Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технологический университет» (ФГОУ ВПО КНИТУ) Реферат На тему: «Физическая сущность процессов экстракции и отжима.» Казань 2020 Содержание Введение 1. Сущность процесса экстракции. 2 Отжим Заключение Список литературы Введение Успешное решение проблемы охраны биосферы, снижение отрицательного влияния индустриализации на состояние природной среды и многие другие глобальные проблемы непосредственно связаны с разработкой эффективных методов анализа. Состояние методов избирательного определения металлов не всегда удовлетворяет требованиям к нижним границам определяемых содержаний. Постоянно ощущается необходимость в простых по выполнению, точных, чувствительных методиках, которые позволяли бы определять компонент в сложной по составу смеси. Для решения этой проблемы ученые привлекли методы концентрирования, которые позволили в значительной степени устранить сложные ситуации. Более того, в некоторых случаях концентрирование расширило пределы применимости инструментальных методов (атомно-абсорбционной спектрометрии, хроматографии, спектрофотометрии, вольтамперометрии). Одним из перспективных методов разделения и концентрирования является экстракция. Сущность процесса экстракции. Экстракцией называют процесс разделения смеси компонентов, входящих в состав твердой или жидкой фаз, путем обработки их жидким растворителем. Экстракция может быть разовой или непрерывной. Простейший способ экстракции из раствора — однократная или многократная промывка экстрагентом в делительной воронке. Делительная воронка представляет собой сосуд с пробкой и краном для слива нижнего слоя жидкости. Для непрерывной экстракции используются специальные аппараты — экстракторы, или перколяторы. Для извлечения индивидуального вещества или определённой смеси (экстракта) из сухих продуктов в лабораториях широко применяется непрерывная экстракция по Сокслету. В лабораторной практике химического синтеза экстракция может применяться для выделения чистого вещества из реакционной смеси или для непрерывного удаления одного из продуктов реакции из реакционной смеси в ходе синтеза. Экстракция применяется в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, металлургической, фармацевтической и других отраслях, в аналитической химии и химическом синтезе. В общем виде процесс экстракции состоит из четырех стадий: проникновение растворителя в поры частиц растительного сырья; растворение целевого компонента (компонентов); перенос экстрагируемого вещества изнутри частицы растительного сырья к поверхности раздела фаз (молекулярная диффузия); перенос экстрагируемого вещества от поверхности раздела фаз и распределение его по всей массе экстрагента (конвективная диффузия). При экстрагировании растворимых веществ из ткани растительного сырья обычно не все четыре стадии процесса имеют место, либо не все играют существенную роль. Сразу после соприкосновения растворителя и экстрагируемого вещества они начинают смешиваться: молекулы экстрагируемого вещества в процессе его беспорядочного теплового движения будут переходить в растворитель и, наоборот, молекулы растворителя будут переходить в среду экстрагируемого вещества (например, в растительную клетку) и растворять его. Чем больше разность концентраций экстрагируемого вещества в клетке и растворителе, тем интенсивнее происходит диффузия. Кроме того, чем больше поверхность соприкосновения экстрагируемого вещества с растворителем и длительность соприкосновения, тем большее количество вещества будет диффундировать в единицу времени в данной системе. Экстракцию применяют при: очистке смазочных масел, дизельных топлив, деасфальтизации тяжелых нефтяных остатков, извлечении аром УВ из бензинов пиролиза, продуктов риформинга или легких газойлей коксования, извлечении высококипящих или нелетучих компонентов из сточных вод. Жидкостная экстракция. Жидкостная экстракция предполагает перенос одного (или больше) растворимых веществ, содержащихся в подаваемом растворе, в другую несмешиваемую жидкость (экстрагент). Экстрагент, обогащенный растворимыми веществами, называется экстрактом. Остаток исходного раствора без растворимых веществ называется рафинатом. Исходный раствор и экстрагент контактируют друг с другом для того, чтобы осуществился перенос растворимых веществ. Две выходящие жидкие фазы, экстракт и рафинат, разделяются статической декантацией (смесительотстойник) или центробежной