(...) - zaliczenie
Dzisiaj będziemy mówić o ekstrakcji. Ekstrakcja to jest taka operacja jednostkowa, która jest często stosowana w przemyśle biotechnologicznym. Nie tylko zresztą, ale np. uzyskuje się cukier z krajanki buraczanej w przemyśle chemicznym - to jest b często stosowana operacja jednostkowa, gdzie występuje ruch masy między fazami i się zajmiemy ekstrakcją, która dotyczy usuwania jakiegoś składnika z cieczy za pomocą innego rozpuszczalnika, który wykazuje ograniczoną rozpuszczalność w tym, w tej pierwotnej mieszaninie.
Tej mieszaninie, którą wprowadzamy do ekstrakcji nazywamy surówką ekstrakcyjną, tak jak jest rektyfikacyjna czy jakaś inna, natomiast ta surówka składa się z substancji, którą chcemy wydzielić i z rozpuszczalnika pierwotnego. Natomiast ta substancja, którą dodajemy, to jest rozp wtórny albo ekstrahent.
Robiliście to na pewno w laboratorium, to się b często robi, zawsze w ten sposób, że dodajemy ten rozp wtórny, ten ekstrahent do surówki, to najpierw mieszamy, ponieważ jest ograniczona rozpuszczalność, są 2 fazy. No więc najczęściej to mieszamy w rozdzielaczu już, w którym potem będziemy to rozdzielać - ale to oczywiście można zrobić w jakimś zbiorniku z mieszadłem. Czyli zawsze jest stopień mieszania, a potem rozdzielanie.
Więc jest jakiś mieszanik, doprowadzamy surówkę, ona jest najczęściej określana jako F. Ona się skałada z rozp pierwotnego A i subst ekstrahowanej, niech się nazywa ona C. Dodajemy tutaj rozp wtórny B i mieszamy, a potem wprowadzamy to do rozdzielacza, gdzie 2 fazy się rozdzielają.
Ta faza, która zawiera więcej subst C, może być na dole albo u góry - to zależy, jaka jest gęstość tego. To ona się nz ekstraktem. A ta pozostałość nz się rafinatem. Takie są pojęcia tutaj używane - surówka, rozp wtórny, po wymieszaniu tego układu 2-fazowego rozdzielamy go.
Oczywiście musi być taki rozp dodany, żeby te fazy się rozdzieliły, żeby się nie zrobiła jakaś emulsja. Tak że musi być jakaś różnica gęstośći między ekstaktem czy rafinatem. To czy on jest na górze czy na dole to nie ma znaczenia, zależy od gęstośći.
Ekstrakcję można robić w sposób periodyczny, jak to robimy w laboratorium, że wlewamy i wstrząsamy, wstrząsamy dosyć długo, żeby się dobrze wymieszało, ta pow kontaktu międzyfazowego była jak największa, tam się często tworza takie kropelki, które się kontaktują z tą surówką. I wtedy zostawiamy to na jakis czas i to się rozdziela, no i wtedy spuszczamy ten ekstrakt czy rafinat.
No oczywiście jeśli TEN ROZP wtórny jest b cenny, to musimy go zregenerować czyli odzyskać go z tego rafinatu, bo tam jest go najwięcej. Czy z ekstraktu. Ale to się robi najczęśćiej przez rektyfikację. Czy tam destylacje w najprostszym przypadku. Czyli to jest najczęściej stosowany sposób.
Można prowadzić w sposób ciągły ekstrakcję - tak jak w kolumnach robiliśmy absorpcję, tak można sobie wypbrazić, że jest kolumna i ona może być wypełniona lub półkowa lub z mieszadłem w środku, tu są 2 warstwy wypełnienia. Najczęściej stosujemy metodę p-prądu strumieni czyli surówka z jednej strony, tutaj od dołu np. wprowadzamy rozp wtó®ny, to się rozdziela. Jedna faza jest powiedzmy np. ekstraktem, druga jest rafinatem. Jeszcze dodatkowo wymieszamy to. to wypełnienie służy do lepszego rozdziału, do zwiększenia powierzchni międzyfazowej. Czasami może to być zwyczajna pusta kolumna, krople jednej fazy, jedna jest faza ciągła, druga jest faza rozproszona i to w sposób ciągły się odbywa i możemy uzyskać dobry rozdział.
