Перекристаллизация, выпаривание

Перекристаллизацией наз способ очистки, при котором вначале в-во рас-т в воде, затем раствор в-ва в воде выпаривается. В результате вода выпаривается, а в-во выделяется в виде кристаллов.
Приведем пример: Требуется выделить поваренную соль из раствора.
Отстаивание, декантация

Для выделения из жидкостей нерастворимых веществ используется отстаивание. Если частички твердого вещества достаточно крупные, они быстро оседают на дно, и жидкость становится прозрачной. Ее можно осторожно слить с осадка, и эта нехитрая операция тоже имеет свое название – декантация.

Центрифугирование

Если частички неоднородной смеси очень малы, ее невозможно разделить ни отстаиванием, ни фильтрованием. Примерами таких смесей могут служить молоко и взмученная в воде зубная паста. Такие смеси разделяют центрифугированием. Смеси, содержащие такую жидкость, помещают в пробирки и вращают с огромной скоростью в специальных аппаратах – центрифугах.

Адсорбация

В технике часто возникает задача очистки газов, например воздуха, от нежелательных или вредных компонентов. Многие вещества обладают одним интересным свойством – они могут «прицепиться» к поверхности пористых веществ, как железо к магниту. Адсорбцией называется способность некоторых твердых веществ поглощать своей поверхностью газообразные или растворенные вещества. Вещества, способные к адсорбции, называются адсорбентами. Адсорбенты представляют собой твердые вещества, в которых много внутренних каналов, пустот, пор, т.е. они имеют очень большую общую поглощающую поверхность.

Дистилляция (перегонка)

Две жидкости, которые образуют однородную смесь, например, этиловый спирт с водой, разделяют методом дистилляции или перегонки. Этот метод основан на том, что жидкость нагревают до температуры кипения и пар ее отводят по газоотводной трубке в другой сосуд. Охлаждаясь, пар конденсируется, а примеси остаются в перегонной колбе.

Вымораживание

Вещества, у которых различаются температуры плавления, разделяют методом вымораживания, охлаждая раствор. Путем вымораживания можно получить очень чистую воду в домашних условиях. Для этого наливают водопроводную воду в банку или кружку и ставят ее в морозильную камеру холодильника (или выносят зимой на мороз). Как только в лед превратится примерно половина воды, незамерзшую часть ее, где скапливаются примеси, надо вылить, а льду дать растаять.

Многокорпусное выпаривание.

Выпаривание - процесс конц-ния раствора нелетуч. вещ-в путем испарения жидк. летуч. растворителя. Часто это надо д/повышения скорости последующ. хим. превращений за счет увеличения конц-ции растворен. вещ-ва, а также д/удешевления и облегчения транспортировки и хранения готов. продукции. Процесс выпаривания применяют как для частичного удаления растворителя, так и для полного разделения раствора на растворитель и растворенное вещество. В последнем случае выпаривание сопровождается кристаллизацией.

Физическая сущность выпаривания заключается в превращении растворителя в пар при кипении раствора и удалении образующегося пара. Переход жидкости в пар может происходить при любой температуре, поэтому следует различать испарение и кипение.

Испарение происходит только с поверхности жидкости и при любой температуре ниже температуры кипения. Парообразование при кипении происходит по всей массе жидкости и является более интенсивным процессом, чем испарение. Поэтому выпаривание проводят в условиях кипения, а не испарения.

Самым простым способом является выпаривание под атмосферным давлением, но образующийся при этом вторичный пар не используется, а удаляется в атмосферу.

Выпаривание под избыточным давлением позволяет ис-ть тепло вторичного пара, но обусловливает повышение температуры кипения раствора и, следовательно, требует применения греющего агента с более высокой температурой. Поэтому данный способ следует применять для выпаривания растворов, не чувствительных к высоким температурам.

Выпаривание под вакуумом имеет ряд преимуществ по сравнению с двумя рассмотренными выше способами:

а) позволяет снизить температуру кипения раствора, что очень важно при выпаривании растворов, чувствительных к высоким температурам, а также высококипящих растворов, когда температура греющего агента не позволяет вести процесс при атмосферном давлении;

б) при вакууме увеличивается разность температур между греющим агентом и кипящим раствором, что, при прочих равных условиях, позволяет уменьшить поверхность теплообмена аппарата;

в) за счет понижения температуры кипения раствора при разрежении можно использовать греющий агент более низких рабочих параметров (температуры и давления);

г) можно использовать в качестве греющего агента вторичный пар самой выпарной установки, что значительно снижает расход первичного греющего пара (см. многокорпусное выпаривание).

