Біртексіз жүйелерді бөлу үдерістерінің жіктелуі

Дәріс. Негізгі үдерістер және олардың тамақ өнеркәсібіндегі ролі. Жылулық үдерістер. Салмақ алмасу үдерістері.

Дәріс жоспары:

1. біртексіз жүйелердің және оларды бөлу, тұндыру, сүзу үдерістерінің жіктелуі.

2. жылулық үдерістер – жылу алмасу әдістері, жылутасығыштар және олардың қасиеттері, буландыру үдерістері

3. салмақалмасу үдерістері - абсорбция, адсорбция, кептіру

 

Тамақ өндірісі технологиясы физика, химия, биология сияқты ғылымдардың заңдылықтарына негізделген.

Технологиялық үдерістер туралы ғылым негізіне табиғаттың негізгі заңдары – салмақ сақтау заңы мен энергия сақтау заңы жатады.

Ал тамақ технологиясының негізі физи­ка-химиялық, биохимиялық және микробиологиялық үдерістердің күрделі кешенінен тұрады. Көптеген технологиялық үдерістерді зерттеу барысында барлық өндірістер үшін ортақ нәрсе - шикізатты жартылай фабрикат немесе дайын өнімге айналдыратын энергия алмасу немесе салмақ алмасу екені анықталды.

Әсіресе технологиялық үдерістер жылулық энергияның алмасуымен жүзеге асырылады. Үдерістің қозғаушы күші деп қарастырылатын кеңістіктегі екі нүктенің потенциалы арасындағы айырмашылықты айтады. Ал технологиялық үдерістердің қозғаушы күші ретінде концентрациялардың айырмашылығы немесе химиялық потенциал айырмашылығы алынады. Жалпы көптеген үдерістердің қозғаушы күшіне механикалық күш жатады.

Негізгі үдерістердің жіктелуі

Барлық үдерістерді қозғаушы күшіне және алмасу типіне қарай былай бөлуге болады:

№1 кесте. Негізгі үдерістердің жіктелуі

Алмасу типі	Қозғаушы күші	Үдерістер	Технологиялық операциялар
Қозғалыс санының алмасуы	Механикалық күш, қысым	Механикалық, гидромеханикалық	ұсақтау, кесу, сұрыптау, сығу(престеу), тұндыру, сүзу
Жылу алмасу	Температуралар айырмашылығы	Жылулық	қыздыру, салқындату, буландыру
Салмақ алмасу	Концентрация айырмашылығы	Жылуалмасу	кептіру, экстракциялау, адсорбциялау, абсорбциялау, кристалдау, еріту, айдау(перегонка)

 

Бұл жіктелу тек қана тамақ өндірісіндегі негізгі үдерістерді ғана қамтиды, мұнда арнайы технология бөлімінде қарастырылатын химиялық, биохимиялық, мик­робиологиялық үдерістер кірмеген.

 

Біртексіз жүйелерді бөлу - біртексіз жүйелердің және оларды бөлу, тұндыру, сүзу үдерістерінің жіктелуі.

Біртексіз жүйе дегеніміз бір-бірінде өзара ерімейтін, екі немесе одан да көп фазалардан түзілген жүйелер. Біртексіз жүйелер әртүрлі дәрежедегі тұрақтылыққа ие және тек механикалық күш әсерінен ғана бөлінуі мүмкін. Тамақ өндірістерінде көптеген технологиялық үдерістер біртексіз қоспа түзу арқылы жүзеге асады, ары қарай оларды бөлу қажет болады. Мысалы, ауаны қатты материалды ұсақтау кезінде түзілген шаңнан тазарту керек.

Біртексіз жүйелердің жіктелуі

Кез келген біртексіз жүйенің ортақ белгісі – бір-бірінен анық ажыратылатын екі немесе одан да көп фазадан тұруы.

