Процестері мен аппараттары
Масса алмасу процестерінің жалпы сипаттамасы
жүктеу/скачать 1.73 Mb. Pdf көрінісі
|
| 5.1 Масса алмасу процестерінің жалпы сипаттамасы
Масса алмасу – заттың бір фазадан екінші фазаға ауысу процесі. Бұл процестер жүретін аппараттар масса алмасу аппараттары деп аталады. Масса алмасу процестеріне абсорбция, айыру және ректификация, экстракция, кептіру, адсорбция және кристалдауды жатқызуға болады. Масса беру – тепе-теңдікке қол жеткізуге бағытталған заттың (немесе бірнеше заттардың) бір фазадан басқа фазаға ауысу процесі. Масса алмасуда кем дегенде үш зат қатысады: - бірінші фазаны құрайтын бөлетін зат; - екінші фазаны құрайтын бөлетін зат; - бір фазадан екінші фазаға ауысатын бөлінетін зат; Бірінші фазаны G, екіншіні – L, ал бөлінетін затты – М деп белгілеуге болады. Барлық масса алмасу процестері қайтымды, сондықтан бөлінетін зат G фазасынан L фазасына және фазалардағы заттардың концентрациясына байланысты керісінше ауысуы мүмкін. Бөлінетін зат бастапқыда тек қана G фазасында болсын және Y концентарциясына ие. Ал L фазасында басында бөлінетін зат жоқ, яғни оның бұл фазадағы концентрациясы Х=0. Егер де бөлетін фазаларды бір-бірімен жанасуына алып келсек, онда L фазасында М затының пайда болуымен бөлінетін заттың G фазасынан L фазасына ауысуы және оның L фазасынан G фазасына кері ауысуы басталады. Біраз уақытқа дейін G фазасынан L фазасына уақыт бірлігінде ауысатын М затының бөлшектерінің саны L фазасынан G фазасына ауысатын бөлшектер санынан көп болады. Бірақ соңғы нәтиже М затының G фазасынан L фазасына ауысуы болады. Белгілі бір уақыт өткеннен кейін G және L фазаларындағы М затының тура және кері ауысу жылдамдығы бірдей болады. Жүйенің мұндай күйін тепе-теңдік деп аталады. Тепе-теңдік кезінде фазалардағы бөлінетін заттың концентрациялары арасында белгілі бір тәуелділік қатаң сақталады. Мұндай концентрацияларды тепе-теңді деп атайды. Абсорбция кезінде сұйық сіңіргішермен (абсорбент) газ немесе буларды селективті сіңіруі байқалады. Яғни, зат газ немесе бу күйден сұйық күйге өтеді. 61 Физикалық және хемосорбция бар. Физикалық абсорбция кезінде газдың еру процесінде химиялық реакция болмайды. Хемосорбция кезінде абсорбцияланатын газ сұйық фазада химиялық реакцияға түседі. Абсорбция процестері техникада көмірсутекті газдарын бөлу үшін және тұз бен күкірт қышқылын, аммиакты суды алу үшін қолданады. Абсорбцияны аппаратты- технологиялық рәсімдеу күрделі емес, сондықтан абсорбция процестері техникада кеңінен қолданылады. Абсорбция процестерін жүргізуге арналған аппараттар абсорберлер деп аталады. Айыру мен ректификация кезінде сұйық қоспа құрамдық компаненттерге бөлінеді. Зат сұйық фазадан буға және будан сұйыққа айналады. Айыру және ректификация процестері техникалық және тағамдық этил спиртін алуда және ароматты заттарды өңдіруде кеңінен қолданылады. Айыруды қоспаларды қатаң бөлу үшін қолданады, ал оларды толық бөлу үшін ректификацияны қолданады. Айыру және ректификация процестері бірдей температура кезінде қоспалар компаненттерінің әртүрлі ұшпалығынына негізделген. Жоғары ұшпалыққа ие қоспа компаненті жеңіл ұшатын, ал төмен ұшпалыққа ие компанет ауыр ұшатын деп аталады. сәйкесінше жеңіл ұшатын компанент ауыр ұшатын компанентке қарағанда төмен температура кезінде қайнайды. Сондықтан оларды төмен қайнатын және жоғары қайнайтын деп