[發明專利]一種球形多孔介質吸附/解吸附水果多酚的預測模型及其應用

在審

• 申請號: 202110851746.3
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113624836A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 陶陽;徐鶴賓;韓永斌;李丹丹;肖紅梅
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;G16B5/00;G16B40/00
• 代理公司: 南京寧致知識產權代理有限公司 32520
• 代理人: 耿欣

1.一種球形多孔介質吸附/解吸附水果多酚的預測模型，其特征在于，所述預測模型的吸附模型如下所示：

其中：

ε_p：多孔介質孔隙率；

q_m：朗格繆爾模型測定的多孔介質最大吸附量(mg/g)；

b：朗格繆爾常數(L/mg)；

q_A：每克多孔介質實時吸附多酚的量(mg/g)；

ρ_p：多孔介質表觀密度(g/mL)；

t：時間(s)；

x：徑向距離(cm)，指的是擬測量的多孔介質的點距離球心的長度；

D_ep：吸附時的有效孔體積擴散系數(cm²/s)；

D_s：吸附時的表面擴散系數(cm²/s)；

初始條件：t＝0，q_A＝0 式II

邊界條件：

R：多孔介質的平均半徑(cm)；

k_L：液體外部傳質系數(cm/s)；

C_A，L：吸附過程中溶液中實時總酚濃度(mg/L)；

C_A，S：吸附過程中多孔介質中實時總酚的濃度(mg/L)。

2.根據權利要求1所述的球形多孔介質吸附/解吸附水果多酚的預測模型，其特征在于，所述吸附模型中的參數q_m和b通過如下方法得到：

測定一定溫度下不同的超聲強度的平衡時每克多孔介質的多酚吸附量隨平衡時溶液濃度變化的等溫吸附數據，將所得數據代入式10所示模型得到q_m和b：

q_A,e：平衡時每克多孔介質吸附多酚的質量(mg/g)；

q_m：朗格繆爾模型測定的多孔介質最大吸附量(mg/g)；

b：朗格繆爾常數(L/mg)；

C_A，L，e：平衡時溶液中的總酚濃度(mg/L)；

得到等溫吸附曲線以及q_m和b的值后，式IV中的C_A,S采用式14表示并代入模型中：

同時，將C_A,L與時間t進行線性或非線性擬合從而將模型式IV中的C_A,L用時間表示。

3.根據權利要求2所述的球形多孔介質吸附/解吸附水果多酚的預測模型，其特征在于，所述C_A,L與時間t的擬合模型為t＝K₁×exp(K₂C_A,L)+K₃exp(K₄C_A,L)，其中K₁、K₂、K₃、K₄為擬合得到的常數。

4.根據權利要求1所述的球形多孔介質吸附/解吸附水果多酚的預測模型，其特征在于，所述吸附模型中的邊界條件中的參數K_L通過如下方法得到：

C_A，L：吸附過程中溶液中實時總酚濃度(mg/L)；

C_A，L，0：吸附期間溶液中總酚的初始濃度(mg/L)；

t：時間(s)；

m：多孔介質質量(g)；

S：單位質量多孔介質的外表面積(cm²/g)；

k_L：液體外部傳質系數(cm/s)；

V：溶液體積(mL)；

所述的S的計算方式如下：

S：單位質量多孔介質的外表面積(cm²/g)；

R：多孔介質的平均半徑(cm)；

ρ_p：多孔介質表觀密度(g/mL)。