资源描述：
《毛冬青杆有效成分的分离过程研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、毛冬青杆有效成分的分离过程研究1、相关定义1.1、工艺衡量指标的定义与计算天然药物提取工艺有三大指标,衡量着操作条件对天然药物提取过程的影响。三大指标包括:①最优提取率ηmax,即利用溶剂提取天然药物中的有效成分的含量占总量的百分数,衡量着药材提取过程所能达到的极限。由该动力学模型可以推导出ηmax=F(T,W,B,R,t)。当提取温度、乙醇浓度、液料比、颗粒半径一定时,天然药物提取过程中存在唯一的最优提取率ηmax。②最优提取时刻tmax,即达到最优提取率所用的时间,衡量提取速率的快慢。求解dηd=0,可得存在唯一的根tmax,
2、且tmax=G(T,W,B,R)。③工艺稳定时间tA,即在最优提取率的附近持续的时间,衡量着提取工艺的稳定性。有效时间长度越长,则提取工艺的可操作性越强,工艺稳定性越好。tA主要取决于有效成分的分解速度。由于无法用数学公式显式表达各个指标与操作条件的函数关系,对模型的分析借助于基本的数学推理和图形表达。下面介绍外界参数与最优提取率及最优提取时刻的关系。1.2、超临界流体(SupercriticalFluid,SCF)的概念一、SCF定义一、SCF定义物质的物理状态可以用PT相图来描述(见图1-1),图中示出的升华线、熔融线和沸腾线
3、限定了固态、液态、气态的三个区域。在线上则是二相之间平衡状态,沸腾线延伸至临界点CP处终止,临界点(CP)对应的温度和压力分别称临界温度(Tc)和临界压力(Pc),超过此点,气体不再被压缩而液化。当温度T>Tc,压力P>Pc时,物质便处于超临界状态。在超临界状态下看不出物质有气相、液相的区别,只有一个相存在,故称此时的物质为超临界流体(SCF)。1.3、拟二元集总组分的概念对二组分精馏来说,指定馏出液中一个组分的浓度,就确定了馏出液的全部组成;指定釜液中一个组分的浓度,也就确定了釜液的全部组成。对于多组分精馏来说,由于设计变量数仍
4、是2,而只能指定两个组分的浓度,其它组分的浓度不能由设计者指定。所以,通常选取工艺中最关心的两个组分(一般选择挥发度相邻的两个组分),规定它们在塔顶和塔底产品中的组成或回收率,即分离要求。由设计者指定浓度或提出要求的那两个组分,就称为关键组分。其中,关键组分中挥发度高的组分称为轻关键组分,挥发度低的称为重关键组分。基于关键组分的概念,本文应用拟二元集总组分来描述多组分体系。拟二元集总组分可通过如下几步得到:对含有n个组分的精馏体系,首先将各组分按照相对挥发度的降序排列:如按降序排列的进料混合物为C1,C2Ck,Ck+1Cn,则C1
5、和Cn分别代表最易挥发的和最难挥发的两个组分;第二步,20基于分离要求,确定两个关键组分。比如要求分离Ck,Ck+1两个组分,则Ck被叫做轻关键组分,Ck+1被叫做重关键组分;第三步,C1,C2Ck这k个组分被集总为一个组分,即拟轻组分,其他的Ck+1Cn叫做拟重组分。拟轻组分和拟重组分就是拟二元集总组分。1.4、气动力参数定义对于需要进行六自由度计算的分离体模型来说,气动力参数主要有六种,分别是体轴系的阻力系数Cx、升力系数Cy、侧向力系数Cz、滚转力矩系数Cmx、偏航力矩系数Cmy和俯仰力矩系数Cmz。其定义如下:分离体某一方
6、向(i=x,y,z)的气动力系数Ci为:iiCF=qS(5.1)气动力矩系数Cmi为:imiCM=qSL(5.2)O’Z’Y’X’航向ZYXO33其中:S为参考面积;q为远方来流的动压:12q=2ρ∞u∞(5.3)ρ∞为自由来流的密度。通过计算可以得到,网格子块在i方向上的合力Fi;以及i方向上的力矩Mi。经过求和及式(5.1)、(5.2)处理后可以得到相关的气动力及力矩系数。1.5、清洁生产的定义70年代末,由联合国环境规划署首次提出的”清洁生产”这一概念,1997年,联合国环境规划署又对清洁生产进行了重新定义:在工艺、产品、服
7、务中持续地应用整合且预防的环境策略,以增加生态效益和减少对于人类和环境的危害和风险。近几年,通过人类的努力探索和实践,”清洁生产”得到了进一步完善:指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险。从本质上来说,清洁生产就是对生产过程与产品采取整体预防的环境策略,减少或者消除它们对人类及环境的可能危害,同时充分满足人类需要,使社会经济效益最大化的一种生产模式。在生产过程中,清洁生产可以最大限度地利用资源和能源,是实施稀土产业可持续发展战略的最佳模式。清洁生产有别于过去传统的工业污染防治模式—末端控制
8、。末端控制存在许多弊端:污染控制与生产过程脱离;末端控制的投入和运行费用高;排放的”三废”在处理过程中易造成二次污染;只有局部的环境效益,没有经济效益。清洁生产则克服了上述的弊端,它最大限度地利用资源和能源,使原材料最大限度地转化为产品,它是将污染
