,269-10_3х ); (VI—18)

285

для подсолнечной мисцеллы с массовой концентрацией х>75%

Таковы основные физические свойства бензина и бензино­ масляных растворов, с которыми приходится оперировать при расчете оборудования экстракционного цеха.

2. МАШИНЫ ДЛЯ ДРОБЛЕНИЯ РАКУШКИ И ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕПЕСТКА

Экстракция является диффузионным процессом, и его мате­ матическое описание выражается законом Фика. Согласно этому закону, процесс экстракции протекает тем быстрей, чем больше поверхность контакта фаз. Поэтому для увеличения поверх­ ности контакта форпрессовую ракушку подвергают дроблению.

С точки зрения увеличения поверхности контакта при экст­ ракции форпрессовый жмых нужно подвергать тонкому измель­ чению. Для этого его следует измельчать в пятивалковом валь­ цовом станке. Однако жмых после тонкого помола (мука) имеет свойство слеживаться, в результате чего в экстракторе образу­ ются места, в которые растворитель не проникает, а потому про­ цесс экстракции значительно ухудшается.

При грубом измельчении ракушки поверхность контакта фаз будет меньше и процесс экстракции также замедляется.

В силу указанных причин в настоящее время принят следую­ щий способ подготовки жмыха к экстракции. Ракушка подвер­ гается грубому дроблению обычно в дисковых дробилках и за­ тем превращается в крупку. Полученную крупку пропускают через плющильные валки, в результате чего отдельные частички крупки расплющиваются в тонкие листочки (лепестки). В свою очередь лепесток подвергается экстракции.

Такая подготовка-материала преследует две цели: 1) полу­ чают достаточную поверхность лепестка; 2) создается легко про­ ницаемая для растворителя масса, в которой экстракция проте­ кает быстро.

Таким образом, для проведения правильной экстракции в ле­ пестке должно быть возможно меньше мелких частиц — муки— и структура его должна быть сохранена при транспортировке от плющильных валков до экстрактора. При невыполнении этих требований, т. е. когда в лепестке содержится мелочь, масса ле­ пестка становится трудно проходимой для растворителя, и по­ этому процесс экстракции значительно удлиняется.

ДИСКОВАЯ ДРОБИЛКА ДД-2

После форпрессов горячая форпрессовая ракушка обычно транспортируется шнеком, в котором она разрушается на отно­ сительно небольшие куски.

Эта предварительно дробленная ракушка поступает в дис­

2 8 6