opracowane pytania egzamin otz, Sterylizacja żywności kwaśnej: pH< 4,6

2Czynniki zwiększające wydajność ekstrakcji.
Wydajność ekstrakcji zależy od jakości surowców i metody ekstrakcji. Wymagania jakościowe dotyczą właściwości biologicznych i składu chemicznego surowców. Właściwości biologiczne np. odmiana hodowlana, dojrzałość, wielkość, jędrność, włóknistość, określają % udział składników ekstrahowanych w s.s. surowca, jego związanie z substancją surowca i łatwość rozdrabniania. Na podstawie składu chemicznego określa się ilość składnika ekstrahowanego oraz ilość i rodzaj pozostałych składników surowca jako potencjalnych zanieczyszczeń ekstraktów. Na ogół minimalna zawartość składnika warunkująca opłacalność procesu ekstrakcji kształtuje się na poziomie powyżej 15%. Zależnie od właściwości surowców i składnika ekstrahowanego dobiera się metodę ekstrakcji

3METODY USUWANIA ŻELAZA I MANGANU Z WODY

Odżelazianie wody
Do najważniejszych metod odżelaziania należą:
1.Napowietrzanie i filtrowanie - żelazo w postaci wytrącalnej jako Fe(HCO3)2 ulega hydrolizie i utlenianiu w czasie napowietrzania.

Fe(HCO3)2 + 2H20Fe(OH)2 + 2 H2O + 2 CO2

Dzięki temu że tworzące się w wyniku hydrolizy CO2 uchodzi do atmosfery proces hydrolizy przebiega praktycznie do końca. W czasie napowietrzania tlen rozpuszcza się w wodzie i utlenia żelazo

2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O 2Fe(OH)3

Strącający się wodorotlenek żelazowy odfiltrowuje się.

2.Odżelazianie przez napowietrzanie i nawapnianie - niekiedy w wodach naturalnych żelazo może występować w postaci związków bardzo trudnych do wytrącenia lub nie dających się wcale wytrącać przez zwykłe napowietrzanie. Gdy związki żelaza są pochodzenia nieorganicznego dobre wyniki daje nawapnianie polegające na dodawaniu wody wapiennej bezpośrednio po napowietrzeniu. Zachodzą reakcje

2FeSO4 + Ca(OH)2 2Fe(OH)2 + 2CaSO4;

2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O 2Fe(OH)3

3.za pomocą koagulacji - sposób ten stosuje się do wód w których żelazo występuje w postaci związków koloidowych albo bardzo drobnych zawiesin Fe(OH)3, Fe(OH)2, FeS, albo w postaci koloidowych związków organicznych. Do odżelaziania metodą koagulacji stosuje się koagulanty Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3, FeCL3, przy czym pH środowiska powinno być utrzymywane w zakresie 5,7 - 7,5.

4ODMANGANIANIE WODY:
W wodach naturalnych związkom żelaza często towarzyszą związki manganu, zwykle jako Mn(HCO3)2, rzadziej jako MnSO4. Według większości higienistów zawartość związków Mn w większych ilościach jest szkodliwa dla zdrowia. Odmanganianie wody polega na hydrolizie jonów Mn2+ do związków Mn4+ w środowisku alkalicznym, zgodnie z reakcjami:

Mn(HCO3)2 + 1/2O2 + 2Ca(OH)2 Mn(OH)4 + 2CaCO3 + H2O
MnSO4 + 1/2O2 + H2O + Ca(OH)2 Mn(OH)4 + CaSO4

Wytrącający się wodorotlenek manganowy przechodzi następnie w uwodniony dwutlenek manganu, tzw. Brunatniak:

Mn(OH)4 MnO2 * 2H2O

Najczęściej stosuje się metody odmanganiania: napowietrzania z nawapnianiem i filtrowaniem, przepuszczanie przez kationit manganowy, koagulację, filtrowanie przez aktywne złoże

5CHEMICZNE METODY USUWANIA TWARDOŚCI WODY.
Polegają na strąceniu nierozpuszczalnych osadów lub wiązaniu w kompleksowe związki jonów wapnia i magnezu za pomocą różnych reagentów, jak np. wodorotlenku wapniowego (wapno), węglanu sodowego (soda), wodorotlenku sodowego (soda kaustyczna), fosforanów i soli baru. Najtańszym i najbardziej rozpowszechnionym chemicznym sposobem zmiękczania wody jest wytrącanie jonów twardości za pomocą wapna i sody. Wapno dodaje się zwykle w postaci mleka wapiennego które strąca kwaśne węglany wapnia i magnezu oraz wiąże wolny CO2.

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 MgCO3 + CaCO3 + 2H2O

MgCO3 + Ca(OH)2 Mg(OH)2 + CaCO3

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Proces wytrącania skadników twardości nazywa się dekarbonizacją. Twardośc stałą usuwa się przez dodanie sody:

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

MgSO4 + Na2CO3 MgCO3 + Na2SO4

6DESTYLACJA MOLEKULARNA- ZASTOSOWANIE, METODA DZIAŁANIA.
Destylacja cząsteczkowa, inaczej molekularna stosuję się do rozdzielania mieszanin związków o dużym ciężarze cząsteczkowym, nieodpornym na działanie wyższych temperatur i tlenu z powietrza. W destylacji molekularnej podstawową rolę odgrywają następujące czynniki:
- niskie ciśnienie (1,3 - 0,0013 Pa) w związku z tym długość swobodnej drogi cząsteczek destylowanych jest większa niż odległość między powierzchnią parowania a skraplania;
- grubość warstwy destylującej oraz odległość i położenie powierzchni kondensacyjnej w stosunku do powierzchni parowania;
- sprawne usuwanie substancji ubocznych przeciwdziałających destylacji molekularnej.

W wysokiej próżni destylacja cieczy odbywa się tylko z powierzchni cieczy. Jeżeli napełnimy zlewkę wodą do wysokości 10 cm i ogrzejemy dno naczynia przy ciśnieniu 101kPa, to okaże się że tylko najwyższe warstwy cieczy mają temp. 100°C natomiast ciecz znajdująca się na dnie wykazuje temp.100,2°C. podwyższenie temp wody położonej blisko dna naczynia jest związane z wpływem ciśnienia hydrostatycznego. Omawiane zjawisko jeszcze wyraźniej zaznacza się gdy ogrzejemy wodę przy ciśnieniu 0,66kPa. Wrzenie wody odbywa się na powierzchni cieczy w temp. 1°C, natomiast na dnie naczynia dopiero w 14°C. zjawisko to najwyraźniej przebiega w cieczy o dużym ciężarze właściwym i podczas ogrzewania jej do wrzenia pod bardzo Niskiem ciśnieniem. Ciecz podczas procesu należy rozprowadzić w jak najcieńszej warstwie. Podczas parowania cieczy w naczyniu zamkniętym ilość cząsteczek cieczy przechodzących w stan pary jest równa ilości cząsteczek skraplających się z powrotem na powierzchni cieczy. Ustawienie powierzchni kondensacyjnej równolegle do powierzchni parowania zapewnia całkowite usunięcie cząsteczek cieczy przechodzących w stan pary i zapobiega ich powracaniu do powierzchni parującej. Odległość powierzchni powinna być nieco mniejsza od średniej drogi swobodnej cząsteczek.
Destylacje molekularna przeprowadza się w urządzeniu walcowym, w którym niską próżnię uzyskuję się przy użyciu dwustopniowego zestawu pomp dyfuzyjnych.

