Буландыру процесі туралы жалпы мәліметтер;
Буландыру түрлері;
Буландырудың физикалық-химиялық негіздері;
Бір рет буландыру;
Көпрет буландыру.
Студент істей алуға тиіс:
Буландыру процесінің материалдық балансын түзе білу;
Буландырылған су мөлшерін анықтай алу;
Қыздыру буының шығынын анықтай алу;
Пайдалы температура айырмашылығын анықтай алу;
Жылуалмасу бетінің ауданын анықтай алу.
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
Көпкорпусты буландыру аппараты.
Ерітіндінің температуралық депрессиясы.
Температура айырмашылығының гидростатикалық шығыны.
Температура айырмашылығының гидродинамикалық шығыны.
Пайдалы температура айырмашылығы.
Буландыру ға шығындалатын энергия.
Жылуалмасу бетінің ауданы.
Білім берудің және оқытудың әдістері:
Студенттер екі корпусты буландыру қондырғысының жұмысымен танысуы керек. Виртуалды зертханалық қондырғыда:
Буландыру қондырғысының негізгі мінездемелері бойынша тестілеуден өтіңіз.
Табиғи айналым жағдайындағы сұйықты буландыру процесін оқыңыз.
Бірінші корпустағы жылуберу коэффициентін және екінші корпустағы жылуалмасу коэффициентін тәжірибе мәліметтері бойынша анықтаңыз.
Жылудың қоршаған ортаға шығынын анықтаңыз.
Құрал – жабдықтар: дербес компьютер, виртуалды жұмыстың бағдарламасы.
Теориялық мәліметтер.
Ұшпайтын құрамдастың концентрациясын көтеру үшін жеңіл ұшатын құрамдасын сұйықтың қайнауы кезінде ерітіндіден немесе біртекті емес сұйық жүйеден аластауды буландыру деп атайды.
Ұшпайтын заттың ұшатын еріткіштегі біртекті ерітіндісін (мысалы, қанттың немесе тұздың судағы ерітіндісі) және фамацевтика өндірісінің арнайы біртекті емес жүйелері (мысалы, қан, сорпа, экстрактар, сүт өнімдері және т.б.) буландырылады..
Буландыру булану процесінен бөлек. Булану сұйық жүйенің сыртқы бетінен кез келген температурада жүреді, ал буландыру сұйық жүйенң барлық көлемінде және берілген қысымға сәйкес қайнау температурасында жүреді. Ол буланға қарағанда қарқынды процесс.
Буландыру процесінде жүйенің ұшатын құрамдасы қайнайды және одан бу күйінде аластатылады. Жүйенің қалған бөлігі азаяды, ал ұшпайтын құрамдас мөлшері тұрақты қалады. Сонда құрғақ заттың концентрациясы процесс барысында үздіксіз өседі.
Буландыру қарқынын және буландыру аппаратының өнімділігін анықтайтын негізгі фактор температура айырмашылығы ∆t. Ол жылутасымалдағыш температурасы (мысалы, қыздыру буының температурасы tг.п.) мен сұйық жүйе температурасының t айрмашылығына тең.
Ерітіндінің қайнау температурасы еріткіштің қайнау температурасынан барлық уақытта жоғары. Ол еріген заттың, еріткіштің химиялық табиғаттарына тәуелді. Және ол ерітіндінің концентрациясы және сыртқы қысымы өскен сайын өседі.
Бірдей сыртқы қысымдағы ерітіндінің және еріткіштің қайнау темпертураларының айырмашылығын температуралық депрессия ∆ деп атайды. Кейде оны физикалық – химиялық депрессия деп те атайды. Ерітіндінің қайнау температурасының көтерілуі температуралық депрессиямен қатар гидростатикалық және гидравликалық депрессиялармен де анықталады.
Сұйық құбыр ішінде қайнайтын болса, онда оның бетіндегі қайнау температурасы қайнату құбырының төменгі жағындағы қайнау температурасынан кіші болады. Өйткені бу көлеміндегі екіншілей будың қысымына сұйық бағанасының гидростатикалық қысымы қосылады.
Егер ерітінді үстіндегі екіншілей будың қысымы Рв..п. белгілі болса, су буы қасиеттерінің кестесінен екіншілей будың температурасын tв.п. анықтауға болады.
Бу қысымына Рг..п қосымша қысым ∆Р шамасын қосу арқылы жалпы қысымды анықтайды. Қосымша қысымды ерітінді қабаты биіктігінің Н ортасы бойынша қабылдайды.