Выпаривание осуществляют либо в одном аппарате (однокорпусное выпаривание), либо в нескольких последовательно соединенных между собой аппаратах (многокорпусное выпаривание).

рис. 1.1. Схема материальных потоков в выпарном аппарате

Многокорпусное выпаривание, как уже отмечалось, позволяет более экономично проводить процесс выпаривания за счет многократного использования пара. Сущность многокорпусного выпаривания сос-т в том, что процесс проводится в нескольких последовательно соединенных аппаратах, давление в которых поддерживается так, чтобы вторичный пар предыдущего аппарата можно было бы использовать в качестве греющего в последующем.

Это возможно при использовании греющего пара высокого давления или при применении вакуума. В первом варианте температура кипения раствора в первом корпусе устанавливается примерно 125-130 °С и выше, а в последнем корпусе несколько выше 100 °С с тем, чтобы температура вторичного пара составляла 102-103 °С.

По второму варианту, применяемому чаще всего, сравнительно высокая температура кипения – в первом корпусе и температура 50-60°С – в последнем корпусе выпарной установки под вакуумом. Последний корпус при этом соединяется с конденсатором, снабженным вакуум-насосом.

При однокорпусной выпарке теоретически, как было рассмотрено выше, на 1 кг выпариваемой воды расходуется примерно 1 кг греющего пара.

Билет № 23

1.Теплопотери. Расчет толщины теплоизоляции. Осн. хар-кой теплопотерь явл-ся сопротивление теплопередачи. Сопротивление теплопередачи показывает какое кол-во тепла уйдёт через м2 ограждающ. конструкции при задан. перепаде темп-р. R=DT/q, где q – это кол-во тепла, к-ое теряет м2 ограждающ. поверхности (измеряется обычно в Вт/м. кв.) DT- разница м/у темп-рой на улице и в комнате. Когда речь идёт о многослойн. конструкции, то сопротивление слоёв просто складываются. Расчет теплов. изоляции трубопровода. Кач-во теплов. изоляции трубопровода оценивается её КПД. В modern конструкциях теплов. изоляции при исп-нии материалов с теплопроводностью до 0,1 [Вт/м K] опт. толщина слоя изоляции обеспечивает теплов. эф-ность этой изоляции, близкой к 0,8 (т.е. эффективность 80%). Полн. термич. сопротивление изоляцион. конструкции д/цилиндрич. стенки трубопровода (трубы) опр-ся по формуле: R(dиз)=(ln(dиз/dн))/(2*π*λиз+(1/(αв*π* dиз))), где dиз – иском. наружн. диаметр стенки изоляции трубопровода. dн – наружн. диаметр трубопровода. λиз – коэф-т теплопроводности изоляцион. материала, αв – коэф-т теплоотдачи от изоляции к воздуху. Лин. плотность теплов. потока: q( dиз )=(tн-tиз)/ R(dиз), где tн – темп-ра наружн. стенки трубопровода, tиз – темп-ра поверхности изоляции. Темп-ра внутрен. стенки изоляции трубопровода: tст= tн-(q( dиз )/π)*(1/(αг*dв)+1/(2*λт)*ln(dн/dв)), где dв – внутрен. диаметр трубопровода. αг – коэф-т теплоотдачи от газа к стенке. λт – коэф-т теплопроводности материала трубопровода. Ур-ние теплов. баланса:

из к-ого опр-ся иском. наружн. диаметр изоляции трубопровода dиз, и далее толщина изоляции этого трубопровода (трубы) вычисляется по формуле: δ=(dиз- dн)/2

