13 Гидромех процессы,виды. Отстаивание,центрифугирование, области использования.,виды применяемого оборудования

К гидромеханическим процессам относятся те процессы, которые протекают в жидкостных или газовых системах под внешними воздействиями. Скорость этих процессов предопределяется законами гидро- и аэродинамики.

Движущей силой гидромеханических процессов является перепад давлений. К гид проц относят: перемешивание и диспергирование, Пенообразование и псевдоожижение, Разде-ление гетерогенных жидкостных систем в поле силы тяжести и центробежных сил, Фильтрование, Мембранные методы разделения жидкостных систем, Разделение газовых систем (очистка газов). Отстаивание— распространённый способ очистки жидкостей от грубодисперсных механических примесей (см. Отстойники). Его используют при подготовке воды для технологических и бытовых нужд, обработке канализационных стоков, обезвоживании и обессоливании сырой нефти, во многих процессах химической технологии. Оно является важным этапом в естественном самоочищении природных и искусственных водоёмов. Отстаивание применяется также для выделения диспергированных в жидких средах различных продуктов промышленного производства или природного происхождения.

Центрифугирование

А. Основы метода центрифугирования

Частицы в растворе осаждаются (седиментация), когда их плотность выше плотности раствора, или всплывают (флотация), когда их плотность ниже плотности раствора. Чем больше разница в плотности, тем быстрее идет распределение частиц. Когда плотности частиц и раствора одинаковые (изопикнические условия), частицы остаются неподвижными. При малой разнице в плотности частицы можно разделить только в центрифуге, которая создает центробежную силу, во много раз превышающую силу земного притяжения.

Центрифугирование — разделение неоднородных систем (напр., жидкость — твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от раствора, для отделения загрязненных жидкостей, производится также центрифугирование эмульсий (напр., сепарирование молока). Для исследования высокомолекулярных веществ, биологических систем применяют ультрацентрифуги. Центрифугирование используют в химической, атомной, пищевой, нефтяной промышленностях.

19.Фермент. –это орг. Акт. Биолог. Происхождения.в-ва ускоряющие хим. Реакции,необход. Для жизнедеят. Ор-ма.

Ф. выраб. Живой цитоплазмой,они приним. Участие во всех биохим. Процессах,облад. Выс. Активн. И специфичн. Дей-я.

Фпримен. В пищ. Пром. Для изготовления сыров,чая,табака и т. д. Проц. Превращ. Сырья в гот. Прод. Осущ. С пом. Ферментов, соед. В сыре или выделяем. Субстрат микроор-ми,использ в д. процессе. Воздействие м/о на субстрат состоит в биохим. Изм-ии его составных частей под влиянием ф, синтезир. Микробн. Клеткой в проц. Ее роста и обмена в-в. Так при пр-ве спирта, амилазы плесневых грибов или солода переводят крахмал в сусло в моно- и дисахариды из кот. Комплексом ф. дрожжей вырабат. Этиловый спирт и СО2. Скорость биохим. Проц. Зависит от конц. Самого ор. И реагир. В-в.Большее влияние на это процесс оказ. Температура и pH.

С повышенной t активность ф. возрастает достигая макс,а затем снижается t оптим. Для ф. Снижение активности связано с денатурацией белка.

Наиб. Значение из амино. Ф. им. α и β- амилазы и глюкомин. Α- амилоза расщепляется крахмалом обр-ем низкомол. Декстринов и незначит. Колл-ва мальтозы.

Реакция гидролиза происх. Ферментами явл. Основной в ряде пищ. Техн. Особ. В хлебопекарной и спирт. Пром-ти.

Пектолетическая ф. гидрализует пектиновые в-ва,пред. Собой полисахариды.К пептол. В-вам относ. Пропектин,пектин,пектиновая и пектановая к-ты.Процесс гидролиза пект. В-в явл. Основн. При переработке ягод,овощей и т. д.