Ekstrakcja nie jest energochłonna, rektyfikacja pochłania ciepło, żeby odparować ten rozp czy generalnie rozdzielić te fazy ciekłe.
Jak to robimy, jak to przedstawiamy. Jeśli te 2 fazy są o ograniczonej wzajemnej rozp, to trudno - przedstawiamy 3 składniki: A- rozp pierwotny, C - subst ekstrahowaną i B - rozp wtórny. I to się robi, żeby to pokazać na płaszczyźnie, najczęściej w takim trójkącie Gibbsa.
To jest trójkąt równoboczny, tutaj sa te rozp A i B, a tu jest subst ekstrahowana. Dowolny pkt. Oczywiście tutaj w narożach są 100% ilości, a na boku AC jest tylko A i C - nie ma B itd. Każdy pkt w środku można określić w ten sposób, że spuszczając prostopadłe do poszczególnych boków i wiedząc, że suma tych odcinków jest równa wysokość tego trójkąta, można określić zawartość C. Że ten odcinek to jest zawartość skł C, ten A, ten B.
Reguła dźwigni, którą się stosuje np. jak się miesza składniki. Mamy jakiś taki skład, taki skład. Teraz w zależności od tego, ile my użyjemy, tu jest jakieś tam M, N, P, poszczególnych składników, to obowiązuje taka reguła, ze ilość skł M razy odcinek MN = ilość skł P razy odcinek PN. Bardzo jest wygodna rzecz. Oczywiście M + N daje nam tę zawartość ilość tego skł tej mieszaniny.
Więc ta reguła dźwigni jest b wygodna, można z niej korzystać podczas mieszania
No i teraz popatrzmy, jak wygląda taka ekstrakcja jednostopniowa, którą prowadzimy w trójkącie Gibbsa.
Aha, jeszcze jest jedna sprawa. Jak wygląda sprawa równowagi ekstrakcyjnej? Myśmy wspominali, że subst ta C, ta cenna subst, którą chcemy wyekstrahować, się rozdziela między 2 rozpuszczalniki w jakiś określony sposób. I zawartość w jednej fazie, najczęściej w ekstrakcie, oznaczamy przez y, do zawartości tej subst C w rafinacie, x, to jest wsp podziału k. To jest prawo Nernsta, które jest takie jak prawo Henry'ego - zależność jest liniowa między jednym a drugim skł. To nie jest tak w całym zakresie stężeń, w pewnym zakresie taka równowagę można narysować.
Zależność między y a x byłaby prostoliniowa. Najczęściej ona jest jakaś taka krzywoliniowa, ale w pewnym zakresie stężeń można to stosować. Tak że odchylenia zawsze są najczęściej w ten sposób, że w tym ekstrakcie jest więcej, niż byśmy mogli się spodziewać z tego prostoliniowego charakteru.
Możemy to próbować przenosić, tę krzywą równowagi na trójkąt Gibbsa, to byśmy uzyskali krzywą podziału, czy tez izotermę podziału, ekstrakcyjną, to by trzeba narysowac tak w wyższej skali i dawać powiedzmy te odcinki. Bo to jest powiedzmy rafinat, a tu jest zawartość skł A w ekstrakcie. To można oczywiście zrobić, najczęściej to wygląda w ten sposób, tu jest ta krzywa podziału, zależy oczywiście od temperatury jej położenie, ale tu jest taki obszar, pod tą krzywą - obszar dwufazowy, w którym możemy prowadzić ekstrakcję. Bo gdybyśmy mieli 1 fazę, to nic byśmy nie rozdzielili.
Natomiast te linie, które ja tutaj narysowałem, odpowiadają tzw. cięciwom. Czyli one łączą nam właśnie ekstrakty (tu może być 1, 2). Oczywiście te wartości y, x, muszą odpowiadać jakiemuś wsp podziału. To są najczęściej równoległe, żeby to prawo zostało zachowane, one nie musza być dokładnie równoległe - w każdym razie można tutaj tych cięciw narysować b dużo.
To nie jest tak, ze my mamy do dyspozycji te wszystkie dane w tablicach. No bo ktoś to musiał zrobić. Ktoś brał taki skład wyjściowy, mieszał, mieszał, mieszał i sprawdzał: „Aha, tu jest stęż w rafinacie takie, jemu odpowiadające równowagowe jest takie w ekstrakcie”. I te pkty można sobie nanosić itd. Itd. To można b ładnie pokazać, jak się z takiego wykresu 2-wymiarowego przenosi do trójkąta Gibbsa.
W każdym razie ta linia podziału jest linią równowagi i ona nam określa wzajemne położenie stęż rafinatu i ekstraktu. To są te stęż będące w równowadze.
Oczywiście musimy operować w tym obszarze, bo jak wyjdziemy poza ten obszar, to tu jest oczywiście już 1 faza. No to nic nie rozdzielimy.
Z tego wynika właśnie maksymalna czy minimalna ilość rozp wtórnego, którą możemy dodać do takiej surówki. Jeżeli naszą surówką jest powiedzmy pkt o takim skł - tyle ma skł C, tyle A. Jeżeli my dodajemy rozp wtórnego, to obrazem tego jest prosta łącząca B z moim pktem F. No i teraz w zależności od tego im więcej dodam B, to tutaj mam ten odcinek krótszy. Gdzieś oczywiście F+B da mi tę moją mieszaninę. No i teraz powinieniem się znajdować w tym obszarze. Czyli te pkt i ten pkt sa pewnymi ograniczeniami. Czyli tutaj ilość skł B, którą dodaję, ten odcinek jest b długi, to jest moje B minimum. A tutaj jest ta maksymalna ilość skł B, jaką mogę dodać. Bo B razy ten odcinek musi dać F razy ten odcienek, zgodnie z regułą dźwigni. Tutaj tak samo, tu jest B max to ten odcinej jest b krótki. Czyli mogę się poruszać tylko między takimi ilościami rozp wtórnego B - B min i B max.
Czyli jeszcze raz - jak ta ekstrakcja.
(...) - powinienem mieć linijkę
mamy surówkę, rozpuszczalnik, łączę go, mam jakiś pkt M, to jest moja mieszanina. Oczywiście położenie tego pktu będzie się zmieniało wzdłuż tej prostej. Im więcej B dodam, tym jestem bliżej tego pktu. Im mniej, no to przesuwam się w tym kiedunku.
Jeżeli dałem takie ilości, jak na rysunku, to moja mieszanina składa się z F +B. Skład, zawartośc skł C w tej mieszanine będzie wynikała z bilansu tego skł, no więc powinniśmy oczywiście takie r-nie napisać. Żeby zachować pewne oznaczenia jak w podręczniku, Fxf to jest zawartość skł C w surówce. Ilość tego skł się nie może zmienić, to musi być zawartość skł w tej mieszninie M. na to się składa F+B, razy zawartość skł M.
Czyli tę zawartość znamy, mógłbym odczytać, że to jest zawartość tego skł w pewnej mieszaninie.
Oczywiście zależy nam teraz, co chcemy uzyskać, zależy od tego, ile dodaliśmy skł B, ten pkt się oczywiście może zmienić.
Co my jeszcze wiemy? Znamy te cięciwy, których tutaj jest cała masa, to są dane fizykochemiczne. Jeżeli akurat przez ten mój pkt M nie przechodzi jakaś cięciwa, to ja muszę zrobić interpolację między tymi 2 cięciwami, żeby te cięciwę wyznaczyć, bo wtedy moja mieszanina, jeśli przestanę mieszać, się rozdzieli na ekstrakt i rafinat.
Jak się rozdzieli, to ta moja mieszanina M musi się równać ekstrakt + rafinat.
Bilans skł c
(...) - wzory jak w zeszycie
takie proste bilanse możemy sobie pisać. Z tego można sobie wyznaczyć ilość ekstraktu albo ilość rafinatu, to są proste przekształcenia algebraiczne.
(...) - wzory jak w zeszycie
b dobrą sytuacją, którą spotykamy w ekstrakcji nie tak często, jest, że rozp pierwotny A nie rozp się w rozp wtórnym B. wtedy to można robić nie koniecznie w trójkącie Gibbsa, ale na tej krzywej równowagi.
Mamy taką sytuację, że rozp A ma zawartość skł C xf. Przy czym jest to układ taki, że ten bilans
(...) - wzory jak w zeszycie
nie muszę używać mieszaniny, bo moje skł A i B ze sobą się nie mieszają. Między y a x jest równowaga.
(...) - wykres i wzory jak w zeszycie
ten stosunek A/B, jeżeli jest z góry ustalony, skład surówki znany, to jest swego rodzaju linia operacyjna, tak jak mówiliśmy to w absorpcji, że dowolna zależność między y a x przy danym xf. Jeżeli to xf jest tutaj, jeśli to nachylenie ma być ujemne, to powinniśmy narysować prostą o nachyleniu =, jeżeli to jest kąt alfa, to ten tg = -A/B, to mam tutaj dokładnie y, ten trójkąt. y do określi nam tę wartość x. Ten bok do tego boku to jest tg 180-alfa. Czyli jeżeli znam zawartość rozp C w ekstrakcie, znam ilości rozp pierwotnego i wtórnego, to poprowadzę linię do przecięcia z linią równowagi, ona mi wyznacza skład ekstraktu. Dużo prościej się to robi niż jak były 3 skł w trójkącie.
Jak byśmy spojrzeli na ten wykres, to tutaj mimo wszystko zawartość
(...) - źle narysowałem, w ekstrakcie jest więcej skł C niż w rafinacie
jeżeli mam taki rafinat, w którym mam tyle jeszcze skł C, to byłoby to marnotrawstwo, żeby robić tylko 1 stopień ekstrakcji ekstrakcja wielostopniowa.
Jeżeli uzyskałem taki rafinat, że w 1. stopniu się pojawiło E1, R1, mam taką dużą jeszcze ilość skł C, ze znowu go łączę ze skł B. czyli w 2. stopniu biorę rafinat i go wprowadzam do kolejnego mieszalnika, dodaję dodatkowo skł B, mieszam to i znowu to rozdzielam.
Oczywiście w zależności od tego, ile dodam tego skł, to uzyskam druga mieszaninę. Oczywiście działa nadal reguła dźwigni, czyli im więcej dodam B, tym przesuwam się w kierunku B, ten odcinek będzie coraz to krótszy. No i teraz jeżeli taką dodałem ilość, to znowu szukam cięciwy, która mi wskaże podział między ekstraktem a rafinatem. No to dochodzę do wniosku, że to jeszcze ma dużo skł C ten rafinat to robię to samo. (...) no i tutaj mówię, że on już ten rafinat ma tak mało, że sobie dam spokój.
Oczywiście ja tu sobie łączę te ekstrakty, rafinatów nie łączę, bo to za każdym razem jest inna zawartość skł.
To jest obraz ekstrakcji w pewnym sensie współprądowej, ale ja ją robię w sposób trochę periodyczny - mieszam, dodaję, rozdzielam i znowu dodaję, mieszam, rozdzielam. Ale robię to jakby w jednym kierunku.
No to teraz zostaje nam jeszcze...
\
aha jak to się mam w przypadku, gdy rozpuszczalniki się nie mieszają, to moglibyśmy to zrobić na wykresie w układzie y, x.
No tutaj by jeszcze należało by ten bilans pociągnąć dalej.
(...) - to rysuje się dosyć prosto
czyli do F dodaliśmy rozp w ilości B. Z tego powstał E1+R1
(...) - wzory jak w zeszycie
przy czym n-1+p to jest dokładnie to M n
(...) - wzory jak w zeszycie
pozwala na znalezienie stęż rafinatu na końcu, które przestajemy ekstrahować, no i ew. ilość tego ekstrahentu, który dodajemy do n-tego stopnia.
Jak by wyglądała ta ekstrakcja w przypadku, gdy ciecz A nie rozp się w cieczy B.
Uproszczony przypadek. Możemy się domyślać, że z tego pktu będziemy prowadzili kolejna prostą operacyjną o podobnym nachyleniu. Ale zróbmy to systematycznie.