2.Осн. технол. процессы производства варён. колбасн. изделий.. Измельчение. Мясо, предназначен. д/варен. колбас, пе­ред посолом измельчают на волчках с диаметром отверстий ре­шетки 2-6, 8-12мм. Посол мяса. При посоле мяса, предназначен. д/вареных колбас, вносят 1,7-2,9 кг соли на 100 кг мяса. При посоле мяса добавляют нитрит натрия в кол-ве 7,5 г на 100 кг сырья в виде раствора, конц-ией не выше 2,5% (или его вводят при приготовлении фарша). Далее солен. мясо направляют на выдержку при температуре не выше 12°С до 12-24 ч. Составление колбасн. фарша. Посолен. мясо измельчают на волчке. Фарш для варен. колбас приго­тавливается на куттере после измельчения на волчке. При этом соблюдают опр. порядок: вначале загружают говяжье мясо и нежирн. свинину, нитрит натрия, фосфаты и приправы, шпик загружают в конце куттерования. При обработке мяса на куттере опт. темп-ра 8-12°С. С целью предотвращения пере­грева фарша в куттер добавляют холодн. воду или лед до 30%. Формование колбасных батонов. Процесс формования колбас­ных изделий вкл-т: подготовку колбасн. оболочки, шприцевание фарша в оболочку, вязку и штриковку (прокалывание обо­лочки) колбасных батонов, их навешивание на палки и рамы. Осадка. Осадка производится после формования батонов. Для варен. колбас осадка составляет 2-4 ч. Термич. обработка. — заключ. стадия произв-ва колбасн. изделий и вкл-т: об­жарку, варку, копчение, и охлаждение. После термич. обработки колбасн. изделия направляют­ся на охлаждение. Вначале охлаждение проводят водой под душем до снижения температуры внутри батона до 30°С. Далее колбас­н. изделия направляют в помещения с температурой 0-8°С, где они охлаждаются до темп-ры не выше 15°С. Далее проводится упаковывание, маркирование и хранение колбасн. изделий. В соответствии со стандартом к готов. изделиям предъявля­ют следующ. осн. требования. Внешн. вид. Поверхность батонов д. б. чист., су­х., без повреждений, пятен, слипов, наплывов фарша, плесени и слизи. Оболочка д. плотно прилегать к фаршу, за искл-ем целлофанов.. Консистенция. Варен. колбасы д. б. упруг., плотн., некрошлив. консистенции. Вид на разрезе. Фарш монолитн.; кусочки шпика или гру­динки равномерно распределены, имеют в зависимости от рецеп­туры опр. форму и размеры; края шпика не оплавлены; цвет его белый или с розов. оттенком; допускается наличие еди­ничн. пожелтевших кусочков шпика в соответствии с ТУ на кажд. вид колбасы; окраска фарша равно­мерн., без сер. пятен. Запах и вкус. Варен. колбасы д. иметь ароматн. за­пах, приятн. вкус, в меру солен..

Билет № 24

1.Материальн. балансы процессов разделения. Пусть разделению подлежит сист., состоящ. из вещества "а"(внешн. фазы) и взвешен. в ней частиц "в".Введем обозначения: Gсм. Gосв, Gос– кол-во исходн. смеси, осветлен. жидкости и получаемого осадка, кг; Хсм, Хосв, Хос- содержание вещ-ва "в"в исходн. смеси, осветлен. жидкости и осадке.

При отсутствии потерь вещ-ва в процессе разделения ур-ния матер. баланса имеют вид: по общ. кол-ву вещ-в Gсм =Gосв+ Gос по вещ-ву "в": Gсм*Хсм =Gосв*Хосв + Gос*Хос. Совместн. решение этих ур-ний позволяет опр-ть кол-ва осветлен. жидкости иосадка: Gосв= Gсм*((Хос-Хсм)/(Хосв-Хсм)) и Gос=Gсм*((Хсм- Хос)/(Хсм- Хосв)). Содержание взвешен. частиц в осветлен. жидкости и в осадке выбирается в зависимости от конкретн. технол. усл. процесса разделения. При этом содержание вещ-ва в осветлен. жидкости обычно ограничивается некот. нижн. пределом. Под эффектом разделения будем понимать отношение массы дан. компонента, выделен. из дисперсн. фазы, к нач. его содержанию в смеси. Эффект разделения (Эр) хар-ет ст. технич. совершенства дан. аппарата. Эр=(Кчо/Кчн)*100%, Кчн – кол-во дисперсн. фазы в неоднородн. сист. (кол-во частиц нач.); Кчо – кол-во выделен. вещ-ва (напр., перешедшее в осадок).

