Proceset e transferimit në masë quhen procese të tilla teknologjike, shpejtësia e rrjedhës së të cilave përcaktohet nga shpejtësia e transferimit të një lënde (mase) nga një fazë në tjetrën me anë të konjektimit dhe difuzionit molekular: thithja, distilimi dhe korrigjimi, nxjerrja, tharja, adsorbimi. , kristalizimi etj.

Transferimi masiv është procesi i kalimit të një substance (ose disa substancave) nga një fazë në tjetrën në drejtim të arritjes së ekuilibrit, i cili karakterizohet nga barazi t-p dhe presionet fazore, si dhe barazia e kimikateve. potencialet e secilit komponent në fazat bashkëekzistuese. Forca lëvizëse e bartjes së c.-l. komponenti nga një fazë në tjetrën - ndryshimi në potencialet kimike të këtij komponenti në fazat ndërvepruese. Kalimi i komponentit ndodh në drejtim të zvogëlimit të kimikatit të tij. Të paktën 3 substanca janë të përfshira në transferimin e masës - substanca shpërndarëse, që përbën fazën e parë, substancat shpërndarëse, që përbëjnë fazën e dytë, substanca shpërndarëse, e cila kalon nga një fazë në tjetrën.

Shumë procese termike, të tilla si kalcinimi, kondensimi, avullimi, avullimi, si dhe hidromekanika. - flotacioni, larja me gaz, përzierja - shoqërohen me transferim masiv.

Nxjerrja- Ky është procesi i nxjerrjes së përbërësve nga tretësirat ose nga lëndët e ngurta duke përdorur tretës selektivë - ekstraktues. Ndarja bazohet në tretshmërinë e ndryshme të përbërësve të përzierjes në ekstraktues. Një ekstraktues i zgjedhur me mjeshtëri na lejon të izolojmë vetëm përbërësin me interes për ne nga përzierja. Në ndryshim nga korrigjimi, nxjerrja nuk prodhon menjëherë një substancë të pastër: formohet një përzierje e re - një zgjidhje e përbërësit të dëshiruar në ekstraktues. Dhe për ndarjen përfundimtare është e nevojshme të përdoret një proces tjetër i transferimit të masës. Prandaj, nxjerrja përdoret kryesisht kur përzierja fillestare është e vështirë të ndahet me metoda të tjera.

Tharje. Kjo është heqja e lagështisë nga materialet e ngurta me anë të avullimit. Tharja zvogëlon formimin e plehrave, përmirëson cilësinë e qymyrit dhe torfe, dhe ul koston e transportit të materialeve. Prandaj, tharja përdoret gjerësisht në teknologjinë kimike. Ky proces është shpesh faza e fundit e prodhimit përpara lëshimit të produktit të përfunduar. Në mënyrë tipike, industria përdor tharje konvektive, kontaktuese dhe rrezatuese.

Gjatë tharjes konvektive, materiali fryhet me ajër të nxehtë ose gazra tymi. Shpejtësia e tharjes është mjaft e lartë. Sidoqoftë, ngrohja e drejtpërdrejtë nuk është gjithmonë e mundur - shumë materiale përkeqësohen nga kontakti me oksigjenin atmosferik, gazrat e gripit. Në këto raste përdoret tharja me kontakt - këtu nxehtësia transferohet në materialin e tharë përmes murit. Për tharjen e filmave, fletëve të holla, veshjeve të bojës, shpesh përdoret tharja me rrezatim, në të cilën nxehtësia transmetohet nga rrezet infra të kuqe.