атайды. Айыру және ректификация нәтижесінде бастапқы қоспа дистиллятқа (жеңілұшатын компанентпен байытылған) және қалдыққа (ауыр ұшатын компанентпен байытылған) бөлінеді. Дистиллятты буларды конденсациялау нәтижесінде конденсатор-дефлегматорда, ал қалдықты – қоңдырғы түбінде алады. Экстракция кезінде еріткіштер көмегімен ерітінділерден немесе қатты заттардың бір немесе бірнеше заттарды алу жүреді. Бұл ретте сұйық-сұйық жүйесінде зат бір сұйық фазадан екінші сұйық фазаға өтеді. Экстрация процесін жүргізуге арналған аппараттарды экстракторлар деп атайды. Экстракцияны сұйытылған ерітінділерден бағалы өнімдерді алу алу үшін және қою ерітінділерді алу үшін қолданады. Адсорбция кезінде қатты сіңіргіштермен (адсорбент) газ, бу немесе сұйықта еріген заттарды таңдаулы сіңіру жүреді. Адсорбент газ, бу және сұйықта еріген заттардың қоспаларының бір немесе бірнеше компаненттерін сіңіруге қабілетті. Процес аталған қоспалардан қандай да бір компаненттін алу қажет көптеген өңдірістерде қолданылады. Адсорбцияға қарсы процес десорбция деп аталады. Адсорбция газдарды тазарту мен құрғату, ерітінділерді тазарту мен ақшылдандыру және булыгазды қоспаларды бөлу үшін өнеркәсіптің әртүрліә салаларында кеңінен қолданылады. Тамақ өнеркәсібінде адсорбцияны қант өнеркәсібінде қантты сироптарды тазарту, сыра мен жемісті шырындарды ақшылдандыру, спиртті, арақты, коньякты, шарапты органикалық және басқа да қоспалардан тазарту үшін қолданады. Физикалық және химиялық адсорбцияны бөледі. 62 Кептіру – қатты немесе сұйық ылғалды материалдан оны буландыру жолымен ылғалды жою процесі. Бұл процесте ылғалдың қатты ылғалды материалдан булы немесе газды фазаға ауысуы жүреді. Бұл күрделі жылуалмасу процесі. Көптеген тамақ өнімдерін өңдіруде кептіру міндетті операция болып табылады және едәуір процестің энергия сыйымды технологиялық кезеңі болып табылады. Кептірудің тәртібіне және аппаратты-технологиялық рәсімделуіне өнімнің сапасы байланысты болады. Кептірудің алдында ылғалды басқа әдістермен (мысалы, престерде сығу, центрифугалау) жою жүргізулуі мүмкін. Бірақ механикалық тәсілмен брс ылғалдың жартысы ғана жойылуы мүмкін. Кептіруге әртүрлі агрегатты жағдайда болатын тамақтық мтериалдар ұшырайды, соның ішінде: түйіршіктелген, формалы, паста тәрізді, еріәтінділер және суспензиялар. Кептіру әдісін және кептіргіш типін тамақтық материалдардың қасиеттерін кешенді талдау негізінде таңдайды. Кристалдау кезінде сұйық фазадан кристал түрінде зат бөлінеді. Бұл кезде ерітіндегі кристалдардың пайда болуымен және өсуінен сұйық фазадан қатты фазаға ауысуы жүреді. Кристалдау – затты таза күйде алудың ең тиімді және кеңінен тараған процестердің бірі. Кристалдар жазық қырлармен шектелген, әртүрлі геометриялық пішінді қатты дене болып табылады. Су молекуларынан тұратын кристалдар кристалгидраттар деп аталады. Тамақ өнеркәсібінде ерітінділерден немесе балқытпалардан критсалды өнім түрінде қатты фазаны бөлу сахарозаны, глюкозаны, тұзды және басқа да кристалды өнімдерді алудың технологиялық үрдісінің соңғы кезеңі болып табылады. Кристалдауды әдетте сулы ерітінділерден жүргізеді. Температураны төмендету немесе еріткіштің бір бөлігін жою кезінде қатты заттың еру қабілеттілігі төмендейді. Ерітінді жоғары қанығып және қатты зат ертіндіден қалдыққа түседі. жүктеу/скачать 1.73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|