Cтраница 4
Ск, что затрудняет определение положения максимума С, и приводит к постепенному увеличению суммы ( Cg С), стремящейся к пределу. Условия, которые превалируют в случае найлоновых колонок, описанных в данной статье, приводят к постепенному падению эффективности с ростом времени удерживания до определенного минимального значения. На практике при работе с колонками, характеризующимися высокими значениями а, когда сопротивление массопередаче в газовой фазе ( Cg) является определяющим, следует использовать газ-носитель с малой плотностью, например водород или гелий, для увеличения коэффициента диффузии растворенного вещества в газовой фазе. При применении колонки с малыми значениями а, когда доминирующим является фактор С, влияние коэффициента диффузии растворенного вещества в газовой фазе невелико и может быть использован любой газ-носитель. При низких значениях а и при скоростях газа ниже оптимальной скорости предпочтительнее применять аргон или азот для снижения продольной диффузии. Так как сумма ( Cg Сг) сложным образом меняется с а, то время, необходимое для разделения двух веществ, может быть получено из уравнения ( 4), в котором величина ( Cg Q) заменена на соответствующие выражения из уравнения Голея. [46]
Анализируя приведенный выше метод расчета, можно отметить следующее. Метод применим только для систем, у которых параметр переноса растворенного вещества не зависит от концентрации и гидродинамических условий потока. Он не пригоден для расчета процесса разделения многокомпонентных систем. Помимо постановки двух экспериментов, в которых должны быть определены неизвестные константы, для расчета необходимо знать коэффициент диффузии растворенного вещества и осмотические давления раствора, а также иметь обобщенную корреляцию по массоотдаче для аппаратов данного типа, что обычно требует постановки дополнительных экспериментов. Кроме того, выражения для расчета поверхности мембран громоздки и для их решения необходимо многократно применять метод последовательных приближений, что может вызвать вычислительные трудности. [47]
Целесообразность концентрирования пищевых продуктов методом обратного осмоса в некоторой мере определяется природой исходных продуктов и качеством продуктов, полученных в результате обработки. Эти продукты следует рассматривать как замену уже известных видов концентрированных или обезвоженных продуктов. Такие широко используемые продукты, как томатная паста ( 30 % твердых веществ), апельсиновый сок ( 40 - 50 %) и молоко ( 24 - 36 %), получают с применением испарительных процессов. Необходимо разработать мембранную технологию и обратноосмотическое оборудование, способные обеспечить сравнимую степень концентрирования. В какой степени достижимо решение этой задачи, зависит от трех физических свойств жидкости - осмотического давления, вязкости и коэффициента диффузии растворенного вещества. [48]
На рис. 3, а показана линейная зависимость между эффектом, вызванным продольной диффузией, и обратной скоростью газа, что подтверждает вид соответствующей функции в уравнении для ВЭТТ. Этим подтверждается зависимость продольной диффузии от коэффициента диффузии растворенного вещества в газовой фазе. Из наклона кривой на рис. 3, а рассчитаны значения D g для - гептана в каждом газе-носителе. В табл. 3 представлены значения, полученные таким способом, и значения, вычисленные из сопротивления массопередаче в газовой фазе Dg. Значения для Dg были найдены из рис. 3, в, где отложены суммарные значения С ( С8 Ci) в зависимости от l / Dg для соответствующих газов. Как вытекает из уравнения Голея [2], эта зависимость должна выражаться прямой линией, пересекающей ось С при бесконечно большой величине коэффициента диффузии растворенного вещества в газе, равной сопротивлению массопередаче в жидкой фазе. [49]
На рис. 3, а показана линейная зависимость между эффектом, вызванным продольной диффузией, и обратной скоростью газа, что подтверждает вид соответствующей функции в уравнении для ВЭТТ. Этим подтверждается зависимость продольной диффузии от коэффициента диффузии растворенного вещества в газовой фазе. Из наклона кривой на рис. 3, а рассчитаны значения Dg для н-геп-тана в каждом газе-носителе. В табл. 3 представлены значения, полученные таким способом, и значения, вычисленные из сопротивления массопередаче в газовой фазе Dg. Значения для Dg были найдены из рис. 3, в, где отложены суммарные значения C ( Cg Ci) в зависимости от D g для соответствующих газов. Как вытекает из уравнения Голея [2], эта зависимость должна выражаться прямой линией, пересекающей ось С при бесконечно большой величине коэффициента диффузии растворенного вещества в газе, равной сопротивлению массопередаче в жидкой фазе. [50]
Разделение воды и растворенных веществ происходит вблизи обратноосмотической мембраны; вода проникает в мембрану, а растворенные вещества задерживаются и накапливаются непосредственно у поверхности мембраны. Если не предусмотрены механические средства для непрерывного удаления из этой зоны растворенных веществ, процесс разделения может прекратиться. Известно / 4 47 /, что даже если в центре русла потока имеет место значительная турбулентность, вблизи стенок канала существует граничный слой, в котором турбулентность отсутствует и массопе-ренос происходит главным образом путем молекулярной диффузии и объемного течения по линиям обтекания. Кроме того, объемные скорости в этой области относительно малы, и поэтому значительная доля полного переноса обусловлена молекулярной диффузией. Скорость диффузионного переноса определяется коэффициентом диффузии. Коэффициенты диффузии растворенных веществ и воды в жид-ких пищевых продуктах составляют величину порядка 10 - 7 - 10 см2 / с и имеют тенденцию снижаться при высоких концентрациях растворенного вещества и высокой вязкости раствора. К сожалению, точных данных для всех жидких пищевых материалов, за исключением сахарных сиропов, известно очень мало. [51]