Nxjerrja- përkthimi i një ose më shumë. komponentët nga një trup i ngurtë poroz në fazën e lëngshme duke përdorur seleksion. tretës (ekstraktues); një nga proceset e transferimit të masës së kim. teknologjisë. Nxjerrja ndryshon ndjeshëm nga nxjerrja e lëngshme, skaji vazhdon në heterogjene. sistem lëngu-lëng. Gjatë nxjerrjes, madhësitë e trupave të ngurtë përcaktohen nga operacionet e mëparshme (bluarja).
Ekzistojnë dy metoda thelbësisht të ndryshme të nxjerrjes: nxjerrja e lëndës së tretur dhe nxjerrja e lëndës së ngurtë. Në rastin e ekstraktimit të substancës së tretur, vëllimi poroz i trupit të ngurtë mbushet me tretësirën e përbërësit të synuar, i cili, kur nxirret, shpërndahet jashtë trupit poroz në ekstraktues. Klasike një shembull është nxjerrja e sheqerit nga patatinat e panxharit gjatë përpunimit ujë i nxehtë. Nxjerrja e një in-va të ngurtë ndodh nëse komponenti i synuar që mbush vëllimin poroz të lëndës së ngurtë është në gjendje të ngurtë. Kur përpunohet një trup i ngurtë me një ekstraktues, faza e difuzionit paraprihet nga faza e shpërbërjes së përbërësit të synuar. Në të dyja rastet, skeleti inert poroz ose mbetet i pandryshuar ose pëson ndryshime të caktuara.
Tek kryesore fazat e nxjerrjes përfshijnë: 1) përgatitjen e lëndëve të para dhe ekstraktuesit (pastrimi dhe bluarja e lëndëve të para, ngrohja e tretësirës); 2) kontakti i drejtpërdrejtë i fazave të ngurta dhe të lëngëta në aparat, i quajtur. nxjerrës; 3) ndarja e sistemit të fazës së ngurtë - tretësirë ​​(vendosja, filtrimi, centrifugimi).
Mbrëmja e maturës. ekstraktuesit duhet të jenë shumë selektivë, lehtësisht të rigjenerueshëm dhe relativisht të lirë. Kërkesa të tilla plotësohen nga uji, etanoli, benzina, benzeni, acetoni CC14, tretësirat to-t, alkalet dhe kripërat.
Shpejtësia dhe mekanizmi i nxjerrjes ndikohet ndjeshëm nga struktura e trupave të ngurtë porozë, tiparet strukturore të të cilave përcaktohen nga natyra dhe teknologjia e tyre. përpunimi në fazat para nxjerrjes. Trupa të tillë mund të kenë një strukturë izotropike ose anizotropike. Trupat izotropikë kanë të njëjtën strukturë në të gjitha drejtimet. Ky kusht plotësohet nga trupat që përbëhen nga grimca shumë të vogla të çimentuara së bashku, si dhe trupi i një kafshe ose rritet. origjinë me strukturë qelizore. Në përputhje me ligjin e dytë të termodinamikës me mod reciproke. fazat e ngurta dhe të lëngshme, gjendja e tyre ndryshon në drejtim të arritjes së ekuilibrit, një prerje karakterizohet nga barazia e kimikateve. potencialet e nxjerra in-va në vëllimin e një trupi të ngurtë dhe në kryesore. peshën e ekstraktuesit. Kur nxirret një substancë e tretur, kjo është e barabartë me barazinë e përqendrimeve të saj në të dyja fazat; gjendja cenohet nëse komponenti i synuar absorbohet nga faza e ngurtë, atëherë ekuilibri përcaktohet nga izotermi i adsorbimit. Kur nxirret një in-va e ngurtë, ekuilibri është për shkak të vlerës p të komponentit të synuar në kontakt me ekstraktuesin; me nxjerrjen e plotë të përbërësit të ngurtë të përqendrimit të tij në krye. masa e tretësirës dhe në vëllimin poroz janë rreshtuar.
Nxjerrja kinetike i bindet ligjeve të transferimit të masës, konvektiv dhe skelë. difuzioni, si dhe ligjet e transferimit të lëndës së nxjerrë nga faza e ngurtë në lëng. Forca lëvizëse për transferimin e komponentit të synuar është ndryshimi në kimikatin e tij. potencialet në faza. Në praktikë, për të thjeshtuar marrëdhënien midis shpejtësisë së procesit dhe përbërjes së rrjedhave të materialit, forca lëvizëse e nxjerrjes shprehet në terma të një gradienti përqendrimi që ndryshon në kohë të substancës së nxjerrë në faza.

Informacion i pergjithshem. Proceset e transferimit masiv karakterizohet nga kalimi i një ose më shumë substancave nga një fazë në tjetrën. Ata kanë karakteristikat e mëposhtme të përbashkëta.

1. Transferimi i masës në sistemet homogjene dhe heterogjene çon në ndarjen e këtyre sistemeve.

2. Të paktën dy faza përfshihen në çdo proces të transferimit të masës: lëngu dhe avulli, lëngu dhe gazi, i ngurtë dhe gaz-avull, i ngurtë dhe i lëngët, dy i lëngshëm.

3. Kalimi i një faze në tjetrën kryhet për shkak të difuzionit, në lidhje me të cilin proceset e transferimit të masës shpesh quhen procese të difuzionit.

4. forca lëvizëse procesi është ndryshimi në përqendrimin e komponentit të shpërndarë. Procesi vazhdon në drejtim të fazës që ka një përqendrim më të ulët të komponentit.

5. Kalimi i lëndës nga një fazë në tjetrën ndodh përmes kufirit fazor, në të cilin, siç thonë ata, gjendja e fazave është në ekuilibër.

6. Kalimi i një lënde nga një fazë në tjetrën përfundon kur arrihet një gjendje ekuilibri. Në këtë rast, shkëmbimi i molekulave përmes kufirit fazor nuk ndalet, por përqendrimet e përbërësve në të dyja fazat mbeten të pandryshuara dhe të barabarta me gjendjen e ekuilibrit.

7. Proceset e transferimit të masës janë të kthyeshme. Kjo do të thotë se drejtimi i procesit, i përcaktuar nga ligjet e ekuilibrit fazor, varet nga përqendrimi aktual i përbërësve në të dy fazat dhe nga kushtet e jashtme (presioni, temperatura).

Proceset kryesore të transferimit të masës përfshijnë:

1. Absorbimi - thithja e një avulli ose gazi nga një lëng. Në këtë rast, ndodh kalimi i një substance nga faza e gazit ose e avullit në fazën e lëngshme. Procesi i kundërt, d.m.th., lirimi i gazit nga një lëng quhet desorbim.

2. Adsorbimi - procesi i përthithjes nga sipërfaqja e një trupi të ngurtë të një ose një komponenti tjetër nga një gaz ose lëng. Gjatë adsorbimit, një substancë kalon nga një fazë avulli, gazi ose e lëngshme në një fazë të ngurtë. Procesi i kundërt, d.m.th., kalimi i përbërësit të gaztë ose të lëngshëm të zhytur nga sipërfaqja e një trupi të ngurtë, quhet gjithashtu desorbim.

Proceset e përthithjes dhe të përthithjes shpesh kombinohen emer i perbashket- proceset e thithjes.

3. Nxjerrja (nxjerrja) - nxjerrja selektive e një lënde nga një trup poroz i lëngët ose i ngurtë me anë të një lëngu. Në këtë rast, substanca nga faza e lëngshme ose e ngurtë kalon në fazën e lëngshme.

