Қазақстан республикасының білім және ғылым министрлігі семей қаласының ШӘКӘрім атындағы

1-ауа жолы, 2-сопло, 3-аспалы жол, 4-жартылай ұша.

Сурет 3 - Ауамен тұншықтыру жүйесімен жабдықталған камера элементінің конструкциясы.
Соплалардың рациональдық орналасуы 1м ауа жолы ұзындығына 5-6сопла болып саналады. Бұндай ауа тарату әдісінде барлық жартылай тұша тепе-тең үрленеді.

Соның нәтижесінде тоңазытып өндеудің бірклкі ұзақтығымен қамтамасыз етіледі. Сонымен қоса меншікті айналыстағы ауа мөлшері және электроэнергия шығыны жалған төбедегі ауа таратуға қарағанда 1,5 есе аз болады. Бұл әдісте суытатын ауа ұозғалыс жылдамдығы еттің жамбас жағында 1,89-2,11 м.с құрайды.

Сурет 4 – Ауа жолдармен жабдықталған камера элементінің конструкциясы.

Бұл ауа тарату әдісінің кемшілігі оптималдық жылдамдықпен жамбас жағының беті үрленеді, бұл етті тоңазытып өңдеу ұзаөтығының өсуіне әкеледі. Бұл әдісте еттің жамбас бөлігін тепе-тең үрлеу үшін 1м. ауа жолында 6 саңлау қарастыру керек.

Бір каналды ауа тарату жүйесі
Бір каналды жүйеде суытатын үй бөлмеде айдау каналдары орналасады.

Бір каналдық жүйе ауаны эжекторлық айдау және оны терезе арқылы береді:

1-Айдау каналы, 2-жүк қатары.

Сурет 5 - Бір каналды ауа тарату жүйесі.
Эжекторлық айдау тұсында ауа жолдарына бекітілген сопланың әр түрлі конструкциялары арқылы беріледі.

Тамақ өнімдерін сақтау камераларында ауа жолдары жүк тасу коридорының үстіне камераның жоғарғы жағында орналасады. Сақтау камераларының жүктік көлемінде суытатын ауа қозғалысының тепе-тең жылдмадығы көп терезелері бар тармақталған ауа жолдары жүйесін орналастырғанда жеткізіледі.

а) б)

а) Постаментті ауасуытқыштармен: 1- постаментті ауасуытқыш, 2-сору терезесі, ауа суытқыш, 4-ортадан тебкіш желдеткіш, сопло: б) 1-аспалы ауа суытқыш, 2-ауасуытқыш поддоны, 3-желдеткіш, 4-бағыттағыш аппарат.

Сурет 6 - Каналсыз ауа тарату жүйесі

Соплоны тесіктер немесе саңлаумен ауыстыруға рұқсат етілмейтінін ұмытпау қажет, яғни бұл жағдайда ауа ағының характерлары бұзылады, ол ет сақтау және етті тоңазытып өңдеу камерасының жұмысын қиындатады

2. Жалған төбе жүйесінің артықшылықтары қандай?

3. Ауамен тұншықтару жүйесінде соплолар қалай орналасады?

5. Көлденең және бойлық саңлаумен жасалған ауа жолдарында бір метріне қанша сопло қарастырылады ?

6. Бір каналды және каналсыз ауа тарату жүйелері қандай тоңазытып өңдеу камераларында қолданылады?
Ұсынылатын әдебиетттер

Қосымша

Голянд М.М., Малеванный Б.И. Хо­лодильное технологическое оборудо­вание.-М.:1977.-335 с.

6-18 беттер

Дәріс 9
Тақырып. Химиялық технология негіздері.

Сұрақтар
1. Мұнайлы- химиялық өндірістің шикізатының құрамы, қасиеттері.

2. Химиялы- технологиялық процесстер теориясының негіздері.

3. Жылулық және материальдық теңдеулер балансы.

4. Химиялық реакция жылдамдығы.

Жартылай фабрикаттар деп өндірістік өңдеуге ұшыраған шикізатты айтамыз.

Қалдықтар дегеніміз – берілген өнеркәсіптің өзінде қолданылмайтын, бірақ басқа кәсіпорындарда шикізат ретінде пайдаланылатын материалдар.