Ерітіндінің қайнау температурасы екіншілей будың ұстағыш, сепаратор, бу құбырлары және т.б. арқылы өткендегі гидравликалық кедергісі салдарынан да көтеріледі. Қайнау температурасының бұл көтерілуін гидравликалық депрессия ∆д деп атайды.
Көпкорпусты буландыру аппаратында бірінші корпуста алынған екіншілей бу екінші корпусты қыздыруға беріледі. Екінші корпустың қайнау аймағындағы қысым бірінші корпустағы екіншілей будың қысымынан кіші болуы керек. Сонымен екінші корпустағы буландыру бірінші корпустан шыққан екіншілей будың жылуы арқылы өткізіледі.
Әдебиет:
негізгі:
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973
Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
қосымша:
Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.
Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Таубман Е.И. Выпаривание.- М.: Химия, 1982.- 328 с.
Бақылау (сұрақтар, тестілер, есептер және т.б.)
1. Буландыру процесіне анықтама беріңіз.
A) Жоғары концентрациялы ерітінді алу
B) Еріткішті оның қайнау температурасында ерітінді көлемінен аластау
C) Ұшпайтын немесе аз ұшатын заттарды ұшатын сұйық еріткіштерде концентрациялау
D) Еріткішті оның қайнау температурасынан кіші температурада ерітінді көлемінен аластау
E) еріткішті таза түрінде бөлу
2. Буландыру процесі үшін қолданылатын жылутасымалдағыш:
A) қатты жылутасымалдағыштар
B) су
C) су буы
D) жоғары жиілікті ток
E) жылулық сәулелену
3. Буландыру процесінде қыздыру агенті ретінде су буы қолданылады. Оны тағы да қалай атайды:
A) құрғақ
B) екіншілей
C) қыздырушы
D) экстра-бу
E) қаныққан
4. Қайнап тұрған ерітіндіні буландырғанда түзілген бу:
A) құрғақ
B) қыздырушы
C) екіншілей
D) экстра-бу
E) қаныққан
5. Буландыру процесінен басқа мақсатқа алынатын бу:
A) құрғақ
B) екіншілей
C) экстра-бу
D) қыздырушы
E) қаныққан
6 Буландыру процесінің қозғаушы күші:
A) қысым айырмашылығы
B) ауырлық күші
C) температура айырмашылығы
D) ортадан тепкіш күш
E) концентрация айырмашылығы
12-тақырып: Шашыратқышты кетіру процесін зерттеу.
Мақсаты: Шашыратқышты кетіргіштің құрылысымен және жұмысымен танысу.
Оқыту мақсаты:
Студент білуге тиіс:
Кептіру әдістері;
Ылғалдың матералмен байланыс түрлері;
Кептіру кинетикасы;
Студент істей алуға тиіс:
Кептіргіштің материалдық балансын түзе білу;
Кептіргіштің жылулық балансын түзе білу;
Есептеулерге ылғал ауаның Hd – диаграммасын қолдана білу;
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
Ылғалдылық
Ауаның су буыиен қанығу дәрежесі
Ылғал ауаның энтальпиясы
Конвекивті кептіргіштің маитериалдық балансы.
Ылғал ауаның Hd – диаграммасындағы кептіру процесі.
Конвективті кептіргіштің жылулық балансы.
Кептіргіште өнімді шашырату әдістері.
Шашыратқышты кептіргіштердің түрлері.
Білім берудің және оқытудың әдістері:
Студенттер шашыратқышты кептіргіштің жұмысымен танысуы керек. Виртуалды зертханалық қондырғыда:
Шашыратқышты кептіргіштің негізгі мінездемелері бойынша тестілеуден өтіңіз.
Виртуалды шашыратқышты кептіргіш қондырғының жұмысымен танысыңыз
Кептіргіштің тиімділігін сипаттайтын мінездемелерді анықтаңыз.
Кептіру процесін Рамзин диаграммасында көрсетіңіз.
Құрал – жабдықтар: дербес компьютер, виртуалды жұмыстың бағдарламасы.
Теориялық мәліметтер.
Ылғал материалдан ылғалды буландыру және түзілген буды алып кету арқылы ылғалды аластау процесін кептіру деп атайды. Бұл процестің фармацевтика өндірісінде ең көп тараған әдісі конвективті кептіру. Ол кептіру агентімен (қыздырылған ауа) ылғал материал тікелей жанасу арқылы өтеді. Сонда кептіру агенті жылутасымалдағыш және материал ылғал бу түрінде өтетін орта болады. Кептіру агенті ретінде ылғал ауаның қасиеті ондағы су буының мөлшерімен және температурасымен анықталады. Кептіру агентіндегі су буының мөлшерін ылғалдылық арқылы өрнектейді.
