21. Радиационно-химические, фотохимические, плазмохимические процессы, их сущность, области применения, технико-экономическая оценка.

Радиационно-химические процессы обусловливаются энергией ионизирующего излучения, которая в сотни тысяч раз превышает энергию химических связей.

В качестве источников ионизирующего излучения используются электроны, а- и р-частицы, у-излучение.

Осуществление физических, химических и биологических процессов с помощью энергии ионизирующего излучения дает возможность получать новые материалы, придавать им улучшенные свойства, решать экологические проблемы.

Радиационно-химические технологии благодаря высокой энергетической эффективности излучения являются энергосберегающими, позволяют легко дозировать средства обработки и не загрязняют продукцию, могут эффективно использоваться для обработки блочных материалов и изделий, при стерилизации биомедицинских материалов, при консервировании продуктов питания.

При консервировании ионизирующими излучениями стерилизующий эффект получают без повышения температуры. Для обработки пищевых продуктов используют у-из-лучение. Источники у-лучей дешевы, лучи обладают большой проникающей способностью, что позволяет обрабатывать изделия большого размера и в крупной упаковке.

Механизм действия ионизирующих излучений при консервировании пищевых продуктов основан на ионизации молекул и атомов микроорганизмов, в результате чего нарушаются их нормальные биологические функции и они отмирают.

Стерилизация продуктов в герметичной таре с помощью ионизирующих излучений дозами порядка 1 2,5 мрад дает возможность сохранять продукты длительное время при комнатной температуре. Этот метод не нашел применения, так как высокие дозы облучения вызывают изменения белков, окисление жиров, изменение вкуса и запаха продуктов. Такую обработку называют радаи пертизацией. Для обработки мяса, рыбы применяют толь ко пастеризующие дозы - радуризацию. При такой обработке не наблюдается изменение запаха, вкуса, консистенции.

Недостатком радуризации является снижение содержания витаминов, могут протекать процессы автолиза, так как ферменты не инактивированы.

Облучение картофеля, чеснока, лука предупреждает преждевременное прорастание и дает возможность храни п. их до нового урожая; в зерне, обработанном у-лучами, полностью уничтожаются вредители - клещи и насекомые.

Однако методы ионизирующего облучения пищевых продуктов в настоящее время тщательно изучаются с точки зрения их сани-тарно-гигиенического аспекта.

Фотохимические процессы - это химические реакции, протекающие под действием светового излучения или вызываемые им.

В зависимости от роли и характера светового луча делят на три группы:

• реакции, которые могут протекать самопроизвольно после поглощения светового импульса;

• процессы, для которых необходим непрерывный подвод световой энергии;

• химические процессы, в которых световой импульс, воздействуя на катализатор, активизирует его и способствует более быстрому протеканию химических реакций.

Плазмохимические процессы

Плазма - частично или полностью ионизированный газ, обладающий практически одинаковой плотностью положительных или отрицательных зарядов. Плазма может быть низкотемпературной (порядка 10 °С) и высокотем-пературной (106-108 °С). Низкотемпературная плазма получила более широкое применение в технологических процессах промышленных производств. Созданы плазмотроны мощностью от 100 В до 10 ООО кВ и устройства для напыления порошковых металлов и их соединений. Использование их дает значительный эффект.

На промышленных предприятиях применяют плазменно-механическую обработку металлов, суть которой состоит в разупрочнении поверхности заготовок перед резанием. Это дает возможность повысить скорость обработки и увеличить толщину снимаемой стружки. Внедрение плазменно-механического метода обработки марганцовистых сталей способствует повышению производительности труда в 4-10 раз, а титановых сплавов - в 15 раз.

С помощью плазмотронов можно перерабатывать хлор-органические отходы, которые до сих пор выбрасывались. Из них можно получать новые вещества, необходимые для различных отраслей. Плазменная технология связывается с появлением металлобетонов, где в качестве связующего вещества используют сталь, чугун, алюминий, свинец и т. д.

Плазменная же технология позволяет производить быстрое поверхностное оплавление частиц горной породы, что обеспечивает хорошую совместную работу металла и минерального наполнителя. Полученный металлобетон прочнее обычного бетона при сжатии в 10 раз, при растяжении - в 100 раз.

При обработке плазмой поверхности кирпичных, бетонных стен или стен, поверхность которых облицована керамической плиткой, образуется стекловидный расплав, который надежно защищает здание от влаги и атмосферных воздействий. Если же на стены здания предварительно нанести растворы солей различных металлов, то их поверхности приобретут соответствующую окраску.