2.Осн. технол. процессы произв-ва сливочн. масла. 1.приемка молока; 2.подогрев молока; 3.сепарирование молока; 4.пастеризация и дезодорация сливок; 5. охлаждение и созревание сливок; 6. сбивание сливок; 7. промывка маслян. зерна; 8. мех. обработка масла; 9.гомогенизация масла; 10.фасование и упаковка масла.

Приемка молоказаключается в опр-нии его кол-ва, контроле кач-ва и сортировке. Подогрев молока осущ-ют до темп-ры+35...40°С в теплообмен. аппаратах различн. конструкций д/увеличения скорости осаждения и б. полн. выделения молочн. жира. Сепарирование молока начинают после поступления его в кол-ве, обеспечивающ. непрерывн. работу сепаратора в течение 20-30 мин. Сепарирование молока ведут при темп-ре 35-40°С и кислотности молока не б. 20°T. Снижение темп-ры сепарирования возможно только на спец. сепараторах, позволяющ. уменьшить приток молока в барабан и регулировать массов. долю жира сливок. Темп-ру пастеризации сливок с низк. теплов. устойчивостью устанавливают с учетом их кач-тва (кислотности, наличия посторон. привкусов я запахов). При выработке сладкосливоч. масла сливки I сорта в летн. период пастеризуют при темп-ре 85-90°С. В зимн. период, когда вкус сливок становится м. выражен., а также при переработке сливок II сорта темп-ру пастеризации повышает до 92-95 °С. Дезодорируют сливки при разрежении в дезодораторе 0,02-0,04 МПа (0,2-0,4 кгс/см²) в осенне-зимн. период, 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 кгс/см²) в весенне-летн., при темп-ре 80°С. Д/сливок с высок. устойчивостью белков к коагуляции, их пастеризация при выработке масла, содержащ. 25% влаги, темп-ра пастеризации составляет в весенне-летн. и осенне-зимн. периоды соответственно 103...108 и 105...115°С. При физ. созревании сливок происходит частичн. отвердевание молочн. жира, что обусловливает возможность обр-ния маслян. зерна при последующ. сбивании их. После пастеризации (при необходимости - дезодорации) горяч. сливки сразу охлаждают в закрыт. потоке до темп-ры массов. кристаллизации жира (4-20°С). В период созревания сливки перемешивают 2-4 раза по 3-5 мин.. Сущность процесса сбивания сливок заключается в агрегации (слипании) содержащихся в них жиров. шариков. Процесс происходит под воздействием внешн. силы, сопровождается постепен. уменьшением кол-ва жиров. шариков и заканчивается обр-нием маслян. зерна. При этом оболочки жиров. шариков разрушаются и ок. 50...70% их компонентов переходит в пахту. Основу жестк. каркаса обр-ся структурн. агрегатов маслян. зерна составляют связи м/у частицами тверд. жира. Жидк. жир обеспечивает сцепление тверд. частиц в рез-те взаимодействия сил слипания. Сбивание сливок в маслоизготовителях периодич. действия (безвальцов.) осущ-ся в рез-те их гравитацион. перемешивания. При вращении заполнен. на 30...50% раб. емкости маслоизготовителя сливки сначала поднимаются на опр. высоту, а затем сбрасываются под действием силы тяжести, подвергаясь сильному мех. воздействию. Продолжительность сбивания сливок составляет 45...60 мин.. Опт. ст. заполнения раб. емкости сливками 40...50% вместимости. В 1ые 3...5 мин. сбивания маслоизготовитель останавливают 1...2 раза д/выпуска воздуха. В маслоизготовителях периодич. действия маслян. зерно промывают орошением и последующ. активн. перемешиванием с водой темп-рой на 2...3°С ниже темп-ры пахты. Сущность мех. обработки маслян. зерна и масла заключается в формировании из разрознен. агрегатов маслян. зерна монолита масла, равномерн. распределении компонентов и пластификации продукта. Это влияет на вкус масла, его консистенцию, стойкость при хранении, товарн. показатели. Сущность гомогенизации заключается в доп. мех. обработке свежевыработан. масла в спец. аппарате - гомогенизаторе. В осенне-зимн. период масло гомогенизируют сразу после выработки при достаточно интенсивн. мех. воздействии. Масло выработан. методом сбивания сливок фасуют монолитами в ящики.

Билет № 25

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

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