Абсолют ылғалдылық- 1 м3 құрғақ ауаның құрамындағы су буы массасы.
. Ауаның су буымен қанығу дәрежесін ылғал ауаның салыстырмалы ылғалдылығы арқылы анықтауға болады.
1000 С температурадан жоғары ауа температурасы кезінде қаныққан будың қысымы барометрлік қысымға тең.
Егер φ = 0 болса, ауа абсолют құрғақ. Егер φ=1 болса, онда ауа су буымен толық қаныққан және оны кептіру агенті ретінде қолдануға болмайды.
Ылғал ауаның энтальпиясы 1 кг құрғақ ауаның энтальпиясы және оның құрамындағы су буының энтальпиясының қосындысы түрінде анықталады..
Кептіру процесінің техникалық есептеулерін қысқарту мақсатынадт прфессор Л.К. Рамзин 1918 жылы ылғал ауаның күйін сипаттайтын диграмма ұсынды.
Шашыратқышты кептіргіштер конвективті кептіргіштерге жатады, олар фармацевтика өндірісінде жоғары ылғалдылықты өнімдерді кептіруге қолданылады. Дамыған буландыру беттері және ылғалды алстау жылдамдығы жоғары болғандықтан кептіру уақыты аз. Бұл жағадайда өнім қызып етпейді, сондықтан өнімнің сапасы жоғары болады.
Өнімді шашырату әдістеріне байланысты кептіргіштер форсункалы және дискілі (ортадан тепкішті) болып бөлінеді.
Ауаның және өнім бөлшектерінің өзара қозғалулары бойынша кептіргіштердің үш түрлерін ажыратады:
Бірбағытты - ауаның және өнім бөлшектерінің қозғалу бағыттары сәйкес келеді.
Қарсыбағытты - ауаның және өнім бөлшектерінің қозғалу бағыттары қарама қарсы болады.
Аралас ағынды.
Кептірілетін материалдың қасиеттеріне байланысты кептіру агентінің температурасын және кептіретін материал мен кептіру агентінің өзара қозғалу бағыттарын таңдайды.
Әдебиет:
негізгі:
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973
Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
қосымша:
Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
Жужиков В.А. Фильтрование. 4-е изд. М.: Химия, 1986
Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.
Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов.-М.: Агропромиздат, 1985.-335 с.
Бақылау (сұрақтар, тестілер, есептер және т.б.)
1. Кептірілетін материалды кептіру агентімен тікелей жанастыру жолымен материалды кептіру процесі:
A) радиациялық кептіру
B) жанастыру кептіру
C) конвективті кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) сублимациялық кептіру
2. Жылутасымалдағыш жылуын қатты қабырға арқылы беру жолымен материалды кептіру процесі:
A) радиациялық кептіру
B) конвективті кептіру
C) жанастыру кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) сублимациялық кептіру
3. Жылуды инфрақызыл сәулелермен беру жолымен материалды кептіру процесі:
A) конвективті кептіру
B) жанастыру кептіру
C) радиациялық кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) сублимациялық кептіру
4. Жоғары жиілікті ток өрісінде қыздыру жолымен материалды кептіру процесі
: A) радиациялық кептіру
B) жанастыру кептіру
C) диэлектрлік кептіру
D) конвективті кептіру
E) сублимациялық кептіру
5. Өте төмен вакуумда және тоңазытылған күйде материалды кептіру процесі:
A) радиациялық кептіру
B) жанастыру кептіру
C) сублимациялық кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) конвективті кептіру
13-тақырып: Суспензияны сүзу процесін оқу.
Мақсаты: Суспензияны сүзу процесінің тұрақтысын анықтау.
Оқыту мақсаты:
Студент білуге тиіс:
Сүзу түрлері;
Сүзу процесінің материалдық балансы;
Сүзудің қозғаушы күші және жылдамдығы;
Сүзгіштердің конструкциялары;
Студент істей алуға тиіс:
Тұнбаның меншікті кедергісін есептей алу;
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
Сүзу арқылы қандай біртекті емес жүйелерді бөледі?
Сүзу процесінің қозғаушы күші не?
Мезгіл – мезгіл және үздіксіз жұмыс істейтін сүзгіштерді есептеу ерекшеліктері.