14.Общая характ. Теплов. Проц., нагревания плавления. Тепловые процессы: охлажения, замораживание,размораживание.Искусственное охл широко применяется для ПП,хранения: с процессом происходит кристаллизация, разделения газов, сублимационная сушка.оно связано от тела с высокой темп. Телу с темп. Никой. Условно различают умеренное охлаждения с темп. От +20 до -100, и глубокое от -100.Замораж.это процесс понижение темп. П с сопровождаемой перепадом в лёд, содерж.в нём воды.сущ. отличие от подмораживание. Оно обеспечивает большую стойкость П. Размораживание:большинство перед употреблением cущ способы разморозки форм. В зависимоти от способа вида телпа.при размораж. В жидкости остаётся теплообмен. . нагревание — обогревка, подковывание, обманывание, отопление, нагрев, разогревание, подогрев, разогрев, отогрев, раскаливание, топка, отапливание, обогрев, обдуривание, согревание, утапливание, обдурачивание, обштопывание, накалка, топление,… (Словарь синонимов)Плавление, переход вещества из кристаллического (твёрдого) состояния в жидкое; происходит с поглощением теплоты (фазовый переход I рода). Главными характеристиками П. чистых веществ являются температура плавления (Тпл) и теплота, которая необходима для осуществления процесса П. (теплота плавления Qпл).

Температура П. зависит от внешнего давления р; на диаграмме состояния чистого вещества эта зависимость изображается кривой плавления (кривой сосуществования твёрдой и жидкой фаз, AD или AD' на рис. 1). П. сплавов и твёрдых растворов происходит, как правило, в интервале температур (исключение составляют эвтектики с постоянной Тпл). Зависимость температуры начала и окончания П. сплава от его состава при данном давлении изображается на диаграммах состояния специальными линиями (кривые ликвидуса и солидуса, см. Двойные системы). У ряда высокомолекулярных соединений (например, у веществ, способных образовывать жидкие кристаллы) переход из твёрдого кристаллического состояния в изотропное жидкое происходит постадийно (в некотором температурном интервале), каждая стадия характеризует определённый этап разрушения кристаллической структуры.

Наличие определённой температуры П.— важный признак правильного кристаллического строения твёрдых тел. По этому признаку их легко отличить от аморфных твёрдых тел, которые не имеют фиксированной Тпл. Аморфные твёрдые тела переходят в жидкое состояние постепенно, размягчаясь при повышении температуры (см. Аморфное состояние).ПЛАВЛЕНИЕ, переход в-ва из твердого кристаллич. состояния в жидкое при нагр.; фазовый переход первого рода, происходящий с поглощением теплоты. Главными характеристиками такого перехода чистых в-в являются т-ра и энтальпия плавления. Если состав плавящегося в-ва не изменяется, плавление наз. конгруэнтным, если изменяется -ин конгруэнтным.

Плавлению предшествуют интенсивное разупорядочивание кристаллов в-ва (т. наз. предплавление) и проявление жидких микроучастков на пов-сти кристаллов и вблизи межкристал-литных границ. По мере нагревания микроучастки укрупняются и сливаются, формируя жидкую фазу, а кристаллы рассыпаются на фрагменты и уменьшаются в размерах до полного исчезновения. Теплота, подводимая к в-ву при плавлении, расходуется в осн. на разрыв межатомных связей, а не на его нагревание. Поэтому чистые крупнокристаллич. в-ва в течение плавления не изменяют свою т-ру (рис. 1). Для таких в-в т-ра плавления служит идентифицирующей характеристикой и критерием их чистоты. Плавление в-в со сходной кристаллич. структурой описывается эмпирич. ф-лой Линдемана:

