RAZDVAJANJE FAZA

1. RAZDVAJANJE FAZA Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga.i@neobee.net

2. Pojam faze: Faza je jednorodna homogena sredina koju od druge homogene sredine razdvaja određena površina (granična površina). • Ako jedan materijalni sistem sastoji se od dve ili više faza, onda je on nehomogen.

3. Nehomogeni sistemi Tečan Gasovit Suspenzija Dim Emulzija Magla Pena

4. Nastajanje nehomogenih sistema • Nastaju prirodnim i industrijskim procesima. • Nekada se javljaju kao nepoželjan, a češće kao neophodan sastavni deo proizvodnje. Uzroci nastajanja: • Mehaničke operacije; • Toplotne operacije; • Difuzione operacije i hemijski i biološki procesi.

5. Razdvajanje nehomogenih sistema • Metode razdvajanja zavise od sastava faza i prirode nehomogenog sistema. Pri izboru načina razdvajanja treba uzeti u obzir i fizička i hemijska svojstva faza. Sve metode razdvajanja mogu se podeliti u dve grupe: • TALOŽENJE • FILTRIRANJE

6. Razdvajanje faza Taloženje Filtriranje Gravitaciona sila Sila pritiska Gravitaciona sila Elektrostatička sila Centrifugalna sila Centrifugalna sila Centrifugiranje

7. Taloženje • Taloženje je operacija razdvajanja tečnih i gasovitih suspenzija na sastavne faze, na osnovu činjenice da dispergovana čvrsta faza ima veću gustinu od tečnosti ili gasa tzv. noseće faze. Pogonska sila taloženja može da bude: • Gravitaciona sila; • Elektrostatička sila i • Centrifugalna sila (centrifugalno taloženje).

8. Brzina taloženja wtaloženja b a Brzina taloženja [m/s] c 0 vreme

9. Do tačke “a” brzina padanja čestica RASTE zbog gravitacionog ubrzanja. • U tački “a” pa do tačke “b” brzina padanja je KONSTANTNA zbog toga što sila koja izaziva ubrzanje izjednači se sa silom otpora trenja čestica i noseće faze. U vremenu od tačke a-b čestice padaju konstantnom brzinom (ova brzina se naziva brzinom taloženja wtaloženja). • Kada otpori zbog trenja nadvladaju gravitacionu silu, brzina taloženja će OPADATI (b-c).

10. Stoksova formula za određivanje brzine taloženja K – konstanta koja zavisi od oblika čestica μ – Dinamička viskoznost noseće faze [Pa s] d - Prečnik čestice [m]

11. Taložnici Dorov zgušnjivač Tečna suspenzija tečnost Ugušćena susp.

12. Taložni prečistač

13. Centrifugalni prečistač 1 – Telo prečistača 2 – Dovodna cev 3 – Konusno dno 4 – Odvodna cev

14. Filtracija • Filtracija je operacija razdvajanja čvrste faze od tečne ili gasovite faze, na taj način što se suspenzija dovodi na cedilo, koje tečnost ili gas propušta, a čvrstu fazu zadržava. • Pogonska sila filtracije je razlika pritiska iznad p1 i ispod cedila p2.

15. 1 – cedilo; 2 – čvrsta faza (pogača, ili talog)

16. Filtri • Na izbor filtra utiču: • Količina suspenzije; • Priroda i temperatura tečnosti ili gasa; • Količina taloga; • Vrednost taloga i tečnosti; • Pritisak suspenzije.

17. U industriji su na upotrebi sledfeći filtri: • Peščani filtri; • Vakuum-filtri (nučevi i Oliver filtri); • Filtar prese (komorne i ramske); • Gasni filtri.

18. Filtar prese Komorna filtar-presa

19. Izgled članka komorne filtar-prese Otvor za dovođenje suspenzije 7 Izbrazdana površina Slavina za ispuštanje tečnosti

20. Ramska filtar-presa

21. Oliver filtar 1 – Doboš (bubanj); 2 – Cedilo (platno); 3 – Korito; 4 – Osovina; 5 – Ceđenje; 9 – nož za struganje. 1 – sekcija; 2 – pune letve; 3 – Cedilo; 4 – rebra.

22. Centrifuge • Razdvajanje faza vrši se pod dejstvom centrifugalne sile, koja čvrste čestice taloži na unutrašnjem plaštu obrtnog doboša. • Plašt doboša može biti i perforiran, tada se vrši centrifugalna filtracija. • Operacija se izvodi u centrifugama, koje mogu biti: • Taložne i • Potisne (filtracione) centrifuge.

23. Centrifugalna sila koja se javlja pri obrtanju mase “m” brzinom “w” :

24. Potisna centrifuga

25. Alfa-Lavalov separator