Білім берудің және оқытудың әдістері:
Студенттер сүзу процесімен танысуы керек. Зертханалық қондырғыда:
Сүзу процесінің тұрақтысын анықтаңыз.
Тұнбаның меншікті кедергісін анықтаңыз.
Сүзу бөгетінің кедергісін анықтаңыз.
Сүзгіштің сағаттық өнімділігін анықтаңыз.
Құрал – жабдықтар: сүзу воронкасы, ыдыстар, вакуумметр, кран, қысқыштар.
Теориялық мәліметтер.
Қатты бөлшектерді ұстап қалатын, ал сұйықты өткізіп жіберетін кеуекті бөгеттер жәрдемімен суспензияларды ажырату, сүзу процесі деп аталады.
Суспензияларды сүзгі - деп аталатын аппараттарда ажыратады. Сүзгілер сүзу бөгеттері арқылы екі бөлікке бөлініп, оның бір бөлігіне суспензия құйылады. Осы екі бөліктің екі жағындағы қысымдар айырмасының әсерінен сұйық сүзу бөгеттерінің кеуектерінен өтіп, ал олардың бетінде қатты бөлшектер ұсталынып қалады. Сонымен суспензия таза сүзінді және ылғалды тұнбаға ажыратылады. Кейбір кезде қатты бөлшектер сүзу бөгетінің кеуектерінде үсталынып, тұнба пайда болмайды. Осындай қасиеттерге байланысты сүзу процесі екі түрге бөлінеді: 1) Тұнба пайда болу жолымен сүзу; 2) Сүзу бөгетінің кеуектерін толтыру (бітеу) арқылы сүзу.
Тамақ өнеркәсібінде тұнба пайда болу тәсілі қант заводтарында қанықтырылған шырынды, сыра заводтарында ірікпені, ашытқы заводтарында ашытқы массаларын сүзуде қолданылады. Сүзу бөгетінің кеуектерін толтыру тәсілі сыра заводында сыраны сүзуде қолданылады.
Сүзу процесінің қозғаушы күші - қысымдар айырмасы болып табылады. Іс жүзінде сүзу процесі үш түрлі режимде өткізіледі: 1) Егер суспензияның жоғары жағын қысылған газбен (көбінесе ауамен) немесе сүзу бөгетінің астыңғы жағын вакуммен. қосса, онда сүзу процесі түрақты қысымдар айырмасында (AP=const) Бүл кезде сүзу процесінің жылдамдығы азаяды, себебі пайда болған тұнба қабатының қалыңдығы көбейген сайын оның гидравликалық кедергісі көбейеді. Дәл осындай процесті суспензияның тұрақты деңгейінде гидростатикалық қысымның әсерінен пайда болатын қысымдар айырмасы арқылы өткізуге болады. 2).Егер суспензия сүзгіге поршенді сорап тар жәрдемімен берілсе, онда сүзу процесі тұрақты жылдамдықта (w=const), себебі әлектр қозғатқыштың түрақты айналу санында сорап тың өнімділігі түрақты болады. Бұл кезде жоғарыда көрсетілгендей тұнба қабатының кедергісі көбеюіне байланысты қысымдар айырмасы көбейеді.
3). Егер суспензия сүзгіге ортадан тепкіш сорап тар жәрдемімен берілсе, онда сүзу процесі оның жылдамдығының және қысымдар айырмасының өзгеруінде өтеді, себебі әлектр қозғатқыштың тұрақты айналу санында сорап тың өнімділігі тұнбаның кедергісі көбейген сайын азаяды.
Өндірісте сүзу процесін төмендегі қысымдар айырмасында өткізеді:
1. Суспензияның гидростатикалық қысымы әсерінен - ∆Р<0,05 МПа;
2.Вакуум әсерінен - ∆Р < 0,05 + 0,09 МПа;
3. Қысылған газ (ауа) әсерінен -∆Р <0,05 - 0,3 МПа;
4. Суспензия поршенді немесе ортадан тепкіш сорап жәрдемімен берілсе ∆Р < 0,5 МПа.
Тұнба пайда болу жолымен сүзу процесі суспензиядағы қатты бөлшектер концентрациясы жоғары (көлем бойынша 1%-тен көп) болған кезде кеңінен қолданылады. Сүзу бөгеттерінің кеуектерін бітеу арқылы сүзу процесін мүмкіндігі барынша аз қолданады, себебі процестен кейін бөгеттердің кеуектерін тазалау өте қиын.