Ұзақ уақытқа дейін қолдану мақсатында өңдеудің бірнеше кезеңдерінен өткен ( құнарлау, ұсақтау, фракцияларға бөлу) шикізат – технологиялық шикізат д.а

Технологиялық шикізаттарға келесі бнлгілері бойынша топтастыруға болады:

а) тегі бойынша: минералды және органикалық

б) химиялық құрамы бойынша: органикалық және органикалық емес.

в) агрегаттық күйіне қатысты: қатты, сұйық және газ тәріздес.

Минералды шикізат: рудалы (металдық), рудалы емес ( металдық емес) және жанатын (органикалық) болып бөлінеді.

Рудалы минералды шикізат одан металл алу үшін пайдаланылады. Рудалы емес минералды шикізат – металл алудың қайнар көзі болып табылатын минералдар. Жанатын минералды шикізаттар – отын немесе жанармай ретінде (мұнай, табиғи газ) қолдануға болатын қазбалар.

Химиялық технология негізінде химиялық, физикалық немесе физика-химиялық айналымдар жатады. Мұнай өзгерістер жеке ғылымдарда ( химия, термодинамика, термодинамика, гидравлика, жылуберілу т.б ) қарастырылатын белгілі бір заңдарға бағына жүреді.

Барлық химиялық реакциялар жылуды бөлумен немесе жұтумен жүреді.

Бөлінген немесе жұтылған жылу химиялық реакцияның жылулық эффектісі д.а

Егер реакция нәтижесінде қоршаған ортадан энергия жұтылса, онда мұндай процесс эндотермиялық д.а, ал егер реакция нәтижесінде жылу бөлінетін болса, онда процесс экзотермиялық д.а

Гесс заңы бойынша химиялық реакциялардың жылулық эффектісі. Осы заңның мазмұны: химиялық реакцияның жылулық эффектісі бастапқы заттар және соңғы өнімдердің түрі мен күйіне тәуелді және реакцияның жолынан тәлуелді емес.

Химиялық технология процестерінің ( аппараттарының) есебі және талдауы үшін жылулық және материалдық баланстар теңдеуін білу қажет.

Жылулық баланс негізіне жалпы түрде ΣQк теңдеуімен өрнектелетін энергияның сақталу заңы жатады.

Мұндағы  – процесске (аппаратқа) түсетін жылу мөлшері

ΣQк – процесстен (аппараттан) әкетілетін жылу мөлшері.
Аппаратқа түсетін жылу мөлшері келесі жылулардан тұрады: Q1 – бастапқы заттармен бірге кіретін жылу; Q2 – берілген аппаратта (процесте) жүріп жатқан физикалық және химиялық айналымдар жылуы, Q3 – сырттан келген жылу, мысалы: аппаратты қыздыратын жылутасымалдағышпен.

Әкетілетін жылу мөлшері келесі жылулардан құралады. Q4 – соңғы өнімдермен бірге жойылатын жылу; Q5 – қоршаған ортаға жылудың шығыны. Осылайша, жылулық баланс теңдеуі келесі түрге келеді.

Q1+ Q2 +Q3 = Q4 + Q5

Бастапқы заттармен аппаратқа кіретін жылуды

Q1= G C ( Т – 273,2 ) теңдеуімен есептейді.

Мұндағы: G – заттың массалық немесе көлемдік шығыны

С – орташа жылусиымдылық

Q1 шамасына ұқсас Q4 – аппараттан кететін жылуды есептейді.

Q2 - ні есептеу кезінде өзара әрекеттесумен заттардың химиялық немесе физикалық айналуларының шамасы мен мінезін білу қажет. Осыған байланысты Q2 мәніне кіретін шамалар оң немесе теріс болуы мүмкін. Q3 – аппаратқа берілген (қыздыру) жылу немесе аппараттан оның қабырғалары арқылы процесске қатыспаған заттармен әкетілетін жылу, Q5 – қоршаған ортаға жылулық шығындар белгілі бір шарттарға тәуелді. Жылутасымалдағыштың қасиеттері мен температурасынан, сонымен қатар аппараттағы жылберілу шартынан.