(...) - wzory jak w zeszycie
Jak to zinterpretować na wykresie. Z x1 prowadzę prostą pod kątem -A/B1, -A/b2 (one nie musza być identyczne, te ilości za każdym razem). To mi daje oczywiście x2,y2. Z tego pktu znowu jakąś prostą prowadzę pod kątem -A/B3, uzyskuję x3, y3, i tak mogę, aż stwierdzę, że nie ma sensu dalej się kłopotać, bo ta ilość skł C w rafinacie jest tak mała, że nie ma sensu tego dalej prowadzić
Oczywiście te ilości rozpuszczalnika dodawane do każdego stopnia nie muszą być identyczne, ale okazuje się, gdybyśmy zrobili optymalizację, to optymalny jest, gdy dodajemy zawsze tę samą ilość, gdy te alfy są takie same, to w ogóle jest najlepsza ta ekstrakcja można powiedzieć współprądowa, oczywiście w przypadku, gdy te 2 ciecze się ze sobą nie mieszają.
***
Teraz powiemy sobie o ekstrakcji ciągłej. Ona jest chyba b-j efektywna, bo daje nam jedno stęż ekstraktu, jest to jakieś stałe stęż skł ekstrahowanego, a nie jakaś taka mieszanka, która z różnych stopni jest potem łączona. Rafinat też, on ma jeden skład, tutaj, przy czym, jeżeli to by była kolumna półkowa albo ciąg mieszalnik-rozdzielacz, to powinniśmy w jakimś osobnym układzie narysować i to postaram się tutaj zrobić.
Te stopnie mieszalnik-rozdzielacz będziemy traktowali jako 1 stopień i byśmy sobie oznaczyli to 1 dla 1-szego, 2 dla następnego itd. Tu jakiś n-ty stopień no i na końcu... właściwie n powinno być na samym końcu, więc wprowadźmy sobie pośredni, e-ty stopień.
No i oczywiście do 1. tak jak w tej kolumnie doprowadzamy surówkę. Z tego 1. st do 2. wypływa R1. Z tego oczywiście wypływa R2. Do tego st dowolnego (tu jest przerwane) dopływa zawsze n-1, a wypływa Re. Tu jest znowu przerwane, no i do ostatniego stopnia dopływa Rn-1, a wypływa Rn. To jest ten końcowy strumień rafinatu.
W p-prądzie dodajemy nasz rozp wtórny B. ten rozp przepływa przez całą kolumnę (przez cały ten układ mieszalnik-rozdzielacz), no i wypływa z tego oczywiście En. Tutaj będzie dopływał En+1. Tu będzie wypływał Ee, no i tutaj musi dopływać w takim razie E z 3.st, tu będzie wypływał E z 2.st i tu będzie wypływał E z 1.st
Czyli mamy taki p-prądowy strumień 2 cieczy. Rozp B ekstrahuje skł C z surówki. Przy czym o tyle korzystnie. Przy czym to się odbywa w sposób ciągły, czyli nie mówimy o ilościach, tylko raczej o strumieniach, w kg/s.
Jak by wyglądał bilans całego układu? Nie patrząc na te st, tylko co dopływa do układu i co z niego wypływa. To dopływa co? F, dopływa B. To oczywiście w całości gdzieś byłoby jakąś mieszaniną M. Hipotetycznie oczywiście. I ta mieszanina po wielu tych stopniach się rozdziela na E i R. E1 i Rn. Tak ten bilans materiałowy by wyglądał
Jak by to wyglądało na naszym trójkącie (na razie operujemy układem o ograniczonej rozpuszczalności, czyli musimy mieć trójkąt A, B, C. Tu jest nasza krzywa podziału. To załóżmy, że tu mamy naszą surówkę M, a tu nasz rozp B.
Oczywiście jeżeli połączymy F z B, to gdzieś tam będzie ten hipotetyczny skład mieszaniny, który możemy wyznaczyć z reguły dźwigni.
(...) - wzory jak w zeszycie
im więcej dodamy B, tym się ten pkt M przesuwa bliżej B.
bilans materiałowy skł ekstrahowanego C
(...) - wzory jak w zeszycie
Jeśli mamy jakiś założony skład ekstraktu, jaki chcemy uzyskać, to od razu z tego nam wynika, jaki powinien być końcowy rafinat. Bo ja z tego r-nia mogę sobie to xn wyznaczyć. Końcowe.
