42. Типовые процессы в технологии.Мембран. Методы разд.Жидкостных систем.

Процесс – это последовательные и закономерные изменения в системе (продукте, материале), приводящие к возникновению в ней новых свойств.

Можно выделить три вида (системы) классификации процессов пищевых производств.Классификация по организационно-техни­ческому признаку: периодического действия(загрузка и выгрузка сырья осуществляются через определенные промежутки вре­мени, т. е. процесс проходит периодами), непрерывного(осуществляются в проточных аппа­ратах, в которых поступление исходного сырья и выгрузка го­товой продукции осуществляются непрерывно,осу­ществляются в различных аппаратах, составляю­щих единую, непрерывно действующую установку;жарка мяса)и комбинированные(процессы, которые на отдельных стадиях осуществляются непрерывно, а на от­дельных стадиях – периодически;производство изделий из теста).Классификация по изменению параметров процесса во времени. В зависимости от изменения температуры, ско­рости, концентрации, консистенции и др. все процессы подразделяются на установившиеся (стационарные)- значения каждого из характеризующих их параметров явля­ются постоянными во времени и зависят лишь от положения данной точки системы в пространстве; и неуста­новившиеся (нестационарные)-характеризующие их пара­метры зависят не только от положения данной точки системы в пространстве, но и от времени.Классификация по кинетическим законо­мерностям: гидромеханические(процессы, ко­торые протекают в жидкостных или газовых системах под внешними воздействиями. Движущей силой гидромеханических процессов является пе­репад давлений. Перемешивания и диспергирования,пенообразование и псевдоожижение,разделение гетерогенных жидкостных систем в поле силы тяжести и центробежных сил,фильтрование,мембранные методы разделения жидкостных систем,разделение газовых систем (очистка газов)), механические(описываются законами механики твердых тел. Движущей силой механических процессов яв­ляется разность усилий в различных точках обрабатываемого объекта), тепловые(процессы, скорость кото­рых подчиняется законам теплопередачи. Движущая сила теп­ловых процессов – разность температур.),массообменные(характеризуются переносом (переходом) одного или нескольких компонентов исходного вещества из одной фазы в другую.Движущая сила-разность концентра­ций),химические,микробиологические и электрофизические(движущая сила-разность потенциалов).

К мембранным методам разделения жидкостных систем относят: обратный осмос (отделение низкомолекулярных веществ, раз­мер частиц которых колеблется от 10^-10 до 10^-8 м),ультрофильтрация(размер частиц колеблется в пределах 10^-8 – 10^-7 м),микрофильтрац(для отделения от растворителя частиц, имеющих размер от 10^-7 до 10^-5 м),диализ,электродиализ,электроосмос.В любом из методов раствор соприкасается с полупроницаемой мембраной, которая явл.областью,разграничивающей 2фазы.Мембраны должны обладать селективностью к задерживаеиоиу веществу, высок.проницаемостью,достаточной механич.прочностью,хим.устойчивостью по отношению к продукту фильтрации.

При изготовл. Полупроницаем.мембран использ.ацетат целлюлозы,полиамид,полисульфон.

В основе мембран.фильтрации лежит явление осмоса-самопроизвольного перехода растворителя или воды через полупроницаем.мембрану из области с меньшей концентр.в более концентрирован.раствор.

Самопроизвольн.переход растворителя в раствор,находящ.под давлением через полупрониц.мембрану прекращ.при создании давления,равного осмотическому,при этом наступает состояние равновесия.Создание избыточного давления над раствором,превышающего осмотическое равновесие приводит к одратному переходу растворителч(воды) из раствора через мембрану,т.е.к обратному осмосу.

Сепарационный процесс отделения растворённого вещества большой молекулярной массы от растворителя с использованием внешн.давления 0,03-1мегаПа назыв.ультрафильтрацией.

Принципиальное отличие обратноосмотических, ультрафильтрационных, микрофильтрационных установок от обычных фильт­рационных установок заключается в том, что в них недопустимо образование осадка на поверхности фильтрующей перегородки. У поверхности мембран со стороны раствора наблюдается повышенная его концентрация. Это неизбежное явление называ­ется концентрационной поляризацией. Оно приводит к снижению селективности мембран, их проницаемости и к существен­ному сокращению их срока службы.Для того чтобы избежать концентрационной поляризации или уменьшить ее отрицательное влияние на селективность и про­ницаемость мембран используют различного рода магнитные мешалки, турбулизаторы потока.

Промышленные установки для мемб­ранного разделения различных жидкостных систем получили ши­рокое распространение в пищевых производствах,в молочной, сахарной промышленности,в производ­стве соков, сиропов, концентратов, экстрактов. Полученные этими методами продукты (сгущенное молоко и молочная сыво­ротка, сахарные сиропы, концентрированные фруктовые и овощные соки, сгущенные бульоны, экстракты чая, кофе),в них сохранены все исход­ные ценные компоненты (белки, витамины, ферменты, иммунные тела). Большую роль мембранные методы получили в целях очи­стки сточных вод промышленных предприятий.