7PRAWA OPISUJĄCE PROCES DESTYLACJI

1) Prawo Raoulta- prężność pary nasyconej rozpuszczalnika nad roztworem (p) jest równa prężności pary nad czystym rozpuszczalnikiem (p0) pomnożonej przez ułamek molowy rozpuszczalnika w roztworze (N0):

p= p0 * N0.

Po przekształceniach tego równania otrzymamy:

p0 - p/p0 = N

z równania tego wynika, że względne obniżenie prężności pary nasyconej rozpuszczalnika nad roztworem jest równe ułamkowi molowemu substancji rozpuszczonej i nie zależy od jej rodzaju, rodzaju rozpuszczalnika oraz temperatury.
W mieszaninie cieczy rozpuszczających się w dowolnych stosunkach istnieją trzy możliwości zachowania się wobec prawa Raoulta:
- mieszaniny podlegające bez odchyleń prawu Raoulta, czyli mieszaniny doskonałe

- mieszaniny z dodatnim odchyleniem od prawa Raoulta ( mieszaniny te mają przy pewnym określonym składzie , stałą temperaturę wrzenia, niższą od temperatury wrzenia czystych składników, tzw. Min.. temp. Wrzenia na izobarze, a ciśnienie sumaryczne P na izotermie przechodzi przez pewne maksimum. Minimum temperatury wrzenia odpowiada maksimum prężności.

- mieszaniny o ujemnym odchyleniu od prawa Raoulta. Mieszaniny te mają przy pewnym określonym składzie stałą temperaturę wrzenia, wyższą od temperatury wrzenia czystych składników ( tzw. maksimum temperatury wrzenia na izobarze) a ciśnienie sumaryczne P na izotermie przechodzi przez pewne minimum.

2) Równanie Daltona

Całkowite ciśnienie P pary nad roztworem doskonałym złożonym ze składników A i B równa się w stałej temperaturze sumie cieśnien cząstkowych poszczególnych składników Pa i pB

P= pA + pB

Doskonała mieszanina cieczy powinna spełniać równanie Daltona, które dla składników mieszaniny ma postać:

pA= P* yA

pB= P * yB

yA i yB oznaczają ułamki molowe składników w fazie gazowej.

3) pierwsze prawo Konowałowa- para wzbogaca się w składnik bardziej lotny, który powoduje wzrost prężności pary nad cieczą, a co za tym idzie obniżenie temperatury jej wrzenia.

4) Drugie prawo Konowałowa- punktowi maksimum na krzywej prężności pary odpowiada punkt minimum na krzywej temperatury wrzenia, a minimum na krzywej prężności pary odpowiada maksimum na krzywej temperatury wrzenia.

8CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA EKSTRAKCJĘ(technologiczne aspekty ekstrakcji)
Ekstrakcja polega na częściowym lub całkowitym rozdzieleniu mieszaniny stałej lub ciekłej przy użyciu rozpuszczalnika, w którym składniki mieszaniny mają niejednakową rozpuszczalność.
1. Selektywność rozpuszczalnika- zdolność niejednakowo intensywnego rozpuszczania składników mieszaniny ciekłej lub stałej. Selektywność zależy od budowy chemicznej substancji tworzących dany układ ekstrakcyjny i od temperatury. Selektywność maleje zazwyczaj wraz ze wzrostem temperatury.
2. Rodzaj rozpuszczalnika- powinny charakteryzować się inną niż surowiec gęstością, małą rozpuszczalnością w surowcu i rafinacie oraz dużą selektywnością.
3. Różnica stężeń- prędkość ekstrakcji jest wprost proporcjonalna do różnicy stężeń składnika ekstrahowanego w ekstrakcie i rafinacie oraz odwrotnie proporcjonalna do oporu dyfuzyjnego.
4. Kierunek przepływu rozpuszczalnika- przeciwprądowy przepływ rozpuszczalnika i zwiększenie ilości rozpuszczalnika wpływają na utrzymanie względnie wysokiej różnicy stężeń składnika między substancją ekstrahowaną a ekstraktem, a tym samym intensyfikują proces.
5. Opór dyfuzyjny- zmniejszenie oporu dyfuzyjnego wpływa na intensyfikację procesu. Uzyskuje się to przez wymuszenie ruchu burzliwego rozpuszczalnika, zwiększenie powierzchni faz oraz eliminowanie procesów dializy i osmozy.
6. Wzrost temperatury zwiększa prędkość ekstrakcji wskutek zwiększania prędkości rozpuszczania składnika, obniżenia lepkości roztworu oraz niszczenia błon komórkowych w przypadku ekstrakcji w układzie ciało stałe- ciecz. Ze wzrostem temperatury zmniejsza się jednak selektywność rozpuszczalnika, co powoduje ekstrakcję również innych składników surowca.
7. Cza ekstrakcji- zależy od zawartości składnika ekstrahowanego, założonego stopnia wyekstrahowania, jakości surowca, sposobu przygotowania surowca do ekstrakcji oraz metody ekstrakcji.
8. Rozdrobnienie surowca ułatwia wydobycie składnika suchej substancji, ponieważ w skutek zniszczenia struktury tkankowej uzyskuje się otwarcie większości komórek, zwiększenie powierzchni kontaktu z rozpuszczalnikiem i zmniejszenie oporu tkanki.
9. Kondycjonowanie- stosuję się wyłącznie do ekstrakcji nasion roślin oleistych w celu zwiększenia stopnia rozkładu ścian komórkowych, a przez co ułatwienie wypływu oleju. Polega na podgrzaniu uprzednio rozdrobnionego i nawilżonego surowca, a następnie wysuszeniu go do określonej wilgotności.
10. Właściwy dobór rozpuszczalnika- rozpuszczalnik powinien wykazywać: wysoki współczynnik podziału, wysoki współczynnik dyfuzji, wysoki współczynnik względnej lotności, niskie ciepło właściwe i ciepło parowania, wąskie granice wrzenia. Rozpuszczalniki powinny charakteryzować się niepalnością, niskimi granicami wybuchowości, obojętnością chemiczną oraz niską temperatura zamrażania.
11. Jakość surowców-właściwości biologiczne i skład chemiczny surowców, ich odmiany hodowlanej, dojrzałości, wielkości, jędrności, włóknistości.
12. Metoda ekstrakcji.

