عیام دماج جارختسا...

واحد اتیعمل شگاهیآزما دانشکده مهندسی شیمی و نفت SOLID-LIQUID EXTRACTIONمایع -استخراج جامد

1

:12آزمایش

مایع –دستگاه استخراج جامد


2

:مقدمه

ق می اطالناسب داخل یک جامد غیر قابل حل توسط یک حالل ماز ردن ماده قابل حل حل ک هیند استخراج مایع از جامد بآفر

بستر غیر تی در یکحو دارای سطح تماس مناسب باشد، حالل می تواند پذیراستخراج، جامد نفوذول فرآیند طشود. زمانی که در

ییر شکل می دهند، یا موادی که در طول استخراج تغ همزده نیز در داخل جامد به خوبی نفوذ کند. برای جامدات غیرقابل نفوذ

. . نجام هستنداه قابل سته و ناپیوستهر دو روش به طور پیو .پراکنده می شوند و در آخر از حالل جدا می شوندجامدات در حالل

ئیات خواص به جز انواع مختلفی از دستگاه های استخراج برای اهداف خاص مانند استخراج روغن از دانه های مختلف با توجه

.]1[ حالل و جامد طراحی شده اند

اجازه خروج جامدات را نمی دهد ولی دارای سوراخ هایی است که انتهایی کهدر یک تانک با 1جامد ثابتبستر به روش استخراج

تانک با جامدات پر شده و حالل روی آن ها پاشیده می شود و این فرآیند تا هنگامی انجام می شود. از آن خارج می شود حالل

در روش به صرفه نباشد. قرون مادامه پیدا می کند که ماده استخراج شده به قدری کاهش پیدا کند که فرایند از نظر اقتصادی

ها بیشتر انجام شده است ، که بیشتر متداول است، حالل تازه به داخل تانک حاوی جامداتی که استخراج از آن2معکوسجریان

جامدات در هر کدام از تانک ها ساکن هستند تا هنگامی که به وارد شده و از تانکی که حاوی جامدات جدید است خارج می شود.

که در این حالت استفاده از می باشد 3حالل مورد استفاده فرار ،در برخی از فرایندهای استخراج از جامد طور کامل استخراج شوند.

هستند نیاز یراتی که کمتر نفوذپذدادن حالل از بستر جامد عبورهمچنین فشار برای .شودالزم می تانک های بسته تحت فشار

.]1[می باشد

شامل 5استخراج کننده بولمنجامدات همراه حالل با یا بدون همزدگی حرکت می کنند. 4،متحرکبستر به روشاستخراج در

م از سطل کف هرکدا درون یک محفظه بسته قرار گرفته اند. و مجموعهمی باشد سوار بر روی یک آسانسور است که 6چندین سطل

سطل ها با جامدات ورقه ای مانند است، شخصم 1که در شکل ها دارای سوراخ می باشد. در گوشه سمت راست باالی دستگاه

مقداری روغن شامل حالل این جریان سویا پر می شوند و حین حرکت مقدار مناسب از حالل روی آن ها پاشیده می شود.

1 bed leaching-Stationary solid 2 Countercurrent 3 Volatile 4 bed leaching-Moving 5 Bollman extractor 6 Bucket


3

در طول حرکت هم جهت حالل و جامدات به سمت پایین، حالل مقدار جامد می باشد.استخراج شده به همراه مقداری ذرات

به طور همزمان حالل حاوی روغن استخراج شده بعد از فیلتر شدن ذرات ریز جامد از انتهای بیشتری از روغن را استخراج می کند.

ج شده است از سمت چپ دستگاه باال رفته و به جامداتی که مقداری از روغن آن استخرا ود.به بیرون پمپ می ش پایین محفظه

در نهایت جامداتی که به طور کامل استخراج شده اند در انتهای باالیی دستگاه از مخلوط می شوند. خالصطور معکوس با حالل

ساعت می باشد. 24تن جامد در 500تا 50ظرفیت این واحد ها . خارج می شوند سطل ها

.]1[ کننده بولمن استخراج: 1شکل

تشکیل می دهند، توسط را جامداتی که قبل یا حین استخراج یک بستر غیر قابل نفوذ 7در استخراج به روش جامد پراکنده شده

تخراج شده توسط ته نشینی یا فیلتراسیون از حالل جدا می سدر پایان جامدات ا همزدن مکانیکی در حالل پراکنده می شوند.

برای مقادیر باال از جریان پیوسته مقادیر کم به روش ناپیوسته در یک مخزن همزده قابل استخراج می باشند. حالتدر این شوند.

.به هم متصل شده اند تشکیل می شود از چند مخزن که به طور سری 2 جریان پیوسته معکوس همانند شکلاستفاده می شود.

7 solid leaching-Dispersed


4

ذرات باید توسط فیلتر از جریان حالل جدا شوند.برای ذراتی که به اندازه ای کوچک هستند که توسط جاذبه ته نشین نمی شوند،

بازیابی می شوند. 9یا تبخیر 8مواد استخراج شده که در حالل حل شده اند، توسط روش های کریستالیزاسیوندر انتها

.]1[: استخراج به روش جریان معکوس2شکل

8 Crystallization 9 Evaporation


5

:دستگاه شرح

اسکلت یک روی بر تگاهدس آمده است. این 6و 5، 4 هایشکل در متن در ادامه ذکر شده حروف و عددی هایشماره تمام مرجع

لیفتراک، با ترراحت حمل برای اسکلت این .است شده سوار باشد،( می22ارتفاع ) تنظیم قابلیت دارای ( که1دار )پایه استیل

ل )در اینجا آب( می ( حاوی حال20( و )5لیتری از جنس فوالد ضدزنگ ) 5دو ظرف .باشدمی نیز( 3اضافی ) افقی تیر یک دارای

( و شیر 19، 6رف )ظ(، محل ریختن حالل به 2(، آب نما )T1, T3لوازم جانبی تعبیه شده روی این دو ظرف شامل دماسنج ) باشد.