4. Rektifikimi - ndarja e përzierjeve të lëngshme homogjene me shkëmbim të përsëritur të ndërsjellë të përbërësve të fazës së lëngshme dhe të avullit. Në procesin e distilimit, substancat kalojnë nga faza e lëngshme në fazën e avullit dhe anasjelltas.

5. Tharja - largimi i lagështisë nga materialet e ngurta, plastike dhe të lëngëta me avullim. Në këtë rast, lagështia nga materialet kalon në fazën e avullit ose të gazit.

6. Kristalizimi – ndarja e fazës së ngurtë nga tretësirat. Substanca kalon nga faza e lëngët në fazën e ngurtë. Kristalizimi përfshin gjithashtu proceset e shndërrimit të shkrirjeve të lëngshme në substanca të ngurta kristalore.

7. Shpërbërja - kalimi i fazës së ngurtë në lëng. Në fakt, ky proces mund të quhet procesi i kundërt i kristalizimit.

Në ushqimin publik, një pjesë e proceseve të transferimit masiv kryhet me qëllim të përgatitjes së produkteve të caktuara. Procese të tilla janë: shpërbërja, kristalizimi, tharja, nxjerrja dhe në disa raste edhe korrigjimi. Proceset e tjera të transferimit masiv janë shoqëruese. Proceset e thithjes, nxjerrja, tretja, tharja shoqërojnë gatimin dhe skuqjen. Kristalizimi shoqëron proceset që lidhen me ftohjen dhe ngrirjen e produkteve të kuzhinës.

PROCESET E SORPIONIT

PROCESI I ABORBIMIT

Thelbi i procesit dhe fushëveprimi. Siç është përmendur tashmë, thithja është procesi i thithjes së gazeve ose avujve nga gazi ose përzierjet avull-gaz nga absorbuesit e lëngshëm. Absorbentët në këtë rast quhen absorbues, dhe gazi i thithur quhet absorbues. Në përthithjen fizike, nuk ka ndërveprim kimik midis absorbuesit dhe absorbuesit. Nëse midis tyre ndodh një reaksion kimik, procesi quhet kimisorbim.

Për kryerjen e proceseve të përthithjes përdoren absorbues me aftësi selektive. Selektiviteti i absorbuesve bën të mundur ndarjen e përzierjeve më komplekse të gazit duke përzgjedhur absorbues të tillë që thithin vetëm një përbërës specifik.

Proceset e absorbimit zakonisht shoqërohen me procese termike. Në të njëjtën kohë, në shumicën e tyre lirohet nxehtësia.

Në shumë industri, proceset e absorbimit përdoren gjerësisht për nxjerrjen e përbërësve të vlefshëm nga përzierjet e gazit, si dhe për të pastruar sisteme të ndryshme të gazit nga papastërtitë e dëmshme.

Në ushqim, thithja përdoret për të ngopur lëngje, pije dhe ujë të ndryshëm me dioksid karboni. Përthithja përdoret ndonjëherë për të reduktuar lagështinë e ajrit në magazina dhe objektet e magazinimit. Në këtë rast, absorbuesi është avulli i lagështisë, dhe absorbuesi është acide të përqendruara.

Thelbi fizik i procesit të përthithjes është shpërbërja e gazeve në një lëng.

Aparat i projektuar për kryerjen e proceseve të përthithjes. Aparatet e këtij lloji quhen absorbues. Absorbuesit modern mund të klasifikohen në tre grupe kryesore: sipërfaqe dhe film; të paketuara; flluskues (në formë pjate).

Një paraqitje skematike e një absorbuesi të tipit filmi është paraqitur në fig. 47. Lëngu lëviz përgjatë sipërfaqes së brendshme të tubave në formën e një filmi të hollë. Drejt saj nga poshtë lart ngrihet gazi për t'u ndarë. Amortizuesit e filmit kanë një sipërfaqe të vogël ndërfaqe.

Oriz. 47. Skema e absorbuesit të tipit filmik:

1 - tub degëzimi për hyrjen e gazit; 2 – trup absorbues;

3 – tub degëzimi për hyrje absorbues; 4 - tub degëzim për daljen e gazit;

5 - tuba; 6

Në amortizatorët e tipit të paketuar (Fig. 48), përdoret një i ashtuquajtur paketim për të rritur ndërfaqen, që është një unazë ose ndonjë tjetër trupa të ngurtë. Ky paketim vendoset në kolona. Lëngu absorbues nga spërkatësi hyn në shtratin e paketimit. Të gjithë elementët e tij, domethënë unazat individuale, janë të mbuluara me një film të lëngshëm. Thithësi rrjedh poshtë përmes grykës dhe shkarkohet nga aparati. Gazi që do të ndahet ngrihet. Thithësi absorbohet nga lëngu.

Oriz. 48. Skema e absorbuesve të tipit të paketuar:

1 - tub degëzimi për hyrjen e gazit; 2 - trupi i aparatit; 3 -grykë;

4 – tub degëzimi për hyrje absorbues; 5 - tub degëzimi për daljen e gazit;

6 – tub degëzim për dalje absorbuese

Përdoren gjerësisht edhe absorbuesit e flluskave (Fig. 49). Në këto pajisje, përzierja e gazit që do të ndahet kalon përmes një shtrese lëngu. Lëngu hyn nga pjesa e sipërme e kolonës në diametrin e shpuar dhe rrjedh përmes tubave vertikal të tejmbushjes nga diametri në diagram. Gazi ngrihet nga poshtë lart, duke kaluar nëpër ndarje të shpuara të quajtura tabaka sitë.

