丙烷、丁烷的物化性质见表三:
表三: 四号溶剂理化性质参数表
项目
单位
丙烷
丁烷
化学式
C3H8
C4H10
分子量
44
58
摩尔体积
m3/kol
21.94
21.5
气体常数
Kg.m/kg.℃
19.25
14.6
气体粘度
Pa.S(×10-7)
8.2
7.6
气体导热系数
W/m.k
0.66
0.015
气体比热
Kj/Kg.mol.℃
75.36
100.5
气体密度
Kg/m3(30℃)
22.73
6.25
液体比热
KJ/Kg(30℃)
3.06
2.55
液体粘度
Pa.S(30℃)
0.010
0.016
液体表面张力
N/m(30℃)10-7
6
11.2
介电常数
1.69
1.78
气化潜热
KJ/Kg(30℃)
329
358.4
液体比重
30℃
0.4840
0.5680
豆油中扩散系数
105cm2/s
2.06
1.54
沸 点
℃
-42.07
-0.50
蒸汽压
MPa(30℃)
1.09
0.32
爆炸上限
(体积%)
2.4
1.6
爆炸下限
(体积%)
9.5
8.5
危险度
2.96
4.31
自燃点
℃
470
365
临界温度
℃
95.7
152.8
临界压力
Mpa
4.4
3.6
临界密度
Kg/m3
226
225
萃取所需溶剂要求的最基本条件是可以与色素以任何比例互溶,而溶剂对色素溶解能力的强弱,关键在于二者的极性是否相近,丙、丁烷的介电常数分别是1.69和1.78,与辣椒红色素的很接近,因此,四号溶剂对辣椒红色素以任何比例互溶。
在浸出能力方面,丙、丁烷较己烷的粘度小,表面张力小,在色素中扩散系数大,所以原料表面滞流层厚度小,对流扩散系数大,溶剂扩散系数大,原料内溶剂扩散系数也大,在正常情况下,相同粒度的辣椒原料,用四号溶剂萃取比己烷萃取的传质系数大,萃取效率高。
1、100%C3H8
2、90%C3 H8,10%C4 H10
3、80%C3 H8,20%C4 H10
4、70%C3 H8,30%C4 H10
5、60%C3 H8,40%C4 H10
6、50%C3 H8,50%C4 H10
7、40%C3 H8,60%C4 H10
8、30%C3 H8,70%C4 H10
9、20%C3 H8,80%C4 H10
10、10%C3 H8,90%C4 H10 11、100%C4 H10
图一:丙烷与丁烷混合物饱和蒸汽压图[3]
四号溶剂的饱和蒸汽压是工艺设计的主要参数,其数值大小与丁烷及丙烷的含量有关(见图一)。由图一中可以看出,在正常情况下,在50℃时,四号溶剂的饱和蒸汽压为1.0Mpa,所以该工艺中设备的设计压力不大于1.6 Mpa,在工艺使用过程中较为安全。
可以看出,在正常情况下,在50℃时,四号溶剂的饱和蒸汽压为1.0Mpa,所以该工艺中设备的设计压力不大于1.6 Mpa,在工艺使用过程中较为安全。
3、辣椒红色素提取工艺及技术参数
3.1 预处理工艺技术
3.1.1 工艺流程
辣椒→清理→烘干、脱籽→粉碎 →造粒→去萃取工序
3.1.2 工艺说明
清理:收购的干辣椒一般含有一定量的杂质及大量的辣椒梗,首先去除杂质及辣椒梗。
烘干、脱籽:烘干便于脱籽、萃取,脱籽是提高单位色素的含量。