Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Стабілізація пін спеціальними добавками





Цей метод передбачає додавання в розчини ПАР стабілізаторів. Їх дія заснована на збільшенні в'язкості розчинів і уповільненні за рахунок цього витікання рідини з пін. Всі стабілізатори можна поділити на п'ять груп.

Речовини, що підвищують в'язкість самого ціноутворюючого розчину, їх називають загусниками. Їх додають у великих концентраціях. Це гліцерин, етиленгліколь, метилцелюлоза.

Речовини, що викликають утворення в плівках рідини колоїдних частинок. В результаті дуже сильно сповільнюється зневоднення плівок.

Речовини, що полімеризуються в об’ємі піни. Полімеризація сильно збільшує міцність плівок можливий навіть їх перехід в твердий стан.

Речовини, що утворять з піноутворювачем нерозчинні у воді високодисперсні осади. Такі речовини бронюють плівки і перешкоджають їх руйнування. До них відносяться солі важких металів: заліза, міді, барію, рідше алюмінію.

Речовини, які беруть участь у побудові адсорбційних шарів на межі розділу «рідина - газ». Головні представники - жирні спирти, в основному, тетрадеціловий спирт.

Ту чи іншу групу стабілізаторів вибирають залежно від вимог до стійкості піни і технологічних умов виробництва.

Трифазні піни

Тонкоподрібнені тверді речовини - тальк, азбест, кварц, сажа при рівномірному розподілі на поверхні бульбашок упрочняють плівки і продовжують життя піни. Такі піни називають мінералізованими. Утворення такої піни відбувається за рахунок прилипання твердих мінеральних часток, до бульбашок піни, обумовленого взаємодією між поверхнею твердої частинки і полярними групами ПАР.

Методи руйнування пін

Способи піногасіння настільки ж різноманітні, як і способи отримання піни.



Можливі два шляхи боротьби з піною:

· попередження піноутворення;

· руйнування піни, що утворилася.

Для попередження піноутворення використовують, перш за все, хімічні способи, тобто застосовують речовини, що перешкоджають утворенню піни. На жаль, ці речовини часто забруднюють кінцеву продукцію або ускладнюють технологічний процес.

Для попередження спінювання мастильних масел, оліфи, маси для виробництва паперу використовують спирти - ізоаміловий, октіловий, цетиловий, гліцерин, а також деякі кремнійорганічні сполуки.

Широко використовується ефект обмеженого піноутворення при спільному застосуванні двох ПАР.

Інший напрям - видалення з технологічних розчинів, що містять ПАР, стабілізаторів пін. При цьому стійкість піни різко знижується і вона мимовільно руйнується.

Ще один напрямок - зміна режиму технологічного процесу, параметрів технічних апаратів.

Способи руйнування піни можна поділити на дві групи - хімічні та нехімічні.

Хімічні піногасники. Речовини для хімічного піногасіння повинні відповідати наступним вимогам:

· швидко гасити піну вже при малих концентраціях і тривалий час перешкоджати новому спінюванню розчинів;

· не змінювати властивостей речовин, що перероблюються і знов одержаних, а також не сповільнювати технологічний процес і не знижувати продуктивність обладнання;

· не змінювати свої властивості при зберіганні, а також при нагріванні в процесі піногасіння.

В якості піногасників застосовують природні жири і масла, органічні кислоти, кремнійорганічні сполуки, силіконові масла, спирти, ефіри, неорганічні речовини.

Речовини - антивспінювачи можна поділити на дві групи.

До першої групи відносяться речовини, принцип дії яких заснований на взаємодії їх з піноутворювачем з утворенням нерозчинних або малорозчинних сполук.

До другої групи антивспінювачів відносяться речовини, що хімічно не взаємодіють з піноутворювачем. Вони руйнують піну в результаті розвитку різних фізичних процесів. Їх ефективність залежить від фізико-хімічних параметрів, що визначають властивість пінних плівок.

Нехімічні способи руйнування пен поділяються на:

· фізичні;

· механічні.

Фізичні способи погашення:

· термічні (піни руйнуються при нагріванні);

· акустичні (вплив ультразвуком);

· електричні (руйнування під дією електричного поля).

Механічні способи піногасіння різноманітні. Для цього служать спеціальні пристрої: диспергатори, сітки і крильчатки, струмені пари або повітря, вакуумні пристрої і т. д. За характером впливу на піну механічні способи можуть бути відцентровими, гідродинамічними і аеродинамічними, барометричні.

Недоліками механічних способів є:

o мала ефективність при руйнуванні високостійких низькократних пін;

o складність і громіздкість обладнання;

o велика витрата енергії.

Крім того, механічні способи піногасіння зазвичай тільки знижують обсяг і кратність піни, але не руйнують її повністю.

Отже, для руйнування пін розроблено десятки різних способів сотні промислових апаратів і пристроїв. Вибір того чи іншого способу гасіння визначається:

o стійкістю піни;

o технологічними вимогами;

o економічними показниками.

Практичне застосування пін

Область застосування пін неосяжна. Обмежимося лише перерахуванням найбільш популярних з них.

Багато харчових продуктів являють собою піни: хлібобулочні вироби, креми, муси, торти, цукерки, збиті вершки, коктейлі, морозиво та ін.

Пеносушка - сушка з попередніми спінюванням, забезпечує отримання сухих продуктів з тонкою структурою, яка визначається геометричними розмірами клітинок піни. Пеносушка використовується при виробництві сухого картопляного пюре, кави, овочевих і фруктових пюре, соків, порошків для приготування шипучих напоїв, казеїнатів, кормових дріжджів і т. д.