 

№2 кесте. Біртексіз жүйелердің жіктелуі

Фаза	Біртексіз жүйе
Дисперсиялы	Дисперстік
Сұйықтық	Қатты дене	Суспензия: дөрекі нәзік лайлар Коллоидты ерітінділер
Сұйықтық	Сұйықтық	Эмульсиялар
Сұйықтық	Газ	Көбіктер
Газ	Қатты дене	Шаңдар
Газ	Сұйықтық	Тұмандар

 

Дисперстік бөліктердің өлшемдеріне(эквивалентті диаметрі) байланысты суспензиялар ғана жіктеледі. «эквивалентті диаметр» деген ұғым шартты түрде алынған, себебі қоспалардағы бөліктердің өлшемдері мен формалары әртүрлі болады.

Біртексіз жүйелерді бөлу үдерістерінің жіктелуі

Біртексіз жүйелерді бөлудің барлық үдерістері қозғаушы күштердің түріне байланысты механикалық және гидромеханикалық болып бөлінеді.

Тұндыру. Ауырлық күшінің әсері бойынша тұндыру бірбірінен тығыздығы бойынша ерекшеленетін құрам бөліктері бар жүйе үшін қолданылады.

Бұл әдіс дөрекі суспензиялар мен кейбір өндірістік шаңдарды бөлу үшін қолданылады.

Ортадан тепкіш өрісті қолдану қозғаушы күштерді айтарлықтай жоғарылатады. Ауырлық күші бұл жағдайда ортадан тепкіш күшпен алмасады. Бұл әдіс құрамында ұсақ бөліктері бар майда суспензиялар мен лайларды, сондай-ақ эмульсияларды бөлу үшін қолданылады. Ортадан тепкіш күш арқылы біртексіз жүйелерді бөлу құрылғыларын центрифугалар деп атайды.

Газды жүйелердегі шаңдарды бөлу үшін электростатикалық өріс қолданылады. Мұнда тұнбаға түсу бөліктердің ионданған газдармен өзара әсерлесу нәтижесінде жүреді. Ағымда айналу нәтижесінде түзілетін ортадан тепкіш күшті қолданатын газды біртексіз жүйелерді бөлуге арналған аппарат циклон деп аталады. Сұйық жүйелерді бөлу үшін қолданылатын осы типтес аппараттар гидроциклондар деп аталады.

Сүзу(Фильтрование). Біртексіз жүйелерді сүзгіш арқылы «елеу» үдерісі сүзу деп аталады. Бұл үдеріс сұйық және газды жүйені бөлу үшін қолданылады. Қозғаушы күш ретінде мұнда ауырлық күші қолданылады.

Саңылаулы қоршаудан өткен сұйықтық немесе газтәрізді фаза сүзінді(фильтрат) деп аталады. Сүзуге арналған қоршаулар химиялық тұрақты, берік материалдан жасалуы керек. Тамақ өнеркәсібінде сұйықтарды сүзу үшін сүзгіш картондар кеңінен қолданылады. Сондай ақ мақта мата, синтетикалық талшықтардан жасалған(капрон, лавсан) маталар қолданылады. Ал газдарды сүзу үшін негізінен синтетикалық талшықтардан жасалған матаемес саңылаулы материалдар қолданылады. Сүзгіш элементтер ретінде керамика және металкерамикадан дайындалған пластиналар мен цилиндрлер қолданылады

Бөлу тиімділігі деп — дисперсиялы ортадан бөлініп алынған бөлік(компонент) мөлшерінің қоспадағы оның бастапқы мөлшеріне қатынасын айтады. Бөлу тиімділігін әртүрлі өнеркәсіп салалаларында түрліше атайды. Мысалы, циклон жұмысының сапасын бағалауда оны циклонның ПӘК деп атайды, ал ағынды суларды тазартуда тазарту тиімділігі, сүт сепарациялауда – сүтті майсыздандыру дәрежесі деп атайды және т.с.с.

Негізгі технологиялық үдерістердегі маңызды ролімен қатар біртексіз жүйелерді бөлу үдерістері қоршаған ортаны зиянды қалдықтардан қорғауды қамтамасыз етеді.