(...) - wzory jak w zeszycie
I teraz co z tego wynika? Fakt, że jeśli ja znam powiedzmy to E1 i znam położenie pktu M, to moja mieszanina powinna mi dawać od razu końcowy rafinat Rn. Dlatego że ja E1+Rn musi mi dawać tę samą mieszaninę, musi być tutaj prosta. Bo to, co ja tutaj mam, F+B, musi się równać temu E1+Rn, dla mieszaniny. Jeżeli mam to E1, to ważne jest dla mnie to, co powinienem uzyskać na końcu.
Położenie pktu M znam chociażby z reguły dźwigni. Jeśli zrobię teraz, przekształcę to swoje r-nie wyjściowe bilansu w ten sposób, ze
(...) - wzory jak w zeszycie
ja to sobie oznaczę jako P. P by było jakimś fikcyjnym r-rem, który by trzeba było dodać do ekstraktu z 1.st. To jest ta różnica między tym, co ja sobie wprowadzam, a co wyprowadzam z 1.st. Albo z ostatniego st. Te dwa w sumie się różnią.
Mogę to sobie napisać w ten sposób, że
(...) - wzory jak w zeszycie
co to mi mówi? Że F i E1 i ten pkt P powinny być na jednej prostej. Tak samo jak Rn i B. Jakby to miało wyglądać? Jeżeli ja bym przez pkt F i E poprowadził prostą (chodzi mi o znalezienie tego pktu P teraz) i przez B i Rn tez poprowadzę prostą, to ona mi się przetnie z tą drugą prostą właśnie w pkcie P. Wtedy ja spełniam oba te r-nia. Ten pkt P nz biegunem operacyjnym.
Czyli między strumieniami, które płyna w p-prądzie jest pewna różnica, którą nam określa ta ilość fikcyjna P, którą interpretujemy w ten sposób, że jeżeli mamy P i E1, to muszą leżeć na jednej prostej i ten pkt P tez przebiega, to jest ta jedna prosta. Tak samo jest między B i Rn - dochodzę do pewnego pktu P, znajduję na przecięciu tych 2 prostych, nz go biegunem operacyjnym.
No i teraz jeżeli tak jest między wlotem i wylotem, to tak samo musi być między R1 i E1. Tak samo między R2 i E3. Czyli jeśli znam układy cięciw, które określają równowagę w układzie. No bo tu oczywiście powinny być te cięciwy w jakis sposób ustalone.
(...) - rysunek jak w zeszycie
Czyli jeśli ja znam położenie tych cięciw, to powinienem znać R1, ten E jest w równowadze z tym R, to jest równowaga fizykochemiczna. Ja tu mam albo wyznaczyłem doświadczalnie.
Jeżeli teraz mój R1 i P powinny mi dać E2, bo to jest ta sama zależność. Czyli jeśli ja poprowadzę sobie prostą z tego pktu przez R1, ona gdzieś tutaj wyląduje na E2. Ten E2 - musze znaleźć jakąś cięciwę, która odpowiada temu E. Znowu przez ten pkt P i R2 prowadzę prostą, która mi tam gdzieś trafia na linię podziału, dając E3. Ten E3 musi mieć gdzieś odpowiadający mu R3. jeżeli ja teraz poprowadzę znowu prostą przez ten pkt, widzimy że mój R3 jest prawie już końcowym R wypływającym z tej kolumny czy z tego pułapu.
Czyli w ten sposób wyznaczyłem sobie 1, 2. i 3. st teoret, czyli b mało mi akurat tutaj wyszło. Te cięciwy mi określają dokładnie położenie moich, to jest 2. a to jest 3., ilość tych teoret st kontaktu, które pozwalały mi osiągnąć przy założonym E taki R.
Oczywiśćie to jest wszystko teoret st. W proaktyce nigdy nie osiągamy tej równowagi, że ze stopnia nigdy nie wychodzi od razu równowagowy R z E. one są najczęściej, to by było trzeba nieskończenie długo czekać. Ja mam pewną sprawność tego kontaktu, tak jak w absorpcji. Niemniej jednak ta teoretyczna liczba stopni kontaktu podzielona przez ogólną sprawność d a nam rzeczywistą liczbę kontaktów.