Сүзу бөгеттері кеуегінің өте майда бөлшектермен бітеліп қалмауы үшін суспензияға өте майда дисперсті заттар (активті көмір, силикагель, асбест, целлюлоза т.б.) қосады, Бүл заттар сүзу бөгеттерінің бетінде қалып, кеуектердің бітелуіне кедергі жасайды.
Сүзу бөгетінің бетінде пайда болған тұнбалар сығылмайтын және сығылатын болып бөлінеді. Сығылмайтын түнбалардың бөлшектер арасындағы кеуегінің өлшемі (кеуектілігі) айырмасы көбейгенде өзгермейді. Сығылатын тұнбалардың кеуектілігі азайып, олардың сүзінді ағынына кедергісі қысымдар айырмасы көбейгенде көбейеді.
Сүзу процесінде негізгі керекті өнім сүзінді немесе тұнба болуы мүмкін. Егер түнба болса, онда сүзінді қалдықтарын шығару үшін оны басқа сұйықпен қуады, сосын ауамен немесе инертті газбен үрлейді және құрғатады.
Әдебиет:
негізгі:
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973
Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
қосымша:
Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
Жужиков В.А. Фильтрование. 4-е изд. М.: Химия, 1986
Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.
Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Бақылау (сұрақтар, тестілер, есептер және т.б.)
Бақылау сұрақтары
Сүзу дегеніміз не?
Сүзу процесінің қозғаушы күші не?
Сүзу жылдамдығы.
Сүзу жылдамдығы неге тәуелді?
Сүзу бөгетінің және тұнбаның кедергілері.
Сүзу бөгеттерінің түрлері.
Тестік тапсырмалар
1. Сүзу процесінде қысым айырмашылығын көтергенде кеуектілігі азаймайтын тұнбаны атаңыз:
A) жалған сұйылған
B) сығылатын
C) сығылмайтын
D) қойылтылған
E) тығыздалған
2. Сүзу процесінде қысым айырмашылығын көтергенде кеуектілігі азаятын және сұйық фазаға гидравликалық кедергісі артатын тұнбаны атаңыз:
A) жалған сұйылған
B) сығылмайтын
C) сығылатын
D) қойылтылған
E) тығыздалған
3. Біртекті емес жүйелерді ............ бөлуге арналған процесті сүзу деп атайды:
A) инерция күштері әсерімен
B) ауырлық күштері әсерімен
C) қысым айырмашылығы әсерімен
D) ортадан тепкіш күштердің әсерімен
E) электростатикалық күштердің әсерімен
4. Сүзу процесін өткізетін аппараттар:
A) центрифугалар
B) тұндырғыштар
C) сүзгілер
D) абсорберлер
E) жылуалмастырғыштар
5. Сүзу кезінде қысым айырмашылығы әсерінен суспензия ......... бөлінеді.
A) кубтық қалдыққа және дистиллятқа
B) тұнбаға және фугатқа
C) тұнбаға және сүзіндіге
D) ылғал және құрғақ өнімдерге
E) экстрактқа және рафинатқа
14-тақырып: Қарапайым айдау процесін оқу.
Мақсаты: Бинарлы қаспаны қарапайым айдау қондырғысының құрылысымен және жұмысымен танысу.
Оқыту мақсаты:
Студент білуге тиіс:
Қарапайым айдау туралы жалпы мәліметтер;
Қарапайым айдау түрлері;
Рауль заңы;
Дальтон заңы;
Қарапайым айдаудың материалдық балансы;
Қарапайым айдау теңдеуі.
Студент істей алуға тиіс:
Қарапайым айдаудың материалдық балансын түзе алу;
Қарапайым айдауға арналған қондырғының тәсімін сипаттай алу;
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
Мезгілді және үздіксіз әрекетті айдау.
Рауль заңы.
Сұйықтың қайнау және будың конденсациялану температураларының сұйық және бу құрамдарына тәуелділігі.
Фазалардың теңдік құрамдары
Төмен қайнайтын құрамдас бойынша материалдық баланс теңдеуі.
Білім берудің және оқытудың әдістері:
Студенттер бинарлы қаспаны қарапайым айдау қондырғысының құрылысымен және жұмысымен танысуы керек. Зертханалық қондырғыда:
Алғашқы қоспаның көлемін өлшеңіз.
Рефрактометр көмегімен тменқайнйтын құрамдас бойынша қоспаның құрамын анықтаңыз.
Дистилляттың көлемін және оның орташа құрамын өлшеңіз.
