VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

В настоящее время концентрирование жидких сред методом вымораживания влаги развивается по трем основным направлениям и основан на отводе теплоты, выделяемой при кипении воды в среде вакуума ниже точки ее замерзания; впрыскивании легкокипящего хладагента или жидкости с низкой температурой замораживания в продукт и на на передаче теплоты от жидкой среды к хладагенту через твердую стенку.

Эффективность процесса вымораживания зависит от правильного проведения процесса кристаллизации влаги. Кристаллизация зависит главным образом от температуры замерзания, степени переохлаждения и физико – химических свойств продукта.

Для более эффективного обезвоживания процесс вымораживания и последующее удаление льда могут повторяться несколько раз.

П

Процесс концентрирования вымораживанием в

i – x диаграмме

роцесс мнегоступенчатого вымораживания можно проследить на диаграмме i–x (рисунок). На оси абсцисс откладывается количество вещества х, приходящего на 1 кг растворенного вещества, а по оси ординат – энтальпия раствора у.

 

Исходное состояние раствора характеризуется точкой 1. Начальное охлаждение раствора происходит при постоянном объеме, т.е. по вертикали (x=const). Точка 2 характеризует насыщенное состояние. При небольшом переохлаждении процесс дойдет до точки 3, где начинается образование кристаллов льда. Замораживание происходит при постоянной температуре по изотерме t₁=const.

Образование кристаллов льда продолжается до точки 4, которая характеризует состояние смеси, состоящей из (1+х₄) кг раствора и (х₁–х₄) кг кристаллов льда. Если лед удаляется из смеси, то остается раствор более концентрированный, чем исходный и характеризуется точкой 4.

Повторным охлаждением в точке 5 снова начинается образование кристаллов, и замораживание происходит изотермически по линии t₂ аналогичным образом, как и в первом случае образование кристаллов происходит до точки 6. Вымораживание таким образом может продолжаться до концентрации, соответствующей эвтектической точке 7, для чего необходимо охладить раствор до температуры t₃.

Дальнейшее охлаждение нецелесообразно, так как помимо образования кристаллов льда, начинается образование кристаллов растворенного вещества.

Код для цитирования: Скопировать