Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Pivovarennaya_inzheneria_ / Глава 4

.pdf
Скачиваний:
291
Добавлен:
14.03.2016
Размер:
1.88 Mб
Скачать

ВОДА И ВОДОПОДГОТОВКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВА И НАПИТКОВ

185

 

 

из фильтра через воздушник с краном. К фильтру присоединены трубопроводы для подачи воды на умягчение и отвода умягченной воды, а также регенерирующих ра створов. На водопроводах установлены манометры. Сборный ящик 5 служит для за держки частиц катионита при выходе промывной воды. Производительность фильтра зависит от его размеров.

Работа Na катионитового фильтра заключается в циклическом проведении четы рех операций: умягчения воды, взрыхления катионита и регенерации его раствором поваренной соли, отмывки солей кальция и магния от избытка поваренной соли.

Вода, поступающая на умягчение в фильтр из напорного бака или прямо из водо проводной сети, проходит слой катионита и отводится через дренажную систему в сбор ник умягченной воды.

В течение длительного периода работы фильтра жесткость умягченной воды оста ется практически постоянной и при работе фильтра на сульфоугле находится в пре делах до 0,07 мг экв./дм3. Постепенно степень насыщения катионита увеличивается, жесткость воды возрастает, и, когда она достигает 0,14 мг экв./дм3, фильтр переклю чают на регенерацию.

Перед регенерацией фильтрующий слой материала разрыхляют во избежание его слеживания. Для этого используют солевой раствор или умягченную воду, которые пропускают в направлении, обратном движению умягченной воды. После разрыхле ния часть воды спускают в канализацию, но над катионитом оставляют слой в 10 см. Затем в фильтр подают 10% ный раствор поваренной соли из солерастворителя, воз душник при этом должен быть открыт.

Катионит отмывают от избытка поваренной соли неумягченной водой. Первая пор ция промывной воды, богатая солью, возвращается в сборник для отработавшего соле вого раствора, остальная вода спускается в канализацию. Используется 3,5–4 м3 воды на 1 м3 катионита. Отмывку заканчивают, когда общая жесткость воды будет не выше 0,54 мг экв./дм3.

4.3.4.3.3. Инженерные расчеты Na!катионитовых фильтров

Суммарная площадь фильтрования двух фильтров (м2)

 

 

 

 

 

 

 

Wн – Жк)(Т + τ)

 

 

 

 

 

 

F =

 

 

,

 

 

 

 

 

(4.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hкE

 

 

 

 

 

 

где W — производительность катионитовой установки, м3/ч; Ж

н

и Ж

к

— начальная

и конечная жесткость воды, г экв./м3

(в расчетах принимают Ж

н

> 6,0 г экв./м3,

а Жк = 0,07 г экв./м3); Т — продолжительность работы фильтра, ч; τ

— продолжитель

ность простоя фильтра при регенерации, ч; hк — высота слоя катионита в фильтре, м; Е — обменная способность катионита, г экв./м3.

Площадь одного фильтра (при установке двух фильтров) (м2)

 

 

F

 

f =

 

.

(4.24)

2

186 ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Диаметр фильтра (м)

 

 

 

D =

4f

.

(4.25)

 

 

π

 

Высота фильтра (м)

 

 

 

Н = hдр + hк + hв,

(4.26)

где hдр — высота дренажного слоя, м (hдр = 0,5–0,7 м); hк — высота слоя катионита, м (hк = 1,5–2,0 м); hв — свободная высота над катионитом фильтра, м (hв = 0,7–0,9 м).

Число регенераций катионита одного фильтра в сутки

n1 = 24/(Т + τ).

(4.27)

Число регенераций катионита двух фильтров в сутки

n = 2n1.

(4.28)

Расход воды на собственные нужды катионитовой установки (на разрыхление, ре генерацию и отмывку катионита) (м3/сут)

Wсн = kвfhкn,

(4.29)

где kв — удельный расход воды на одну регенерацию, м33 катионита (для Na катио нита kв = 4,5 м33 катионита).

Полный расход воды на катионитовую установку (м3/ч)

 

 

Wсн

 

 

Wn

= W +

 

 

.