PRAWA KONOWAŁOWA-

Pierwsze prawo- para wzbogaca się w składnik bardziej lotny, który powoduje wzrost prężności pary nad ciecza, czyli obniza jej temp wrzenia.

Drugie prawo- puntkowi maksimum na krzywej prężności pary odpowiada punkt minimum na krzywej temp wrzenia, a minimum na krzywej prężności pary odpowiada maximum na krzywej temp wrzenia.

Destylacja - jest to proces rozdzielania mieszaniny ciekłej składającej się z 2 lub większej liczby lotnych składników. Rozpatrując proces destylacji należy uwzględnić wzajemną rozpuszczalność cieczy. Pod względem wzajemnej rozpuszczalności rozróżnia się ciecze wzajemnie rozpuszczalne w dowolnych stosunkach, rozpuszczalne w ograniczonych stosunkach i ciecze nierozpuszczalne.

Rodzaje destylacji:

- prosta(cząsteczkowa, pod zmniejszonym ciśnieniem, w równowadze, z parą wodną)
- wielokrotna/rektyfikacja (azeotropowa, ekstrakcyjna)

Prawa opisujące destylację:

p= p0 * N0.

Po przekształceniach tego równania otrzymamy:

p0 - p/p0 = N

2) Równanie Daltona

Całkowite ciśnienie P pary nad roztworem doskonałym złożonym ze składników A i B równa się w stałej temperaturze sumie cieśnien cząstkowych poszczególnych składników Pa i pB

P= pA + pB

Doskonała mieszanina cieczy powinna spełniać równanie Daltona, które dla składników mieszaniny ma postać:

pA= P* yA

pB= P * yB

yA i yB oznaczają ułamki molowe składników w fazie gazowej.

3) pierwsze prawo Konowałowa- para wzbogaca się w składnik bardziej lotny, który powoduje wzrost prężności pary nad cieczą, a co za tym idzie obniżenie temperatury jej wrzenia.

Destylacja ekstrakcyjna- polega na dodaniu do mieszaniny cieczy destylowanej składnika o malej lotności( tzw składnik ekstrakcyjny R), ale mającego właściwości zmieniania lotności względnej składnika mieszaniny i poprawiajacego przez to warunki destylacji. Destylacje ekstrakcyjna stosuje się do rozdzielania mieszaniny cieczy charakteryzujaca się wzgledna lotnością skaldnikow zblizona do jedności. Izolaty i koncentraty białkowe- ekstrakcje bialek prowadzi się w celu otrzymania koncentratow, izolator bialek i preparatow enzymatycznych. Surowcem do prod koncentratow i izolator bialek sa nasiona rosin oleistych (soi, rzepaku) lub straczkowych( grochu i bobiku). Przygotowanie surowcow do ekstrakcji polega na usuneiciu lupiny, rozdrobnieniu do postaci maki lub grysu oraz odtłuszczeniu nasion rosili oleistych.

Destylacja azeotropowa - polega na destylowaniu mieszaniny do której został dodany składnik tworzący z rodzielanymi składnikami azeotrop trójskładnikowy. Destylację te stosuje się do rozdzielania mieszanin azetropowch lub mieszanin złożonych ze składników mających zbliżoną temperaturę wrzenia.

Czynniki azeotropowe powinny spełniać warunki:

- mieć niskie ciepło parowania oraz porywać jak największą ilość wody i jak najmniejszą ilość alkoholu

- łatwo oddzielać się od wody i alkoholu

- być tanie i łatwe do otrzymywania

- nie wywoływać korozji aparatury

- wykazywać możliwie dużą różnice między temperaturą wrzenia azeotropu a temp. Wrzenia etanolu

- pozostałość czynnika przechodząca ewentualnie do spirytusu nie powinna obniżać jego jakości

DEZYNFEKCJA WODY
Dezynfekcja, czyli odkażanie wody, ma na celu zniszczenie i usunięcie z wody bakterii chorobotwórczych. Bakterie obecne w wodzie zostają częściowo usunięte razem z zawiesinami w procesach koagulacji i filtrowania. Całkowite ich usunięcie wymaga zastosowania specjalnych metod fizycznych i chemicznych.

Do metod fizycznych odkażania wody należą: ogrzewanie, naświetlanie promieniami ultrafioletowymi, stosowanie filtrów ceramicznych i oddziaływanie ultradźwiękami na wodę.

Dezynfekcja metodami chemicznymi polega na wprowadzeniu do wody substancji chemicznych, przeważnie silnych utleniaczy, które przenikają do wnętrza bakterii i utleniają substancje wchodzące w skład jej protoplazmy. Metody chemiczne umożliwiają także utlenienie zawartych w wodzie związków organicznych i mineralnych (żelaza, manganu), a także poprawę smaku wody.

Skuteczność działania środków chemicznych zależy od:
- rodzaju, stężenia i czasu kontaktu środka odkażającego z wodą,
- ilości i rodzaju mikroorganizmów w wodzie;
- rodzaju i stężenia substancji zanieczyszczających wodę.

Do metod chemicznych odkażania wody zalicza się:

Ozonowanie jest jednym z najbardziej przyszłościowych metod odkażania wody. Zaletą tej metody jest bardzo duża aktywność utleniająca ozonu. Poza tym ozon nie pozostawia w wodzie szkodliwych produktów ubocznych i korzystnie wpływa na cechy organoleptyczne wody. Wadą ozonowania jest krótkotrwałe działanie tego procesu oraz stosunkowo wysoki koszt.
Chlorowanie - Chlor i niektóre jego związki po wprowadzeniu do wody działają silnie odkażająco i bakteriobójczo. Ponadto Chlor dodany w odpowiedniej ilości do wody usuwa obce posmaki, ułatwia usuwanie żelaza i manganu, zapobiega korozji, usuwa śluz z urządzeń oraz ułatwia mycie urządzeń, pomieszczeń i opakowań. Chlor w wodzie surowej podlega następującym przemianom:

- hydrolizie:
Cl2 + H2 HClO + HCl

przy czym tworzący się kwas podchlorawy ulega dysocjacji.

- łączy się ze związkami azotowymi, tworząc chloroaminy lub chloroiminy:
NH3 + Cl2 ↔NH2Cl + HCl;
NH3 + 2Cl2↔ NHCl2 + 2HCl.

