Зміст
1. Сутність і призначення процесу нагрівання продукту під вакуумом
2. Матеріальний і енергетичний баланс процесу випарювання
Задача 1
Задача 2
3. Навісні магнітні сепаратори
4. Просипние або рідинні магнітні сепаратори
5. Валкові магнітні сепаратори
Задача 1
Завдання 2
Список використаної літератури
1. Сутність і призначення процесу нагрівання продукту під вакуумом
Процес нагрівання продукту під вакуумом носить назву сублімація (сублімація).
Сублімація (сублімація) - перехід речовини з твердого стану відразу в газоподібний, оминаючи рідкий. Оскільки при сублімації змінюється питома обсяг речовини і поглинається енергія (теплота сублімації), сублімація є фазовим переходом першого роду. Зворотним процесом є десублімація або конденсація.
Сублімація характерна, наприклад, для хімічно чистого йоду, який за нормальних умов не має рідкої фази: блакитні кристали відразу перетворюються (сублімує) в газоподібний йод. Нагадаємо, що медичний "Йод" являє собою спиртовий розчин.
Добре піддається сублімації вода, що визначило широке застосування даного процесу як одного із способів сушіння. При промислової сублімації спочатку роблять заморозку вихідного тіла, а потім поміщають його в вакуумну або заповнену інертними газами камеру. Фізично процес сублімації продовжується до тих пір, поки концентрація водяної пари в камері не досягне нормального для даної температури рівня, у зв'язку з чим надлишкові водяні пари постійно відкачують. Сублімація застосовується в хімічній промисловості, зокрема, на виробництвах вибухонебезпечних або вибухових речовин, одержуваних осадженням з водних розчинів.
-->> На цьому ефекті заснований один із способів очищення твердих речовин. При певній температурі одне з речовин в суміші переганяється, а інше немає. Пари очищуваного речовини конденсують на охолоджуваної поверхні. Прилад, застосовуваний для цього способу, очищення називається субліматор.
Сублімація також використовується в харчовій промисловості: так, наприклад, фрукти після сублімування важать в кілька разів менше, а відновлюються у воді. Сублімовані продукти значно перевершують сушені за харчовою цінністю, так як сублімації піддається тільки вода, а при термічному випаровуванні втрачаються багато корисні речовини. Недоліком харчової сублімації є використання заморозки, що призводить до руйнування клітин, розширюється при замерзанні водою.
Сублімація представляє собою технологію видалення води з свіжих продуктів вакуумним способом, що дозволяє зберегти в отримуваних продуктах харчування до 98% корисних речовин, а також природні смакові відчуття і запах вихідних продуктів. При замочуванні у воді, сублімовані продукти швидко повертаються до природній формі. Досконалість технології дозволяє зберігати сублімовані продукти до п'яти років.
Сублімовані продукти використовуються як основа для дієтичного та дитячого харчування. І найважливіше, що сировиною для виробництва сублімованих продуктів служать лише свіжі продукти - інакше вони просто не витримують сублімації.
Технологічний процес виробництва харчових продуктів сублімації сушіння включає наступні стадії:
відбір і попередня обробка сировини;
заморожування;
сушка сублімації;
упаковка висушених продуктів.
У Радянському Союзі сублимационную сушку стали використовувати в харчовій індустрії в 60-х рр.., в основному для постачання армії і флоту продовольством - легким і не потребують спеціальних умов зберігання. В невеликих обсягах сублімовані продукти виробляли науково-дослідні інститути та науково-виробничі об'єднання, наприклад НДІ харчоконцентратної промисловості і спеціальних харчових технологій, орієнтуючись на вузьку групу споживачів - туристів, геологів, підводників і космонавтів. [3]
Сушарка (малюнок 1) представляє собою герметично закривається камеру 1, в яку поміщають матеріал на деках 3. Спостерігається три стадії видалення вологи з матеріалу: самозаморажіваніе, сублімація, випаровування залишкової вологи.
