Выпаривание как метод концентрирования.
Проблемы, пути развития

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Медицина


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Выпаривание как метод концентрирования.
Проблемы, пути развития Г арбуз С. А.
Гарбуз Семен Александрович / Garbuz Semjon Alexandrovich — студент, кафедра биохимии и биотехнологии, биологический факультет,
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Аннотация: в статье рассматривается процесс выпаривания, текущее
использование данного процесса, перспективы и проблемы.
Ключевые слова: биотехнология, выделения и очистка, выпаривание.
Для установления состава органического вещества, прежде всего, необходимо получить его в достаточно чистом состоянии. В зависимости от агрегатного состояния вещества (твердое, жидкое, газообразное), применяют различные методы очистки.
Выпаривание осуществляют для концентрирования растворов, выделения растворенного вещества или получения чистого растворителя. Выпариванию подвергают преимущественно водные растворы нелетучих или малолетучих веществ [1].
Выпаривание происходит благодаря подводу теплоты извне и непрерывному удалению образующегося при кипении раствора пара, называют вторичным. Выпаривание происходит за счет разности температур нагретого пара и раствора,
которую называют полезной Она всегда меньше разности между
температурами первичного и вторичного паров, так как раствор кипит при более высокой температуре, чем чистый растворитель. Указанное различие в
температурах называют температурной депрессией, она зависит от
химической природы раствора и часто достигает больших значений, возрастая с увеличением концентрации и внешнего давления. Например, если выпаривать воду при нормальном давлении 760 мм рт. ст. 50% раствор NaOH кипит при
142,2°С (& lt-Д^ = 42,2°С), 75%раствор NaOH-при 192 °C (= 92,0) [2].
Часто используют выпарные аппараты, которые работают под атмосферным и избыточном давлении (до 0,6 МПа) или разрежением (до 0,008 МПа). При работе под избыточным давлением повышается температура кипения раствора, поэтому возможности данного способа ограничены свойствами раствора и температурой теплоносителя [4]. Разрежение в выпаривании, создается в результате конденсации вторичного пара в специальных конденсаторах, охлаждаемых водой или исходным раствором, и удаления неконденсирующихся газов с помощью вакуум-насоса. Выпаривание в условиях разрежения позволяет снизить температуру кипения раствора- применяется для концентрирования термочувствительных растворов, также это снижает затраты энергии, если процесс выпаривания имеет большие масштабы [3].
Этот способ очистки имеет большое значение для выделения и очистки органических веществ. В случае веществ, нерастворимых в воде, давление паров смеси равно сумме давлений паров каждого из составляющих ее веществ. Так, смесь двух веществ, будет кипеть при температуре, при которой сумма давлений паров обоих веществ равна внешнему давлению, а это, очевидно, должно наступить при температуре более низкой, чем температура кипения каждого из них в отдельности. Этим путем возможно перегонять без разложения такие вещества, которые разлагаются при температуре своего кипения.
Есть два типа выпаривания:
Поверхностное, в котором тепло передается от носителя через стенку. Контактное — тепло передается при непосредственном контакте теплоносителя и раствора.
Выпаривание очень важный процесс, применяемый для концентрирования. Очень важно развивать методы выпаривания и совершенствовать технологии
В настоящее время реализуются три основных направления модернизации процесса выпаривания:
1) интенсификация теплообмена — применение развитых поверхностей нагрева, например, в виде набора стальных пластин, тонкостенных (1,2−1,5 мм) и ребристых труб, а также труб со специальными. турбулизаторами в форме внутренних кольцевых выступов или проволочных спиральных вставок [4][5]-
2) снижение накипи образования — обычно используют кристаллы, которые в дальнейшем служат центром последующей кристаллизации чистого вещества или антиадгезионных полимерных покрытий-
3) экономия энергопотребления — применение экстра-пара и конденсата для нагревания исходного раствора либо его предварительное концентрирование с помощью мембранного разделения [6].
Литература
1. Таубман Е. И. Выпаривание, М., 1982.
2. Перцев Л. П., Ковалев Е. М., Фокин В. С. Трубчатые выпарные аппараты для кристаллизирующихся растворов, М., 1982.
3. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии, М, «Химия», 1971, 784 с.
4. Позин М. Е., Зинюк Р. Ю. Физико-химические основы неорганической технологии, Л, «Химия», 1985, 384 с.
5. Ковзель В. М. «Аппаратурное оформление процесса выпаривания больших объемов слабоконцентрированных растворов».
6. Плановский А. Н., Николаев П. Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. -М.: химия, 1987. — 496 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой