Dělení kapalných heterogenních směsí, usazování

Prezentace na téma: "Dělení kapalných heterogenních směsí, usazování"— Transkript prezentace:

1 Dělení kapalných heterogenních směsí, usazování
Střední odborná škola Otrokovice Dělení kapalných heterogenních směsí, usazování Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Vičánek Dostupné z Metodického portálu ISSN:  , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

2 Charakteristika DUM Název školy a adresa
Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/ /2 Autor Ing. Miroslav Vičánek Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Gu-CHTe/1-PV-3/5 Název DUM Dělení kapalných heterogenních směsí, usazování Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 28-52-H/01 Obor vzdělávání Gumař-plastikář Vyučovací předmět Chemická technika Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 15 – 16 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce s doplňujícím výkladem vyučujícího; náplň: co to jsou heterogenní směsi, dělení kapalných heterogenních směsí Vybavení, pomůcky Dataprojektor Klíčová slova Kapalná heterogenní směs, emulze, suspenze, pěna, dělení kapalných heterogenních směsí, sedimentace, usazování Datum

3 Dělení kapalných heterogenních směsí, usazování
Náplň výuky (obsah hodiny) Heterogenní směsi suspenze emulze pěny Dělení heterogenních směsí Usazování kontinuální a diskontinuální

4 Heterogenní směs Heterogenní směs [1] (z řečtiny heteros = jiný, různý, takže i různorodá směs) je systém složený z několika fází (v termodynamice fáze = látka s určitými mikroskopickými vlastnostmi). Na rozhraní fází se chemické a fyzikální vlastnosti mění skokem. Jednotlivé složky můžeme rozlišit pouhým okem. Typickým příkladem takové směsi je např. žula, v níž můžeme zřetelně vidět rozhraní mezi fázemi. Obr. 1: žula

5 Kapalná heterogenní směs
Heterogenní kapalná směs se skládá alespoň ze dvou fází, kde dispergační fáze (jedná se o fázi, která obklopuje rozptýlené částečky) je kapalná. Dispergační fáze – obklopuje rozptýlené částečky Dispergovaná fáze – je tvořena rozptýlenými částečkami (může být tuhá, kapalná i plynná) Známe tři druhy kapalných heterogenních směsí: suspenze emulze pěny Obr. 2: fáze

6 Suspenze Rozptýlená fáze je tuhá látka
Podle průměru rozptýlených částic se suspenze dělí na hrubé > 0,1 mm > 100 μm jemné 0,005 – 0,1 mm 5 – 100 μm kaly 0,001 – 0,005 mm 1 – 5 μm koloidní < 0,001 mm < 1 μm Jako příklad hrubé suspenze je možno uvést směs vody a písku. μm 100 50 10 5 1 0,5 Hrubá suspenze Jemná suspenze Kal Koloid Pravý roztok Obr. 3: velikost částic

7 Emulze Heterogenní směs dvou vzájemně se nemísících kapalin
Jedna kapalina je dispergovaná fáze, druhá dispergační Příklad: voda a minerální olej – chladicí emulze pro třískové obrábění (soustruh) voda a silikonový olej – separační emulze do forem při vulkanizaci Obr. 4: emulze při soustružení

8 Pěny Pěny jsou heterogenní směsi kapaliny s plynem, při čemž plyn je více nebo méně rozptýlen v kapalině. Příkladem je mýdlová pěna. Podle obsahu plynu dělíme pěny na: vlhké – obsah plynu do 85 % suché – obsah plynu nad 85 % Příprava: probubláváním našleháním chemickou reakcí (vzniká plyn) Obr. 5: mořská pěna

9 Oddělování Důvody oddělování: Technologické
potřebujeme jednu nebo obě fáze získat v čistém stavu Ekonomické oddělením fází se dá zabránit ztrátám cenného materiálu Ekologické oddělují se škodlivé částice z odpadních vod Nejdůležitějšími operacemi k oddělení těchto směsí jsou usazování filtrace odstřeďovaní Obr. 6: recyklace

10 Usazování (sedimentace)
Oddělování fáze ze suspenze vlivem gravitace. Hybnou silou je rozdíl hustot – čím vyšší rozdíl, tím rychlejší sedimentace. Fáze s vyšší hustotou klesá ke dnu Fáze s nižší hustotou stoupá vzhůru Rychlost usazování: - stoupá se zvětšující se hustotou i průměrem rozptýlených částic - klesá se zvyšující se hustotou a viskozitou kapalné fáze Obr. 7: sedimentace

11 Sedimentace Zařízení pro usazování se rozdělují podle průběhu děje na
přetržité (diskontinuální) kombinované (polokontitmální) nepřetržité (kontinuální). výška koncentrace Koncentrace sedimentu je u dna nejvyšší u hladiny nejnižší Obr. 8: koncentrace sedimentu

12 Diskontinuální sedimentace
Přetržité usazování Do svislé nádrže se napustí suspenze a nechá se určitou dobu usazovat Čirá kapalina se vypouští bočními kohouty Usazenina se vypustí dnem Obr. 9: diskontinuální sedimentace

13 Kombinovaná sedimentace
Suspenze přitéká plynule, částice se při pozvolném průtoku usazují čirá kapalina na opačné straně usazováku plynule odtéká kal usazený na dně se hromadí a občas odtahuje Obr. 10: polokontinuální sedimentace

14 Kontinuální sedimentace
Nepřetržité usazování Suspenze na jednom místě nepřetržitě přitéká, kal i vyčiřená kapalina se plynule odvádějí. Nejjednodušším nepřetržitě pracujícím usazovákem je usazovací nálevka (kuželový usazovák) Suspenze se nepřetržitě přivádí do přívodního hrdla (1), které je uprostřed usazováku. Tuhá fáze klesá dolů a vyčiřená kapalina nepřetržitě stoupá nahoru a přes přepad (3) odtéká odváděcím hrdlem (2). Stěny nádrže svírají úhel maximálně 60 stupňů, proto sklouzává kal sám dolů a odvodní rourou samočinně vytéká z usazováku pryč. Jde totiž o spojenou nádobu, v níž jsou kapaliny o rozdílných hustotách. Hustější kal má hladinu nižší, než je hladina kapaliny. Obr. 11: kontinuální sedimentace

15 Kontrolní otázky: Co je to heterogenní směs?
Jaké jsou nejdůležitější operace pro oddělování kapalných heterogenních směsí? Charakterizuj jednotlivé druhy sedimentace

16 Seznam obrázků: Obr. 1: anonym, [vid ], dostupné z: Obr. 2: vlastní Obr. 3: vlastní Obr. 4: Eugen Nosko, [vid ], dostupné z: Obr. 5: Elena Campos Cea, [vid ], dostupné z: Obr. 6: Cbuckley, [vid ], dostupné z: Obr. 7: vlastní Obr. 8: vlastní Obr. 9: vlastní Obr. 10: vlastní Obr. 11: Přemysl Hranoš, „Stroje a zařízení v chemickém průmyslu“, nakladatelství Pavel Klouda, Ostrava, 2001, ISBN

17 Seznam použité literatury:
[1] Otevřená encyklopedie Wikipedie, [vid ], dostupné z: [2] Přemysl Hranoš, „Stroje a zařízení v chemickém průmyslu“, nakladatelství Pavel Klouda, Ostrava, 2001, ISBN

18 Děkuji za pozornost 