Рисунок 1 - Сушарка сублімаційна: 1-камера; 2-обігрівачі; 3 - протвень. [1]
Самозаморажіваніе - це відведення тепла з продукту за рахунок теплоти випаровування з пониженням температури нижче точки замерзання і освіти кристалів льоду. Ця стадія протікає в процесі досягнення в камері 1 глибокого вакууму (залишковий тиск 1,00,1 мм рт. ст). При цьому видаляється 10 - 15% вологи.
Сублімація - це видалення основної частини вологи (40 - 60%) шляхом переходу вологи, що знаходиться в матеріалі у вигляді льоду, в пару, минаючи рідке стан. Тепло на випаровування вологи підводиться до матеріалу випромінюванням від обігріваються теплоносієм (гарячою водою) порожнистих плит 2. Висушуваного матеріалу розташовується на сітчастих деках 3 між суміжними плитами і піддається двосторонньому опромінюванню (зверху і знизу). Сушка проводиться при обережному і м'якому обігріві замороженого матеріалу, т.к кількість переданого тепла не повинно перевищувати його витрати на сублімацію льоду без його плавлення.
Випаровування залишкової адсорбційно зв'язаної вологи - це видалення частини вологи, яка не замерзає навіть при дуже низьких температурах. При цьому температура матеріалу швидко підвищується.
Між сушаркою і вакуум-насосом встановлюється конденсатор, охолоджуваний холодильним агентом, наприклад, аміаком до температури понад низькою, ніж температура сублімації. Внаслідок цього парогазова суміш із сушарки безперервно надходить в конденсатор, де основна маса пара заморожується на теплопередаючих стінках, а гази і частково пари води відсмоктуються вакуум-насосом в атмосферу. Установка забезпечується двома конденсаторами, які поперемінно розморожуються при подачі пари або води.
Незважаючи на застосування низькотемпературного теплоносія (40 - 60оС), сумарна витрата енергії на молекулярну сушку великий. Тому вона застосовується, коли висушуваного матеріалу (пеніцилін, стрептоміцин та інші медичні препарати, плазма крові та ін) повинен тривало зберігати біологічні властивості.
Малюнок 2. Схема сушарки для сушки сублімації продуктів
Для отримання 1 кг сухого продукту необхідно висушити 10 кг сировини. Витрати на традиційну атмосферну сушку в два рази менше витрат на сублімацію.
2. Матеріальний і енергетичний баланс процесу випарювання
Випарювання, концентрування розчинів (найчастіше твердих речовин у воді) частковим випаром розчинника при кипінні. При цьому підвищуються концентрація, щільність і в'язкість розчину, а також температура його кипіння. При пересиченні розчину розчинена речовина випадає в осад. Температура кипіння розчинів завжди вища за температуру кипіння розчинників; різниця між ними, називається температурною депресією, зростає із збільшенням концентрації розчиненої речовини і зовнішнього тиску.
В. проводиться за рахунок підводиться ззовні тепла: при температурі нижче 200 В° C теплоносієм є водяна пара, вище 200 В° С - висококиплячі рідини (діфенільная суміш, масло) і топкові гази. Обігрів виробляється через стінку апарату, а при сильно агресивних середовищах - барботажем бульбашок газу крізь розчин або розпиленням останнього в струмені газу. [2]
В. ведуть при атмосферному, зниженому або підвищеному тиску. У більшості випадків економічно вигідно працювати під тиском вище 0,1 Мн/м2 (1 кгс/см2), так як в цьому випадку можна використовувати вторинну пару для обігріву інших апаратів. При роботі з термічно нестійкими речовинами користуються вакуум-випарювання, що дозволяє знизити температуру кипіння розчинів і зменшити поверхню нагріву (внаслідок збільшення різниці температур між нагріваючими агентами і киплячим розчином). Вакуум в апаратах ст...
