Xem mẫu
- Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên
khoa CNSH & CNTP
…….…….
Bài tiểu luận
Tìm hiểu công thức toán học
sử dụng trong quá trình trích ly
Giảng viên : Trần Văn Hùng
Bộ môn: Hóa Công
Khoa: CNSH&CNTP
Nhóm: 8
Thái Nguyên, tháng 3 năm 2012
- Cấu trúc bài
• I.Đặt vấn đề
• II. Nội dung
• III.Kết luận
• IV.Tài liệu tham khảo
- I. Đặt vấn đề
Trích ly được sử dụng rộng rãi với mục đích tách
các cấu tử quý, thu dung dịch có nồng độ đậm
đặc. Để đạt mục đích mức tối đa việc tính toán
trong quá trình quan trọng. Vì vậy tìm hiểu công
thức toán học sử dụng trong quá trình trích ly là
cần thiết
- II. Nội dung
• 1. Đặc điểm của đồ thị
tam giác
0
0
a. Thành phần cấu tử
10
10
90
20
C,
tham gia trong quá trình
80
%
30
kh
70
äú
trích ly
i læ
40
60
åü
ng
ng
50
åü
50
• dung môi đầu L (đỉnh A)
i læ
60
äú
40
kh
70
%
• cấu tử cần tách M (đỉnh B)
30
B,
80
20
90
• dung môi thứ G (đỉnh C)
10
0
10
0 50 10
70 30 20
60 40
80 0
100 90
A, % khäúlæ ng
i åü
hình 1
- b. Đặc điểm đồ thị tam giác
- Mỗi đỉnh của tam giác
tương ứng với một cấu
tử nguyên chất.
- Mỗi cạnh là hỗn hợp của
2 cấu tử.
- Điểm trong tam giác thể
hiện hỗn hợp 3 cấu tử.
- Ví dụ, điểm N cho thành
phần các hỗn hợp gồm
50% G, 20% L, 30%M
hình 2
- 2. Quy tắc đòn bẩy
a.Quy tắc đòn bẩy
B
-Khi trộn lẫn 2 hỗn hợp
có thành phần a, b
trong tam giác sẽ cho
một hỗn hợp mới ở
mc
điểm c nằm trên (x c )
a
đường thẳng ab. c
ma
- Khoảng cách ac và (x a )
bc tỉ lệ nghịch với b
mb
(x b )
lượng của hỗn hợp C
A
đầu.
hình 3
- • Từ hình 3 ta thấy: B
• ma + mb = mc
• nhưng xa + xb ≠ xc
ma mb
m a * ac = mb * bc ⇒ = mc
bc ac (x c )
và a
c
mc * ac = mb * ab ma
Ta có (x a )
b
mb
mc mb ma (x b )
mc * bc = ma * ac ⇒ == C
A
ab ac bc
với ma, mb, mc - khối lượng của hỗn hợp a,b,c, kg
xa , xb , xc - thành phần của cấu tử A,B,C trong hỗn
hợp (a,b,c), %.
- •Điểm hỗn hợp N trong đồ thị B
tam giác – khi phân thành
pha trích E và raphinat R
•Theo quy tắc đòn bẩy: E
●
N
•Các đường N, R, E cùng . ●
.
●R
nằm trên một đường thẳng ●
.
•Điểm N chia R và E theo tỉ A C
Lượng pha R Hình 4
NE
=
Lượng pha E NR
NE NE
Lượng pha R
=
= RE
RN + EN
Lượng hỗn hợp N
Lượng pha E RN ●
=
RE
Lượng hỗn hợp N
- b.Đường cân bằng trong đồ thị tam giác
B
B
d
c
k
d
d
c
b
b a
c A d
b c
b
a a a
C
A C
hình 5 hình 6
Trong hình 5, abcdKd’c’b’a’ là đường cân bằng.
vùng trên là vùng đồng pha và dưới là vùng hai
pha, là vùng tách được.
- B
B
d
c
k
d
d
c
b
b a
c A d
b c
b
a a a
C
A C
• K điểm tới hạn.
• Phía trái K pha raphinat và phía phải pha
trích.
• bb’,cc’, dd’: đường liên hợp.
• Trong hình 6, đường abcde là đường cân
bằng. phía trái abcde có hỗn hợp dị thể,
vùng phía phải là dung dịch tách được.
- B
B
d
c
k
d
d
c
b
b a
c A d
b c
b
a a a
C
A C
• Cạnh BC biểu thị thành phần của “ dòng bên trên”, là
dung dịch của cấu tử phân bố trong dung môi.