Chlor zawarty w chloroaminach jest chlorem użytecznym związanym, który może stopniowo w wyniku hydrolizy, przemieniać się w działający bakteriobójczo Chlor użyteczny wolny:
NH2Cl + H2O NH4OCl HClO3 + NH3

Bakteriobójcze i utleniające działanie chloru jest spowodowane rozpadem kwasu podchlorawego, z wydzieleniem aktywnego tlenu:
HClO HCl + O

!!! (dyktuj jeżeli polecenie brzmiało chlorowanie)

Do chlorowania wody można używać samego chloru lub jego związków zawierających tzw. Czynny Chlor, takich jak wapno chlorowane, dwutlenek chloru, chloraminy organiczne.
W zależności od pochodzenia wody oraz jej przeznaczenia stosuje się różne metody chlorowania:
- chlorowanie stałe w celu dezynfekcji i oczyszczenia wody wodociągowej;
- chlorowanie wodociągowe do zwalczania odrostów biologicznych oraz dezynfekcji przewodów, różnych zbiorników i urządzeń;
- chlorowanie wstępne;
- chlorowanie wielostopniowe przed kolejnymi procesami uzdatniania w celu utlenienia zawartych w wodzie zanieczyszczeń i poprawienia jej właściwości organoleptycznych (barwy, smaku);
- chlorowanie końcowe po uprzednim uzdatnieniu wody pod względem fizykochemicznym;
- chlorowanie normalną dawką przeważnie podczas chlorowania końcowego wody wodociągowej przeznaczonej do picia. Normalna dawka jest to ilość miligramów chloru, jaką trzeba dodać do 1 dm3 wody, aby po związaniu części chloru przez związki znajdujące się w wodzie pozostało 0,1 mg/ dm3 w postaci chloru użytecznego. W tych ilościach Chlor jest prawie nie wyczuwalny w wodzie surowej, a zanika zupełnie podczas jej ogrzewania;
- chlorowanie zwiększoną dawką ma na celu skuteczniejsze odkażanie wody, poprawę jej właściwości i zabezpieczenia urządzeń przed obrostami hydraulicznymi. Stosowane bywa podczas wstępnego chlorowania wody do picia silnie zanieczyszczonej, a ponadto do wody chłodniczej i przeznaczonej do celów sanitarno - porządkowych.

Nadmiar chloru w wodzie przeznaczonej do picia musi być po zakończeniu procesu zredukowany do 0,1-0,3 mg/dm3 aktywnego chloru. Dechlorację wody przeprowadza się przez napowietrzanie albo za pomocą węgla aktywnego, albo tiosiarczanu sodu oraz siarczynu sodu.

Ilość chloru pozostałego w wodzie stosowanej w przemyśle spożywczym reguluje się zależnie od przeznaczenia wody. Woda używana w przemyśle owocowo - warzywnym do celów technologicznych powinna zawierać 2-5 mg/dm3 użytecznego chloru, natomiast woda do mycia 10-20 mg/dm3.

MIESZANIE W FAZIE CIEKŁEJ
Mieszanie cieczy zależy od ich lepkości, temperatury ciężarów właściwych, a przede wszystkim od wzajemnej rozpuszczalności. Urządzenia służące do mieszania ciał ciekłych z ciekłymi noszą nazwę mieszalników.
a) MIESZANIE MECHANICZNE
główne elementy wywołujące zjawisko mieszania naszą nazwę mieszadeł. Mieszadła dzielą się na trzy podstawowe grupy:
- mieszadła łapowe czyli płaskie, ustawione prostopadle lub ustawione w kierunku ruchu mieszadła i osadzona na obrotowym pionowym lub poziomym wale. Ruch cieczy polega na odrzucaniu cząstek cieczy w kierunku ścian zbiornika, wznoszeniu się do góry i opadaniu. Mieszadła tego typu nadają się do mieszania cieczy o małej lepkości.
- mieszadła śmigłowe czyli łopatki stanowiące wycinki płaszczyzny śrubowej, umieszczone na poziomym lub pionowym wale i poruszane z dużą prędkością obwodową. Nadają się do mieszania cieczy o małej i średniej lepkości.
- mieszadła turbinowe, czyli wirniki z łopatkami obracające się wokół pionowej osi. Nadają się głównie do otrzymywania emulsji, mieszania cieczy lepkich oraz zawiesin o dużym stężeniu fazy stałej
b) MIESZANIE HYDRAULICZNE (PRZEPŁYWOWE)
prowadzone jest w sposób ciągły i polega na doprowadzeniu do zetknięcia się ze sobą oraz wymieszania dwóch lub większej liczby strumieni cieczy.
c) MIESZANIE PNEUMATYCZNE
stosuję się przy niewielkiej lepkości. Proces mieszania pneumatycznego polega na doprowadzeniu do cieczy, pary lub gazu odpowiednimi otworami w wężownicy lub rurze. Gaz (para) rozdziela się na pęcherzyki, które płyną do góry przez warstwę cieczy. Mieszanie następuje dzięki temu, ż płynące do góry pęcherzyki powodują ruch cieczy, a także dzięki obecności cieczy, płynącej przeciwnie do ruchu pęcherzyków gazu nie biorącej udziału w ruchu barbotażu.

Przykładami mieszania cieczy są: mieszanie mleka w zbiornikach stacjonarnych, mieszanie piwa w zbiorniku umożliwiającym równoczesne pobieranie piwa z kilku naczyń leżakowych lub pośredniczących (w celu ujednolicenia jakości produkcji i zabezpieczenia równomiernego zasilania linii rozlewniczej lub filtracyjnej), itd.

Cele pasteryzacji i sterylizacji-utrwalenie żywności.
W wyniku pasteryzacji ulega zniszczeniu flora wegetatywna co najmniej 99% i chorobotwórcza nie przetrwalnikująca 100%. W procesie sterylizacji produkty ogrzewa się do temp powyżej 100C w celu zniszczenia wszystkich drobnoustrojów. Żywność po sterylizacji nie zawiera żywych komórek lub zawier je w formie niezdolnej do rozmnażania - sterylizacja handlowa.

wartość Z
współczynnik efektu sterylizacji, określa wpływ temperatury na czas niszczenia komórek, wyznacza się z krzywych „czasu śmierci cieplenj” (zależność między czasem ogrzewania a temperaturą), określa wzrost temp.(stopnie C) potrzebny do 10-krotnego skrócenia czasu ogrzewania.

Punkt potrójny - krzywe oddzielające 3 fazy skupienia wody nazywa się krzywymi granicznymi a miejsce och przecięcia punktem potrójnym. W punkcie potrójnym istnieje możliwość (przy odpowiednich wartościach ciś. I temperatury) równoczesnego występowania wody w 3 stanach skupienia). Poniżej punktu potrójnego woda występuje tylko w fazie staej lub gazowej.

PROCESY MEMBRANOWE I ICH ZASTOSOWANIE
Procesy membranowe zaliczamy do dyfuzyjnych metod rozdziału składników cieczy.
1) DIALIZA- nieodwracalny samorzutny proces rozdzielania składników cieczy. Proces przebiega na skutek różnicy szybkości dyfuzji cząsteczek ( o różnej wielkości) przez membrany półprzepuszczalne. Siłą napędową dializy jest różnica stężeń odpowiednich składników w roztworze po obu stronach membrany. Dializę powszechnie stosuje się w preparowaniu roztworów koloidalnych, przede wszystkim do demineralizacji preparatów białkowych. Przykładem jest technologia odżywek dla niemowląt i diabetyków, w tym celu dializie poddaje się mleko, serwatkę lub izolaty białek roślinnych. Specjalne konstrukcje dializerów znalazły zastosowanie w medycynie jako sztuczne nerki.