(4.30)

 

 

 

24

 

 

Расход поваренной соли на одну регенерацию (кг)

 

 

kс f hкE

,

 

G =

 

 

(4.31)

 

 

1000

 

 

 

где kc — удельный расход поваренной соли, г/(г экв.); kc = 200–250 г/(г экв.). Расход поваренной соли на Na катионитовую установку (кг/сут)

Gсут = Gn.

(4.32)

Диаметры каналов дренажной системы и трубопроводов фильтра рассчитывают, принимая скорость движения воды в них не более 1,5 м/с.

4.3.5. Дехлорирование и дезодорация воды

Помимо умягчения воды, адсорбционные методы нашли широкое применение для удаления из нее хлора, органических веществ, коллоидов, красящих веществ,

ВОДА И ВОДОПОДГОТОВКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВА И НАПИТКОВ

187

 

 

танинов и устранения ее нежелатель ного запаха и вкуса (обусловленных наличием фенолов). Помимо этого, дезодорацией сопровождается про цесс озонирования воды (см. раздел 4.3.2.4).

Вкачестве адсорбента при дехло рировании и дезодорации использу ют активированный уголь, который благодаря своей пористой структуре обладает очень высокими значения ми удельной площади поверхности контакта (600–1700 м2/г) и внутрен него объема пор (0,6–1,0 см3/г). Ак тивированный уголь выпускают в ви де гранул размером 1–5 мм, при этом его насыпная плотность в зависимо сти от размера гранул составляет 260– 420 г/дм3.

Адсорбенты характеризуются по глотительной, или адсорбционной спо собностью, которая зависит от темпе ратуры и давления и от концентрации поглощаемого вещества.

Всистеме водоподготовки уголь ные сорбционные фильтры (рис. 4.12) устанавливают после ионообменных фильтров.

Периодическую регенерацию акти вированного угля осуществляют паром или горячей водой.

Втабл. 4.10 и 4.11 приведены техни ческие характеристики угольных филь тров, предназначенных для глубокой

Рис. 4.12. Фильтр сорбционный угольный ФСУ 0,6 0,6: А — подвод исходной воды; Б — отвод фильтрованной воды; В — люк для загрузки фильтрующего материала; Г — отвод взрыхляющей воды; Д — отвод

первого фильтрата; Е — гидровыгрузка фильтрующего материала; Ж — подвод взрыхляющей воды; И — выгрузка верхнего слоя фильтрующего материала;

К— отбор проб; Л — сброс возду ха;

М— слив воды отбора проб

В

900

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

Л

А

 

 

 

2580

 

 

3645

 

 

К

К

 

 

 

 

 

 

М

В

Г

 

В

 

 

1150

 

 

Б, Д

 

 

 

515

 

 

 

 

 

 

135

 

 

 

Ж

 

 

 

1100

Е477

В, И

Б

 

870

600

 

Д

А, Г

Ж

325

188

ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

 

 

очистки, дехлорирования и удаления органики из умягченной воды, выпускаемых соответственно фирмой Jurby Watertech International (Лондон) и ОАО «Завод «Ком сомолец» (г. Тамбов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.10

Технические характеристики угольных фильтров, выпускаемых

 

фирмой Jurby Watertech International

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Марка

Производительность, м3

Объем фильтровального

 

Диаметр×высота

при удалении

 

при удалении

 

фильтра

 

материала, м3

корпуса фильтра, мм

хлора

 

органики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

FS SIE 0,255 GF

3,1

 

1,6

 

 

0,255

 

610×1625

FS SIE 0,285 GF

3,5

 

1,8

 

 

0,285

 

610×1830

FS SIE 0,382 GF

4,7

 

2,3

 

 

0,382

 

610×2310

FS SIE 0,357 GF

4,4

 

2,2

 

 

0,357

 

762×1625

FS SIE 0,404 GF

5,0

 

2,5

 

 

0,404

 

762×1830

FS SIE 0,586 GF

7,2

 

3,6

 

 

0,586

 

762×2388

FS SIE 0,535 GF

6,6

 

3,3

 

 

0,535

 

915×1830

FS SIE 0,850 GF

10,5

 

5,2

 

 

0,850

 

915×2490

FS SIE 0,960 GF

11,8

 

6,0

 

 

0,960

 

1220×1880

FS SIE 1,436 GF

18,0

 

8,8

 

 

1,436

 

1220×2490

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 4.11

Технические характеристики сорбционных угольных фильтров,

 

