RU
Расчет параметров диффузионного процесса с концентрационно-зависимым коэффициентом диффузии

Номер: 5-6 (377-378), 2020
Страницы: 61-63
Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
Автор(ы): Степанова Е.Г., Орлов Б.Ю., Печерица М.А.

Аннотация:
Приведено решение нелинейной задачи диффузионного переноса с учетом предварительной подготовки экстрагента методом электрохимической активации. Для расчета параметров процесса использована капиллярная модель. Показаны результаты расчета симплекса концентраций от числа Фурье E = f(Fo). Представлены экстракционные кривые в чистых сахарных растворах с различными видами экстрагентов и температурами процесса 20 и 70°С. Аналитическая обработка кинетических кривых позволила определить основные параметры диффузионного процесса экстрагирования сахарозы. Проведен полный двухфакторный эксперимент ln E = f(С; τ), получено уравнение регрессии и построена поверхность отклика, которая исследована методом неопределенных множителей Лагранжа с получением оптимальных значений для проведенной серии опытов С = 15,4% и τ = 750 с. Выполненные расчеты позволяют моделировать внутренний массоперенос экстрагирования концентрационно-зависимого коэффициента диффузии сахарозы при наложении электрического поля при обработке экстрагента.

Ключевые слова: нестационарная диффузия, кинетика экстрагирования, сахароза, симплекс концентраций, коэффициент диффузии, капиллярная модель

EN
Calculation of parameters of a diffusion process with a concentration-dependent diffusion coefficient

Number: 5-6 (377-378), 2020
Pages: 61-63
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): Stepanova E.G., Orlov B.Yu., Pecheritsa M.A.

Annotation:
We present a solution to the nonlinear diffusion transfer problem, taking into account the preliminary preparation of the extractant by electrochemical activation (ECHA). A capillary model is used to calculate the process parameters. The results of calculating the concentration simplex from the Fourier number E = f(Fo) are shown. The description of the laboratory installation, the method of the process, and the modes of ECHA preparation of extractants are given. Extraction curves in pure sucrose solutions with different types of extractants and process temperatures are presented. Analytical processing of the kinetic curves of the sucrose extraction process for the regular stage of the process allowed us to determine the main parameters of the diffusion process. A complete two-factor experiment ln E = f(C; τ) was performed. A regression equation was obtained and the response surface was constructed, which was studied by the method of indeterminate Lagrange multipliers to obtain optimal values for the series of experiments С = 15,4% and τ = 750 s. The calculations performed allow us to model the internal mass transfer of extraction of the concentration-dependent sucrose diffusion coefficient when an electric field is applied during processing of the extractant.

Keywords: unsteady diffusion, extraction kinetics, sucrose, concentration simplex, diffusion coefficient, capillary model

DOI: 10.26297/0579-3009.2020.5-6.14