2) ELEKTRODIALIZA- proces przemieszczania się jonów obecnych w roztworze wodnym przez membrany pod wpływem różnicy potencjałów pomiędzy elektrodami. Z roztworów są usuwane substancje dysocjujące. Proces elektrolizy okazał się przydatny w uzdatnianiu wody pitnej otrzymywanej z mórz i oceanów. Elektrodializę zastosowano w przemyśle cukrowniczym do odmineralizowania zagęszczonych soków owocowych, znane też jest zastosowanie elektrodializy do obniżania kwasowości soków owocowych, częściowej demineralizacji mleka krowiego w celu nadania mu właściwości mleka kobiecego, odsalania serwatki przed produkcja laktozy oraz w uzdatnianiu ścieków. Elektrodializie towarzyszą procesy tj:

-elektroosmoza (przemieszczanie się przez membrane warstwy hydratacyjnej z przeciwjonem i przenoszenie przez membrane współjonów oraz wody hydratacyjnej)

- dyfuzja wsteczna (zachodzi w kierunku odwrotnym niż zamierzony obniżając jego skuteczność)

- polaryzacja stężeniowa (gromadzenie się jonów po jednej stronie membrany, obniżenie efektywności procesu)

3)OSMOZA- proces jednokierunkowego przenikania rozpuszczalnika przez membranę oddzielającą roztwory o różnym stężeniu składników rozpuszczonych. Rozpuszczalnik (woda) przenika z roztworu o niższym stężeniu do środowiska o większym stężeniu (większej zawartości składników rozpuszczonych). Jest to zjawisko towarzyszące dializie, zależne od właściwości membrany. Cząsteczki wody są mniejsze od cząsteczek substancji rozpuszczonych w roztworze. Membrany rozdzielające dwa roztwory są przepuszczalne dla cząsteczek wody, a nieprzepuszczalne dla większych cząsteczek. W tych warunkach dyfuzja wody jest możliwa tak długo aż ciśnienie wywierane ze strony roztworu o większym stężeniu składników rozpuszczonych na membranę nie zostanie zrównoważone. Siłę, z jaką roztwór przeciwstawia się dyfuzji wody nazywa się ciśnieniem osmotycznym. Ciśnienie osmotyczne jest siłą napędową procesu i gwarantuje przepływ rozpuszczalnika z roztworu mniej stężonego do roztworu bardziej stężonego. Zgodnie z regułą Van't Hoffa przy stałej objętości i temperaturze, ciśnienie osmotyczne równe jest ciśnieniu, jakie wywierałoby na ściany zupełnie nieprzepuszczalnego naczynia substancje rozpuszczone w wodzie po ich przeprowadzeniu w stan gazowy. Proces osmozy jest powolny i długotrwały, więc jego zastosowanie w skali przemysłowej jest niewielkie. W celu uintensywnienia osmozy stosuje się różnice potencjałów po obydwu stronach membrany i wówczas proces ten nazywa się

ELEKTROOSMOZĄ. Uintensywnienie można też uzyskać stosując różnicę temperatur po obydwu stronach membrany- wówczas proces nazywa się TERMOOSMOZĄ.
Osmozę zastosowano do zagęszczania soków owocowych charakteryzujących się korzystnymi cechami smakowo - zapachowymi, które są specjalnie wrażliwe na procesy termiczne np. sok malinowy.

4) ODWRÓCONA OSMOZA- kierunek osmozy można zmienić jeżeli od strony roztworu o wyższym stężeniu składników zastosuje się zewnątrz ciśnienie wyższe od osmotycznego. Zmieni się wówczas kierunek dyfuzji wody i innych niskocząsteczkowych składników. Woda przenika z roztworu bardziej stężonego do mnie stężonego, a więc odwrotnie niż podczas osmozy. Wielkość ciśnienia niezbędnego do zamiany kierunku osmozy wynosi od 1 do 10 MPa i zależy od rodzaju filtrowanej cieczy i budowy membrany. Podczas odwróconej osmozy nierównomiernie wzrasta stężenie składników zatrzymywanych przez membranę. Jest ono zawsze wyższe przy powierzchni membrany niż w masie cieczy zagęszczonej. Odwróconą osmozę stosuje się do zagęszczania soków owocowych (głównie cytrusowych), mleka odtłuszczonego, serwatki, izolatów białek roślinnych, białka jaj, koncentratów mleka odtłuszczonego.

5) ULTRAFILTRACJA- zalicza się do procesów ciśnieniowo - przepływowej filtracji membranowej. Polega na wydzieleniu z roztworów np. soli i cukrów oraz na jednoczesnej koncentracji składników wielkocząsteczkowych, np. białek lub skrobi. W praktyce jest bardzo podobna do odwróconej osmozy. W obydwu procesach występuje kontakt powierzchni membrany z roztworem pod ciśnieniem. W ultrafiltracji składniki zatrzymywane przez membranę mają masę cząsteczkową powyżej 500 Daltonów, ich ciśnienie osmotyczne jest małe i dlatego do uzyskania przepływów przez membranę są wymagane daleko niższe ciśnienia robocze niż w odwróconej osmozie. Podstawową różnica pomiędzy odwróconą osmozą a ultrafiltracją występuje w strukturze i funkcjonowaniu membran specjalnie preparowanych dla każdego z tych procesów. Ultrafiltrację stosuję się w technologii preparatów białkowych z mleka lub serwatki oraz z wód sokowych ziemniaka, koncentraty mleka odtłuszczonego, koncentraty oraz izolaty białek roślinnych np. sojowych, do odzysku enzymów i ich wielokrotnego zastosowania, odzysku i oczyszczania ścieków przemysłu mleczarskiego i ziemniaczanego.

6) ODPAROWANIE MEMBRANOWE:

CELOWOŚĆ SZYBKIEGO ZAMRAZANIA- Przy szybkim zamrazaniu, a zwłaszcza przy szybkim przekroczeniu zakresu temperatur od ok. -2do-5stopni, zapobiega się powstawaniu dużych kryształków lodu, niszczących sciany komorek, jak również kryształków lodu międzykomórkowego, ujemnie wpływającego na strukture produktow mrozonych. Szczególnie szybko (możliwie w czasie krótszym od godziny) należy pzebyc zakres temperatur od ok. -2do-5 stopni, któremu towarzyszy najintensywniejsze tworzenie się lodu. Zamrazanie powinno być szybkie, tak azeby powstawaly drobne krysztalki lodu w komorkach . jednak procres należy prowadzi tak, by nie tworzyl się lod międzykomórkowy, co w sumie dziala destrukcyjnie na strukture zamrazancy tkanek. Pamiętać jednoczesnie należy o tym, ze intensywne powstawanie lodu oznacza tez intensywne wydzielanie się utajonego ciepla (topnienia), co wymaga urządzeń zapewniających szybkie odprowadzanie tego ciepla (336kJ/kg).