Кубтық қалдық көлемін және оның орташа құрамын өлшеңіз.
Қарапайым айдаудың материалдық балансын түзіңіз.
Құрал – жабдықтар: су моншасы, колба, термометр, суытқыш, ыдыс, спирт.
Теориялық мәліметтер.
Көптеген фрамацевтикалық, тамақтық және химиялық өндірістерде сұйық қоспалардан таза заттарды бөлу керек болады. Гомогенді қоспаларды бөлу шикізатты дайындау және оны өңдеу стадияларындағы маңызды технологиялық процестердің бірі. Екі немесе одан көп құрастырушылардан құралған біртекті сұйық қоспаларды ажыратуда жиі қолданылатын тәсілдердің бірі айдау /дистилляция және ректификация/ процесі болып табылады.
Егер бастапқы қоспа қайнау температуралары әртүрлі екі қүрастырушылардан қүралса /яғни бинарлы қоспалар/ оида буланған кезде төмен температурада қайнатайтын қүрастырушы /қысқаша ТҚ буға айналады, ал жоғары температурада қайнайтын кұрастырушы (қысқаша /ЖҚ/) сұйық күйінде қалады. Пайда болған буды конденсациялағанда, дистиллят деп аталатын сұйықты алады. Буланбай қалған сұйық бөлігін қалдық деп атайды. Сонымен, айдау нәтижесінде ТҚ дистиллятқа, ал ЖҚ-қалдыққа өтеді. Бүл процесті жай айдау деп атайды. Жай айдауда қоспа құрастырушыларын толық ажыратын, оларды таза күйінде алу мүмкін емес. Құрастырушының екеуі де әртүрлі дәрежеде буға айналады. Сондықтан, пайда болған бу таза ТҚ-дан құралмайды. ТҚ-ның ұшқыштық дәрежесінің жоғарылығынан ЖҚ-ға қарағанда көп дәрежеде буланады, яғни пайда болған будағы оның мөлшері бастапқы қоспадағы мөлшеріне қарағанда көп болады. Сонымен, бастапқы қоспадағы мөлшеріне қарағанда дистилляттағы ТҚ-ның, ал қалдықтағы ЖҚ-ның мөлшері көп болады. Жоғарыда келтірілген қүбылыстың өзі жай айдау процесінің буландырудан негізгі айырмашылығын көрсетеді. Буландырудағы ерітіндінің бір құрастырушысы /еріген зат/ ұшқыш емес те, тек ұшқыш құрастырушы /еріткіш/ ғана буға айналады.
Сүйық қоспаны құрастырушыларға толық ажырату үшін айдаудың күрделілеу тәсілі - ректификация қолданылады. Ректификация процесі қоспаны буландырғанда пайда болған будың, оны конденсациялағанда пайда болған сұйықпен көп рет жанасу нәтижесіндегі массанын алмасуына негізделген. Бүл процесс мұнаралы аппараттарда өткізіледі. Сұйық фазадан ТҚ буға етеді, ал бу фазадан ЖҚ сұйықка өтеді. Сонымен, мұнарадағы жоғары көтерілетін бу ТҚ- мен, ал төмен қарай ағатын сұйық ЖҚ мен байытылады. Мұнараның жоғары жағынан шығатын бу негізінен ТҚ-дан құралған болады. Бүл бу бөлек аппаратта конденсацияланып екі бөлікке бөлінеді. Бір бөлігі дистилляция немесе ректификат деп аталады. Екінші бөлігі флегма деп аталады да ол аппаратқа қайтадан беріледі. Флегма /аппаратқа қайтадан берілген сұйық/ негізінен ТҚ-дан құралған болады да, мұнарадан жоғар қарай көтерілетін бумен жанасады. Мұнараның төменгі жағында негізінен ЖҚ-дан құралған сұйық кубтық қалдық деп аталады. Химия өнеркәсібінде техникалық спирт алуда ароматты заттар, эфирлі майлар және т.б. өндірісінде ректификация процесі кеңінен қолданылады.
Әдебиет:
негізгі:
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973
Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
қосымша:
Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
Жужиков В.А. Фильтрование. 4-е изд. М.: Химия, 1986
Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.
Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Рамм В.М. Абсорбция газов.- М.: Химия, 1966.-768 с
Бақылау (сұрақтар, тестілер, есептер және т.б.)
Контрольные вопросы
Қандай процесті қарапайым айдау деп атаймыз?
Кубтық қалдық, дистиллят, флегма дегендеріміз не?