15.хар. гидро процессов.Эмульгирование гомогенизация виды прим. Оборудования.К гидромеханическим процессам относятся те процессы, которые протекают в жидкостных или газовых системах под внешними воздействиями. Скорость этих процессов предопределяется законами гидро- и аэродинамики.Движущей силой гидромеханических процессов является перепад давлений. К гид проц относят: перемешивание и диспергирование, Пенообразование и псевдоожижение, Разде-ление гетерогенных жидкостных систем в поле силы тяжести и центробежных сил, Фильтрование, Мембранные методы разделения жидкостных систем, Разделение газовых систем (очистка газов). Все процессы перемешивания можно подразделить на четыре основных типа: 1) перемешивание механическое; 2) перемешивание пневматическое; 3) перемешивание циркуляционное; 4) перемешивание в потоке путем создания искусственной турбулизации.Механическое перемешивание основано на применении различного рода мешалок, располагаемых в каких-либо емкостях и совершающих вращательное движение, которое и осуществляет перемешивание компонентов, содержащихся в емкости за счет возникаемой циркуляции жидкости. Пневматическое перемешивание основано на том, что через жидкостную систему или ее смесь с другими компонентами пропускают (барботируют) воздух или какой-либо газ. Циркуляционное перемешивание основано на том, что жидкостную систему многократно пропускают через насос по замкнутому циклу «насос-емкость». В качестве насосов могут быть использованы центробежные и струйные насосы.Перемешивание в потоке путем создания искусственной турбулизации применяют, когда одна жидкость хорошо растворяется в другой. При этом необходимо поддерживать в камере смешения большие скорости и жидкости не должны быть вязкими.

ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ - процесс получения эмульсий. Осуществляется диспергированием одной жидкости в другой (напр., механическим перемешиванием) или конденсацией, т. е. выделением капельно-жидкой фазы из пересыщенных паров, растворов или расплавов.Эмульгирование, получение устойчивых эмульсий. В промышленности эмульгирование чаще всего осуществляют механическим перемешиванием ингредиентов эмульсии в различного типа смесителях: гомогенизаторах, коллоидных мельницах. Применяют также акустическую (звуковую и ультразвуковую) технику, в частности ультразвуковой диспергатор. Реже, главным образом в лабораторных условиях, эмульсии получают электрическим диспергированием или методами конденсации, т. е. путем выделения капельно-жидкой фазы из пересыщенных паров, пересыщенных растворов или расплавов.

При достаточно низком поверхностном натяжении на границе фаз эмульгирование может происходить самопроизвольно (спонтанно), т. е. без интенсивного подвода энергии извне, а лишь за счет энергии теплового движения молекул и слабых конвекционных токов жидкости. Так, например, образуются эмульсии при разбавлении водой эмульсолов и масляных концентратов пестицидов, содержащих до 20—40% мыл или мылоподобных поверхностно-активных веществ.

Процесс, обратный эмульгированию, т. е. разрушение эмульсий, называется деэмульгированием. Оба процесса играют важную роль в производстве пластмасс, каучуков, красок, полировочных составов и очищающих средств, биологически активных препаратов, пищевых продуктов и косметических средств.ГОМОГЕНИЗАЦИЯ — , процесс уменьшения неоднородности смесей, состоящих из твердых веществ в ТЕКУЧЕЙ СРЕДЕ (жидкостях или газах) путем измельчения и равномерного перераспределения их по объему. Например, при помощи гомогенизации, жир в молоке может… (Научно-технический энциклопедический словарь).Техника гомогенизации

перемешивание быстро вращающимся ротором диспергатора.

прокачивание под давлением до 5-20 атмосфер через отверстие головки гомогенизатора, возникающие при этом гидродинамические силы дробят шарики жира на более мелкие.

Физические методы

механическое перемешивание с высокими значениями градиента сдвига;

кавитация, возбуждаемая в среде при помощи высокоскоростного механического перемешивания или ультразвука;

Применение

В пищевой промышленности — при производстве 15.значительного количества пищевых продуктов. Примеры: создание устойчивого молока «длительного хранения»; в производстве сливочного масла и маргарина — для равномерного распределения водной фазы («крестьянское масло») и других компонентов в жировой среде; в производстве майонезов и дрессингов на жировой основе − для равномерного распределения жировой фазы в водной среде; в производстве пюре и паштетов, особенно в детском питании; в производстве соков.

В химии — для ускорения протекания химических процессов, лимитированных межфазным обменом; для изменения формы и размеров кристаллизующихся продуктов и др.

В косметической и фармацевтической промышленности — для получения устойчивых эмульсий, кремов.

В лакокрасочной промышленности — при производстве масляных и водоэмульсионных красок, концентратов пигментов.