Kriokoncentracja
Zagęszczanie przez wymrażanie wody. Zagęszczanie przez wymrażanie jest procesem zmierzającym do otrzymania wysoko wartościowych koncentratów przy zmniejszonym zużyciu energii w porównaniu z odparowaniem w wyparkach. Proces prowadzi się powyżej punktu euktycznego. Prowadzi tak aby do lodu nie dochodziły substancje nie rozpuszczalne w wodzie. Na powierzchni kryształków absorbowane są składniki s.s. i dla tego stosuje się płukanie kryształów małą ilością wody powstałą w wyniku roztopienia lodu. Kryształy lodu z zagęszczonego roztworu oddziela się za pomocą wirówek. Stosuje się kriokoncentrację w celu wyeliminowania strat substancji aromatycznych podczas zagęszczania soków owocowych. Soki owocowe metodą kriokoncentracji wykazują leprze właściwości w porównaniu z odpowiednimi produktami zagęszczonymi w wyparkach próżniowych lub metodą odwróconej osmozy. Podczas kriokoncentracji otrzymuje się koncentraty bez żadnych zmian, smaku, zapachu, koloru oraz wartości biologicznych.

Porównać metodę jonitową do dejonizacji.
Zmiękczanie wody za pomocą jonitów jest najprostszym sposobem jej uzdatniania polegające na usunięciu z wody jonów wapnia i magnezu przez wymianę ich na jony zasadowe kationitów w formie sodowej.
Dejonizacja jest to usuwanie wszystkich jonów (odsalanie)

CZYNNIKI OD KTÓRYCH ZALEŻĄ WARUNKI TERMICZNEGO UTRWALANIA ŻYWNOŚCI
Procesy termiczne są związane z działaniem ciepła na produkty podczas ich ogrzewania i chłodzenia. Proces wymiany ciepła intensyfikuje się przez zwiększenie powierzchni przepony, burzliwości przepływu czynnika i różnicy temperatur między nośnikiem ciepła a produktem. W czasie procesów technologicznych warunki wymiany ciepła pogarszają się wskutek zmniejszania się wartości współczynników wnikania, przewodzenia i różnicy temperatur. Przewodność cieplna produktów wzrasta podczas ich ochładzania do temperatury poniżej temperatury zamarzania. W procesach termicznych temperatura spełnia funkcję czynnika regulującego rozwój i aktywność drobnoustrojów oraz katalizuje lub hamuje przebieg reakcji fizykochemicznych i biochemicznych. Ogrzewanie żywności ma na celu przyspieszenie przemian jej składników, stymulację rozwoju lub zniszczenie drobnoustrojów oraz intensyfikację procesów dyfuzyjnych.

SUSZENIE DIELEKTRYCZNE- przez umieszczenie wilgotnego materialu miedzy okladkami kondensatora wlaczonego do obwodu dragon elekrto-magneyzcnych wielkiej częstotliwosci (1-5MHz). SUSZENIE ROZPYLOWE- dokonuje suszenia materialu ciekłego w stanie daleko posuniętego rozdrobnienia ( kropelki o średnicy 0,02-0,1mm), osiaganego za pomoca dyszy lub częściej szybko wirującej tarczy rozpylowej. Rozpylony materiał jest porywany przez wir suchego, goracego (120-250 st) powietrza i w ciapy kilku do kilkunastu sekund przechodzi do urządzeń separacyjnych (obecnie cyklonowych dawniej rękawicowych) już jako proszek o zawartości np. 3% wilgoci. Pomimo wysokiej temp powietrza wprowadzanego do wieży suszarniczej, zawarte w nim ciepło prawie momentalnie zużywa się na wyparowywanie wody z rozpylonej cieczy, tak z temp materiału suszonego i samego suszu nie przekracza 65-67stopni.

Ekstrakcja płynami nadkrytycznymi

Płyny nadkrytyczne - gęste gazy i pary o właściwościach pośrednich między właściwościami cieczy i gazów i w związku z tym mają zwiększoną zdolność rozpuszczania. Duża sieła rozpuszczania płynó nadkrytycznych ze stosunkowo dużej gęstości i dyfuzyjności oraz niskiej lepkości.Płyny nadkrytyczne:CO2, etan,etylen, niektóre fluorowęglowodory. Są łatwo usuwalne z produktu co jest związane z wyeliminowaniem szkodliwych pozostałośći rozpuszczalników w produkcie. Zmianę rozpuszczalności i selektywności można uzyskać regulując temperaturę lub ciśnienie w zakresie wartości nadkrytycznych lub dodając małe ilości substancji o pośredniej lotności (aceton, metanol, etanol, woda).

Czynniki decydujące o wydajności produkcji surowców.
Przyrodnicze: światło, ciepło, woda, atmosfera, pożywienie mineralne, podłoże.
Fizjologiczne: gleba, klimat
Agrotechniczne: melioracja, uprawa roślin, pielęgnacja roślin, ochrona, zbór(sprzęt), przechowywania i transportu, nawożenie
Techniczne: budynki, maszyny, środki ochrony, środki transportu, środki opakowaniowe, drogi i paliwa
Ekonomiczne: ceny, zbyt, kredyt
Subiektywne: wiedza, doświadczenie, zamiłowania, uzdolnienia, zdrowie, sytuacja materialna

Kryteria podziału surowców
1. Pochodzenie
Roślinnego i zwierzęcego
2. Skład chemiczny
- białkowe
-tłuszczowe
-węglowodanowe
3. Wartość odżywcza
-sole mineralne np. Ca
-witaminy
4. Parametry fizyczne
-gęstość nasypowa
-właściwości elektryczne, optyczne
-właściwości termofizyczne - ciepło właściwe i przewodność cieplna
-aero i hydrodynamiczne

Wymień główne procesy jednostkowe produkcji izolatów białek roślinnych
rozpuszcanie w pH 11 filtrowanie zakwaszenie do pH 4,5 i koagulacja płukanie wodą koagulatu zobojetnianie pH 8 suszenie co daje izolat rozpuszczany

Zagęszczanie roztworów. Wady i zalety zagęszczania w wyparkach.
Odparowanie w wyparkach, kriokoncentracja czyli przez zamrażanie, membranowe
Wady: straty substancji lotnych z parą wodną, pogorszenie jakości koncentratów - strata składników aromatycznych, przy ciśnieniu atmosferycznym denaturacja białek, tworzenie połączeń białkowo-cukrowych, rozkład niektórych składników, zmiany barwy lub zapachu
Zalety: mniejszy nakład energetyczny, duża wydajność procesu, powszechnie stosowane.

