Физические процессы в технологии. Массообменные процессы, их разновидности и способы реализации.

Массообменные процессы –переход одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Это сложный процесс, включающий перенос вещества в пределах одной фазы, через поверхность радела фаз и в пределах другой фазы. Эта граница может быть подвижной и неподвижной.

Массообменные процессы:

· Абсорбция – процесс поглощения газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами). При физической абсорбции поглощаемый газ (абсорбтив) химически не взаимодействует с абсорбентом. Она обратима. На этом основано выделение поглощенного газа из раствора – десорбция. Аппараты, в которых осуществляется абсорбция – абсорберы.

· Перегонка– для разделения жидких однородных смесей, состоящих из 2 или более летучих компонентов, основано на различной летучести компонентов при одной температуре. Различают 2 вида: дистилляция (однократное частичное испарение жидкой смеси и конденсация образующихся паров) и ректификация (процесс разделения однородных смесей жидкостей путем двухстороннего массо- и теплообмена между жидкой и паровой фазами, имеющими различную температуру).

· Адсорбция – процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом – адсорбентом. Поглощенное вещество – адсорбат. Различают физическую (взаимное притяжение молекул адсорбата и адсорбента) и химическую (химическое взаимодействие между молекулами адсорбата и поверхностью адсорбента.

· Сушка – процесс удаления влаги из различных материалов. Предварительное удаление влаги осуществляется более дешевыми способами (отстаивание, отжим) а полное обезвоживание – тепловой сушкой. Виды сушки: конвективная (путем соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом), контактная (через стенку), радиационная (инфракрасными лучами), диэлектрическая (нагревание в поле токов высокой частоты), сублимационная (влага находится в виде льда и переходит в пар, минуя жидкое состояние, при глубоком вакууме и низких температурах.

· Экстракция – процесс извлечения одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). В результате получается экстракт – раствор извлеченных веществ в экстрагенте и рафинат – остаточный исходный раствор.

Химические процессы в технологии. Понятие и химико-технологическом процессе. Виды химических процессов.

Химические процессы лежат в основе химической технологии, которая представляет собой науку о наиболее экономичных методах и средствах массовой химической переработки природного и с/х сырья в продукты потребления и продукты, применяемые в других отраслях материального производства.

Химико-технологический процесс – разновидность производственного процесса, включающая стадию химического превращения вещества. Состоит из стадий:

· Подвод реагирующих веществ в зону реакции;

· Собственно химическая реакция;

· Отвод полученных продуктов из зоны реакции.

Различают виды химико-технологических процессов:

1. По агрегатному состоянию вещества:

• гомогенные – все реагирующие вещества находятся в одной фазе: газовой, твердой, жидкой;
• гетерогенные – все вещества находятся в разных фазах.

2. По тепловому эффекту:

• экзотермические – с выделением теплоты;
• эндотермические – с поглощением теплоты.

3. По направлению протекания:

обратимые – протекают и в прямом, и в обратном направлениях;

• необратимые – протекают лишь в одном направлении.

4. По условиям протекания:

• Электро-химические – превращение химической энергии в электрическую и электрической в химическую. Переход химической энергии в электрическую – гальванические элементы (аккумуляторные батареи), переход электрической энергии в химическую – электролиз, происходящий переносом электронов к ионам или от них. Электролиз применяется в процессах: очистка металлов, извлечение металлов, нанесение гальванических покрытий и др.
• Каталитические – называются катализатором и осуществляется с целью изменения скорости химических реакций. Катализаторы ускоряют скорость, ингибиторы – замедляют. Вещества, увеличивающие активность катализатора – промоторы, снижающие активность – каталитические яды.
• Фото-химические – процессы, протекающие под действием световых излучений или вызываемые ими.
• Плазменные - процессы, протекающие при плазменной обработке (обработка материалов низкотемпературной плазмой, создаваемой плазмотронами).

18. Биологические процессы в технологии. Виды брожения, области использования.

Биотехнология –совокупность промышленных методов, в которых для пр-ва различных продуктов используются живые организмы и биологические процессы.

Основным процессом в традиционной биотехнологии является брожение.

Брожение (ферментация) – процесс расщепления органических веществ, преимущественно углеводов, на более простые соединения под влиянием микроорганизмов или выделенных из них ферментов. Этот процесс может происходить в организме животных, растений и многих микроорганизмов как с участием кислорода, так и без него.

Классификация видов брожения по производимым конечным продуктам:

· Спиртовое брожение – протекает в несколько стадий и используется для промышленного получения этила для алкогольных напитков, в виноделии и др.

· Молочнокислое - имеет большое значение при получении молочных продуктов, квашении овощей, силосовании кормов для животных.

· Пропионово-кислое – используется в молочно-кислой промышленности для изготовления твердых сыров.

· Масляно-кислое – приводит к порче пищевых продуктов, вспучиванию сыра и банок с консервами. Раньше использовалось для получения масляной кислоты, бутилового спирта и ацетона.

· Метановое– встречается в природе в заболоченных водоемах. Используется в промышленности и бытовых очистных сооружениях для обезвреживания органических веществ сточных вод. Образующийся при этом метан в смеси с углекислым газом используется в качестве топлива.