История развития науки о процессах и аппаратах

Дисперсные или гетерогенные системы в зависимости от количества дисперсных фаз могут быть одно- и многокомпонентными. Например, многокомпонентной системой является молоко (имеет две дисперсные фазы: жир и белок); соусы (дисперсными фазами являются мука, жир и др.).
Методы разделения гетерогенных систем классифицируются в зависимости от размеров взвешенных частиц дисперсной фазы, разности плотностей дисперсной и сплошной фаз, а также вязкости сплошной фазы. Применяют следующие основные методы разделения: осаждение, фильтрование, центрифугирование, мокрое разделение, электроочистка.
Осаждение представляет собой процесс разделения, при котором взвешенные в жидкости или газе твердые или жидкие частицы дисперсной фазы отделяются от сплошной фазы под действием сил тяжести, центробежной или электростатической. Осаждение под действием силы тяжести называется отстаиванием.
Фильтрование - процесс разделения с помощью пористой перегородки, способной пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные в среде твердые частицы. Фильтрование осуществляется под действием сил давления и применяется для более тонкого, чем при осаждении, разделения суспензий и пылей.
Центрифугирование - процесс разделения суспензий и эмульсий под действием центробежной силы.
Мокрое разделение - процесс улавливания взвешенных в газе частиц с помощью какой-либо жидкости.
Электроочистка - очистка газов под воздействием электрических сил.
Методы разделения жидких и неоднородных газовых систем основаны на одинаковых принципах, но используемое оборудование имеет ряд особенностей.


3.1.1. Классификация процессов разделения неоднородных систем


Все процессы разделения неоднородных систем по виду движущей силы относятся к механическим и гидромеханическим. Многообразие самих систем и способов разделения привело к созданию многочисленных аппаратов, в которых осуществляются непохожие друг на друга процессы.
Осаждение под действием силы тяжести. Применяется там, где система составлена из компонентов, плотность которых существенно отличается. Этот способ используется для разделения грубых суспензий и некоторых промышленных пылей.
Применение центробежного поля позволяет существенно уве­личить движущую силу. Сила тяжести в этом случае заменяется центробежной силой, пропорциональной скорости и радиусу вращения частицы. Способ применяют для разделения тонких суспензий и мутей, содержащих мелкие частицы, а также эмульсий.
Для отделения пыли в газовых системах используют электростатическое поле, где осаждение происходит в результате взаимодействия частиц с ионизированным газом.
Фильтрование. Процесс разделения неоднородных систем за счет «просеивания» их через фильтрующую перегородку носит название фильтрование. Эти процессы используются для разделения жидких и газовых систем. В качестве движущей силы здесь может использоваться сила тяжести, например разделение суспензий в нутч-фильтре. Более эффективно использование разности давления по разные стороны фильтрующей перегородки. Фильтрование можно осуществлять и в центробежном поле.
Эффект разделения — это отношение количества компонента, выделенного из дисперсионной среды, к начальному его количеству в смеси:
Кроме огромной роли в основных технологических процессах процессы разделения неоднородных систем обеспечивают защиту окружающей среды от вредных выбросов в водные и воздушные бассейны. В связи с постоянно возрастающими требованиями к очистке сточных вод и газов роль этих процессов, решающих эко­логические проблемы, постоянно возрастает.