ZASTOSOWANIE EKSTRAKCJI DO OTRZYMYWANIA KONCENTRATÓW I IZOLATÓW BIAŁKOWYCH W ŻYWNOŚCI.
Surowcem do produkcji koncentratów i izolatów białek są nasiona roślin oleistych (soi, rzepaku) lub strączkowych (grochu, bobiku). Przygotowanie surowców do ekstrakcji polega na usunięciu łupiny, rozdrobnieniu do postaci mąki lub grysu oraz odtłuszczeniu nasion roślin oleistych.
W produkcji koncentratów białek ekstrakcję prowadzi się w celu usunięcia substancji niskocząsteczkowych, tzn. cukrów, soli mineralnych, barwników i związków azotowych niebiałkowych. Składniki ekstrahuje się wodą lub wodnymi roztworami kwasów i alkoholu etylowego. Ekstrakcję wodą stosuję się tylko wówczas, gdy zawarte w surowcu białko zostało uprzednio denaturowane termicznie. Ekstrakcję kwaśną przeprowadza się wodą zakwaszaną kwasem solnym do pH 4-5. W tym zakresie pH większość białek roślinnych wykazuje najmniejszą rozpuszczalność. Podczas ekstrakcji wodnym roztworem alkoholu etylowego (60-80%) usuwa się niebiałkowe związki azotowe, barwniki i związki zapachowe. Ekstrakcję przeprowadza się metodą immersyjną lub przez macerację. Po ekstrakcji trwającej zwykle 60 minut, ekstrakt rozdziela się przez filtrację lub wirowanie. Rafinat będący koncentratem białek odwadnia się w suszarkach walcowych lub rozpyłowych. Wydajność koncentratu białek, niezależnie od metody ekstrakcji wynosi 60-70% w stosunku do masy surowca.
W produkcji izolatów białka ekstrahuje się wodą lub słabym roztworem ługu sodowego o pH w zakresie 7-9. Maksymalną wydajność otrzymuję się stosując roztwory ługu o pH ok. 11, jednakże przy takim zakresie pH rozpuszczalnika zachodzą niekorzystne zmiany jakościowe białek. Proces prowadzi się w temperaturze 55-60°C, używając rozpuszczalnika w ilości nie przekraczającej 10- lub 20- krotnie masę surowca. Czas ekstrakcji wynosi od 15 minut do 2 godzin w zależności od temperatury, intensywności mieszania, stopnia rozdrobnienia i ilości rozpuszczalnika. Ekstrakt białek oddziela się od rafinatu na sitach wibracyjnych i w wirówkach. Białka wytrąca się w punkcie izoelektrycznym (pH 4-5) przez koagulacje roztworem kwasu solnego lub octowego. Izobat przemywa się kilkakrotnie wodą lub roztworem alkoholu etylowego i odwadnia w suszakach. Zawartość białka w izolatach wynosi ok. 90%. Wydajność procesu w stosunku do białka zawartego w surowcu kształtuje się na poziomie 30%.

Flotacja:proces odwrotny do sedymentacji;

Zastosowanie: -do zagęszczania osadów w oczyszczalniach; -do usuwania tłuszczu; Flotację uzyskuje się przez:-podgrzanie osadu do 35st, -wydzielenie pęcherzyków gazu o działaniu flotacyjnym; -wprowadzenie do osadu(przed doprowadzeniem go do zagęszczenia)powietrza pod ciśnieniempo wprowadzeniu.do zagęszczcza wydzielają sie pęcherzyki powietrza; Rodzaje flotacji:*wysokociśnieniowa(powietrze o ciśnienu 0,6MPa; mało przydatna,ponieważ tworzą się duże pęcherze powietrza; konieczność dodatku koagulantów i korekty pH);*niskociśnieniowa(nie wymaga obróki wstępnej osadu-dodatku koagulantów i korekty pH;niskie ciśnienie powietrza-do 0,1MPa i powolna redukcja powietrza powoduje wytorzenie się małych pęcherzyków gazu sprzyjające flotacji); *elektroflotacja(przeprowadzenie elektrolizy ścieków;wydzielenie przy elektrodach gazu, który unosi zanieczyszczenia)

DODATKI DO ŻYWNOŚCI:

1.zwiększające wartość odżywczą - polega na celowym zwiększeniu lub przywróceniu początkowej wartości odżywczej przez dodatnie 1 lub kilku składników odżywczych pochodzących z produktów naturalnych lub syntetycznych. Czynnikiem zmuszającym do wzbogacenia żywności są straty niektórych składników zwłaszcza witamin i soli mineralnych zachodzące w czasie przebiegu procesów technologicznych. Do wzbogacenia stosuje się serwatkę, kazeinę, chude mleko w proszku, drożdże, witaminy z gr.B i D, sojowe preparaty białkowe

2. przedłużające trwałość - chemiczne utrwalanie żywności: przez dodatek związków chemicznych do żywności wywołujących efekty antybiotyczne, działają destrukcyjnie na ściany błony komórkowej lub integracji w przemiany genetyczne komórek drobnoustrojów lub inaktywacje enzymów i metabolitów drobnoustrojów. Substancje te powinny być obojętne pod wpływem smkowo zapachowym i nieszkodliwe dla konsumenta. Powszechnie stosuje się bezwodnik kwasu siarkowego, który chroni przed utlenianiem kwasu askorbinowego.

3. poprawiające cechy organoleptyczne - spowodowane wymagania konsumenta i koniecznością wyrównania strat niektórych składników żywności powstających w czasie procesów technologicznych; przyprawy roślinne, hydrolizaty białkowe (przyprawy bulionowe), naturalne substancje zapachowe, olejki eteryczne, syntetyczne substancje zapachowe. Naturalne i syntetyczne substancje zapachowe występują w postaci esencji spożywczych aromatów do ciast i proszków

4. ułatwiające przebieg procesu technologicznego

- chemiczne środki spulchniające stosowane do przygotowania i wypieku ciasta,

- środki spieniające służa do wytworzenia struktury piankowej wyrobów cukierniczych,

- substancje zagęszczające: żelatyna, agar, pektyny, alginiany

- emulgatory ułatwiają wytworzenie emulsji, przedłużają jej trwałość i wpływają na właściwości organoleptyczne produktu: lecytyna, żółtka jaj, emulgatory syntetyczne

- stabilizatory przeciwdziałają zmianom struktury produktów spożywczych pod wpływem czynników tj: kwasowość, zamrażanie, obróbka mechaniczna lub termiczna

Metody otrzymywania spirytusu bezwodnego

Destylacja wielokrotna/rektyfikacja:jest realizowana w aparacie wielokotłowym składającym się z trzech kotłów napełnionych destylowaną mieszaniną.W poszczególnych kotłach stężenia składnika jest różne.Różnica stężeń składnika niżej wrzącego jest wywołana działaniem deflegmatora, w którym skrapla się część par dopływających do niego i w postać flegmy zawraca do górnego kotła-następuje wymiana składników z cieczą napełniającą kocioł.W jej wyniku para zwbogaca się w składnik niżej wrzący a ciecz w składnik wyżej wrzący.

