ВОПРОС № 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА АДСОРБЦИИ

Адсорбция — процесс поглощения газов (паров) или жидкостей поверх­ностью твердых тел (адсорбентов). В случае избирательного поглощения компонентов смеси появляется возможность ее разделения на составляю­щие компоненты. Явление адсорбции связано с наличием сил притяжения между молекулами адсорбента и поглощаемого вещества. Адсорбция явля­ется одним из эффективных методов разделения газообразных и жидких смесей компонентов, различающихся структурой молекул.

Твердое вещество, на поверхности или в порах которого происходит кон­центрирование поглощаемого вещества, называется адсорбентом. Погло­щаемое вещество, находящееся вне пор адсорбента, называется адсорбти-вом, а после его перехода в адсорбированное состояние — адсорбатом.

Адсорбция используется для очистки газовых (жидких) смесей от неже­лательной примеси или для выделения этой примеси в качестве целевого продукта. Благодаря селективности поглощения различных компонентов адсорбция является одним из эффективных процессов разделения.

В пищевой технологии адсорбция используется для очистки диффузион­ного сока и сахарных сиропов в сахарном производстве, осветления пива и фруктовых соков; очистки от органических и других соединений спирта, водки, коньяка и вин; сиропов в крахмало-паточном производстве и др.

Адсорбция широко применяется также для осушки газов и их очистки с выделением ценных компонентов, для извлечения (регенерации) раствори­телей из газовых (паровых) или жидких смесей, для осветления растворов, очистки газовых выбросов и сточных вод и в аналитических целях.

Различают два вида адсорбции — физическую и химическую. При физи­ческой адсорбции молекулы поглощенного вещества, находящиеся на повер­хности адсорбента, не вступают с ним в химическое взаимодействие. При хи­мической адсорбции, или хемосорбции, молекулы поглощаемого вещества химически взаимодействуют с адсорбентом. При физической адсорбции связь молекул поглощенного вещества (адсорбата) с адсорбентом менее про­чна, чем при хемосорбции.

После осуществления адсорбции, как правило, производят десорбцию ад­сорбата. Это позволяет извлечь из сорбента поглощаемый компонент (не­редко — целевой продукт) и вновь использовать освобожденный от него сорбент: промышленные сорбенты чаще всего очень дороги, так что одноразовое их использование экономически невыгодно, иногда — просто недопустимо. После десорбции обычно необходимо провести активацию сор­бента, чтобы восстановить его адсорбционные свойства. Стадии десорбции и активации адсорбента (вместе) представляют собой его регенерацию: после нее сорбент готов к повторному использованию в процессе адсорбции.

Процессы адсорбции, десорбции, активации могут осуществляться в не­прерывном режиме — тогда каждый из них проводится в отдельном аппара­те, а адсорбент перемещается из адсорбера в десорбер, далее — в регенератор (активатор) и снова в адсорбер. Адсорбция — один из немногих процессов, когда полунепрерывные режимы (неподвижный слой сорбента и движение через него потока сплошной среды) вполне конкурентоспособны с непрерыв­ными. Целиком периодические процессы в промышленности используются нечасто (преимущественно при сорбции поглощаемого вещества из отде­льных порций жидкости). В полунепрерывных и периодических процессах стадии адсорбции, десорбции и активации обычно проводят поэтапно в од­ном и том же аппарате.