Багато ліків ми приймаємо у вигляді пін.

У хімічній промисловості використовуються ефективні пінні апарати для проведення процесів в газорідинних системах: адсорбції, десорбції, випаровування, конденсації, сушки, очищення газів. Велика швидкість процесів досягається збільшенням поверхні контактуючих фаз.

 

Лекція 5. Аерозолі

(4 год)

Аерозолем називається мікрогетерогенна система, в якій частинки твердої речовини або крапельки рідини зважені в газі. Умовне позначення аерозолів: Т/Г або Р/Г.

Аерозолі досить важливий вид дисперсних систем. Наприклад: космічний простір, атмосфера Землі, повітря, яким ми дихаємо, - все це аерозолі. Аерозолі виникають природним шляхом, утворюються штучно і супроводжують промислове виробництво.

Вода, що випаровується з водної поверхні Землі, утворює аерозолі, руйнування яких призводить до виникнення дощу, снігу, граду. До 30% усіх природних аерозолів дає космічний пил. Все це - аерозолі, які виникають природним шляхом, без участі людини.

Близько 10 % всіх аерозолів утворюються штучно: це розпорошення отрутохімікатів і добрив, зрошення, побутові аерозолі і т. д.

І, нарешті, третя група аерозолів - це промислові аерозолі. У шахтах, кар'єрах для видобутку корисних копалин, близько металургійних і хімічних комбінатів, при роботі різних агрегатів (дробарок, млинів, численних котелень) утворюються аерозолі, що забруднюють повітря. Всі види наземного, повітряного і водного транспорту є джерелами аерозолів за рахунок згорання палива. Виробництво ядерного палива, експлуатація атомних електростанцій, випробування ядерної зброї призводять до утворення радіоактивних аерозолів.

Такі основні джерела утворення аерозолів. Щорічно в середньому 1 км2 земної поверхні викидає в атмосферу 20т роздробленої маси, яка перетворюється в атмосферні аерозолі.

Класифікація аерозолів

1. За агрегатним станом дисперсної фази:

· туман (Р/Г);

· дим, пил (Т/Г);

· смог (Р + Т) / Г[Smog] = Smoke (дим ) + fog (туман).

2. За дисперсністю:

· туман (Р/Г), 10-5 ≤ d ≤ 10-3 см;

· дим (T/Г) 10-7 ≤ d ≤ 10-3 см;

· пил (Т/Г), d > 10-3 см.

3. За методами отримання:

· конденсаційні;

· диспергаційні.

Методи отримання аерозолів

Як і інші мікрогетерогенні системи, аерозолі можуть бути отримані двома різними шляхами: з грубодисперсних систем (диспергаційні методи) і з істинних розчинів (конденсаційні методи).

Конденсаційний методи

Ці методи пов'язані з утворенням в гомогенній системі нової фази. Обов'язковою умовою її утворення є наявність пересиченого пару, конденсація якого і призводить до утворення частинок дисперсної фази. Об'ємна конденсація пересиченого пару може відбуватися в трьох випадках:

· при адіабатичному розширенні;

· при змішуванні парів і газів, що мають різні температури;

· при охолодженні газової суміші.

Адіабатичне розширення газу. Таким шляхом утворюються хмари. Теплі маси вологого повітря піднімаються в більш високі шари атмрсфери. Оскільки там атмосферний тиск нижче, відбувається адиабатичне розширення, що супроводжується охолодженням повітря і конденсацією водяної пари. На відносно невеликій висоті утворюються купчасті хмари, в яких вода перебуває у вигляді рідких крапель, у верхніх же шарах атмосфери, де температура нижча, виникають пористі хмари, що містять кристали льоду.

Змішування газів і парів, що мають різні температури.

Так утворюються атмосферні тумани. Найчастіше туман з'являється при ясній погоді вночі, коли поверхня Землі, інтенсивно віддаючи тепло, сильно охолоджується. Тепле вологе повітря стикається й охолоджується Землею або холодним повітрям поблизу її поверхні і в ньому утворюються крапельки рідини. Те ж відбувається при змішуванні фронтів теплого і холодного повітря.

Охолодження газової суміші, що містить пар.

Цей випадок можна проілюструвати на прикладі чайника, в якому закипіла вода. З носика виривається водяна пара, яка невидима, оскільки не розсіює світло. Далі водяна пара швидко охолоджується, вода в ньому конденсується, і вже на невеликій відстані від носика чайника ми бачимо молочну хмарку - туман, що став видимим через здатність розсіювати світло. Аналогічне явище спостерігається, коли ми відкриваємо кватирку в морозний день.

Крім того, конденсаційний аерозоль може утворюватися в результаті газових реакцій, що ведуть до утворення нелетких продуктів:

· при згорянні палива утворюються димові гази, конденсація яких призводить до появи топкового диму;

· при згорянні фосфору на повітрі утворюється білий дим (Р2О5);

· при взаємодії газоподібних NН3 і НСl утворюється дим NH4Cl (тв);

· окислення металів на повітрі, що відбувається в різних металургійних і хімічних процесах, супроводжується утворенням димів, що складаються з частинок оксидів металів.

Діспергаційні методи

Діспергаційні аерозолі утворюються при подрібненні (розпиленні) твердих і рідких тіл в газовому середовищі, і при переході порошкоподібних речовин у зважених станах при дії повітряних потоків.

Розпилення твердих тіл відбувається у дві стадії: подрібнення, а потім розпорошення. Перехід речовини в стан аерозолю повинно бути здійснено в момент застосування аерозолю, так як на відміну від інших дисперсних систем - емульсій, суспензій, аерозолі не можна приготувати заздалегідь.









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2020 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.