1.Destylacja ekstrakacyjna- polega na dodaniu do mieszaniny cieczy destylowanej składnika o malej lotności( tzw składnik ekstrakcyjny R), ale mającego właściwości zmieniania lotności względnej składnika mieszaniny i poprawiajacego przez to warunki destylacji. Destylacje ekstrakcyjna stosuje się do rozdzielania mieszaniny cieczy charakteryzujaca się wzgledna lotnością skaldnikow zblizona do jedności.

2.Destylacja azeotropowa - polega na destylowaniu mieszaniny do której został dodany składnik tworzący z rodzielanymi składnikami azeotrop trójskładnikowy. Destylację te stosuje się do rozdzielania mieszanin azetropowch lub mieszanin złożonych ze składników mających zbliżoną temperaturę wrzenia.

Czynniki azeotropowe powinny spełniać warunki:

- mieć niskie ciepło parowania oraz porywać jak największą ilość wody i jak najmniejszą ilość alkoholu

- łatwo oddzielać się od wody i alkoholu

- być tanie i łatwe do otrzymywania

- nie wywoływać korozji aparatury

- wykazywać możliwie dużą różnice między temperaturą wrzenia azeotropu a temp. Wrzenia etanolu

- pozostałość czynnika przechodząca ewentualnie do spirytusu nie powinna obniżać jego jakości

3.Sita molekularne-zeolity

4.Odwapnianie

1. Destylacja z nadmiarem środków higroskopijnych
a) z K2CO3
jeżeli dodamy krystaliczny proszek K2CO3 do mieszaniny azeotropowej złożonej z wody i etanolu (97,2% etanolu i 2,8% wody), wówczas potas do każdej swojej cząsteczki przyłączy dwie cząsteczki H2O. w wyniku tego następuje rozwarstwienie mieszaniny, gdzie etanol (99,9%) stanowi górną warstwę. potas jest b.drogi
b) zastosowanie wapna palonego.
CaO+H2O = Ca(OH)2
do związania 1 kg wody trzeba 3,11 ka CaO. aby usunąć wodę z 1000 dm3 spirytusu 92% trzeba teoretycznie 363 kg Ca\O. w praktyce 1,5 - 2 razy więcej - wymagany jest nadmiar wapna. Ca(OH)2 tworzy trudną do rozpuszczenia masę(skorupę), gdzie jest zamknięta duża ilość etanolu. OK 3/4 etanolu jest łatwa do uzyskania, natomiast 1/4 wymaga rozpuszczenia wapna przy użyciu H2O. następuje niepożądane rozmieszczenie a w wyniuku tego ponowna destylacja, dodatkowe koszty
c) przy wykorzystaniu gipsu
Jeśli gips poddany orzewaniu w temp pow 175-185 C to traci on wodę. otrzymujemy bezwodny siarczan wapnia, który bardzo dobrze wiąże wode. Jednak proces dodatku siarczany wapnia należy przeprowadzać takm by nie uzyskać pełnego uwodnienia jego, tylko do tzw. semihydrat. jeżeli nastąpi pełne uwodnienie, powstanie brudna, twarda skorupa. zatem proces należy przerwać w odpowiednim momencie. przez gips znajdujący sie w kolumnie przepuszcza się w przeciwprądzie pary etanolu. po uzykasniu semihydratu -> obróbka termiczna 175-185 C - uzysk. bezwodny siarczan wapnia i proces możemy powtórzyć.
2) met. z wykorzystnaiem procesu membranowego
z zastosowaniem membran sorpcyjno - dyfuzuzyjnych. przechodzi przez nie jedynie woda na drugą stronę, a etanol zostaje przed membraną. po stronie permeatu jest próżnia, dzięki czemu woda, która przejdzie do permeatu w postaci pary jest doprowadzana do skroplenia. jest to metoda najbardziej skuteczna jednak kosztowna. zaw wody w etanolu 0,05%.
3) destylacja azeotropowa
przedmiotem działania tej destylacji może być spirytus surowy lub oczyszczony ale również bezpośrednio uzyskana brzeczka (stęż. w granicach 8-12% etanolu) powstaje azeotop, który swoim składem odpowiada składowi cieczy z której powstał. w normalnych warunkach zatem nie uzyskamu poprawy jakości produktu. istota polega na dodaniu do spirytusu takiego związku który utworzy z wodą azeotop bardziej lotny niż spirytus. pozbywamy się wody a spirytus absolutny jest zbierany u dołu kolumny odwadniającej. związki wykorzystywane do destylacji azeotropowej to:
-heptan - toluen -cykloheksan - chlorek metylenu
- oktan - benzen - chloroform - czterochlorek węgla.
4) destylacja pod obniżónym ciśnieniem
ciśnienei wpływa na równowagę między cieczą a parą. obniżenie ciśnienia powoduje obniżenie temp. wrzenia mieszaniny, co jest korzystne w otrzymywaniu składników wrażliwych na temp. Jeśli cisnienie obniżymy do 70 mmHg to zawartość etanolu w punkcjie azeotropowym nie wyniesie 97,2% ale 100%.
urządzenie skłąda sie z 2 kolumn.
I kolumna pod ciśnieniem normalnym - czyli rektyfikacyje spirytusu surowego - otrzymujemy mieszaninę azeotropową
II kolumna pod obniżonym ciśnieniem -> etanol absolutny oraz tzw odciek, który jest zawracany do kolumny I
5) destylacja ekstrakcyja
dodanie składnika o małej lotności, tzw ekstrahującego , którego zadaniem jest zmiana lotności względnej mieszaniny i poprawa warunków destylacji. np. glicerol
kolumnędo 1/3 wyskości zalewa się stężonym spirytusem - mieszanina azeotropowa. od dołu prowadzi sięproces podgrzewania. opary etanolu unoszą się ku górze, z góry w przeciwprądzie spływa glicerol wprowadzony na jedną z najwyżej umieszczonych półek. dochodzi do kontaktu, glicerol pochłania wodę, opary bezwodnego etanolu są kierowane do skraplacza
6) met. sit molekularnych.
usuwanie wody ze spirytusu surowego z wykorzystaniem zjawiska absorpcji
zeolit - sita molekularne (rodzaj jonitu)
kolumna wzmacniająca -> urządzenie do podgrzewania oparów -> 2 zestawy absorbentów wypełnione zeolitem.
podgrzane opary są kierowane do I absorbera, następuje absorpcja H2O.
II absorber jest w tym czasie w fazie desorpcji - usuwana jest z niego woda.
proces prowadzi się do momentu, gdy I absorber straci swoje wł. absorpcyjne.
następuje zmiana ról absorberów. proces desorpcji jest realizowany dwustopniowo:
- usuwanie H2O w wyniku obniżonego ciśnienia
- usuwanie reszty H2O przez przepuszczenie przez absorber spirytusu absolutnego