1. Co to jest pomoc filtracyjna?

Filtracja z substancją pomocniczą

Substancje pomocnicze stosuje się w celu intensyfikacji procesu filtracji zawiesin, w których cząstki fazy stałej ulegają deformacji. Zasadniczym celem substancji pomocniczej jest obniżenie oporów filtracji.

Pomoc filtracyjna musi spełniać następujące warunki:

• Tworzyć warstwy o dużej porowatości

• Mieć małą powierzchnię właściwą (m²/g)

• Mieć małą gęstość (zapobiega to sedymentacji)

• Mieć małą ściśliwość

• Być chemicznie obojętna, nierozpuszczalna w cieczy filtrowanej

2.Na czym polega proces filtracji dwustopniowej?

Filtracja dwustopniowa

3. szybkość filtracji

.szybkość filtracji definiowana jest jako objętość filtratu otrzymywana z jednostki powierzchni

filtracyjnej w jednostce czasu .filtracja jest proporcjonalna do różnicy ciśnień i

odwrotnie proporcjonalna do ogólnego oporu

U= dV/F*dt= delta p/ mi*(Ro+Rt)

Szybkość filtracji:

U = ΔV/(F*dτ) = Δp/[μ*(Ro + Rf)]

U – szybkość filtracji

F – powierzchnia filtracyjna

V – objętość uzyskanego przesączu w czasie τ

Μ – lepkość przesączu

Ro – opór osadu filtracyjnego (Pa * m² * s/m³)

Rf – opór przegrody filtracyjnej (Pa * m² * s/m³)

4. jaki jest sens fizyczny stałych filtracyjnych C i K? szczerze to nie mam pojęcia o co chodzi w wykładach znalazłem jedynie to:

Równanie Rutha

V² + 2VC = Kτ

Zależność pomiędzy objętością uzyskiwanego przesączu V i czasem filtracji τ pod stałym ciśnieniem

5. cele I metody rozdrabiniania

Rozdrabnianie ciał stałych

-Rozwinięcie powierzchni ciała stałego aby przyśpieszyć procesy wymiany ciepła i masy

• wydobywanie skłądników ze złożonej struktury np. sok z owoców

• ułatwia wymieszanie składników

• otrzymanie gotowego produktu w postaci sproszkowanej np. cukier puder

• ułatwia odzielenie części jadalnych i niejadalnych

Metody rozdrabniania

6. w jakim celu stosuje się przemywanie osadu:

Przemywanie osadu:

Cel: usunięcie resztek cieczy filtrowanej z osadu

Zastosowanie: gdy produktem filtrowanym jest osad lub filtrat jest bardzo cenną cieczą

(dV/dτ)_m = (dV/dτ)_f * (μ/μ_m)

(dV/dτ)_m – szybkość mycia

(dV/dτ)_f – prędkośćostatniego momentu filtracji

μ – lepkość przesączu

μ_m – lepkość cieczy myjącej

7. jak zmieniają się stałe filtracyjne C i K

Zależność pomiędzy objętością uzyskiwanego przesączu V i czasem filtracji τ pod stałym ciśnieniem

• Zmiana powierzchni filtracyjnej

K1 = K * (F1/F)²

C1 = C * (F1/F)

• Zmiana różnicy ciśnień

K1 = K*(Δp1/Δp)^1-s

C1 = C * (Δp/Δp1)^s

• Zmiana lepkości

K1 = K*(μ/ μ1)

C1 = C

K1 = K * (F1/F)² * (Δp1/Δp)^1-s * (μ/ μ1)

C1 = C * (F1/F) * (Δp/Δp1)^s

K, C – stałe filtracyjne

K [m⁶/s]

C [m³] – objętość przesączu, którą uzyskamy do momentu utworzenia się warstwy osadu o oporze równym oporowi tkaniny filtracyjnej

V² + 2VC = Kτ

2VdV + 2CdV = Kdτ

dV/dτ = K/[2(V+C)]

Im większe V przesączu, tym mniejsze dV/dτ. Dla V = 0 – początek filtracji, dV/dτ jest równe K/2C i ma wówczas maksymalną wartość.

8. co to jest siła napędowa procesów wymiany masy?

Siła napędowa- różnica potencjałów chemicznych w składnikach a w szczególnych przypadkach może to być różnica wartośći stężenia , ciśnienia lub temperatury

Wymiana masy:

Zjawisko powszechne w procesach technologicznych w przemyśle spożywczym , w większości jest to proces kontrolowany i decyduje o możliwości uzyskania danego produktu.

Przykłądy:

-suszenie: woda przemieszcza się przez granice faz z ciała stałego lub cieczy do otaczającego gazu.

-krystalizacja: substancja krystalizowana przechodzi z roztworu do kryształu.

-ekstrakcja: składniki ekstraktowane przechodzą z ciała stałego lub cieczy do odpowiednio dobranego rozpuszczalnika (np. parzenie kawy)

-absorbcja –rozdaiał mieszaniny gazowej lub usunięcie z nij jednego ze składników.

-adsorbcja- proces w któ®ym wykorzyt=stuje się zmiany stężeń skłądnika na powierzchni rozdziału faz spowodowane odziaływaniem sił powierzchniowych.

-destylacja- rozdzielenie mieszanin ciekłych przejście fazowe ciecz-gaz

-solenie i peklowanie- sól przechodzi z roztworu do wnętrza tkanki

-wędzenie-dym wnika do wnętrza ciała stałego

9.na czym polega wymiana masy na zasadzie dyfuzji?

DYFUZJA - przenoszenie molekularne

Jeżeli w różnych punktach płynu A i B pozostającego w spoczynku lub poruszającego się ruchem laminarnym będą różne stężenia obu składników to wówczas nastąpi spontaniczny ruch cząsteczek (z wyższego do niższczego)

-dyfuzja może być ustalona lub nie ustalona w czasie

-p_i=m_i/v –stężenei masy skłądnika

Ci=ni/v=pi/M –stężenie molowe składników

Ci=Pi/RT -stężenie molowe dla gazów

xi=ni/Σni=Ci/C –ułamek molowy składnika w fazie ciekłej

xi=Ci/C=pi/p –ułamek molowy składnika w fazie gazowej

mi-masa składnika

v-objętość mieszaniny

ni-masa molowa mieszaniny

M- masa molowa

OPÓR DYFUZYJNY RUCHU MASY -gęstość strumienia masy składnika to stosunek siły napędowej procesu dyfuzji do oporu dyfuzyjnego

n_A = c_A1-c_A2 / l₂-l₁/D_A = ∆c / Rdyf

R_dyf = l/ D_A opór molekularnego ruchu masy w cieczy lub w ciele stałym

R_dyf = R_Tl / D_A dla fazy gazowej

DYFUZJA NIEUSTALONA - np. rozpuszczanie ciała stałego spoczywającego na dnie zbiornika wypełnionego cieczą

∂c_A / ∂τ - D_A V²c_A – r_A =0

r_A- szybkość tworzenia lub zaniku składnika w wyniku reakcji chemicznej [ mol/ m²]