Жылулық ағындарды келесі теңдеумен есептейді. Мысалы: жазық қабырғалы жағдайда

Qcт = λ/Ft

Периодтық процестер үшін жылулық балансты процесстің бір циклына, ал үзіліссіз (үздіксіз) процестер үшін жылулық балансты уақыт бірлігіне (мысалы 1 сағатқа) құрайды.

Материалдық баланс теңдеуінің негізіне материяның сақталу заңы жатады. Бұл заңға сәйкес Σ Gн - түскен заттардың мөлшері ΣGк - процесті жүргізу нәтижесінде алынған заттар мөлшеріне тең болуы қажет яғни шығынсыз.

Σ Gн = Σ Gк

Материалдық баланс көмегімен процентпен өрнектелген, өнімнің алынған мөлшерінің теориялық мүмкін болатын, яғни максимал мөлшеріне қатынасы – өнім шығуын анықтайды.

Әдетте өнім шығуын шығындалған шикізаттың бірлігіне есептейді. Шикізаттың бірнеше түрі болған жағдайда шығуды олардың ішінде біреуіне қатысты өрнектейді.

Жылулық және материалдық ағындардың берілгендеріне сүйене отырып технологиялық құрал жабдықтың есебін жүргізеді.

Өнімнің нақты шығуы – процесстің жүру жылдамдығы және оны жүгізу ұзақтығымен анықталатыны белгілі.

Химиялық реакция жылдамдығы (∝) деп уақыт бірлігінде (ζ) реакцияда қатысқан бір затты концентрациясының (w) өзгерісі

 = d W / d

Егер процесс кез-келген бір фазаның көлемінде жүріп жатса, онда ол галогенді д.а. ал егер процесс фазаларды бөлу шекарасында жүрсе, онда гетерогенді д.а. Химиялық реакция жылдамдығы заттардың табиғатынан, концентрациясынан, температурасынан, қысымы және реакциялы ортада катализатордың болуынан тәуелді.

Масса әрекет заңына сәйкес химиялық реакция жылдамдығы әрекет жасаушы ( реагирующих ) заттардың концентрациясының туындысына пропорционал, яғни

=K*Wⁿ_a* W^m_b

Мұндағы K – процесс жылдамдығының коэффициенті ( жылдамдық константасы )

Бұл теңдеу реакцияның кинетикалық теңдеуі д.а

Барлық химиялық реакциялар: нольдік, бірінші, екінші және үшінші тәртіптегі реакцияларға бөлінеді. Реакция тәртібі реакцияның кинетикалық теңдеуіндегі өзгертілген концентрациялар кезіндегі көрсеткіштер қосындысы ретінде анықталады.

Нольдік, бірінші, екінші және үшінші тәртіптегі реакциялар үшін жылдамдық константасы сәйкесінше келесі өрнектерге ие:

нөлдік тәртіптегі реакция үшін

1-ші тәртіптегі реакция үшін

W_h/W_

2-ші тәртіптегі реакция үшін

W_h- W_ )/ W_h *W_

3-ші тәртіптегі реакция үшін

W_h- W_ )/ W_h *W_

Мұндағы: W_h – бастапқы заттың бастапқы концентрациясы

W_ -  уақыт моментіндегі заттың концентрациясы

Реакция тәртібін есептеуге келмейді, оны тәжірибелік (сынақтық) жолмен анықтайды.

2. Жалтылайфабрикаттың анықтамасын беріңіз?

3. Қалдық дегеніміз не?

5. Технологиялық шикі зат деп нені айтамыз?

6. Жылулық баланс теңдеуін жазыыңыз?

7. Кинетикалық реакция теңдеуін жазыңыз?

8. Химиялық реакция жылдамдығы деп нені айтамыз?
Ұсынылатын әдебиеттер
Негізгі

Цой А.П., Ли В.Т. Технология произ­водств потребителей искусственного холода.-методические указания.-А-А.:РУМК, 1988.-47 с.

30-31 беттер

Дәріс 10
Тақырып. Жасанды суық тұтынатын химиялық технологиялардың процестері. Абсорбция мен төментемпературалы ректификация.

Сұрақтар
1. Абсорбция.

2. Физикалық және химиялық абсорбция.

3. Төмен температуралы ректификация.

4. Ректификациялық колонналардың жұсы істеу принципі және қолдану облысы.

