70. Ультра и микрофильтрация, отличительные особенности и применение в промышленности и агропроизводстве.

Ультрафильтрация - процесс разде­ления растворов высокомолекулярных и низкомолекулярных сое­динений, а также фракционирования и концентрирования высоко­молекулярных соединений- Он протекает под действием разности давлений до и после мембраны. Ультрафильтрация это процесс разделения, который проводится при давлении (0,2-1,0МПа). Ультрафильтрация широко применяется для разделения молока и сыворотки, фракционирования белков.

Микрофильтрация осуществляется при низком давлении и отделяет коллоидные и взвешенные частицы размером 0,1-10 мкм. Микрофильтрация используется в микробиологических процессах для сбора биомассы и извлечения продукта. Он получил широкое распространение в электронной, медицинской, химической, микробиологической и других отраслях промышлен­ности для концентрирования тонких суспензий (например, латек-сов), осветления (удаления взвешенных веществ) различных раство­ров, очистки сточных и природных вод и т.д. Применение микро­фильтрации эффективно для подготовки жидкостей перед проведе­нием процесса обратного осмоса, нано- и ультрафильтрации (на­пример, перед опреснением морской и солоноватых вод).

71. Уравнения Ленгмюра и Льюиса , их физический смысл.

Количественно процесс физической мономолекулярной адсорбции в случае, когда межмолекулярным взаимодействием адсорбата можно пренебречь, описывается уравнением Ленгмюра:

,

где θ — доля площади поверхности адсорбента, занятая адсорбатом, α — адсорбционный коэффициент Ленгмюра, а P — концентрация адсорбтива.

Под уравнением понимают зависимость равновесной величины адсорбции от концентрации адсорбтива a=f(С) при постоянной температуре (T=const).

Число Льюиса (Le) — критерий подобия в молекулярной физике, определяющий соотношение между теплопроводностью и диффузией, то есть:

D — коэффициент диффузии;

 — температуропроводность.

Пленочная (двухпленочная) модель Льюиса и Уит­мена. По этой модели с обеих сторон поверхности контакта фаз образуются неподвижные или ламинарно движущиеся пленки, в которых пере­нос вещества осуществляется только молекулярной диффузией. Эти пленки отделяют поверхность контакта фаз от ядра потока, в ко­тором концентрация практически постоянна; все изменения кон­центрации вещества происходят в пленке.

В(бета) = D/6_пл.

Из уравнения следует, что величина В(бета) - обратно пропор­циональна толщине пленки, которая определяется гидродинами­ческими условиями: чем более турбулентные фазы, тем меньше и, следовательно, тем выше бета.

Уравнение также показывает, что по пленочной модели коэффициент массоотдачи линейно зависит от коэффициента диффузии, что часто не подтверждается экспериментально. Кроме того, эта теория не учитывает деформации поверхности контакта фаз и переноса вещества турбулентными пульсациями

72.Устройство и принцип действия абсорберов, их преимущества и недостатки.

Абсорбция, как и другие процессы массопередачи, протекает на поверхности раздела фаз. Поэтому абсорбционные аппараты абсорберы -должны обеспечить развитую поверхность контакта между жидкой и газовой фазами. По способу образования этой поверхности, что непосредственно связано с конструктивными особенностями абсорберов, их можно подразделить на четыре основные группы: 1) пленочные; 2) насадочные; 3) тарельчатые; 4) распыливающие.

В пленочных абсорберах поверхностью контакта фаз является поверхность жидкости, текущей по твердой, обычно вертикальной стенке.

Насадочные абсорберы представляют собой колонны, загруженные насад­кой - твердыми телами различной формы; при наличии насадки увеличива­ется поверхности соприкосновения газа и жидкости.

Тарельчатые абсорберы обычно представляют собой вертикальные цилиндры-колонны, внутри которых на определенном расстоянии Друг от друга по высоте колонны размещаются горизонтальные тарелки. Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз при направленном движении этих фаз (жидкость течет сверху вниз, а газ проходит снизу вверх) и многократном взаимодействии жидкости и газа.

В распыливающих абсорберах поверхность соприкосновения создается путем распыления жидкости в массе газа на мелкие капли. Такие абсорбе­ры изготовляются обычно в виде колонн, в которых распыление жидкости про­изводится сверху, а газ движется снизу вверх.

Преимуществом распылительных абсорберов является их простота и дешевизна, низкое гидравлическое сопротивление, а недостатками – допол­нительные затраты энергии на распыление жидкости, большая плотность орошения и трудность регулирования подачи большого количества жидкости