Разділ IV. Характеристика масообмінних процесів при виробництві чаю

Технологічні процеси, швидкість протікання, яких визнача­ється швидкістю переносу маси речовини з однієї фази в іншу, називають масообмінними процесами, а апарати для проведення цих процесів — масообмінними апаратами, тобто масообмін — це дифузійний перенос одного або декількох компонентів сумі­шей з однієї фази в іншу: із газової (парової у рідку або тверду, із рідкої у тверду або в іншу рідку, а також в зворотньому напрямі. Розрізняють два варіанти масообміну: односторонній і двосто­ронній. У першому варіанті процес завершується переходом ре­човини з однієї фази в іншу, а в другому — зустрічним перехо­дом речовин із кожної фази в другу.

Відповідно до технологічної схеми, сировина надходить у ре­актор, де лише частково перетворюється в продукти реакції. Ви­хідна з реактора суміш продуктів реакції і сировини, що не зреагували, направляється в масообмінну розділювальну апа­ратуру, у якій проводиться поділ суміші на продукти реакції і си­ровини, що не зреагувала.

Сировина, що не зреагувала, повертається в реактор, а проду­кти реакції надходять на подальшу переробку.

У розділювальному апараті можуть проводитися різноманітні процеси(мал.2) Основними і найважливішими з них є: абсорбція, рек­тифікація, екстракція, кристалізація, адсорбція, сушіння, іонооб­мінні процеси і мембранний поділ, а також термодифузія, зонна плавка й інші.

Абсорбція — поглинання газу рідиною, тобто процес поді­лу, що характеризується переходом речовини з газової фази в

(мал.2) Зв'язок реактора з розділовою апаратурою в технологічній схемі

Екстракція (у системі рідина — рідина) — витяг речовини, розчиненої в рідині, іншою рідиною, що практично не змішуєть­ся або змішується частково з першою. При цьому компонент, що витягається, з вихідного розчину переходить з однієї рідкої фази в другу.

Перегонка (ректифікація, дистиляція) — поділ гомогенних рідких сумішей шляхом взаємного обміну компонентами між рі­диною і парою, отриманою випаром, що розділяється рідкою су­мішшю.

Адсорбція — поглинання компонента газу, пару або розчину твердим пористим поглиначем, тобто процес поділу, що характе­ризується переходом речовини з газової (парової) або рідкої фази у тверду. Обернений процес — десорбція — проводиться після адсорбції і часто використовується для регенерації, що поглинає речовину з поглинача.

Сушка — виділення вологи з матеріалів головним чином шляхом її випари. У цьому процесі волога переходить із твердої фази в газову, або парову.

Кристалізація — виділення твердої фази у вигляді кристалів із розчинів або розплавів. Кристалізація здійснюється в результа­ті пересичення або переохолодження розчину (розплаву) і харак­теризується переходом речовини з рідкої фази у тверду.

Розчинення й екстракція (у системі тверде тіло — рідина).

Розчинення характеризується переходом твердої фази в рідку (розчинник) і являє собою, таким чином, процес, зворотний крис­талізації.

рідку. Зворотний процес виділення газу з рідини називається десорбцією.

Витяг на основі виборчої розчинності одного або декількох компонентів із твердого пористого матеріалу називається екстра­кцією або вилужненістю.

Для всіх перерахованих процесів загальним є перехід речови­ни з однієї фази в іншу, або масопередача. Перехід речовини з однієї фази в іншу пов'язаний із явищем конвективного переносу і молекулярної дифузії, тому перераховані вище процеси одержа­ли назву масообмінних, або дифузійних, процесів.

Масопередачею називають перехід речовин з однієї фази в іншу в напрямку досягнення рівноваги.