 |
Предмет курса ПАБТ. Классификация ПАБТ
|
|
|
|
Предмет курса ПАБТ
“ ПАБТ ”- наука о принципах организации и расчета биотехнологических процессов, конструирования технологической аппаратуры.
Термин “ процесс ” (лат. processes – продвижение) в данном курсе трактуется как изменение состояния системы (природной и технологической), происходящее в тех или иных условиях. Система – это совокупность элементов, взаимодействующих между собой и окружающей средой.
Процессы могут быть естественными (испарение воды с поверхности водоемов, нагрев и охлаждение поверхности земли и т. д. ) и производственными (технологическими), целью которых является переработка природного сырья в средства производства и предметы потребления.
Аппарат (лат. apparatus – оборудование) – устройство, приспособление, оборудование, предназначенное для проведения технологических процессов. Обычно аппаратом является сосуд, снабженный различными механическими приспособлениями.
Изучение производственных процессов составляет предмет и задачу науки, которая называется “ технология ” (греч teсhne – искусство, мастерство, умение и logos – учение).
Изучение физической сущности и теории этих основных биотехнологических процессов, принципов выбора и методов расчета аппаратов, применяемых для их осуществления и составляет предмет курса ПАБТ.
Классификация ПАБТ
Химический процесс – перенос субстанции, который приводит к изменению технологических параметров.
Основой любого БТП является химическая реакция, протекающая в реакторе. Однако многочисленные явления и процессы нехимического характера, требующие определенных способов организации и осуществляемые в соответствующих аппаратах.
|
|
|
Протекание процессов БТ в той или иной мере связано с переносом какой-либо субстанции – количества движения (импульса), теплоты, вещества (массы), которое организуется целенаправленно или сопровождает протекание какого либо процесса (одновременно может переносится несколько субстанций).
В зависимости от постановки проблем, существуют различные классификации ПАБТ.
Наиболее часто применяемой является следующая классификация:
1. По физической сущности процесса или от преобладания переноса той или иной субстанции:
1. 1 Гидромеханические процессы, протекания которых связано с переносом импульса (преимущественно переносят импульс)
Перемещение жидкостей, газов, получение и разделение неоднородных (гетерогенных) систем (пыль, туман, суспензия, эмульсия). Протекание процессов определяется законами гидравлики.
1. 2 Тепловые процессы, протекание которых связано с переносом тепла. (Охлаждение, нагревание, выпаривание). Протекание процессов определяется законами теплопередачи.
1. 3. Массообменные или диффузионные процессы, связаны с переносом вещества из одной фазы в другую (абсорбция – поглощение газа жидкостью «г» - «ж»; десорбция «ж»-«г»; сушка; экстракция «ж»-«ж»). Протекание процессов определяется законами массопередачи.
1. 4* Механические
1. 5* Химические
Химические процессы, которые сопровождаются переносом импульса и тепла и массы тоже относятся к основным, но они, как и механические процессы, изучаются пока в специальных курсах.
2. По способу организации процесса:
2. 1 Периодические, т. е. в которых все стадии (операции) проходят в одном аппарате, но в разное время. Могут протекать как в открытых, так и в замкнутых системах. (Применяются в малотоннажных производствах, для которых характерна смена сырья);
2. 2 Непрерывные, все стадии (операции) проходят в разных аппаратах, но в одно и тоже время. Могут проходить только в открытой системе. (Применение позволяет повысить производительность и качество получаемой продукции, полностью автоматизировать и механизировать производство);
|
|
|
2. 3 Комбинированные. Бывают:
– либо непрерывный процесс, отдельные стадии которого проводят периодически;
– либо периодический процесс одна или несколько стадий которого проводятся непрерывно.
3. По характеру изменения параметров процесса во времени:
| 3. 1 Стационарные (установившиеся) | 3. 2 Нестационарные (неустановившиеся) |
| Если обозначить совокупность параметров процесса через U, то при ∂ U/∂ τ =const(0), т. е. эти параметры могут изменятся в пространстве, но не во времени. | При нестационарном процессе ∂ U/∂ τ ≠ 0, т. е. параметры изменяются не только в пространстве, но и во времени. |
4. По количеству фаз, участвующих в процессе:
 |
| 4. 1 Гомогенные (1фазы) | 4. 2 Гетерогенные (2 фазы и более) |
5. По количеству компонентов:
 |
| 5. 1 Однокомпонентные | 5. 2 Многокомпонентные |
Самостоятельно:
|
|
|