Metoda graficzna jest, czy to się jeszcze stosuje, raczej się to robi numerycznie
(...) - za moich czasów...
jeżeli cięciwy by się pokrywały z liniami, które prowadzą do pktu P, to moglibysmy się zatrzymać w pewnym momencie i nie dałoby nam to../. tu by się ta linia pokrywała np. z cięciwa 1., to już nie wyznaczę sobie 2.st. Więc musi być odpowiednia ilość skł B, żeby ten pkt leżał odpowiednio usytuowany, odpowiednio daleko od tego trójkąta. Są oczywiście pewne ograniczenia w tego typu układzie.
Jeżli te ciecze się wzajemnie nie rozpuszczają , to sytuacja jest o tyle uproszczona, że możemy sobie ten bilans uprościć i mieć układ taki, że
(...) - wzory jak w zeszycie
jeśli te nachylenia sa dodatnie, to będziemy mieli podobnie jak było w przypadku absorpcji, że te nachylenia, ta linia operacyjna nie będzie ujemna tylko dodatnia, jak w p-prądzie bywało. Czyli jak mamy układ y, x i mamy tę naszą linię równowagi, to moja linia operacyjna będzie prostą o nachyleniu A/B.
jeżeli mam jakieś ograniczenia
(...) -wykres jak w zeszycie
wrysowywać stopnie kontaktu między linie operacyjna a linię równowagi i wyznaczyć stopnie kontaktu
taka sytuacja się rzadko zdarza, bo zawsze tam jakas rozpuszczalność istnieje
teoret liczba kontaktów przez wrysowanie tórjkącików, któ®e obrazują nam stopnie równowagowe jest możliwa, przy czym gdybysmy zastosowali jakąs sprawność, to musielibyśmy tę linię,,, Nie osiągamy nigdy tego stęż tylko jakieś stęż pośrednie i tych stopni by było dużo więcej. Nie osiągamy nigdy stopnia równowagowego, tylko to by było tak: 1 2 3 4 5 6 7 - 7 st. rzeczywistych zamiast 4 teoret
musielibyśmy wiedzieć tylko jakie to stęż w stosunku do równowagowego jest średnie osiągalne. Jeżeli to jest tam pół czy 0,6, to wtedy ja obniżam sobie tę wysokość, nie osiągam tego stężenia, osiągam tylko w pewnym procencie. I wtedy oczywiście tych stopni rysuję znacznie więcej.
Dobry przykład w biotechnologii - ekstrakcja antybiotyków. Z takiej mieszaniny, takiej brzeczki fermentacyjnej, gdzie tam powiedzmy grzyby strzępkowe typu Penicillium, P. nototum było właściwie takim 1. mikroorganizmem, z którego wydzielono penicylinę. Trzeba go szybko wyekstrahować z tej brzeczki, bo on się roozkłada. I tu się stosuje specyficzny ekstraktor typu wirówki. Żeby to było szybko, żeby to oddzielić tak, jak się oddziela śmietanę od mleka. Więc w podobnej konstrukcji b szybko się podaje tę mieszaninę, jest wirowanie. I to jest taki ekstraktor Podbielniaka - może się spotkaliście. B szybko rozdziela, ekstrahuje się penicylinę rozp organicznym z brzeczki fermentacyjnej, gdzie jest on rozp w wodzie. B szybka ekstrakcja. Potem rozp trzeba odparować, najczęściej jakis organiczny, mamy antybiotyk. Oczywiście wydajnośc jest b mała, w tej brzeczce to tam jest raptem kilka g/l. Pierwsze próby były w mg, czyli po stosowaniu pewnych metod optymalizacyjnych osiągnięto do kilkunastu g penicyliny w l. Czyli wyobraxmy sobie stęż poniżej 1%. Trzeba to b szybko wyejstrahować, to się robi w ten sposób.
Zresztą w biotechnologii się b dużo tej ekstrakcji stosuje, bop to najczęściej nie niszczy np. witamin czy czegokolwiek. Wszystkie procesy destylacji czy jakies inne sa termiczne i powodują rozkład tych substancji, które są labilne, nieodporne na wysoka tepm, więc to się b często stosuje. Wiele innych prawda operacji.
(...) - mogę zrobić prezentację w Power Poincie nt różnych metod używanych w downstream processingu
one zajmują do 70% kosztów procesu