Адсорбція

Адсорбція – це процес вибіркового вбирання одного або декількох компонентів з газової або рідкої суміші поверхнею твердого пористого тіла. Тверде пористе тіло для процесу адсорбції називають адсорбентом. В якості адсорбенту в харчовій промисловості застосовують активоване вугілля, силікагелі, алюмогелі, цеоліти, глини.

В харчових технологіях адсорбція використовується для очищення дифузійного соку і сиропів в цукробуряковому виробництві; сиропів в крохмале-патоковому виробництві; очищення вин; освітлення соків; рафінації рослинних олій; очищення спирту тощо. Особливо велика роль адсорбції у питаннях захищення зовнішнього середовища, зокрема, очищення стічних вод.

Адсорбенти доцільно використовувати багатократно, тому після проведення адсорбції для дорогих та активних адсорбентів проводять десорбцію, тобто регенерацію адсорбенту. Найчастіше для цього використовують підвищення температури.

Будова адсорберів

За принципом дії адсорбери поділяються на періодичні і безперервні.

Періодичні апарати можуть мати щільний або киплячий шар адсорбенту. Безперервні апарати мають рухомий або киплячий адсорбент.

На рисунку 13.8 зображена схема адсорбера періодичної дії.

Рисунок 13.8 – Схема вертикального абсорбера періодичної дії

В корпусі 3 на газорозподільній решітці 2 розміщений шар адсорбенту 4. Через штуцер 6 подається рідина або газ на адсорбцію і виводиться через штуцер 5. Люки 7 і 8 призначені для завантаження і вивантаження адсорбенту. Через патрубок 1 подається гостра водяна пара для десорбції.

В апараті періодичної дії з киплячим шаром додатково є сепаратор, який перешкоджає винесенню частинок адсорбенту з апарату.

Адсорбер безперервної дії (рисунок 13.9) являє собою колону 1, що має всередині декілька решіток 2, на яких знаходиться адсорбент у вигляді “киплячого” шару. Газ або рідина для адсорбції подається знизу через патрубок 5 і видаляється через патрубок 7, проходячи через шар адсорбенту на решітках. Адсорбент безперервно подається через завантажувальний патрубок 6 і видаляється через штуцер 4. Регенерація адсорбенту виконується у окремому апараті.

Рисунок 13.9 – Схема адсорбера безперервної дії із псевдозрідженим шаром адсорбенту

Крім таких адсорберів можуть використовуватись і адсорбери інших конструкцій.

Перегонка і ректифікація

Перегонка – це процес розділення рідкої суміші, яка складається з декількох летких компонентів. Необхідна умова для проведення перегонки – різна леткість компонентів, що розділяються, тобто різна пружність пари при однаковій температурі.

Методи перегонки, які використовують в харчових виробництвах, поділяють на дві групи: просту перегонку та складну перегонку, яку називають ректифікацією. Проста перегонка використовується у виробництві коньяку та ефірних олій. Ректифікація велике значення має для спиртової та лікеро-горілчаної промисловості.

Проста перегонка

Для простої перегонки використовують перегінні куби (рисунок 14.1).

Рисунок 14.1 – Перегінний куб

Рідина в кубі 1 гріється парою, яка подається в кип’ятильник кубу. Пара спрямовується в конденсатор 2, де вона конденсується і відводиться у вигляді дистиляту. При періодичній роботі дистилят має різний склад у ході перегонки. Перші порції збагачені більш летким компонентом, в останніх міститься більше важко летких компонентів.