Отстаивание
Отстаивание является простейшим методом отделения жидкости от взвешенных в ней твердых частиц. Заключается оно в том, что смесь жидкости и твердых частиц наливают в высокие сосуды и оставляют в покое. При этом вследствие разности относительной плотности твердые частицы постепенно оседают на дно, а жидкость становится прозрачной. Процесс этот медленный, но тем не менее его широко применяют для осветления вытяжек при производстве настоек и других извлечений.
Оседание взвешенных частиц в жидкой среде подчиняется уравнению Стокса:
087_01
где Vm - скорость оседания твердых частиц в м/с; d - диаметр взвешенных частиц в м; γт - плотность твердых частиц в кг/м3; γж - удельный вес жидкой среды в кг/м3; g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с, η- абсолютная вязкость жидкой среды в Н/(с-м).
Приведенное уравнение позволяет судить о влиянии лишь основных физических параметров на скорость осаждения. Оно не учитывает влияния коагуляции, флоккуляции, поверхностных явлений, а также влияния изменения концентрации твердой фазы в процессе ее осаждения, стенок отстойника и других факторов. К тому же применимость закона Стокса ограничена нижним пределом размера частиц, когда их дисперсность достигает коллоидных частиц, подверженных броуновскому движению. Верхний предел применимости этого закона зависит как от размеров и плотности частиц, так и от физических свойств среды, в которой они осаждаются. Размеры взвешенных твердых частичек неодинаковы. Поэтому, как следует из уравнения, в первую очередь оседают более крупные частицы, а затем более мелкие. В связи с указанным процесс разделения фаз сильно удлиняется.
Сроки отстаивания можно сократить, если укрупнить размер частиц, что в ряде случаев вполне удается. Отстаивание проводят в соответствии с требованиями ГФХ при температуры не выше 8°С, которая способствует лучшему выделению примесей (т. е. ухудшает их растворимость) и препятствует активному развитию микрофлоры в водных жидкостях. Скорость оседания частиц зависит также от того пути, который они должны пройти, т. е. от высоты сосуда, где проводится отстаивание.
Сосуды, в которых проводится отстаивание, называются отстойниками, или седиментаторами. Это металлические (большей частью из алюминия) цилиндрической формы сосуды разной емкости с одним краном, расположенным на некоторой высоте от днища, или с несколькими кранами, находящимися на разных уровнях отстойника. В отстойниках первого типа осветленная вытяжка или раствор сливается после полного завершения процесса отстаивания с помощью крана или сифона. Отстойники второго типа дают возможность декантировать жидкость частями по мере ее осветления. При стекании слоев жидкости, лежащих близко к осадку, возможно некоторое взмучивание. По этой причине полное разделение фаз невозможно. Потери жидкости тем меньше, чем уже поперечник отстойника.
27.06.2015