Ағындар бойынша қарапайым айдаудың материалдық балансы.
Төменқайнайтын және жоғарықайнайтын құрамдастар дегеніміз не?
Төмен қайнайтын құрамдас бойынша материалдық баланс
Айдау процесі неге негізделген?
Қандай процесті ректификация процесі деп атаймыз?
Тестілік тапсырмалар
1. Ректификация процесінің қозғаушы күші:
A) қысым айырмашылығы
B) ауырлық күші
C) концентрация айырмашылығы
D) ортадан тепкіш күш
E) температура айырмашылығы
2. Ағындар бойынша ректификация процесінің материалдық балансы:
A) Gвл = Gсух + W
B) F + Ф = G + W
C) Gн + Lн = Gк + Lк
D) Gнач = Gкон + W
E) G(Yн – Yк) = L(Xк – Xн)
3. Рауль заңы:
A) рсм = Sрi
B) рА* = ЕхА
C) рА = РАхА
D) Ф + С = К + 2
E) m = y*/х
4. Дальтон заңы:
A) рА = РАхА
B) рА* = ЕхА
C) рсм = Sрi
D) Ф + С = К + 2
E) m = y*/х
5. Массаалмасу процесіндегі фазалар ережесі:
A) рсм = Sрi
B) рА* = ЕхА
C) Ф + С = К + 2
D) рА = РАхА
E) m = y*/х
15-тақырып: Радиациялық кептіру процесін оқу.
Мақсаты: Материалды радиациялық кептірумен танысу.
Оқыту мақсаты:
Студент білуге тиіс:
Кептіру әдістері;
Ылғалдың матералмен байланыс түрлері;
Кептіру кинетикасы;
Студент істей алуға тиіс:
Кептіргіштің материалдық балансын түзе білу;
Кептіргіштің жылулық балансын түзе білу;
Есептеулерге ылғал ауаның Hd – диаграммасын қолдана білу;
Тақырыптың негізгі сұрақтары:
Ылғалдылық
Ауаның су буыиен қанығу дәрежесі
Ылғал ауаның энтальпиясы
Конвекивті кептіргіштің маитериалдық балансы.
Ылғал ауаның Hd – диаграммасындағы кептіру процесі.
Конвективті кептіргіштің жылулық балансы.
Кептіргіште өнімді шашырату әдістері.
Шашыратқышты кептіргіштердің түрлері.
Білім берудің және оқытудың әдістері:
Студенттер радиациялық кептіру процесімен танысуы керек. Зертханалық қондырғыда:
Кептіру сызығын тұрғызыңыз W = f (т).
Графикалық дифференциалдау әдісімен кептіру жылдамдығы қисығын тұрғызыңыз.
Материал ылғалдылығының кептіру уақытына тәуелділігі қисығын тұрғызыңыз.
Кептіру жылдамдығы тұрақтысын анықтаңыз.
Графиктер бойынша кептіру кезеңдерін анықтаңыз.
Тәжірибелік мәліметтер бойынша кептіру қисығының жалпы теңдеуін шығарыңыз
Құрал – жабдықтар: ылғалды өлшеуіш, кептірілетін материал, электр шырағы, автотрансформатр.
Теориялық мәліметтер.
Ылғал материалдан ылғалды буландыру және түзілген буды алып кету арқылы ылғалды аластау процесін кептіру деп атайды. Бұл процестің фармацевтика өндірісінде ең көп тараған әдісі конвективті кептіру. Ол кептіру агентімен (қыздырылған ауа) ылғал материал тікелей жанасу арқылы өтеді. Сонда кептіру агенті жылутасымалдағыш және материал ылғал бу түрінде өтетін орта болады. Кептіру агенті ретінде ылғал ауаның қасиеті ондағы су буының мөлшерімен және температурасымен анықталады. Кептіру агентіндегі су буының мөлшерін ылғалдылық арқылы өрнектейді.
Абсолют ылғалдылық- 1 м3 құрғақ ауаның құрамындағы су буы массасы.
. Ауаның су буымен қанығу дәрежесін ылғал ауаның салыстырмалы ылғалдылығы арқылы анықтауға болады.
1000 С температурадан жоғары ауа температурасы кезінде қаныққан будың қысымы барометрлік қысымға тең.
Егер φ = 0 болса, ауа абсолют құрғақ. Егер φ=1 болса, онда ауа су буымен толық қаныққан және оны кептіру агенті ретінде қолдануға болмайды.
