МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС ПРОЦЕСІВ РОЗПОДІЛУ

Розділення неоднорідних СИСТЕМ

КЛАСИФІКАЦІЯ НЕОДНОРІДНИХ СИСТЕМ

Неоднорідними, або гетерогенними, називають системи, відбутися у ящие, як мінімум, з двох фаз: дисперсної (внутрішньої), зазвичай знаходиться в тонкораздробленном стані, і ді з Персіон (зовнішньої), навколишнього частки дисперсної фази.

Суспензії складаються з рідким дисперсійним і твердої дисперс ної фаз. Залежно від розміру зважених твердих частинок суспензії діляться на грубі з частками розміром> 100 мкм; тон кі, коли розміри твердих частинок складають 0,1... 100 мкм, і кол лоидного раств про ри, що містять тверді частинки розмірами ≤ 0,1 мкм.

Емульсії складаються з двох рідких фаз, що не розчиняються одна в іншій: дисперсій н ної і дисперсної. Розмір часток дисперсної фази може коливатися в значних перед е лах. Під дією гравітаційної сили емульсії зазвичай розшаровуються, однак тонкі емульсії з розміром крапель дисперсної фази менше 0,4... 0,5 мкм, а також містять стаб і лизатор, стають стійкими і не розшаровуються протягом тривалого брешемо е ні.

Із збільшенням концентрації дисперсної фази може виник нуть стан, коли дисперсна фаза звертається в дисперсійну і навпаки. Такий взаємний перехід званий т ся інверсією фаз.

Піни складаються з рідким дисперсійним і газової дисперсної фаз. За своїми свойс т вам піни близькі до емульсіям.

П илі і дими складаються з газовим дисперсійним і твердої дис палої фаз. Утворюю т ся пилу звичайно при дробленні, змішуванні і транспортуванні твердих матеріалів. Розм е ри твердих частинок пилу становлять від 3 до 70 мкм. Дими образ у ються при горінні. Розмір тве р дих частинок в димах становить 0,3... 5 мкм.

Тумани складаються з газовим дисперсійним і рідкої дисперсної фаз. Тумани образ у ються при конденсації. Розмір рідких крапель в тумані 0,3... 3 мкм. Пилу, тумани і дими пре д ставляют собою аерозолі.

МЕТОДИ РОЗПОДІЛУ

У харчових виробництвах часто виникає завдання розділення неоднорідних систем на складові частини. Так, у виробництві вина потрібно його освітлювання, тобто відділення зважу е шенних твердих частинок від рідкої фази; пивне сусло відділяють від дробини; в виробнич т ве цукру суспензію після сатураційних апаратів раз деляют з метою отримання соку, а розділяючи утфель, отримують кри сталліческій цукор. У виробництвах, де для отримання пр про дукта (сухого молока, молочно-овочевих концентратів) використовуються розпилювальні с у шилки, відходять гази уловлюються і очищаються щоб уникнути виносу цінних продуктів і з а бруднення навколишнього середовища.

Основні методи розділення неоднорідних систем в харчовій промисловості - оса ж дення, фільтрування і центріфугірова ня.

Осадження - процес розділення рідких і газових неоднорідних систем під Дейсі т Вієм гравітаційних сил, сил інерції (цент робежной сили) або сил електричного поля. Відповідно раз личают гравітаційне відстоювання, циклонів і відстійне цент ріфуг і рів а ня, електроочістку.

Фільтрування - процес розділення рідких і газових неодно рідних систем с і з користуванням пористої перегородки, здатної пропускати рідину і газ, але затримуючи ю щей зважені частини ци. Фільтрування здійснюється під дією сил тиску або відцентрових сил. Відповідно розрізняють просто фільтрування і відцентрове філь т рів а ня.

Фільтрування більш ефективно для розділення суспензій, емульсій і пилів, ніж оса ж дення.

Мокре поділ - процес уловлювання зважених в газі частинок рідиною.

Застосовується для очищення газів і розділення суспензій.

МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС ПРОЦЕСІВ РОЗПОДІЛУ

Поділу підлягає неоднорідна система, що складається з речовини а (дисперсій н ная фаза) і зважених часток b (Дисперсна фаза). G _c - Кількість вихідної суміші, кг; х _з - Вміст речовини b у вихідній суміші, мас. %; G _n - Кількість продукту, кг; х _п - З о тримання речовини b в очищеному продукті, мас. %; G _o - Кількість осаду, кг; x _о - з о тримання речовини b в осаді, мас. %; _про і - Щільності речовин a і b.

При відсутності втрат речовин матеріальний баланс поділу можна представити так:

за загальною кількістю речовин G _c = G _п + G _о;

за кількістю зважених речовин (дисперсної фазі)

Спільне рішення цих рівнянь дозволяє визначити кількість очищеного продукту

(2. 1)

і кількість осаду

(2. 2)

Зміст зважених часток у очищеному продукті і в осаді вибирається в з а висимости від технологічних вимог і залежить від методу поділу.

Ефективність поділу характеризується ефектом поділу

Рівняннями (2. 1) і (2. 2) описується також п роцесс змішання. З рівняння (2. 1) може бути знайдена концентрація зваженої речовини в отриманій суміші

де: G _п і G _про - кількості змішаних продуктів; х _п і х _о - масові концентрації в цих продуктах зважених часток; G _с - кількість кінцевої суміші.

Поиск по сайту: