To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Operacje jednostkowe w inżynierii chemicznej (najbardziej przydatne przy downstreen processing).
I Filtracja
Przez materiały porowate- klasyczna operacja mechaniczna związana z przenoszeniem pędu, służy do oddzielenia biomasy od podłoża Do jej ilościowego określenia potrzebujemy opory przepływu
Filtracja polega na tym, że: mamy warstwę porowatą i mamy zawiesinę, siłą napędową filtracji jest różnica ciśnień:
Albo po stronie zawiesiny dajemy nadciśnienie
Albo po stronie przesączu dajemy podciśnienie. Opór w filtracji:
Stawiany przez kanały w filtrze- pomijamy
Osadu- który zgromadza się na warstwie porowatej
Przegrody filtracyjnej (bibuła, materiał porowaty, mogą być o różnej gęstości , z tworzyw sztucznych, konstrukcje stalowe)
Siła napędową jest różnica ciśnień- aby wywołać przepłwy: ∆p = ∆po +∆pf Ogólne równanie filtracji:
Ro- opór osadu
Rf- opór tkaniny filtracyjnej
dV/dt = constans to filtracja przy stałej szybkości
∆p = constans spadek ciśnienia na filtrze
V- objętość filtratu przechodzącego przez powłokę przegrody filtracyjnej w jednostce czasu
A- powierzchnia [m2 ]
dV [m3] dt [s]
Filtracja przy stałej szybkości:
s - ściśliwość osadu
αo - masowy opór właściwy osadu [m/kg]
X - stężenie zawiesiny
np. zawiesiny organizmów można bardzo spłaszczyć, ale kreda nie jest ściśliwa, piasek też nie, ściśliwe są osady organiczne
Zasadą filtracji jest to, że opór tkaniny wyrażamy w sposób specyficzny, ją normalizujemy do oporu osadu. Taki się przyjmuje opór tkaniny, tak się go przelicza żeby była taka ilość zawiesiny, który by dała taki sam opór jak tkanina filtracyjna. Czynnik C - wymiar objętości, to jest taka objętość zawiesiny która po przesączeniu daje taki opór jako sam osad jaki by dała sama tkanina. Filtrację prowadzi się w dwojaki sposób.
1) Możemy prowadzić filtrację przy stałej szybkości, aby dV/dT było stałe. Żeby utrzymać stałą prędkość trzeba zmieniać ciśnienie (zwiększać). Bo im więcej osadu tym bardziej rosną opory, którym trzeba się przeciwstawiać. 2) Opcją drugą jest utrzymanie stałego ciśnienia i wtedy nasza prędkość maleje do 0 bo potem jest za małe ciśnienie żeby cokolwiek przepłynęło. Najczęściej stosuje się filtrację pod stałym ciśnieniem i tak naprawdę to skomplikowane równanie filtacji upraszcza się nam do takiego równania:
(…)
… związana z właściwościami osadu
C- związane z oporem przegrody filtracyjnej i jest to taka objętość filtratu której osad da po przesączeniu taki sam opór jakby dała przegroda filtracyjna.
W filtrach pod stałym natężeniem przepływu parametry K i C są funkcjami czasu bo opory się zmieniają w czasie- jest to problematyczne
II Ekstrakcja
Jest to proces w którym wykorzystujemy dyfuzyjny ruch masy, gdzie mamy układ trójskładnikowy, w ekstrakcji chodzi nam o to by przenieść z układu 2-składnikowego 1 składnika do innego składnika.
Składnik ekstrahowany C
Chodzi o to aby wżywać rozpuszczalnika B, który nie miesza się z surówką. Jest pewna granica składu gdzie mamy układ 3-fazowy Chodzi tu o przeniesienie z układu 2-składnikowego jednego składnika do drugiego układu- to jest idea ekstrakcji
Surówka…
… energetyczny, bo w wodzie mielibyśmy same straty (ma ogromne ciepło właściwe, wysoką temperaturę wrzenia). Łatwiej jest odparować coś z fazy organicznej. Niemieszalny rozpuszczalnik, głównie z wodą, taki się bierze. Etanol miesza się z wodą w każdym stosunku, aby się nie mieszał należy w wodzie rozpuścić bardzo dużą ilość soli - fosforanów, etanol przestaje się wtedy mieszać z wodą. 1
…
… rozpuszczać w rozpuszczalniku. Im większy obszar ograniczonej mieszalności pod krzywą tym lepiej dla ekstrakcji (im bardziej wypukłe krzywe). Bardzo często ekstrahuje się rozpuszczalniki jako produkty beztlenowej fermentacji, np. odzysk butanolu.
Mamy surówkę o składzie 1:1 aceton z wodą (na rysunku F). Nasz rozpuszczalnik jest czysty. Jak przeprowadzimy ekstrakcje? Chcemy aceton oczyścić z wody- przenieść…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)