Ылғал ауаның энтальпиясы 1 кг құрғақ ауаның энтальпиясы және оның құрамындағы су буының энтальпиясының қосындысы түрінде анықталады..
Кептіру процесінің техникалық есептеулерін қысқарту мақсатынадт прфессор Л.К. Рамзин 1918 жылы ылғал ауаның күйін сипаттайтын диграмма ұсынды.
Шашыратқышты кептіргіштер конвективті кептіргіштерге жатады, олар фармацевтика өндірісінде жоғары ылғалдылықты өнімдерді кептіруге қолданылады. Дамыған буландыру беттері және ылғалды алстау жылдамдығы жоғары болғандықтан кептіру уақыты аз. Бұл жағадайда өнім қызып етпейді, сондықтан өнімнің сапасы жоғары болады.
Өнімді шашырату әдістеріне байланысты кептіргіштер форсункалы және дискілі (ортадан тепкішті) болып бөлінеді.
Ауаның және өнім бөлшектерінің өзара қозғалулары бойынша кептіргіштердің үш түрлерін ажыратады:
Бірбағытты - ауаның және өнім бөлшектерінің қозғалу бағыттары сәйкес келеді.
Қарсыбағытты - ауаның және өнім бөлшектерінің қозғалу бағыттары қарама қарсы болады.
Аралас ағынды.
Кептірілетін материалдың қасиеттеріне байланысты кептіру агентінің температурасын және кептіретін материал мен кептіру агентінің өзара қозғалу бағыттарын таңдайды.
Әдебиет:
негізгі:
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии - Л.: Химия, 1987
Промышленная технология лекарств, Том 1. Под ред. Чуешова В.И. – Х.: МТК-Книга, Издательства НФАУ, 2002 – 560 с.
Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.9-е изд. - М.: Химия, 1973
Плаксин Ю.М., Малахов Н.Н., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: КолосС, 2008. – 760 с.
Ақбердиев Ә.С. Тамақ өндірісінің процестері және аппараттары, Алматы; 1998 ж.
Кавецкий Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М.: Колос, 2000.
қосымша:
Романков П.Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.3-е изд. - Л.: Химия,.
Фармацевтическая технология. Под ред. И.И. Краснюка и Г.В. Михайловой–Москва, Академия – 2006 г.
Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Методы рсчета и основы конструирования. 3-издание - М.: Химия,
Кафаров В.В. Основы массопередачи - М.: Высшая школа, 1979
Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов.-М.: Агропромиздат, 1985.-335 с.
Бақылау (сұрақтар, тестілер, есептер және т.б.)
Бақылау сұрақтары
Қандай процесс кептіру деп аталады?
Кептірудің қандай әдістерін білесіз?
Қандай жағдайда кептіру процесі немесе десорбция жүреді?
Ылғалдың материалмен байланысының жіктелуі?
Адсорбциялық және осмостық байланысқан ылғал дегеніміз не?
Еркін және байланысқан ылғал дегеніміз не?
Материалдың ылғалдылығы дегеніміз не?
Материалдың гигроскопиялық күйі және гигроскопиялық нүктесі дегеніміз не?
Кептіру жылдамдығы.
Кептіру процесінің аймақтары және тұрақтылары.
Кептірудің жалпы теңдеуі.
Тестік тапсырмалар
1. Кептірілетін материалды кептіру агентімен тікелей жанастыру жолымен материалды кептіру процесі:
A) радиациялық кептіру
B) жанастыру кептіру
C) конвективті кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) сублимациялық кептіру
2. Жылутасымалдағыш жылуын қатты қабырға арқылы беру жолымен материалды кептіру процесі:
A) радиациялық кептіру
B) конвективті кептіру
C) жанастыру кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) сублимациялық кептіру
3. Жылуды инфрақызыл сәулелермен беру жолымен материалды кептіру процесі:
A) конвективті кептіру
B) жанастыру кептіру
C) радиациялық кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) сублимациялық кептіру
4. Жоғары жиілікті ток өрісінде қыздыру жолымен материалды кептіру процесі
: A) радиациялық кептіру
B) жанастыру кептіру
C) диэлектрлік кептіру
D) конвективті кептіру
E) сублимациялық кептіру
5. Өте төмен вакуумда және тоңазытылған күйде материалды кептіру процесі:
A) радиациялық кептіру
B) жанастыру кептіру
C) сублимациялық кептіру
D) диэлектрлік кептіру
E) конвективті кептіру
Достарыңызбен бөлісу: |