выпускаемых ОАО «Завод «Комсомолец»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наименование

 

 

 

 

Марка фильтра

показателей

 

 

ФСУ 0,4 0,6

ФСУ 0,5 0,6

 

ФСУ 0,6 0,6

Производительность, м3/ч, до

 

 

 

2

3

 

 

5

Давление рабочее, МПа, не более

 

 

0,6

0,6

 

 

0,6

Температура рабочей среды, °С

 

 

 

5–35

5–35

 

 

5–35

Внутренний объем, м3

 

 

 

0,4

 

 

Высота фильтрующей загрузки, м

 

 

 

2,5

 

 

2,2

Диаметр фильтра, мм

 

 

 

400

500

 

 

600

Габаритные размеры, мм

 

 

625×582×3460

730×680×3550

 

1100ґ870ґ3645

Масса фильтра, кг

 

 

 

 

 

120

195

 

 

260

Масса фильтра в рабочем состоянии, кг

 

 

728

615

 

 

840

4.3.6. Деаэрация воды

Для деаэрации воды используют следующие методы:

промывку СО2;

вакуумирование;

ВОДА И ВОДОПОДГОТОВКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВА И НАПИТКОВ

189

 

 

восстановление водородом;

термическую обработку;

мембранный газообмен.

Наиболее распространен в пивоварении метод деаэрации, основанный на промывке воды диоксидом углерода (рис. 4.13). Удаление кислорода осуществляют в колонне 5,

вкоторой исходная вода, подаваемая из буферного сборника 1 насосом 2, равномерно распределяется с помощью специального устройства (распределитель) в верхней час ти колонны и движется вниз противотоком диоксиду углерода, нагнетаемому в ниж нюю часть колонны под давлением не менее 0,6 МПа. Чистота диоксида углерода дол

жна быть не менее 99,95%.

Колонна заполнена специальной насадкой, обеспечивающей б\льшую площадь по верхности контакта жидкой и газовой фаз, что позволяет высокоэффективно удалять кислород при относительно низком расходе газа. Остаточное содержание кислорода

вдеаэрированной воде составляет обычно не более 0,03 ррm.

Б\льшая часть диоксида углерода, подаваемого в колонну, растворяется в воде. Деаэрированная вода накапливается в нижней части колонны, откуда ее откачивают насосом 5. При производстве негазированных напитков вместо диоксида углерода при меняют азот.

В состав деаэрационной установки может дополнительно входить (как показано на рис. 4.13) пластинчатый трехсекционный теплообменник для пастеризации исходной воды перед деаэрацией и охлаждения деаэрированной воды. До 95% теплоты рекупе рируют в средней секции теплообменника.

В атмосферу

В атм.

ПарПар

Конденсат

Деаэрированннаявода

Хладагент

 

 

 

Хладагент

 

3

4

CO2/N2

 

 

 

CO2/N2

 

 

 

1

2

 

5

 

2

 

5

Исходнаявода

Рис. 4.13. Установка для деаэрации воды:

1 — сборник буферный; 2 — насос; 3 — теплообменник трехсекционный; 4 — колонна деаэрационная; 5 — насос

190

ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

 

 

4.4.МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ В ВОДОПОДГОТОВКЕ И НЕКОТОРЫХ ДРУГИХ ОБЛАСТЯХ ПРОИЗВОДСТВА ПИВА И НАПИТКОВ

Внастоящее время мембранные процессы являются одним из наиболее высокоэф фективных общепризнанных способов водоподготовки, и их применение в процессах очистки и обессоливания воды в производстве напитков год от года расширяется.

Однако только водоподготовкой их роль в пивобезалкогольной отрасли не ограни чивается. Учитывая это обстоятельство, а также повышенный интерес специалистов

кмембранным процессам разделения и недостаток информации о них в специальной литературе, рассмотрим несколько подробнее мембранные процессы разделения, зат ронув не только вопросы водоподготовки, но и большинство областей их применения в пивобезалкогольной промышленности.

Впивоваренном производстве приходится решать множество инженерных задач, связанных с разделением жидких смесей — при водоподготовке, осветлении проме жуточных и конечных продуктов, при утилизации жидких отходов производства и пр. Одной из важнейших технологических задач является повышение стойкости пива.