Oriz. 49. Diagrami i një absorbuesi flluskues me tabaka sitë:

1 2 - trupi i aparatit;

3 - pllaka sitë; 4 - tub degëzim për daljen e gazit;

5 - tub për hyrjen e ujit; 6 - tubacionet e tejmbushjes;

7 - tubi i hyrjes së gazit

PROCESI I ADORBIMIT

Thelbi i procesit dhe fushëveprimi. Siç u përmend më lart, adsorbimi është procesi i përthithjes së një ose më shumë përbërësve nga një përzierje gazi, avulli ose tretësira nga një lëndë e ngurtë. Një lëndë e ngurtë që thith një përbërës quhet adsorbent. Substanca që përthithet quhet adsorbent. Thithja me anë të adsorbimit kryhet nga sipërfaqja e lëndës së ngurtë. Ekzistojnë dy lloje të adsorbimit: fizik dhe kimik (kimisorbimi). Thelbi i përthithjes fizike qëndron në tërheqjen e ndërsjellë të molekulave adsorbuese dhe adsorbuese, pa ndërveprimi kimik mes tyre. Gjatë kimisorbimit, ndodh një reaksion kimik midis adsorbentit dhe adsorbentit.

Adsorbimi fizik është i kthyeshëm, adsorbimi kimik nuk është gjithmonë i kthyeshëm.

Gjatë përthithjes së avullit të ujit në sipërfaqen e adsorbentit, mund të ndodhë kondensimi i tyre. Kondensata mbush poret e adsorbentit, dhe për këtë arsye adsorbimi në këtë rast shpesh quhet kondensim kapilar. Këto procese përdoren gjerësisht në industri të ndryshme për pastrimin dhe tharjen e gazeve, pastrimin dhe pastrimin e solucioneve, ndarjen e gazeve dhe lëngjeve. Në industrinë ushqimore dhe në ushqimin publik, adsorbimi përdoret për të sqaruar lloje të ndryshme shurupesh, lëngjesh dhe lëngjesh.

Adsorbentët dhe kapaciteti i tyre absorbues. Në mënyrë që procesi i përthithjes të vazhdojë intensivisht, përdoren adsorbentë të ngurta shpuar nga kapilarët ose poret, me një sipërfaqe të madhe specifike. Në varësi të diametrit të kapilarëve, adsorbentët ndahen në adsorbentë me makropore (diametri kapilar më shumë se 2x10 -4 mm), adsorbentë me pore kalimtare (diametri 6x10 -6 - 2x10 -4 mm) dhe adsorbentë me mikropore (diametri 2x10 -6 - 6x10 -5 mm).

Gazrat, avujt, lëngjet e absorbuara formojnë shtresa në sipërfaqen e këtyre kapilarëve. Nëse shtresa ka një trashësi të barabartë me diametrin e molekulës së adsorbatit, atëherë procesi quhet adsorbim molekular. Nëse shtresa ka një trashësi prej disa molekulash, atëherë procesi quhet adsorbim polimolekular.

Adsorbentët karakterizohen gjithashtu nga aftësia e tyre absorbuese ose absorbuese. Përcaktohet nga përqendrimi i adsorbentit për njësi masë ose vëllim të adsorbentit. Kapaciteti adsorbues për një substancë të caktuar varet nga temperatura dhe presioni në të cilin zhvillohet procesi, si dhe nga përqendrimi i adsorbentit. Kapaciteti absorbues i adsorbentit, i cili është maksimalisht i arritshëm në kushte të caktuara, quhet aktiviteti i tij ekuilibër.

Në industri, substanca të ndryshme përdoren si adsorbente. Qymyri i aktivizuar, pulpa celuloze, qymyri kockor, xhel silicë, zeolite dhe shkëmbyesit e joneve përdoren më gjerësisht në industritë ushqimore.

Karbonet e aktivizuar janë absorbues shumë porozë. Sipërfaqja specifike e tyre arrin 600-1700 m 2 /g. Karbonet e aktivizuar përdoren në formën e kokrrizave me madhësi 1-5 mm. Dendësia e masës është 350-450 kg/m3.

Karboni i aktivizuar përftohet nga trajtimi i veçantë i qymyrit, veçanërisht nga kalcinimi i tij në temperatura deri në 900 ° C.

Qymyri i kockave përftohet nga kockat e bagëtive të çyndyrosura duke i kalcinuar në mungesë të ajrit. Sipërfaqja specifike e adsorbimit të qymyrit kockor matet gjithashtu në qindra metra katrorë për 1 g qymyr druri.

Xhel silicë janë produkte të dehidrimit të xhelit të acidit silicik. Xhel silicë kanë një sipërfaqe specifike që varion nga 400 në 800 m 2 / g. Madhësia e kokrrizave të xhelit të silicës është nga 0.2 në 7 mm. Xhel silicë janë në gjendje të mbajnë deri në 50% të ujit ndaj peshës. Në këtë drejtim, ato përdoren kryesisht për thithjen e lagështirës.

Masa celuloze ka një sipërfaqe specifike më të vogël se qymyri dhe xhel silicë. Përdoret si adsorbent në pastrimin e lëngjeve, birrës.

Zeolitet për nga natyra e tyre kimike janë aluminosilikat. Zeolitet dallohen nga një strukturë pore homogjene, madhësia e së cilës është në përpjesëtim me madhësinë e molekulave të adsorbatit.

Adsorbentët me pore, madhësia e të cilave është në përpjesëtim me madhësinë e molekulave, i përkasin të ashtuquajturave substanca sitë molekulare. Zeolitet dallohen nga aftësia e tyre e lartë për të thithur ujin dhe avujt e ujit. Kjo veti përdoret për tharjen e thellë të gazrave.

Shkëmbyesit e joneve janë adsorbentë me origjinë natyrore dhe artificiale. Ato përgatiten në mënyrë sintetike nga substanca të ndryshme organike dhe inorganike. Në adsorbentët jo-shkëmbyes përfshihen gjithashtu rrëshirat jo-shkëmbyese të marra në mënyrë sintetike. Këto rrëshira karakterizohen nga kapaciteti i lartë vëllimor, selektiviteti, rezistenca kimike dhe forca mekanike. Në këtë drejtim, rrëshirat e shkëmbimit të joneve po bëhen gjithnjë e më të rëndësishme në industri për ndarjen e thellë të sistemeve të ndryshme të lëngshme. Adsorbimi i kryer duke përdorur shkëmbyesit e joneve nganjëherë quhet adsorbimi i shkëmbimit të joneve.

Aparat i projektuar për të kryer procesin e adsorbimit. Në industrinë ushqimore, adsorbuesit me një shtrat fiks adsorbent përdoren më gjerësisht. Një shembull i këtij lloji të aparatit është skema e një adsorberi kolone (Fig. 50), që përdoret për të pastruar shurupet e sheqerit. Është një rezervuar cilindrik i mbushur me karbon aktiv. Nga lart vjen shurupi për t'u pastruar. Pasi kalon nëpër shurupin adsorber, ai domosdoshmërisht futet në filtër për ta pastruar atë nga grimcat e qymyrit.

Oriz. 50. Skema e adsorberit të tipit kolone:

1 – tub degëzim për daljen e lëngjeve; 2 – trupi i aparatit (kolona);

3 – adsorbent; 4 - hyrja e lëngut

adsorbimi spontan. Në ushqimin publik, adsorbimi ndodh gjatë përpunimit hidromekanik dhe termik të produkteve si një proces spontan shoqërues. Pra, gjatë gatimit, skuqjes, produkti jo vetëm që çliron, por edhe thith lagështinë ose yndyrën e shkrirë. Në të njëjtën kohë, gazrat dhe avujt gjithashtu absorbohen nga produkti.

Proceset e adsorbimit ndodhin gjatë përpunimit hidromekanik kulinar të drithërave. Kur lani dhe njomni disa prej tyre, lagështia thithet dhe këto drithëra fryhen. Procesi i thithjes së lagështirës, ​​d.m.th., fryrja e tyre, varet nga vetitë e drithërave dhe kohëzgjatja e procesit.

Aftësia e drithërave për të thithur lagështinë përdoret në praktikë. Fryrja paraprake (jo si proces spontan) i drithërave përdoret për të përshpejtuar procesin e gatimit. Përveç kësaj, përdorimi i vetive adsorbuese të drithërave gjatë njomjes së tyre kontribuon në ruajtjen e formës së tyre gjatë gatimit.

Fryrja e drithërave gjatë njomjes së tyre shpjegohet jo vetëm nga proceset e përthithjes. Në një masë të caktuar, lagështia depërton në drithëra për shkak të forcave kapilare, të cilat shkaktojnë lëvizjen e ujit nëpër poret. Lëvizja e ujit nëpër pore mund të mos shoqërohet me dukuritë e thithjes së lagështisë me përthithje. Gjithashtu duhet theksuar se gjatë ënjtjes ndodhin dukuritë osmotike. Lagështia depërton në qelizat e drithërave për shkak të osmozës.

Për shkak të fenomeneve të përthithjes, shumë shpesh produktet ushqimore, veçanërisht produktet me shumicë me një sipërfaqe të madhe specifike, thithin nga mjedisi lloje të ndryshme lares, gazrash, duke përfshirë edhe ato me erë. Këtë veti e kanë edhe disa produkte që nuk rrjedhin. Prandaj, për të parandaluar prishjen e produkteve, është thelbësore që ato të ruhen në zona të ajrosura mirë, pa erëra dhe përbërës të padëshiruar gazi.

Shumë produkte janë në gjendje të thithin avujt e ujit nga ajri përreth. Thithja e avujve, d.m.th., hidratimi i produktit, krijon kushte të favorshme për prishjen e tyre - reaksionet kimike dhe biokimike përshpejtohen, temperatura e produktit rritet, gjë që kontribuon në zhvillimin intensiv të mikroorganizmave.

PROCESET E DEZORBIMIT

Proceset e desorbimit kanë një qëllim të dyfishtë. Ato përdoren për të rivendosur vetitë absorbuese (sorbuese) të absorbuesve dhe adsorbentëve për ripërdorimin e tyre, si dhe për nxjerrjen e absorbuesve dhe adsorbentëve prej tyre për përpunim të mëtejshëm.

Në praktikë, si rregull, pas përfundimit të proceseve të absorbimit, fillojnë proceset e desorbimit. Proceset e desorbimit kryhen në disa mënyra. Ato kryesore janë këto: ngrohja e sorbentëve (absorbents dhe adsorbents); uljen e presionit total në sistem, ose presionin e pjesshëm të sorbitoleve (absorbues, adsorbentë); duke kaluar nëpër sorbentë gaze inerte ose lëngje që zhvendosin sorbitolet.