декантацией (центробежные экстракторы). Практическая экстракция проводится в: экстракционной колонне смесителе-отстойнике центробежном экстракторе Растворитель подбирается отдельно к каждой обработке, в зависимости от компонентов входящего раствора. В зависимости от выбора растворителя и его количества, необходимого для качественного массообмена, для достижения желаемых результатов обработки, часто возникает необходимость проводить несколько этапов экстракции. В этом случае наиболее эффективным методом является противоточная экстракция. Отжим. В процессе приготовления извлечений, растворов, сиропов и других препаратов приходится иметь дело со смесями, состоящими из жидкости и твердого тела. Это твердое тело по своим свойствам носит самый разнообразный характер. Так, оно может быть взвешено в виде мельчайших частиц, может представлять собой осадок из частиц крупнозернистого строения, объемистый осадок слизистого характера и т. д. В этих смесях может быть различным количественное отношение между жидкостью и твердым телом. Если твердая фаза количественно преобладает над жидкой, они отделяются друг от друга при помощи прессования. В тех же случаях, когда имеют дело с жидкими неоднородными системами, в которых твердое тело является взвешенной фазой (грубые и тонкие суспензии), применяются методы разделения, основанные на принципе отстаивания, фильтрации или центрифугирования. Когда отфильтрованную массу нужно сильно отжать, чтобы максимально удалить из нее жидкость, прибегают к отжиму. Отжатие жидкости при помощи давления применяется в сыроделии для отжатия сыворотки от сырного зерна,в виноделии - для отжатия сока из винограда, в ликероводочной промышленности - для отжатия сока из ягод и плодов, в маслоделии - для отжатия растительного масла из семян, отделения жира от шквары и т.п. При извлечение масла используется два типа отжима: Предварительный отжим масла – форпрессование. Прессованием называется отжим масла из сыпучей пористой массы – мезги. В результате извлекается 60 – 85% масла, т.е. осуществляется предварительное извлечение масла – форпрессование. Для прессования применяют прессы различных конструкций. В зависимости от давления на прессуемый материал и масличности выходящего жмыха шнековые прессы делят на прессы предварительного съёма масла – форпрессы и прессы окончательного съёма масла – экспеллеры. Шнековый пресс представляет собой ступенчатый цилиндр, внутри которого находится шнековый вал. Стенки цилиндра состоят из стальных пластин, между которыми имеются узкие щели для выхода отжатого материала. В результате форпрессования мезги получают форпрессовое масло (называемое часто прессовым) и форпрессовый жмых. Содержание масла в жмыхе составляет 14 – 20%. Его направляют на дополнительное извлечение масла. Мезгу направляют на окончательное прессование или для получения лепестка. В промышленности используют форпрессы МП-68, ЕТП-20, ФР, Г-24 . Окончательный отжим масла – экспеллирование осуществляется в более жёстких условиях, в результате чего содержание масла в жмыхе снижается до 4 – 7%. Маслопрессы типа УПМ-1 и УММП-1М-50 предназначены для получения масла из сырых семян масличных культур. Принцип работы установки состоит в постепенном многоступенчатом разрушении и сжатии семян двумя наборными шнеками с изменяющимся шагом и специальными измельчителями. Семена перед загрузкой в бункер проходят предварительную очистку от металлических включений, камней, песка, земли и доводят до необходимой влажности (7 – 9%). Заключение Экстракция − это распределение вещества между двумя обычно несмешивающимися фазами. Экстракция может быть разовой или непрерывной. Она часто применяется в пищевом производстве. Отжим предусматривает очистку семян, измельчение и извлечение масла из семени. Масло получается скоропортящимся, но сохраняет все полезные свойства растительного продукта: токоферолы – это витамины А, Е, D, витамин F, полиненасыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты, фитостерины вещества, обладающие атеросклеротическим и противоонкологическим действием и другие полезные вещества. Список литературы 1. https://studopedia.ru/4_97845_fizicheskaya-sushchnost-protsessaekstraktsii.html 2. Золотов Ю.А. Экстракция в неорганическом анализе. М.: Изд-во МГУ, 1988. 82 с. 3. Трейбал Р. Жидкостная экстракция. – М.: Химия, 1966. 4. Броунштейн Б.И., Железняк А.С. Физико-химические основы жидкостной экстракции. – М.: Химия, 1966.