Внастоящее время эти задачи решают, в основном, с помощью традиционных мето дов — фильтрования, сепарирования, ионного обмена, тепловой обработки и других. Однако реализация перечисленных процессов связана с рядом технических трудно стей, например, применением расходных материалов, существенными энергозатрата ми, изменением органолептических свойств пива и пр.

Между тем за миллионы лет эволюции живых организмов природой выработан уникальный способ разделения смесей с помощью полупроницаемых мембран. Так, все жизненно важные процессы (обмен веществ, дыхание, синтез белка и пр.) в живой природе протекают благодаря наличию в животных и растительных клетках естествен ных полупроницаемых барьеров, называемых биологическими мембранами. Термин «мембрана» — латинского происхождения и переводится буквально как «кожица» или «перепонка». Биологические мембраны, ограничивающие внутренние структуры кле ток от окружающей среды, представляют собой тончайший двойной слой липидов с вкрапленными в него белковыми ансамблями.

Высочайшая избирательность и эффективность трансмембранного массопереноса в биологических мембранах на протяжении многих десятилетий привлекали внима ние ученых и направляли их к поиску путей практического использования феноме нальных возможностей полупроницаемых мембран в технологических целях. Однако это стало практически осуществимо лишь во второй половине ХХ в., когда в результа те бурного развития химии полимеров впервые были получены искусственные полу проницаемые мембраны с заданными технологическими свойствами, пригодные для промышленного использования.

4.4.1.Теоретические основы трансмембранного массопереноса

4.4.1.1. Классификация основных мембранных процессов

Полупроницаемые мембраны используют для разделения как жидких, так и газо образных смесей, поэтому различают жидко и газофазные мембранные процессы.

ВОДА И ВОДОПОДГОТОВКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВА И НАПИТКОВ

191

 

 

В пивоварении применяют преимущественно жидкофазные мембранные процессы, по этому в настоящей книге рассматриваются только они.

К основным жидкофазным процессам мембранной технологии относят: микро , ультра и нанофильтрацию, обратный осмос, диализ и электродиализ. Первые четыре из перечисленных процессов называют баромембранными, поскольку движущей си лой их является разность давлений Р, как, кстати, и у обычного процесса фильтрова ния.

На рис. 4.14 показана типичная схема организации процесса мембранного разделе ния жидких сред (на примере ультрафильтрации), из которой видно, что исходная разделяемая смесь прокачивается над полупроницаемой мембраной, при этом под дей ствием движущей силы одни вещества проходят через мембрану, а другие задержива ются (концентрируются). Таким образом, с помощью мембраны один поток жидкости разделяется на два жидких потока. Жидкость, проходящую через мембрану, называют пермеат, а жидкость, отводимую от поверхности мембраны и содержащую преимуще ственно задержанные мембраной компоненты исходной смеси, называют концентрат.

 

1

2

3

4

 

V0

C0

 

 

Vк

Cк

 

 

VK

CK

VO

CO

 

 

 

 

Исходная разделяемая Концентрат

смесь

Пермеат

V

Cn

Vn

п

п

Рис. 4.14. Схема организации процесса мембранного разделения жидких сред (на примере ультрафильтрации):

С0; Ск; Сп — концентрация целевого компонента соответственно в исходной разделяемой смеси, концентрате и пермеате, кг/м3; V0; Vк; Vп — объемные расходы соответственно исходной разделяемой смеси, концентрата и пермеата, м3/ч; 1 — молекула растворителя;

2 и 3 — молекулы низко и высокомолекулярного вещества; 4 — мембрана

При кажущемся внешнем сходстве с традиционным процессом фильтрования, мемб ранные методы разделения (за исключением микрофильтрации) принципиально отли чаются от него. По своей физической сути процесс мембранного разделения является микропроцессом, так как осуществляется на молекулярном уровне (крупные молекулы одних веществ отделяются с помощью мембраны от мелких молекул других веществ), в то время как обычное фильтрование относят к макропроцессу, поскольку оно осуще ствляется на макроуровне — частицы твердой фазы отделяются от жидкой фазы.

Микрофильтрацию относят к мембранным процессам лишь потому, что в качестве фильтровальной перегородки в этом процессе используют мембрану, а с физической точки зрения микрофильтрация является обычным процессом фильтрования и подчиняется

192

ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

 

 

тем же кинетическим закономерностям. Поэтому часто в литературе микрофильтра цию называют мембранной фильтрацией. По своей физической сути и технологичес ким возможностям микрофильтрация занимает промежуточное положение между традиционным фильтрованием и ультрафильтрацией.

При микрофильтрации используют мембраны с размером пор более 100 нм, при этом ими могут задерживаться частицы размерами от 0,1 до 10 мкм, в том числе дрож жевые клетки, бактерии, вирусы, коллоидные частицы, твердые микровзвеси. Части цы с более крупными размерами будут, естественно, также задерживаться мембраной, однако для их отделения наиболее эффективно обычное фильтрование. Рабочее дав ление в процессе микрофильтрации обычно не превышает 0,2 МПа.

Ультрафильтрация — процесс мембранного разделения жидких смесей под дей ствием давления, основанный на различии молекулярных масс или молекулярных размеров компонентов разделяемой смеси. Ультрафильтрацией разделяют микро молекулы от макромолекул. Ультрафильтрацию применяют для выделения высоко молекулярных соединений с молекулярной массой более 500 дальтон, к которым относятся полисахариды, белки, ферменты, пирогены и т. п. Линейные размеры таких веществ, задерживаемых мембраной, не менее чем на порядок превышают размеры молекул растворителя и составляют обычно более 5 10–3 мкм. Величина рабочего давления при ультрафильтрации не превышает, как правило, 1 МПа, так как осмо тические давления растворов высокомолекулярных соединений при концентрации сухих веществ до ~40% незначительны и существенного влияния на движущую силу процесса не оказывают.

Необходимо учитывать, что между молекулярной массой и размером частицы не всегда существует соответствие. При ультрафильтрации разделение иногда происхо дит и под действием других факторов: электрического заряда частиц, наличия актив ных групп (гидрофильных или гидрофобных) в молекулах компонентов и т. п.

Обратный осмос — процесс мембранного разделения, в котором осуществляется преимущественное проникновение через полупроницаемую мембрану растворителя и некоторых низкомолекулярных компонентов под действием давления, превышающе го осмотическое давление раствора. Обратный осмос используют для выделения из раствора микромолекул и ионов, размеры которых имеют тот же порядок, что и моле кулы растворителя. Обратным осмосом могут быть сконцентрированы частицы разме ром более 5 10–4 мкм и вещества с молекулярной массой до 500 дальтон, к которым относятся гидратированные неорганические ионы, моно и дисахара, соли, аминокис лоты, антибиотики и т. п. При обратноосмотическом концентрировании растворов в концентратах может быть сохранено соотношение между растворенными компонен тами. Рабочее давление в процессе обратного осмоса может достигать 10 МПа, так как приходится преодолевать высокие осмотические давления растворов.

Нанофильтрация — процесс мембранного разделения с применением промышлен ных ультрафильтрационных мембран, поверхностный слой которых химически моди фицирован. Благодаря этому они обладают высокой селективностью по отношению к низкомолекулярным электролитам, сохранив к тому же высокую удельную произ водительность при относительно низких (до 1,5 МПа) рабочих давлениях, что выгод но отличает нанофильтрацию от традиционного обратного осмоса. Поэтому нанофиль трацию также называют низконапорным обратным осмосом.

ВОДА И ВОДОПОДГОТОВКА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПИВА И НАПИТКОВ

193

 

 

Основные характеристики и технологические возможности рассматриваемых про цессов приведены в табл. 4.12.

 

 

 

 

Таблица 4.12

Основные характеристики и технологические возможности

 

некоторых баромембранных процессов

 

 

 

 

 

 

 

Типичное

Средний диа

Размер задер

Молекулярная

Процесс

рабочее

живаемых

масса задержи

метр пор, нм

 

давление, МПа

частиц, мкм

ваемых частиц

 

 

Микрофильтрация

0,1–0,2

Более 100

0,05–10,0

Ультрафильтрация

0,2–1,0

5–50

0,005–0,05

Более 10 000

Нанофильтрация

0,5–1,5

5–50

0,001–0,005

300–3000

Обратный осмос

1,0–10,0

До 5

0,0001–0,003

Менее 500

Оценить технологические возможности применения баромембранных процессов можно, зная средние линейные размеры и молекулярные массы разделяемых веществ. Для некоторых соединений и частиц эти характеристики приведены в табл. 4.13.

 

 

Таблица 4.13

Средние размеры некоторых веществ и частиц

 

 

 

 

Наименование веществ,

Средний диаметр частиц,

Молекулярная

частиц

молекул (ионов), нм

масса

Дрожжи и микроскопические грибы

103–104

Бактерии

300–103

Коллоидные частицы

100–1000

Макромолекулы (полисахариды, белки)

2–10

104–106

Антибиотики

0,6–1,2

300–103

Моно , дисахариды

0,8–1,0

200–400

Органические кислоты

0,4–0,8

100–500

Неорганические ионы

0,2–0,4

10–100

Вода

0,2

18

4.4.1.2.Движущая сила мембранных процессов

Вотличие от традиционных процессов фильтрования, движущей силой мембран ных процессов разделения могут быть многие факторы, например, разность концентра ций (при диализе), разность электрохимических потенциалов (при электродиализе), разность давлений (при микро , ультра , нанофильтрации и обратном осмосе) и др.

Рассмотрим лишь движущие силы баромембранных процессов, представляющих особый интерес с точки зрения применения в пивобезалкогольной отрасли.

Учитывая, что микрофильтрация по своей сущности представляет собой традици онный процесс фильтрования, она описывается теми же законами, что и обычное филь трование, а движущая сила (Па) микрофильтрации

Р = Р1 Р2,

(4.33)

где Р1 и Р2 — давление соответственно над и под мембраной, Па.

194 ПИВОВАРЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ

Обратный осмос и ультрафильтрация, в отличие от традиционного фильтрования, являются микропроцессами. Они протекают на молекулярном уровне, поэтому при расчете их движущей силы необходимо учитывать молекулярные взаимодействия, в частности осмотические давления растворов. Напомним основные сведения об этом понятии.

Как известно, если чистый растворитель и раствор (или два раствора с различаю щимися концентрациями растворенного вещества) разделены полупроницаемой пере городкой (рис. 4.15, а), которая проницаема для растворителя, но не пропускает ра створенное вещество, то происходит перенос растворителя через мембрану в раствор — явление, называемое осмосом.

Осмос — односторонняя самопроизвольная диффузия растворителя через полу проницаемую перегородку в раствор. По своей сути это аномальная диффузия, пото му что массоперенос, в отличие от традиционной диффузии, осуществляется в про тивоположном направлении — от меньшей концентрации к большей. Именно благодаря явлениям осмоса протекают все жизненно важные процессы в животной и растительной клетках, обеспечивая обмен веществ между клеткой и внешней сре дой, поскольку содержимое клетки всегда более концентрировано по сравнению с окружающей средой.

Давление π, при котором наступает равновесие (рис. 4.15, б), называют осмотичес ким. Осмотическое давление (Па) — избыточное гидростатическое давление раствора, препятствующее диффузии растворителя через полупроницаемую перегородку

π = ρ,

(4.34)

где ρ — плотность раствора, кг/м3; g — ускорение силы тяжести, м/с2; Н — высота стол ба раствора над уровнем растворителя, м.

Исследования осмотических давлений показали, что они прямо пропорциональны концентрации растворенного вещества и абсолютной температуре раствора. Эта зави симость выражается законом Вант–Гоффа

π = RCT,

(4.35)

где R — коэффициент пропорциональности — газовая постоянная, Дж/моль K, R = = 6,312 Дж/моль K; С — концентрация растворенного вещества, моль/м3; Т — абсо лютная температура раствора, K.

Таким образом, осмотическое давление раствора, подобно давлению газа, при неиз менном объеме и постоянной температуре зависит от числа молекул растворенного веще ства и не зависит ни от природы растворенного вещества, ни от природы растворителя.

Если к системе, находящейся в равновесном состоянии, приложить давление Р1 над мембраной со стороны раствора, которое превышает осмотическое давление π, то ра створитель начнет проникать через полупроницаемую перегородку из раствора в об ласть меньшего давления Р, при этом концентрация растворенных веществ в растворе будет повышаться, а уровень жидкости в этой части системы — понижаться (рис. 4.15, в). Такой принудительный процесс, противоположный по направлению естественному процессу осмоса и протекающий с затратой энергии, приложенной извне, называют

обратным осмосом.

Соседние файлы в папке Pivovarennaya_inzheneria_