21. Разделение твёрд. И жидк. Фаз методом отстаивания.

Отстаиван. – простейш. метод отделен. жидк-тей от взвешен. в ней твёрд. ч-ц. Смесь жидк. и твёрд. ч-ц налив. в высок. сосуды и оставляют в покое. Из-за разности относит. плотности твёрд. ч-цы постепенно оседают на дно и жидкость остаётся прозрачной. Процесс медленный, но широко примен. для осветвлен. вытяжек при пр-ве настоек и др. извлечен. Оседан. взвешен. ч-ц в жидк. среде подчин. ур-нию стокса: V_m=[d²(γ_m-γ_ж)g]/18η,V_m– скорость оседания твёрд. ч-ц,d– диаметр. взвешен. ч-ц,γ_m – плотность твёрд. ч-ц (кг/м³),γ_ж– удельный вес жидкой среды,g– ускорен. силы тяжести, η – абс. вязкость жидк. среды. Это ур-ние позволяет судить лишь о влиянии лишь осн. физ. параметров на скорость осаждения. Оно не учитыв. влиян. коагуляции, поверхн. явлений, влияния изменения конц. твёрд. фазы в процессе её осажднения. Применение зак. Стокса ограничено нижним пределом размера ч-ц, когда их дисперсность достигает коллоидных ч-ц, подвержен. броуновскому движен. Верхн. предел. применимости этого зак. завис. как от размер. и плотности ч-ц, так и от физ. св-в среды, в кот. они осаждаются. Размеры твёрд. взвешен. ч-ц неодинаковы, поэтому в первую очередь оседают более крупн. ч-цы, затем более мелкие. Сроки отстаиван. м. сократить, если укркпнить размер ч-ц. Отстаивание провод в соотв. с требован. ГФ-10 приtне выше 8⁰С, кот. способствует лучшему выделению примесей и препятсвует активному развит. микрофлоры. Сосуды, в кот. провод. отстаиван. назыв. седиментаторами. Это металлич. цилиндрич. сосуды разной ёмкости с кранами на разном уровне или с одним краном. В седиментаторы с одним краном осветлён. жидкость или р-р сливается после полнго процесса отстаивания с пом. крана (или сифона). Седимент. с неск. кранами дают возможность декантировать жидк-ть частями по мере её осветвления. При стекании слоёв жидк-ти, лежащих близко к осадку, возмлжно некот. взмучивание. По этой причине полное разделен. фаз невозможно. Потеря жидкости тем меньше, чем уже поперечник седиментатора.

22. Фильтрование. Типы фильтров.

Фильтрован. основано на действии пористых перегородок, пропуск. жидкость и задержив. твёрд. ч-цы. Использ. фильтровальн. бум., вата, ткань (марля), асбест, стеклян. керамич. порист. плитки. Мерой, задерживающ. способности фильтра, явл. степень осветвлен. жидк-ти. Часто первая порция фильтрата мутная и только ч/з время стан. прозрачн. Завис. от того, что фильтрующ. перегородка вначале пропуск. некот. кол-во ч-ц, dкот. меньшеdпор фильтра. По мере фильтрован. поры начин. забив. частичками. На фильтрующ. поверхн. образ. слой в-ва, кот. уплотняет фильтр, умегьшая первоначальн. размер пор, т.е. создаётся новый фильтрующ. слой. Фильтрующ. способность в этом случае завис. от хар-ра образоаваш. осадка, чем от лежащего под ним фильтрующ. материала.

Разность давлен. – движущ. сила фильтрации, заставляющая жидк-ть проход. ч/з поры осадка. Процесс фильтрован. м выраз. ур-нием Пуазейля: Q=(Fzπr⁴Pτ)/(8ηl),Q– бъём вытекающей жидк-ти, м³,F– поверхн. фильтра, м²,z– чисол капилляров,r– средн. радиус капилляров, м;P– разность давлений по обе стороны фильтрующ. перегородки, Н/м²;η– абс. вязкость фильтрата, Н/с*м²;τ– время фильтрован.;l– средн. длина капилляров. Скор. фильтрован. прямопропорц. разности давлен. и обратнопропорц. сопротивлен. осадка.

Типы фильтров: 1) фильтры, работающ. за счёт гидростатич. давлен. столба фильтруемой жидк-ти (фильтры-мешки и отстойники); 2) вакуум-фильтры (нутч-фильтры – керамическ., металлическ. толстостен. цилиндры, разделены дырчатой перегородкой на 2 части: верхн. половина наполняется фильтруем. жидк-тью, в нижн. скаплив. фильтрат. Для создан. необходим. разряжен. в приёмнике имеется патрубок для присоед. к вакуум-линии. Внизу приёмника – кран, ч/з кот. вывод. фильтрат. Фильтрующ. матер. – ткань. Удобны тогда, когда неоюходимо получ. осадки, свободн. от примесей, жидк-ти со слизистыми осадками проходят плохо, не следует фильтровать эфирн. и спирт. р-ры: испаряются); 3) фильтры, работающ. под давлен: 3.1) друк-фильтры – нутчи, верхн. половина кот. закрыта, в связи с чем в ней м. создать давлен., необходим. для ускорен. фильтрации. Нижняя часть негерметична. Давлен. создаётся с пом. сжатого воздуха. Примен. для спирт., эфирн. и др. р-лей, вязк. жидк-тей; 3.2) фильтры-прессы – аппараты с больш. фильтрующ. поверхностью. Дают возможн. получать не только хорошо осветвлён. жидк-ть, но и промыт. осадеи. Сост. из ряда попеременно чередующ. пустотел. чугун. рам и сплошных с обеих сторон рифлёных плит с желобами. Рамы и плиты плотно придвигаются др. к др. и последнюю плиту с силой прижимают упорным винтом с маховичком и рычагами. Плиты перед зажатием покрыв. с обеих сторон фильтрующ. салфетками. Так, внутри рамы образ. полость, отгорожен. от желобоват плит салфетками. В стенках плит и рам – сквозные отверстия, при сборе рам и плит в одну систему, из этих отверстий образ. сплошные каналы. По нижн. каналу поступает фильтруем. жидк. Этот канал ч/з щели сообщается с полостями рам, зн. фильтруем. жидк. попад. в рамную полость и, подаваясь под давлением, фильтруется ч/з зажатые салфетки. Осадок остаётся в рамной полости, а фильтрат поступает в просвет м/у салфетами и плитой. Тут по желобаи стекает вниз и ч/з трубку с краном попадает в общеприёмный желоб. Осадок постепенно заполн. все рамы, уплотняется и начин. создавать возрастающее сопротивление проходу жидкости. Наконец, насос, подающий жидкость, перестаёт преодолевать сопротивлен. осадка и из крана прекращается истечение фильтра. Когда фильтрование закончено и треб. промывка осадка, скопившегося в рамной полости, в верхн. канал впускают промывную жидкость. Т.к. промывн. жидк. подаётся под давлен., то проход. ч/з салфетку в рамную полость, промывает осадок, стекает по желобам противоположн. плиты, откуда ч/з кран выводится в приёмный желоб.