Переработка замороженных плодов рябины красной в аппарате с вибрационной насадкой непрерывного действия, оснащенном внешним контуром рециркуляции | Processing of frozen mountain ash berries in the device with a nozzle of continuous vibration, equipped with an external recirculation loop

Английский. The study was based on the use of an experimental extraction plant and frozen mountain ash berries. An external recirculation loop was used as the method of increasing the concentration of dry soluble substances in water extract. The objective of the study was to determine the value of the external recirculation index (KR), which provides for the optimal conditions of the process. The study showed the increase of the concentration of dry soluble substances in the extract with the increase of the external recirculation index. It is due to the prolonged interaction between the processed raw material and the extract, as well as to the decrease of the surface tension of the extracting agent, what facilitates its penetration into the particle pores. At the same time the decrease in mass transfer rate was also observed. It causes a significant rise of dry soluble substances losses with discharged extraction cake resulting in the decline of performance indices. According to the analytical evaluation of the results, the best process characteristics are observed if KR = 1 (without recirculation) and KR = 2, the values of the optimality criterion are 5.02*10E-3 and 4.92*10E-3 %/W respectively. At the same time the operation of the apparatus with the recirculation loop at KR = 2 is characterized by 62 percent increase of dry soluble substances concentration in the extract as compared with a pure extracting agent. The efficiency of recirculation at KR = 2 is supported by the saving of energy consumed for the evaporation of the obtained extract. The calculation of energy costs for the production of 60l of extract comprising 12 wt. %dry soluble substances showed that if the initial dry soluble substances concentration is raised up to 6 wt. %(KR = 2), the amount of consumed saturated vapor is decreased by 104.1 kg, what is 281685 kJ provided the vapor specific enthalpy is 2706.29 kJ/kg.

Русский. В опыте использовалась экспериментальная экстракционная установка и замороженные плоды рябины. В качестве способа повышения концентрации сухих растворимых веществ (СРВ) в водном экстракте использован контур внешней рециркуляции. Задача исследований заключалась в определении значения коэффициента внешней рециркуляции (KR), при котором создаются оптимальные условия проведения процесса. Установлен прирост концентрации СРВ, содержащихся в экстракте, при увеличении КR. Это обусловлено увеличением продолжительности взаимодействия обрабатываемого твердого сырья с экстрагентом, а также уменьшением поверхностного натяжения экстрагента, что способствует улучшению условий его проникновения в поры частиц. Одновременно снижалась скорость массоотдачи. Следствием этого является значительный рост потерь СРВ с выгружаемым шротом, приводящий к снижению технико-экономических показателей процесса. Согласно аналитической оценке полученных результатов, лучшие технико-экономические показатели процесса наблюдаются при значениях KR = 1 (без рециркуляции) и KR = 2, которым соответствуют значения критерия оптимальности 5,02*10E-3 и 4,92*10E-3% масс/Вт. При этом работа аппарата с рециркуляцией при KR = 2 характеризуется повышением концентрации СРВ в экстракте на 62% по сравнению с чистым экстрагентом. Эффективность использования рециркуляции при KR = 2 подтверждена экономией энергии, идущей на процесс выпаривания полученного экстракта. Расчет энергетических затрат на процесс получения 60 л экстракта концентрацией СРВ 12% масс. показал, что при повышении начальной концентрации СРВ в экстракте до 6% масс. (KR = 2) наблюдается снижение потребляемого количества насыщенного водяного пара на 104,1 кг, что при удельной энтальпии пара 2706,29 кДж/кг составляет 281685 кДж.