Wykład 5. przemysłu spożywczego- wykład 5

Transkrypt

1 Wykład spożywczego- wykład Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego 4maja2014 1/1

2 Układy gaz-ciecz Rozpuszczalnośćwybranychgazówwcieczachw20 o Cw g/100g cieczy CIECZ H 2 N 2 O 2 CO 2 H 2 S NH 3 woda 0,017 0,01 0,028 0,88 2, etanol 0,08 0,130 0,143 3 benzen 0,066 0,104 0,163 0,13 2/1

3 Układy gaz-ciecz Wpływ temperatury na rozpuszczalność wybranych gazów w wodziewg/100gcieczy T, o C H 2 CO 2 H 2 S 0 0,021 1,71 4,6 20 0,0182 0,878 2,8 40 0,0164 0,30 1, ,0160 0,39 1,19 3/1

4 Układy gaz-ciecz wpływ temperatury podczas rozpuszczania gazu w cieczy wydziela się energia na sposób ciepła, stąd też zgodnie z regułą przekory: x 2 = H x 1 R (1 1 ) (1) T 2 T 1 x- zawartość gazu w cieczy odpowiednio w dwóch różnych temperaturach 4/1

5 Układy gaz-ciecz WpływciśnienianarozpuszczalnośćCO 2 wwodziewmlco 2 w1gh 2 Owprzeliczeniunawarunkinormalne p,bar 2 o C 30 o C 60 o C 2 16, ,2 10, , , ,3 /1

6 Układy gaz-ciecz wpływ ciśnienia- prawo Henry ego w stałej temperaturze ilość x gazu rozpuszczonego w danej objętości cieczy jest proporcjonalna do jego ciśnienia cząstkowego p nad roztworem: x =He p (2) He- stała Henry ego 6/1

7 Układy gaz-ciecz dla entuzjastów inżynierii procesowej prawo Henry ego jest znane z przenikania masy 7/1

8 układy doskonałe i prawo Raoulta jeżeli dwie lub więcej cieczy tworzy roztwór doskonały to ciśnienia cząstkowe oparów(p) tych cieczy są związane ze składem ciekłego roztworu(x) następującą zależnością: p 1 =P o 1 x A (3) p 2 =P o 2 x B (4) p 3 =P o 3 x C () P o i ciśnienieparynasyconejnadczystąciecząi 8/1

9 składnik kluczowy- składnik lżejszy to ciecz o najniższej temperaturze wrzenia 9/1

10 prawo Daltona całkowita prężność(ciśnienie) par nad mieszaniną jest równa sumie ciśnień cząstkowych składników mieszaniny p =p 1 +p 2 +p 3 (6) oczywiście p i =p y i (7) y-ułamekmolowyoparówdanejcieczywfaziegazowej 10/1

11 prawo Daltona i Raoulta skutkuje dla układów doskonałych: 11/1

12 prawo Daltona i Raoulta skutkuje dla układów doskonałych: 12/1

13 rzeczywiste czyli niedoskonałe zeotropia to takie mieszaniny, w których występują oddziaływania pomiedzy cząsteczkami cieczy. W efekcie obserwuje się dodatnie lub ujemne odchylenia od prawa Raoulta. dodatnie odchylenie ujemne odchylenie 13/1

14 azeotropia to zjawisko występowania ekstremalnych wartości ciśnienia: 14/1

15 azeotropia to zjawisko występowania ekstremalnych wartości ciśnienia a w konsekwencji i temperatury: T 2 T 2 T 1 T 1 x AZ x AZ 1/1

16 etanol-woda 16/1

17 etanol-woda 17/1

18 rzeczywiste czyli niedoskonałe współczynniki aktywności to wielkości poprawkowe, które uzwględniają oddziaływania pomiędzy składnikami mieszaniny zarównowfazieciekłejγ i jakigazowejφ i p φ i y i =P o i γ i x i (8) NRTL(non-random two-liquid model) UNIQUAC(UNIversal QUAsiChemical) UNIFAC(UNIQUAC Functional-group Activity Coefficient) 18/1

19 NRTL oddziaływania pomiędzy dwoma składnikami cieczy 19/1

20 UNIQUAC opiera się na znajomości parametrów powierzchniowych i objętościowych charakteryzujących cząsteczki składników 20/1

21 UNIFAC oddziaływania pomiędzy grupami charakterystycznymi składników mieszaniny 21/ 1

22 Ćwiczenia laboratoryjne system rotacyjny 1. napięcie powierzchniowe roztworów białek i hydrokoloidów 2. stabilność pian- rola hydrokoloidów 3. kinetyka suszenia 4. kinetyka reakcji wymiany jonowej. osmometria- oddziaływania pomiedzy białkami i polisacharydami 6. współczynniki podziału Nernsta w układach biopolimer1-biopolimer2-woda 7. miareczkowanie konduktometryczne- inwersja faz, emulsje O/WiW/O Podział na grupy laboratoryjne 22/1