Химические процессы в технологии. Общая характеристика химических процессов

Все хим.процессы делятся на высокотемпературные, низкотемпературные, каталитические, некаталитич., электрохим., биохим., радиационнохим., плазмохим., фотохим. и др..

За основу классификации выбраны параметры, оказывающие решающее действие на процесс, для хим.пр.большое значение имеет их непрерывность или цикличность, энергоёмкость, направление движения материальных и тепловых потоков, агрегатное состояние взаимодействующих веществ. По направлению движения тепл. и матер. потоков в аппаратах различают прямоточные, противоточные, процессы с перекрёстным и смешанным потоком. Все системы взаимодействующих веществ и соответствующих им техн.пр. делятся на гомогенные и гетерогенные.

Система- это любая группа веществ, находящаяся во взаимодействии. Фаза-совокупность однородных частей системы, одинаковых по составу, по физ. и хим.свойствам и ограниченных от др.частей поверхностью раздела. Гомогенные- системы, в которых все реагирующие вещества находятся в какой-то одной фазе. Гетерогенные- системы, в которых все реагирующие вещества находятся в различных фазах. Экзотермические- выделение теплоты, эндотермичиские- поглощение теплоты. Обратимыеи необратимые. Электрохим.-изучают процессы превращения хим. энергии в электрич., и электрич в хим..Электролиз- пропускание постоянного электрич. тока через электролит, приводящий к протеканию хим.реакций, которые в обычных условиях самопроизвольно не идут. Катализ- эффективное средство ускорения многих хим. реакций.

33. Пастеризация — однократное нагревание жидкостей или пищевых продуктов обычно до 60-70°С в течение 15-30 минут. Была открыта в середине XIX века французским микробиологом Луи Пастером. Изначально пастеризация имела цель уничтожения туберкулезной палочки, но позднее стала применяться для уничтожения так же других видов бактерий. Цель пастеризации — уничтожение болезнетворных микроорганизмов и подавление жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов. Эффективность пастеризации определяется степенью уничтожения болезнетворной (патогенной) микрофлоры. При пастеризации продукт нагревают до температуры 63-98 °С и выдерживают при этой температуре некоторое время. При такой обработке инактивируются ферменты, погибают вегетативные формы микроорганизмов, но споры остаются в жизнеспособном состоянии и при возникновении благоприятных условий начинают развиваться. Поэтому пастеризованные продукты (молоко, пиво и др.) хранят при пониженных температурах в течение ограниченного периода времени. Пищевая ценность продуктов при пастеризации практически не изменяется. В зависимости от вида и свойств пищевого сырья используют разные режимы пастеризации. Различают длительную (при температуре 63—65°С в течение 30-40 мин), короткую (при температуре 85-90°С в течение 0,5-1 мин) и мгновенную пастеризацию (при температуре 98°С в течение нескольких секунд). Стерилизация — уничтожение всех видов микроорганизмов, включая бактерии и их споры, грибы, вирусы и прионы, находящихся на поверхностях, оборудовании, в пищевых продуктах и лекарствах. Осуществляется термическим, химическим, радиационным, фильтрационным методами. Термическая стерилизация Как и при пастеризации, в стерилизации существует зависимость между температурой нагрева продукта и продолжительностью выдержки. Иногда применяют дробную стерилизацию, которая заключается в многократном нагреве и охлаждении продукта. Сначала продукт нагревают до 100—150 °C, затем его охлаждают до 35-40 °C и выдерживают при этой температуре 1-2 часа. Это делается для того, чтобы проросли споры. Потом продукт вновь нагревают до 100—110°C, затем опять охлаждают до 35-40 °C и выдерживают 1-2 часа. Так повторяют несколько раз. Эффективность стерилизации характеризуют коэффициентом стерилизующего действия, который представляет собой логарифм отношения начального и конечного количества бактерий в единице объема продукта С = lg(N0/Nк) Биотехнология предст-т собой сов-ть пром-х методов, в кот-х исп-ся живые организмы и биолог-ие процессы для произв-ва разл-х продуктов ( хлебопечение, приготовление вина, пива, сыра, способы обработки кожи и т.д.) Биопромышл-ть,в онове которой лежит биотехнология роизводит кормовые и пищевые белки, аминокислоты, ферменты. К важнейшим процессам биотехнологии отн-ся брожение, микробиологический синтез, термическая обработка. Новые направления физико-химической биологии значительно разширили возможности процессов биотехнологии, особенно в генной и клеточной инженерии. Сегодня биотехнология рассм-ся как наука,возникшая на стыке нескольких биологич-х дисциплин: генетики, вирусологии, микробиологии и растениеводства. Она описывает уникальные возм-ти практического использ-ия рез-в в этой области, выдвигает на передний план НТП.

34. Ферменты- органич. катализаторы биол. происхождения, вещества, ускоряющие хим. реакции, необх. для жизнедеят-ти организмов. Ферменты вырабатываются живой цитоплазмой. Они принимают участие во всех биохим. процессах, обладают высокой активностью и специфичностью действия. Принимают в пищевой и легкой пром-ти. Брожение (ферментация)- процесс разложения орган. веществ, преимущественно углеводов, на более простые соединения под влиянием микроорг. или выделенных ими ферментов. Освобождающуюся при этом энергию микроорганизмы расходуют для своей жизнедеят-ти, а продукты брожения исп-ют для биосинтеза. Важнейшими типами брожения явл. спиртовое(вызывается многими дрожжами и некоторыми плесневыми грибами) , молочнокислое(вызывается молочнокислыми батериями), маслянокислое( вызывается маслянокислыми анаэробными бактериями, к. превращают многие углеводы, и высшие спирты в масляную кислоту, образуя при этом углекислый газ, водорот, энергию) , метановое. Брожение м. б. анаэробным( типичным) и аэробным(окислительным).

35. Микробиол. сиртез- способность микроорг. образовывать различные ценные биотические вещества, такие как аминокислоты, витамины, антибиотики, ферменты, гормоны. Складывается из 2 этапов. На 1 этапе выбирается: объект культивирования; установка данного объекта; исходная питательная среда; способ культивирования.