img196

5_C/5_X gradient stężeń D kinematyczny współczynnik dyfuzji

b)konwekcyjna - zjawisko przemieszczania się cząstek składnika czynnego spowodowane ruchem samego nośnika,efekt - szybkie wyrównanie stężeń w całej objętości fazy nośnika (konwekcja naturalna i wymuszona)

Przy dyfuzji międzyfazowej - na granicy faz dyfuzja cząsteczkowa,która ustępuje konwekcyjnej,im bliżej jądra fazy(anaiogia do przewodnictwa i konwekcji cieplnej)

W 2 fazach dyfuzyjnie nieczynnych(nośnych) jest rozmieszczony trzeci składnik dyfuzyjnie czynny (migrujący).

W w/w operacjach - wymiana masy:

-    przemieszczanie się substancji migrującej do granicy faz

-    przenikanie przez powierzchnie międzyfazowe Przenoszenie dyfuzyjne masy w następujących układach(TŻ):

-    między cieczą i gazem

-    między 2 niemieszającymi się cieczami

-    między cieczą i ciałem stałym

-    między gazem i ciałem stałym W T.Ż.wymiana masy :

a)    do wstępnego oczyszczania surowca lub wydzielenia z niego składnika

b)    do końcowego oddzielenia produktów i półproduktów powstałych w procesie technologicznym Zwykle interesujące nas składniki występują w małych stężeniach np.zacier gorzelniczy - 8 do 9% EtOH + 40 innych różnych składników.chcemy otrzymać EtOH 95-96%.im większy stosunek stężenia żądanego do tego jakie jest i im większy wymagany stopień oczyszczania,tym bardziej złożone,uciążliwe i droższe jest przeprowadzenie właściwego procesu wymiany masy

Dyfuzja - podstawa wielu operacji w T.2.:

-    suszenie - usuwanie wilgoci z materiału przez odparowanie jej do fazy gazowej

-    ekstrakcja - wydobywanie ze stałej lub ciekłej mieszaniny jednego lub kilku jej składników za pomocą rozpuszczalnika o wybiórczej zdolności rozpuszczania.Składnik przenika z fazy stałej lub ciekłej do ciekłej ,z której następnie jest wydzielony przez destylację lub krystalizację

-    krystalizacja - tworzenie się i rozrost kryształów przy przejściu substancji ze stanu ciekłego w stały

-    adsorpcja - wybiórcze pochłanianie gazów lub rozpuszczanie w cieczy substancji(adsorbat) na rozwiniętej powierzchni ciał stałych (adsorbent)

-    absorpcja - pochłanianie gazów w całej objętości cieczy lub ciała stałego(saturacja dwutlenku węgla,siarkowanie)

-    destylacja - przeprowadzenie w stan pary i ponowne skroplenie jednego lub kilku składników mieszaniny ciekłej w celu ich rozdzielenia lub oczyszczenia

-    rektyfikacja - rozdzielenie mieszanin cieczy lub par oparte na przeciwprądowym zetknięciu się cieczy i pary przy równoczesnej wymianie ciepła i masy (przemysł spi rytu sowy, olej ki eteryczne)

Destylacja i rektyfikacja:

-    cel oddzielenie jednego lub kilku bardziej lotnych składników mieszaniny ciekłej przez utrzymywanie jej w stanie wrzenia w aparacie destylacyjnym

-    opary wzbogacane są w składnik bardziej lotny,a mieszanina destylacyjna jest zubażana(para ma inny skład niż ciecz pozostająca z nią w równowadze).

Wielokrotne powtarzanie destylacji uzyskiwanego kondensatu prowadzi do coraz większego stężenia składnika lotnego,ale uwaga! w układach azeotropowych od pewnego stężenia substancji lotnej nie uzyskuje się już wzrostu jej koncentracji w kondensacie(ciecz i para mają jednakowy skład)

Taki skład azeotropowy to np.:EtOH + woda(97.2% obj.,95.6% wagowo EtOH.temp.wrzenia = 78.15 st.C) Zastosowanie:produkcja spirytusa,wódek,odzysk aromatów(głównie rektyfikacja),destylacja prosta-produkcja koniaków)

Im wyższe stężenie etanol u, tym stężenia par uzyskujemy coraz mniej.

Destylacja prosta:

-    aparatura:koctoł+skraplacz+odbieralniki

-    ciągłe usuwanie oparów znad wrzącej mieszaniny - ciągły spadek stężenia składnika lotnego w kotle-w następstwie tego również w oparach spadek stężenia składnika lotnego

Za pomocą destylacji prostej nie można uzyskać destylatu o wysokim stężeniu składnika bardziej lotnego.W miarę jak rośnie ilość destylatu to obniża się w nim zawartość składnika bardziej lotnego i