Производственные технологии в сельском хозяйстве, легкой и пищевой промышленности: Практикум (Тематика практических работ, задания для практических работ и методические указания по их выполнению), страница 4

Цель работы: изучить классификацию, виды и отличительные особенности тепловых и массообменных процессов; приобрести навыки в распознавании и практического применения тепловых и массообменных процессов для количественного определения составных частей сырья и материалов.

Материальное обеспечение

1. Сильвинит (смесь KCl и NaCl) – 200 г.

2. Весы, термометр, стеклянный капилляр.

3. Электроплитка, водяные бани – 2 шт.

4. Фарфоровая ступка с ручкой – 2 шт.

5.Фильтровальная бумага или фильтры.

6. Колбы конические 250 мл – 2 шт.

7. Стаканы стеклянные на 100–150 мл и 250–300 мл – по 2 шт.

8. Палочки, воронки стеклянные – 2 шт.

9. Цилиндры 100 мл – 2 шт.

10. Бюксы металлические.

11. Часы песочные на 5 мин.

12. Вода дистиллированная.

Задание 1. Определение содержания хлористого калия

в сильвините

В естественных условиях сильвинит – это смесь двух соединений: хлористого калия (KCl) и хлористого натрия (NaCl), которые по внешнему виду практически не различимы. Достаточно часто возникает необходимость выделить из сильвинита хлористый калий. для этого в промышленности применяются различные виды тепловых и массообменных процессов.

Используя тепловые и массообменные процессы, определите количественное содержание хлористого калия в сильвините.

Работу выполните в следующей последовательности:

1. Вскипятите в стакане около 100 мл дистиллированной воды.

2. В кипящую воду, постоянно перемешивая стеклянной палочкой, насыпайте сильвинит до тех пор, пока прекратится его растворение, т. е. раствор станет насыщенным.

3. Стакан снимите с плитки и остудите в течение 3–5 мин.

4. На плитку поместите водяную баню с горячей водой.

5. Приготовьте перенасыщенный раствор сильвинита.

Для этого из стакана (п.3) в цилиндр налейте 50 мл насыщенного раствора. Затем отмеренный раствор перелейте в фарфоровую ступку, добавьте в нее 20 г сильвинита и поставьте на кипящую водяную баню на 5–7 мин.

В результате хлористый калий переходит в раствор, а хлористый натрий остается в осадке.

6. Раствор отфильтруйте в колбу и на 5–10 мин поместите в холодильник. По окончании охлаждения хлористый калий на дне колбы должен образовать осадок.

7. Взвесьте бумажный фильтр (М), поместите его в воронку и отфильтруйте осадок хлористого калия из колбы.

8. Фильтр с осадком из воронки перенесите в металлическую бюксу и поместите в сушильный шкаф, где высушивайте в течение
15–20 мин при температуре, равной +110 °С.

9. По окончании высушивания взвесьте фильтр с осадком хлористого калия (m).

10. Рассчитайте процентное содержание хлористого калия в сильвините по формуле

где Х – содержание KCl в сильвините, %;

m– масса осадка KCl с фильтром после высушивания, г;

М – масса фильтра, г;

g – масса сильвинита, использованного для приготовления перенасыщенного раствора, г.

11. Перечислите виды тепловых и массообменных процессов, которые были использованы при выполнении данной работы.

Задание 2. Изучение процесса экстракции

Процесс экстракции – это извлечение компонентов из растворов или твердых тел с помощью различных экстрагентов. 

Изучите процесс экстракции в системе «твердое тело – жидкость». В качестве экстрагента используйте воду.

Установите, какие факторы оказывают влияние на интенсивность процесса экстракции. результаты исследований оформите в произвольной форме.

Работу выполните в следующей последовательности:

1. В два стеклянных стакана объемом 250–300 мл с помощью цилиндра отмерьте по 100 мл дистиллированной воды, температура которой равна +20…+25 °С.

2. Один стакан с водой поставьте на плитку и доведите воду до кипения.

3. Опустите в каждый стакан с холодной и горячей водой по пакетику чая для разовой заварки, переверните песочные часы.

4. Наблюдайте процессы экстракции в горячей и холодной воде в течение 5 мин, периодически помешивая растворы. Оцените результат экстрагирования по интенсивности цвета воды в каждом стакане.

5. В рабочем журнале отметьте, как влияет температура экстрагента и перемешивание на скорость процесса экстракции.

Задание 3. Изучение тепловых процессов