Физкалық және химиялық абсорбция деп бөлінеді. Физикалық абсорбция да компонент газ немесе буды сіңіргенде химиялық реакция жүрмейді.

Тәжірибе жүзінде абсорбция -10⁰С төмен температурада көп жағдайда физикалық болады, яғни абсорбция нәтижесінде сұйық фазада басқа жаңа қоспалар пайда болмайды.

Химиялық абсорбция – бұл процесте сіңіргіште химиялық реакция жүреді. Химиялық абсорбцияға негізінен газ қоспалары ұшырайды. Онда бір немесе бірнеше компонент сіңіргішпен сіңіріледі.

Химиялық абсорбция көп жағдайда кинетикалық облыста жүреді, соған байланысты жылдамдығы химиялық реакцияның жылдамдығымен анықталады. Сондықтан температура тәуеділік Аррениус теңдеуімен анықталады.

Дәріс басында айтылғандай, абсорбцияға кері процесс десорбция деп аталады.

Тәжірибе жүзінде десорбция екі жолмен іске асырылады:

1. 
   ертіндіні қыздыру жолымен сұйықтағы газ ерігіштігін азайту
   
2. 
   аппараттың жалпы қысымын төмендету жолымен газдық фазадағы компоненттің парциальдық қысымын азайту немесе ертіндіні су буымен(инертті газбан) үрлеу.
   

Абсорберы(десорберы) фазалар жанасу бетінің түзілуімен үшке бөлінеді: беттік, барботажда және шашыратқыш.

Абсорберы (десорберы) в зависимости от способа образования поверхности контакта фаз делятся на: поверхностные, барботажные и распыливающие.

Булану және конденсация процестерін сатылы тізбектеп жүргізу жолымен гомогенді сұйық қоспаны әр түрлі компоненттерге бөлу процессі ректификация деп аталады.

Ректификация – бұл бір және сол температурада қоспа компоненттерінің әр түрлі ұқыштығына негізделген қиын бөлу процессі. Бөлу процессі кезінде бастапқы қоспаға қарғанда, бу айтарлықтай көп жеңіл ұшқыш компоненттерден тұрады, соған сәйкес бөлу процессі кезінде бу мен сұйық құрамы бірдей болмайды. Сұйыққа қарағанда, бу фазасында жеңіл қайнағыш заттарға көп болады. Қалған сұйық фаза қалдық деп аталады, ал бу конденсаты – дистиллят немесе ректификат деп аталады.

Суретте ректификациялық колоннаның принципиалды сызбасы келтірілген:

1. 
   Конденсатор (дефлегматор)
   
2. 
   Колонна
   
3. 
   Буландырғыш (қайнатқыш)
   

Колоннаның тқменгі бөлігінде куб немесе өайнатқыш орнатылады. Қайнатқыш қаныққан су буымен қыздырылады.

Конструкциясы бойынша олар түтік-қаптамалы немесе ирек-түтікті жылу алмасу аппараттарына ұқсайды. Колоннаның жоғарға бөлігінде дефлегматор орнатылады. Конструкциясы түтік-қаптамалы жылу алмасу аппаратына ұқсас, құбыры ішінде тоңазытқыш агент айналыс жасайды. Дефлегматор колоннада немесе колоннадан жеке орнатылады.
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
1. Абсорбция дегеніміз не?

2. Физикалық абсорбцияның анықтамасын беріңіз?

3. Химиялық абсорбция дегеніміз не?

5. Десорбция процессін қалай түсінесіз?

6. Десорбция процессін іске асырудың қандай жолдарын білесіз?

7. Ректификацияның анықтамасын беріңіз?

8. Ректификациялық колоннаның жұмыс істеу принципін айтыңыз?
Ұсынылатын әдебиеттер
Негізгі

Цой А.П., Ли В.Т. Технология произ­водств потребителей искусственного холода.-методические указания.-А-А.:РУМК, 1988.-47 с.31-32 беттер

2. Жанаспалы конденсаторлар.

3. Адсорбция.

4. Физикалық және химиялық адсорбция.

