ANYAGÁTBOCSÁTÁSI MŰVELETEK (Bevezető)

1. ANYAGÁTBOCSÁTÁSI MŰVELETEK(Bevezető) Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA varga.i@neobee.net

2. Anyagátbocsátási műveleteknek nevezzük mindazokat a műveleteket, amelyek jellemzője, hogy egy, vagy több anyag lép át egyik fázisból egy másikba. • A fázisok közötti határrétegen keresztül diffundáló anyag a nagyobb koncentrációjú pontok felöl az alacsonyabb koncentrációjúak felé halad. • A Hajtóerő = Δ c

3. Az anyagátbocsátás általában az érintkező fázisok határán kialakuló határrétegen keresztül megy végbe. • A műveletek sebességét többnyire a molekuláris diffúziószabja meg, ezért az anyagátbocsátási műveleteket diffúziós műveleteknek is nevezik. • Az anyagátbocsátási műveleteket leggyakrabban homogén anyagrendszerek szétválasztására alkalmazzák.

4. Az anyagátbocsátás sebessége • Egy fázison belül az anyagmenet csak molekuláris diffúzióval, vagy egyidejű molekuláris diffúzióval és konvekcióval mehet végbe. • Ha a közeg nyugalomban van, az anyagmenet csak molekuláris diffúzióval mehet végbe.

5. A molekuláris diffúzió • Molekuláris diffúziónak nevezzük az anyagátmenetnek azt a formáját, amely a molekulák, atomok, ionok, vagy kolloid részecskék rendezetlen hőmozgásánakeredményeként megy végbe.

6. A molekuláris diffúziót Fick első törvénye írja le, amelynek megfelelően a diffúzió irányára merőleges A elemi felületen, a τ idő alatt átdiffundáló anyag tömege m arányos a D molekuláris diffúziós tényezővel és a diffundáló komponens fázisokbeli Δc koncentrációkülönbségével, valamint fordítottan arányos δ-val a fázisok között kialakult határréteg vastagságával.

7. A diffúziós tényező, D, azt mutatja meg, hogy mekkora tömeg diffundál egységnyi idő alatt egységnyi felületen keresztül, ha a koncentrációkülönbség egységnyi. A hőmérséklet növelésével a diffúziós tényező értéke is növekszik. Gázoknál és gőzöknél a nyomás növelése is javítja a D- értékét.

8. Fick törvényét elemezve, megállapítható, hogy az anyagátbocsátás akkor nagy, ha: - Nagy a koncentrációkülönbség, - Nagy a fázisok érintkezési felülete és - Kicsi a határréteg vastagsága.

9. Fontosabb anyagátbocsátási műveletek: • Abszorpció – gáz elnyeletése folyadékban, amelyben a szétválasztás jellemzője az anyagátmenet a gázfázisból a folyadékfázisba. • Extrahálás – folyadék- vagy szilárd fázisban levő anyag átoldása egy másik, az elsővel nem vagy csak részben elegyedő folyadékba. • Lepárlás– homogén folyadékfázisok szétválasztásának művelete, a folyadékfázis és annak részleges elpárologtatásával létrejövő gőzfázis közötti anyagátmenet alapján (desztillálás, rektifikálás).

10. Adszorpció – gázok, gőzök vagy oldatok egyik alkotójának (komponensének) megkötése szilárd, pórusos anyagokkal (adszorbensekkel), amelyben a szétválasztás jellemzője az anyagátmenet a gáz-(gőz-) vagy folyadékfázisból a szilárdba. • Szárítás – szilárd anyagok nedvességtartalmának eltávolítása, általában a nedvességtartalom elpárologtatásával. A műveletben a nedvesség a szilárd fázisból a gáz-vagy gőzfázisba megy át. • Kristályosítás – kristályos szilárd fázis kiválasztása oldatokból vagy olvadékokból. Jellemzője az anyagátmenet a folyadékfázisból a szilárd fázisba.