• đường abcde biểu thị“dòng bên dưới”,
là hỗn hợp dị thể gồm pha rắn không hoà tan, cấu tử
phân bố và dung môi chứa trong các mao quản của
chất rắn.
Kéo dài bb’, cc’, dd’ chúng cắt nhau ở đỉnh A.
- 3. Hệ số phân bố của cấu tử cần tách giữa pha
trích và pha raphinat được biểu thị:
B
yb
K 1
K=
xb
d
c
•với yb– thành phần cấu tử phân bố e
d
B trong pha trích, % khối lượng. c
b
b
a C
A
•xb– thành phần cấu tử phân bố B
Hình 7. hệ rắn - lỏng ( t
trong pha raphinat,%khối lượng.
=const)
• Hệ số phân tán phụ thuộc vào
nồng độ, nên trong tính toán ch ỉ tính
gần đúng.
- Cân bằng trong pha lỏng – lỏng
• Xác định bằng thế hóa của chất hòa tan trong
hai pha
• y*, x là nồng độ cân bằng của cấu tử phân bố
trong dung dịch trích và trong raphinat
• Biểu thức toán của định luật phân bố là
y*
m= m: hệ số phân bố
x
Dung dịch thực m phụ thuộc vào nồng độ
y*=f(x) là đường cong , m xác định bằng thực nghiệm
m = const ,m chỉ phụ thuộc vào nồng độ
- 4. Nếu không tính đến sự hoà tan lẫn nhau giữa
dung môi đầu và dung môi, thì có thể sử dụng đồ
thi tam giác theo toạ độ:
Kg cấu tử phân bố Trong pha
x = xb raphinat
b 100 − x Kg dung môi đầu
b
Kg cấu tử phân bố
y = yb Trong pha trích ly
b 100 − y
b
Kg dung môi đầu
- . Đồ thị tam giác vẫn được sử dụng có hiệu quả,
khi không thể hiện chính xác vì các đường quá dày.
Khi đó thường biểu thị qua toạ độ (hình8)
a a
b
b
z,z
z,z
c
c
d
d
d d
b b
k
c c
a a
1 1
0 0
X,Y X ,Y
d
1 1
d
c
c
d
d
c
Y
Y
c
b
k b
b
b
a a
a a
1 1
0 0
X X
a) b)
Hình 8.2
Hình 8.1
- Hình 8: Hệ lỏng - lỏng với một cặp (a) và hoặc cặp (b) của các
cấu tử tan từng phần vào nhau ( t=const)
a)Dùng hệ toạ độ z, Z – X,Y và Y-X (đồ thị hỗ trợ để xác đ ịnh
đường cân bằng) cho hệ lỏng- lỏng
kgB
XB XC
kg ( A + B )
X= = Trong pha raphinat
X A + X B 100 − X C
kgB
YC
YB
kg ( A + B )
Y= = Trong pha trích
YA + YB 100 − YC
kgC
XC XC
kg ( A + B )
z= = Trong pha raphinat
X A + X B 100 − X C
kgC
YC YC Trong pha trích
kg ( A + B )
z= =
YA + YB 100 − YC
- Dùng hệ toạ độ sau cho hệ rắn - lỏng (hình 8.2)
•Trong đó XA, XB ,XC – thành phần cấu t ử A, B, C trong
pha raphinat (ở dòng dưới), % khối lượng.
•YA, YB, YC – thành phần cả cấu tử A, B, C (trong pha trích
ở trạng thái cân bằng), % khối lượng.
X B kgB
XB
kg ( B + C )
X= = Trong pha raphinat
X B + X C 100 − X A
YC kgB
YB
kg ( B + C )
Y= = Trong pha trích
YB + YC 100 − Y A
kgA
XC XA
kg ( B + C )
z= = Trong pha raphinat
X B + X C 100 − X A
Y A kgA
YA
kg ( B + C )
z= = Trong pha trích
YB + YC 100 − Y A
- III.Kết luận
• Trích ly làm hạn chế mức tối thiểu sự hao
hụt nguyên liệu trong quá trình sản xuất
• Công thức toán học giúp tính toán chính
xác và đạt hiệu quả mức tối ưu có thể
- IV. Tài liệu tham khảo
•Giáo trình các quá trình thiết bị - Nguyễn Bin, NXB
KH & KT
Đồ án chuyên môn
ĐỀ TÀI: “ PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY MỘT SỐ SẢN
PHẨM”
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ THUÝ
GVHD : ĐỖ CHÍ THỊNH
LỚP : O5C1
nguon tai.lieu . vn