Për rigjenerimin e sorbentëve pas kimisorbimit, përdoren reagentë kimikë përkatës. Në ushqimin publik, desorbimi, si tharja dhe ajrimi, i nënshtrohet sheqerit, kripës, miellit dhe produkteve të tjera që thithin lagështinë nga mjedisi gjatë ruajtjes.

Proceset teknologjike, shpejtësia e rrjedhës së të cilave përcaktohet nga shpejtësia e transferimit të një substance nga një fazë në tjetrën, quhen transferim masiv. dhe aparatet në të cilat zhvillohen këto procese janë aparate të shkëmbimit të masës .

Proceset e transferimit të masës zënë një vend të veçantë midis proceseve kimike dhe teknologjike.

Në shumicën e impianteve të prodhimit të industrisë kimike, aparatet e transferimit të masës dhe të reagimit lidhen sipas skemës së mëposhtme
(Fig. 4.1).

Oriz. 4.1. Skema e procesit teknologjik me një aparat transferimi masiv

Lënda e parë hyn në reaktor, ku pjesërisht shndërrohet në produkte reaksioni, pasi reaksionet kimike nuk vazhdojnë deri në fund për të marrë produktet e synuara. Përzierja e produkteve të reaksionit dhe lëndëve të para që largohen nga reaktori, duke mos marrë pjesë në reaksion, dërgohet në pajisjen e ndarjes së transferimit të masës. Në aparat, përzierja ndahet në produkte të reaksionit dhe lëndë të para të pareaguara, të cilat kthehen në reaktor dhe produktet e reaksionit ushqehen për përpunim të mëtejshëm.

Nga kjo rezulton se ekziston një lidhje e ngushtë teknologjike midis aparateve reaksionale dhe ndarëse. Ligji i kësaj lidhjeje është: aq më e ulët është ngarkesa në aparatin e reaksionit, d.m.th. sa më i ulët të jetë shndërrimi i lëndës së parë në produkte të reaksionit, aq më e madhe është ngarkesa në aparatin e ndarjes dhe anasjelltas.

Kombinimi optimal i ngarkesave në aparatin reaksionar dhe ndarës siguron kosto minimale të prodhimit. Prandaj, baza prodhimi kimik– reaktor – funksionon në mënyrë optimale vetëm në kombinim me një aparat ndarës që funksionon në mënyrë optimale. Në këtë drejtim, funksionimi i aparatit të shkëmbimit masiv në industrinë kimike nuk është më pak i rëndësishëm sesa funksionimi i vetë reaktorit.

Në aparatin ndarës mund të kryhen një sërë procesesh. Kryesorja dhe më e rëndësishmja prej tyre janë përthithja, korrigjimi, nxjerrja, kristalizimi, adsorbimi, tharja, proceset e shkëmbimit të joneve dhe ndarja e membranës.

Absorbimiështë një proces ndarjeje i bazuar në thithjen selektive të gazeve ose avujve nga absorbuesit e lëngshëm - adsorbentët. Ky proces përdoret në shumë industri në të cilat është e nevojshme të nxirret çdo substancë ose kompleks substancash nga një përzierje gazesh. Gjatë procesit të përthithjes kalimi i një lënde ose grupi substancash nga një fazë gazi (avulli) në një lëng desorbimi.

korrigjimi quhet procesi i ndarjes së një përzierjeje lëngjesh me pika të ndryshme vlimi në presionin e duhur, në përbërës të pastër ose të pasuruar si rezultat i lëvizjes së kundërt të avullit dhe rrjedhave të lëngjeve. Procesi ka rëndësi të madhe në ato industri që kërkojnë ndarje të pjesshme ose të plotë të përzierjeve homogjene të lëngshme në përbërës të pastër ose grupe të tyre. Gjatë procesit të korrigjimit, kalimi i një lënde ose grupi substancash nga një fazë e lëngshme në një fazë avulli dhe anasjelltas.

Nxjerrja Një proces ndarjeje quhet një proces ndarjeje i bazuar në nxjerrjen e një substance ose grupi substancash të tretura në një lëng nga një lëng tjetër që nuk përzihet ose përzihet vetëm pjesërisht me të parin. Procesi përdoret kur një substancë e tretur ose një grup substancash duhet të nxirret nga një tretësirë. Në këtë proces ka kalimi i një lënde nga një fazë e lëngshme në një fazë tjetër të lëngshme.

Adsorbimiështë një proces ndarjeje i bazuar në thithjen selektive të gazeve, avujve ose substancave të tretura në lëngje nga një absorbues i ngurtë poroz - një adsorbent i aftë për të thithur një ose më shumë substanca nga përzierja e tyre . Procesi përdoret në ato industri ku është e nevojshme të nxirret një ose një substancë tjetër nga një përzierje e gazrave, avujve ose substancave të tretura. Në këtë proces substancat kalojnë nga faza e gaztë ose e lëngshme në të ngurtë. Procesi i kundërt quhet desorbimi.

