Сорбция

Сорбция (от лат. sorbeo — поглощаю), поглощение твёрдым телом или жидкостью вещества из окружающей среды. Различают адсорбцию и абсорбцию.

Абсорбцией называют процесс поглощения газов или паров (аб-сорбтивов) из газовых или паровых смесей жидкими поглотителя­ми — абсорбентами. Этот процесс является избирательным и обра­тимым, что позволяет применить его с целью получения растворов газов в жидкостях, а также для разделения газовых или паровых смесей.

После абсорбции одного или нескольких компонентов из газовой или паровой смеси, как правило, проводят десорбцию, т. е. выделе­ние этих компонентов из жидкости. Таким образом осуществляют разделение газовой смеси.

Имеют место физическая абсорбция и хемосорбция. При физи­ческой абсорбции при растворении газа не происходит химической реакции. При хемосорбции абсорбируемый газ вступает в химичес­кую реакцию в жидкой фазе.

В пищевых производствах процессы абсорбции играют важную роль. Так, например, процесс насыщения минеральной воды диоксидом углерода, называемый сатурацией или карбонизацией, на самом деле является классическим примером абсорбции.

Адсорбцией называют процесс поглощения газов или паров и газовых смесей или растворенных веществ из растворов твердым поглотителями — адсорбентами. Поглощаемое вещество называется адсорбтивом.

Процессы абсорбции и адсорбции внешне очень похожи. Разница между ними заключается в том, что в одном случае вещество поглощается всем объемом жидкости, а в другом – только поверхностью твердого поглотителя – адсорбента.

В пищевой промышленности адсорбция применяется при очистке водно-спиртовых смесей в ликероводочном производстве, при очистке и др. напитков.

Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция имеет место при взаимном притяжении молекул адсорбтива и адсорбента под действием сил Ван-дер-Ваальса. При физичес­кой адсорбции не возникает химического взаимодействия адсорби­рованного газа с адсорбентом.

При поглощении паров адсорбция может сопровождаться кон­денсацией паров, при этом поры адсорбента заполняются жидко­стью — происходит капиллярная конденсация, которая возникает вследствие снижения давления пара над вогнутым мениском жидко­сти в капиллярах адсорбента.

Химическая адсорбция, или хемосорбция, характеризуется обра­зованием химической связи между молекулами поглощенного вещества и молекулами адсорбента, что является результатом химичес­кой реакции.

В пищевых производствах широко используют следующие адсор­бенты: активные угли, силикагели (гель кремниевой кислоты), алюмогели (гидроокись алюминия), цеолиты, глины и другие природ­ные адсорбенты. Адсорбенты, которые непосредственно контакти­руют с продуктами, должны быть биологически безвредными, т. е. они должны быть нетоксичными и прочными, не засорять продукт.

Адсорбенты характеризуются большой удельной поверхностью, отнесенной к единице массы вещества. Они имеют различные по диаметру поры, которые можно разделить на макропоры (более 2·10^{-4 мм), переходные поры (6·10-6}...2·10^-4) и микропоры разме­ром от 2·10^-6 до 6·10^{-6 мм. От размера пор в большой степени зави­}сит характер адсорбции.

Адсорбенты характеризуются поглотительной способностью (активностью), определяемой количеством вещества, поглощен­ного единицей массы или объема адсорбента.

Различают статическую и динамическую поглотительную спо­собность. Статическая поглотительная способность определяется максимально возможным количеством вещества, поглощенного единицей массы (объема) адсорбента.

Динамическая поглотительная способность определяется при пропускании адсорбтива через слой адсорбента и определяется количеством вещества, поглощенного единицей массы (объема) адсорбента от начала адсорбции до «проскока» адсорбтива через слой адсорбента.

Максимальная поглотительная способность адсорбента при определенных температуре, давлении и концентрации адсорбиру­емого вещества называется равновесной активностью.

В промыш­ленности используют адсорбенты в виде гранул размером 2...7 мм либо в порошкообразном состоянии с размером частиц 50...200 мкм.

Независимо от природы адсорбционных сил количество веще­ства, адсорбированного единицей массы или объема определенного адсорбента, зависит от природы поглощенного вещества, темпера­туры, давления и количества примесей в фазе, из которой погло­щается вещество.

Поиск по сайту: