1.2. Как определяется скорость движения продукта внутри рабочего органа машины по основной зависимости, а также в зависимости от расхода жидкого либо пластично-вязкого продукта?

Скорость движения () продукта внутри рабочего органа машины.

Исходной основной формулой для ее нахождения является зависимость

 путь/время = Н/τ, м/с

Однако, при необходимости используются и другие зависимости:

А) Если продукт является:

• во-первых, жидким;

• либо пластично-вязким;

• либо насыпным;

• либо кусковым,

• и, во-вторых, обрабатывается в машине непрерывного действия в виде массы в сплошном слое или объеме,

то скорость его движения может быть найдена

• как функция давления

• либо напора по формуле Торичелли.

либо  

исходя из:  = ²/2 , Н = ²/2g (1)

Она исходит из основной зависимости, в чем легко убедится, анализируя размерности:

По второму закону Ньютона: н = кг·м/с²

С учетом этого:

Эту же скорость можно определить из уравнения неразрывности

потока, как функцию от производительности.

 = М₀/f = 4M₀/d² м/с (2)

где М₀- объемная производительность ТО, м³/с;

f – площадь поперечного сечения выходного окна, канала, и т.д. ТО, м²;

d – диаметр этого выходного окна, м.

Уровень 2

2. Характеристики ультрафильтрационных мембран в процессах разделения в биотехнологии

Они изготавливаются из пористых анизотропных ацетатцеллюлозных пленок двухслойной структуры состоящей:

- из тонкого поверхностного слоя, толщиной 0,25 мкм;

- и губчатой микропористой подложки (т.е. основы) толщиной 100 мкм.

Таким образом, нижняя основная масса мембраны,

• т.е. пористая губчатая нижняя подложка –

• служит несущей основой для плотного поверхностного слоя.

Плотный активный верхний слой определяет задерживающую способность мембраны по каждому компоненту разделяемой смеси.

– В этом плотном активном слое и происходит механизм разделения растворов.

– Размер пор активного слоя определяет степень концентрации вещества.

Процесс ультрафильтрации объясняется с двух теоретических позиций:

- в первом случае – ультрафильтрация представляется как проникновение через пористые капилляры разного диаметра в зависимости от молекулярной массы вещества;

- во втором случае – ряд ученых полагает, что вещества раствора диффундирует через материал мембраны, предварительно растворившись в нем.

В качестве основы мембран используются такие материалы как пористая металлическая фольга, пористое стекло, графит и др.

В биотехнологии используются следующие типы мембран:

- УАМ – 30;

- УАМ – 50М;

- УАМ – 100М;

- УАМ – 150М;

- УАМ – 200М;

- УАМ – 300М;

- УАМ – 500М.

Эти промышленные ультрафильтрационные мембраны изготавливают из ацетата целлюлозы типа «Владипор».

Они отличаются друг от друга

• диаметром пор (от 2,0 до 60 – 70 нм)

• и соответственно, селективностью (т.е. избирательностью) и проницаемостью.

Существенную роль на селективность мембраны играет молекулярная масса вещества.

Однако, при выборе мембраны следует учитывать,

• что кроме молекулярной массы

• на селективность мембраны существенное влияние оказывает т.н. стерический фактор который характеризует:

- во-первых, – пространственную структуру молекул концентрируемого вещества;

- во-вторых, - способность биологически активных веществ к агрегации (т.е. укрупнению).

В связи с этим для каждого конкретного случая мембрана выбирается опытным путем.

Уровень 3