Procesi i shkëmbimit të joneveështë një proces i nxjerrjes së një substance nga një tretësirë, bazuar në aftësinë e disa substancave të ngurta (shkëmbyesit e joneve) për të shkëmbyer jonet e tyre të lëvizshme për jonet e substancës që nxirret. Procesi përdoret për nxjerrjen e substancave nga tretësirat. , me përqendrim të ulët. Në këtë proces substancat kalojnë nga faza e lëngët në të ngurtë.

tharje quhet procesi i largimit të lagështisë nga materialet e ngurta të lagështa duke e avulluar atë. Procesi është i nevojshëm për ato industri në të cilat substancat natyrore të lagështa duhet të dehidratohen përpara përpunimit të tyre ose substancat e gatshme në fazën e fundit të prodhimit. Në këtë proces ka kalimi i lagështisë nga një material i ngurtë i lagësht në fazën e avullit ose gazit.

Kristalizimi quhet procesi i ndarjes, i bazuar në ndarjen e një lënde në formën e një faze të ngurtë (kristale) nga faza e lëngët. Procesi zhvillohet në ato raste kur kërkohet të merren substanca me pastërti të lartë. Në këtë proces ka kalimi i një lënde nga një fazë e lëngshme në një fazë të ngurtë. Procesi i kundërt - shpërbërje.

Ndarja e membranës bazohet në aftësinë e disa filmave të hollë (membranave gjysmë të përshkueshme) për të kaluar disa substanca dhe për të mbajtur të tjera. Në këtë proces substancat kalojnë nëpër një membranë gjysmë të përshkueshme nga lëngu ose gazi origjinal në fazën e lëngshme ose të gazit pas membranës.

Proceset e transferimit masiv

Rëndësi të madhe në teknologjinë kimike kanë proceset e transferimit të masës bazuar në kalimin e një ose më shumë substancave nga një fazë në tjetrën. Në industri, proceset e transferimit të masës përdoren kryesisht midis gazit (avullit) dhe lëngut, midis gazit dhe të ngurtë, ndërmjet të ngurtë dhe të lëngshëm, si dhe midis dy fazave të lëngshme. Këto procese përfshijnë: thithjen, adsorbimin, distilimin dhe korrigjimin, kristalizimin, tharjen, etj.

Shpejtësia e transferimit të masës në një temperaturë të caktuar varet nga intensiteti difuzioni molekular d.m.th., aftësia e depërtimit spontan të një lënde në një tjetër për shkak të lëvizjes së rastësishme të molekulave. Procesi i transferimit të masës nga një fazë në tjetrën ndodh për shkak të ndryshimit të përqendrimeve të substancës në këto faza deri në arritjen e kushteve të ekuilibrit. Forca lëvizëse e procesit të transferimit të masës, efikasiteti i saj mund të shprehet në çdo njësi të përdorur për të përcaktuar përbërjen e fazave, megjithatë, më shpesh forca lëvizëse e procesit shprehet në kuptimin e ndryshimit midis përqendrimeve të punës dhe ekuilibrit të komponenti i shpërndarë përkatësisht në fazën e parë dhe të dytë. Sasia e masës së transferuar nga një fazë në tjetrën varet nga ndërfaqja, kohëzgjatja e procesit dhe diferenca e përqendrimit.

Një rritje në efikasitetin e proceseve të transferimit të masës mund të arrihet duke rritur sipërfaqen e kontaktit të fazës, duke rritur shpejtësinë e rrjedhës dhe turbulencën e saj, si dhe duke reduktuar rezistencën e difuzionit të mediumit (për shembull, në procesin e thithjes, në rastin e thithjes të një gazi të dobët të tretshëm). Më poshtë janë shembuj të proceseve bazë të transferimit të masës.

Absorbimi është procesi i përthithjes së një gazi ose avulli nga një absorbues i lëngshëm. Thithja karakterizohet nga selektiviteti (selektiviteti), d.m.th., çdo substancë absorbohet nga një absorbues specifik. Bëhet dallimi midis përthithjes së thjeshtë, bazuar në përthithjen fizike të një komponenti nga një absorbues i lëngshëm, dhe kimisorbimit, i cili shoqërohet me reaksion kimik ndërmjet komponentit të rikuperuar dhe absorbuesit të lëngut. Një shembull i përthithjes së thjeshtë është prodhimi i acidit klorhidrik; kimisorbimi përdoret gjerësisht në prodhimin e acideve sulfurik dhe nitrik, plehrave azotike, etj. Përthithja vazhdon në aparate të tipit kolonë (të ambalazhuar, pjatë, etj.).

Adsorbimi është procesi i përthithjes së një ose më shumë përbërësve nga një përzierje gazi ose lëngu nga një absorbues i ngurtë - një adsorbues. Mekanizmi i procesit të përthithjes, i cili ndryshon nga mekanizmi i përthithjes, është praktikisht i ngjashëm me mekanizmin e proceseve të tjera të transferimit të masës që përfshijnë fazën e ngurtë. Teoria më universale e adsorbimit është teoria e mbushjes vëllimore të mikroporeve e zhvilluar nga M. M. Dubinin, e cila merr parasysh tërheqjen e molekulave të substancës së absorbuar me adsorbentin bazuar në varësinë e ekuilibrit nga struktura e poreve adsorbuese. Substancat e ngurta me një sipërfaqe shumë të zhvilluar dhe porozitet të lartë përdoren gjerësisht si adsorbentë (karbone të aktivizuar, xhel silicë, alumogels, zeolite - aluminosilikate ujore të kalciumit dhe natriumit, rrëshirat e shkëmbimit të joneve, etj.). Adsorbimi përdoret në industri për pastrimin dhe tharjen e lëngjeve dhe gazeve, për ndarjen e përzierjeve të substancave të ndryshme të lëngshme dhe të gazta, për nxjerrjen e tretësve të avullueshëm, për pastrimin e tretësirave, për pastrimin e ujit, etj. Adsorbimi përdoret në kimikate, vaj, bojë dhe llak, printim dhe industri të tjera.