Конденсация техникада кең қолданылады: энергетикада (мысалы, бу құбырлары конденсаторында); химиялық технологияда (аммиак өндіруде т.б); тоңазытқыш және криогенді техникада және тағы басқа. Конденсация кезінде түзілген сұйықтық конденсат деп аталады. Конденсацияның екі түрі бар:

1.Беттік, бұл конденсация кезінде конденсацияланатын бу мен суытатын агент қабырғамен бөлінген және будың конденсациясы қабырғада жүреді.

2.Контактты (байланысқан) конденсация, бұл кезде конденсацияланатын бу суытатын агентпен тікелей жанасады.

Беттік конденсация – пленкалы және тамшылы бола алады. Көп жағдайларда пленкалы конденсация жүреді; конденсат қабырға бетін суламаған жағдайда немесе бу май қоспасымен конденсацияланса, бұл жағдайда тамшылы конденсация байқалады. Барлық жағдайларда тамшылы конденсация кезінде пленкалы конденсацияға қарағанда жылуалмасу интенсивтігі неғұрлым жоғары, себебі конденсаттың тұтас пленкасы жылуалмасуды қйындатады.

Беттің температурасын қажетті қысым кезіндегі будың қанығу температурасымен салыстырғанда неғұрлым төмен болса, конденсация жылдамдығы соғұрлым жоғары болады.

Конденсация процесі жүгізілетін аппараттарды конденсациялар деп атайды. Құрылымы бойынша беттік конденсаторлар беттік жылуалмастырғыштарға (көбін түтікқаптамалыға) ұқсас келеді. Бұл конденсаторлар көлденең немесе тік құбырлар шоғыры түрінде орындалады (шығарылады). Қршаған орта (ауа, тұзды су, су) құбыр ішімен аға алады, ал бу – құбырлар арасындағы кеңістікке түсіп, олардың сыртқы бетінде конденсацияланады. Контактты (байланысқан) конденсаторлар жұмысының тиімділігі – суытатын агент пен будың жанасу беттеріне тіке тәуелді. Осыған байланысты жанасу беттігін үлкейту – әртүрлі құрылғылар көмегімен суытатын агентті (көбіне суды) шашырату (распыливание) арқылы жүзеге асады.

Контактты (байланысқан) конденсаторлар аппараттан ағындарды енгізу әдісіне байланысты: ылғал және құрғақ болып бөлінеді. Ылғал конденсаторларда суытатын су, конденсат және конденсацияланушы газдар насос (сорап) көмегімен аппараттың төменгі бөлігінен әкетіледі, ал құшрғақ конденсаторларда ауаны вакуум-сораппен аппараттың жоғарғы бөлігінен сорады.

Адсорбция дегеніміз – қатты дененің ерітіндіні немесе газдық қоспаның бір немесе бірнеше компоненттерін жұту процессі. Жұтылатын затты – адсорбат, ал жұтатын қатты затты адсорбент деп атайды.

Адсорбат пен адсорбенттің өзара әрекеттесу сипатына байланысты: физикалық адсорбция және химосорбция деп бөлінеді.

Егер адсорбат пен адсорбенттің өзара әрекеттесуі кезінде химиялық қосылыс түзілмесе, онда физикалық адсорбция, егер жұтылатын заттың молекулалары адсорбентпен химиялық қосылыс түзсе, онда адсорбцияның бұл түрі химосорбция деп аталады.

Адсорбция процесі әрқашан жылу бөле жүреді. Бұл жылудың мөлшерін келесі теңдеумен анықтауға болады:

Физикалық адсорбция – кері процесс. Температураның жоғарылауы жұтылған затты беттен жоюға (әкетуге) мүмкіндік береді, яғни десорбция жүреді. Химиялық адсорбция – қайтымсыз процесс.

ндірісте жұтатын заттар сапасында моллекулярлы өлшемдегі капилярлы булармен түзілген беті (поверхность) бар заттар қолданылады. Мұдай заттарға активтенген көмір, силикогельдер, алюмогельдер, синтетикалық цеолиттер жатады. Бұл заттардың барлығы салыстырмалы түрде жоғары адсорбциялы белсенділігімен ерекшеленеді және жеңіл десорбцияланады.

Қоспадан компонентті жұту кезінде адсорбциялы қабілеттілік тек адсорбент түрінен ғана емес, оның кезектілік құрылысына, жұтылатын заттың табиғатынан, оның температурасы мен парциалды қысымына тәуелді.

Адсорбция процесі жүретін аппараттар адсорберлер деп аталады. Адсорбция процестері адсорбенттің қозғалыссыз қабаты бар аппараттарда мезгіл-мезгіл түрде және адсорбенттің қайнаған немесе қозғалмайтын қабатымен аппараттарда үзіліссіз жүргізіледі.

Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар
1. Конденсация процесінің анықтамасын беріңіз?

2. Химиялық технологияда жанаспалы конденсаторларыдң қандай типтері қолданылады?

4. Адсорбция процесінің анықтамасын беріңіз?

6. Физикалық абсорбция дегеніміз не?

7. Химиялық абсорбция дегеніміз не?
Ұсынылатын әдебиеттер
Негізгі

Цой А.П., Ли В.Т. Технология произ­водств потребителей искусственного холода.-методические указания.-А-А.:РУМК, 1988.-47 с.

32-34 беттер


Дәріс 12
Тақырып. Жасанды суық тұтынатын химиялық технологиялардың процестері. Кристализация процессі.
Сұрақтар
1. Кристализация процесінің негізі.

2. Ертінділер күйі.

3. Кристализациялау жылдамдығы.

4. Кристаллизаторлар.

Химиялық технологияда ертіндіден кристалды бөліп алу кеңінен таралған, ол қатты заттардың ертіндіде шектеулі еруіне негізделген. Ертіндіден кристалл бөліп алу процессі тұздар және минералдық тыңайтқыштар, сонымен қатар органикалық өнімдер өндірісінде қолданылады. Мысалы: фенол, улыхимикаттар, нафталин және бояғыштар.

Еріген заттардың мөлшеріне тәуелді ертінділер үш күйге бөлінеді. Ертінді қаныққан деп, берілген температурада ол артық еріген затпен тепе-теңдікте болуын айтамыз. Еріген заттың аздаған мөлшерінде ертінді қанықпаған деп аталады. Қаныққан ертіндіні суытқан кезде артық заттар қалдық болып түссе, артық қаныққан ертінді түзіледі.

Кристал бөлу артық қаныққан ертіндімен іске асырылады. Температураның төмендетілуімен заттың ерігіштігі төмендетілетін кристал бөлу кезінде, ертіндіні әдеттегідей суытады(политермиялық кристал бөлу). Кристал бөлудің басқа кең таралған әдісі ретінде, тұздың еруі температура тәуелді емес және тұрақты температурада ертіндінің бір бөлігінің булануы қарастырылады. Бір қатар жағдайларда негізгі тұздың еруін төмендететін ертіндіге заттар қосумен кристал бөлуді жүргізеді(тұздаумен кристал бөлу).

Кристал бөлудің негізіне екі құбылыс жатады: Ұрықтардың пайда болуы және кристалдардың өсуі.

Кристализация процессінің жылдамдығы тізбектеп жүретін процестермен анықталады: ертіндіден кристал бетіне заттың диффузиялануы және фазалардың бөліну бетінде кристалдық структураның түзілуі. Кристалл қырының уақыт бірлігінде орын ауыстыру шамасы дұрыс өсу жылдамдығы деп аталады. Жеке қырлардың өсу жылдамдығы бірде болмайды және температура мен ертінді тұтқырлығына тәуелді болады. Тұтқыр ертінділерде заттың диффузиялануның төмендеу нәтижесі кристалдардың жоғарғы шыңдарында болады, ол дендриттер мен инелердің(ағаш кристалдар) түзілуіне әкеледі. Қырдың сызықтық өсу жылдамдығы келесі теңдеумен сипатталады:

2. Қаныққан, артық қаныққан және қанықпаған ертінділер дегеніміз не?

3. Политермиялық және изотермиялық кристал бөлудің анықтамасын келтіріңіз?

5. Кристалл қырының дұрыс өсу жылдамдығы дегеніміқ не?

6. Кристалл бөлу жылдамдығының теңдеуін жазыңыз?
Ұсыеһнылатын әдебиеттер
Негізгі

4 Цой А.П., Ли В.Т. Технология произ­водств потребителей искусственного холода.-методические указания.-А-А.:РУМК, 1988.-47 с.

34-37 беттер