Distilimi dhe korrigjimi përdoren për të ndarë përzierjet homogjene të lëngshme që përbëhen nga dy ose më shumë përbërës të paqëndrueshëm dhe bazohen në pikat e ndryshme të vlimit të përbërësve, domethënë në paqëndrueshmërinë e ndryshme të përbërësve të përzierjes në të njëjtën temperaturë. Nëse përzierja fillestare, e përbërë nga lëngje me pika të ndryshme vlimi, avullohet pjesërisht dhe avujt që rezultojnë kondensohen, atëherë kondensata do të ndryshojë në përbërjen e saj nga një përmbajtje më e lartë e një përbërësi me valë të ulët (LC) dhe fillestari i mbetur. Përzierja do të pasurohet me një përbërës me vlim të lartë me avull të ulët (HC). Ky lëng quhet mbetje, dhe kondensata quhet distilim ose i korrigjuar. Ekzistojnë dy lloje krejtësisht të ndryshme të distilimit: distilimi i thjeshtë (i vetëm) dhe korrigjimi.

Rektifikimi është ndarja e përzierjeve të lëngjeve bazuar në avullimin e përsëritur të lëngut dhe kondensimin e avujve. Si rezultat i korrigjimit, fitohen produkte përfundimtare më të pastra. Procesi kryhet në aparate të tipit kolonë (për shembull, kolonat e distilimit të paketuar dhe në tabaka me veprim të vazhdueshëm, etj.). Proceset e distilimit dhe korrigjimit përdoren gjerësisht në industrinë kimike dhe të alkoolit, në prodhimin e ilaçeve, në industrinë e përpunimit të naftës etj.

Kristalizimi është ndarja e një faze të ngurtë në formën e kristaleve nga tretësirat ose shkrirjet. Kristalizimi fillon me formimin e qendrave (ose bërthamave) të kristalizimit. Shpejtësia e formimit të tyre varet nga temperatura, shpejtësia e trazimit etj. Me rritjen e temperaturës rritet ritmi i rritjes së kristaleve, por kjo çon në formimin e kristaleve më të vogla dhe shpesh shkakton një ulje të forcës lëvizëse të procesit. Kristalët e mëdhenj fitohen më lehtë me rritjen e tyre të ngadaltë pa nxitje dhe shkallë të ulët të mbingopjes së tretësirave, megjithatë, kjo zvogëlon produktivitetin e procesit të kristalizimit. Gjetja e shkallës optimale të kristalizimit është një nga detyrat kryesore të këtij procesi.

Përdoren gjerësisht disa metoda kristalizimi: kristalizimi me ftohje, kristalizimi me heqjen e një pjese të tretësit, si dhe kristalizimi me vakum. Në varësi të mënyrës së kristalizimit, përdoren kristalizues grupor dhe të vazhdueshëm.

Kristalizimi qëndron në themel të proceseve metalurgjike dhe shkritore, duke marrë veshje, filma të përdorur në mikroelektronikë, dhe përdoret gjithashtu në industri kimike, farmaceutike, ushqimore dhe të tjera. Kristalizimi është faza përfundimtare në prodhimin e kripërave minerale, plehrave, substancave organike dhe shumë të pastra. Rëndësi të veçantë në industri ka procesi i kristalizimit të metaleve nga shkrirjet.

Tharja është procesi i largimit të lagështirës nga materiale të ndryshme (të ngurta, të lëngëta dhe të gazta). Lagështia mund të hiqet me avullim, sublimim, ngrirje, rryma me frekuencë të lartë, adsorbim, etj. Megjithatë, tharja e avullimit për shkak të furnizimit me nxehtësi është më e zakonshme. Më ekonomike është heqja e njëpasnjëshme e lagështisë me filtrim, centrifugim (me një përmbajtje lagështie të mbetur 10 - 40%) dhe më pas tharje me nxehtësi.

Ka tharje kontakti dhe konvektiv. Në tharjen me kontakt, nxehtësia transferohet në materialin që thahet përmes murit të aparatit. Tharja konvektive bazohet në transferimin e drejtpërdrejtë të nxehtësisë në material nga ajri i nxehtë, gazrat e gripit, avull i mbinxehur etj.

Shkalla e tharjes përcaktohet nga sasia e lagështisë së hequr nga sipërfaqja e njësisë së materialit të tharë për njësi të kohës. Shpejtësia e tharjes, kushtet për zbatimin e tij dhe instrumentet varen kryesisht nga natyra e materialit që thahet, natyra e marrëdhënies së lagështisë me materialin, madhësia e pjesëve, trashësia e shtresës së materialit, përmbajtja e lagështisë. të materialit, faktorët e jashtëm (temperatura, presioni, lagështia) etj.

Tharëse tradicionale të përdorura në prodhim Materiale ndërtimi, kripërat minerale, ngjyrat, etj., janë tharëse të vazhdueshme (daulle, tunel, transportues, shtrat i lëngshëm pneumatik) dhe tharëse periodike (gropë, kabinet, dhomë etj.). Tharësit me spërkatje të shtratit me lëng janë më efikasët. Tharja me vakum, infra të kuqe, kriogjenike, ultrasonike, me mikrovalë përdoret për të përmirësuar cilësinë e materialeve të thara, për të rritur shkallën e tharjes dhe për të përmirësuar treguesit teknikë dhe ekonomikë.