ی مذخیره حالل برای استخراج ظرف( بویلر ستون تقطیر و ظرف سمت راست 5( است. ظرف سمت چپ )V2, V9خروجی )

.]2[ هر دو ظرف توسط گرمکن الکتریکی، گرم می شوندباشد.

. حالل امکان د( هدایت می کن17استخراج ) ظرف( یک جریان قابل کنترل از حالل را به سمت 4یک پمپ از نوع دیافراگمی )

و از ظرفاز پایین و مسیر دوم V5و از طریق شیر ظرفاستخراج را دارد که مسیر اول از باالی ظرفورود از دو مسیر به داخل

تنظیم می ( قابلml/min 312به صورت درصدی از ماکزیمم جریان پمپ ) F1است. جریان پمپ از طریق ابزار V6طریق شیر

ی کالیبراسیون پمپ منحنقابل تعیین می باشد. V8شیر با استفاده ازمقدار حقیقی جریان پمپ توسط انجام کالیبراسیون باشد.

.]2[است 3به صورت شکل دستگاه

.عیما-عیمادستگاه استخراج : منحنی کالیبراسیون پمپ 3شکل

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

%

ml/min


6

توسط قطعات قرار گرفته است واستیل ضد زنگ جنسه ای از صفح ( یک استوانه شیشه ای است که بر روی17) ظرف استخراج

یسه حاوی نمونه را برای قرار دادن ک ظرف( اجازه دسترسی به داخل 16یک دریچه قابل برداشتن ) تفلون آب بندی شده است.

یت ستوانه هداامحور به که زیر ورودی قرار گرفته است استخراج وارد شود توسط یک قیف ظرفاگر حالل از باالی فراهم می کند.

شد حالل ( باز باV1)اگر شیر استخراج خارج می شود. ظرفبعد از انجام عملیات استخراخ قیف همراه با کیسه نمونه از .می شود

از خروج س پشود. ظرف استخراج را از پایین ترک می کند و اگر شیر بسته باشد حالل از خروجی باالی ظرف استخراج خارج می

وارد (5) ه بویلرببرگردد یا ( 20)ذخیره حالل ظرف( تعیین می کند که حالل به V7ظرف استخراج، یک شیر دو مسیره ) حالل از

قاط ن( و 20حالل ) ظرف شود. در حالت اول یک جریان گردش بسته وجود خواهد داشت و در حالت دوم یک جریان گردش باز.

ع داخل مخازن توسط ( به اتمسفر متصل هستند تا سطح مای14( و )11) لوله هاه های انتقال حالل توسط شبکه ای از باالی لول

.]2[ به تعیین گرددذجا

االی برج تقطیر خار ببدر مسیر جریان .داردقرار ( 5)( شامل چهار سینی به طور عمودی باالی بویلر 7یک برج تقطیر شیشه ای )

نیز تیل ضد زنگ ( از جنس اس10یک کندانسور ) ( قرار دارد.10دماسنج )یک ( به همراه 8ای ) رفالکس شیشه یک تقسیم کننده

ی م( تامین 12های ) آب سرد مورد نیاز برای گردش در ژاکت کندانسور توسط لوله باالی تقسیم کننده رفالکس قرار گرفته است.

فالکس را رکه این شیر مقدار نسبت هدایت می شود( C1مایع میعان شده توسط تقسیم کننده رفالکس به سمت شیر ) شود.

.]2[ تعیین می کند

(5ویلر )ب( و 20نمونه گیری از ظرف حالل ) نمونه گیری از حالل در نقاط مختلفی از دستگاه قابل انجام می باشد.

ظرف استخراج وجی ورودی و خرحالل از یر ظرف ها قرار دارند انجام می شود.( که در زV9( و )V2به ترتیب از طریق شیرهای )

یر نیز توسط همچنین حالل خالص شده توسط برج تقط نمونه گیری کرد.( V4و ) (V8) هایشیرتوسط به ترتیب ( می توان 17)

عایق کاری کاهش اتالف حرارتیظرف استخراج، برج تقطیر و لوله های محتوی حالل برای ( نمونه گیری می شود.V3شیر )

.]2[ ( پمپ و هیترها روشن و خاموش می شوند13از طریق صفحه کنترل ) شدند.


7

.]2[ مایع-استخراج مایع : شمای کلی دستگاه4شکل


8

.]2[ جامد-دستگاه استخراج مایع : اجزای5شکل

.]2[ جامد-دستگاه استخراج مایع ابزار کنترل: 6شکل


9

:آزمایش انجام روش

می باشد.به دو روش توسط آب 10ورمیکولیت متخلخل کانی این آزمایش استخراج نمک طعام از داخلهدف از انجام

آزمایش اول:

با ترازو وزن کنید.را 11ک طعام آغشته شده استمبه نکه گرم ورمیکولیت 150مقدار (1

ورمیکولیت وزن شده را داخل کیسه ریخته و در آن را گره بزنید. (2

آب مقطر پر کنید. ذخیره حالل را به طور کامل باظرف (3

را باز کنید. V6را بسته و شیر V1و V5 هایشیر (4

را به سمت چپ تنظیم کنید تا خروجی ظرف استخراج به داخل بویلر راه پیدا کند. V7شیر دو مسیره (5

تنظیم کرده و آن را روشن کنید. ٪60پمپ را روی دبی (6

رف را ظده و در تخراج قرار داکیسه حاوی ورمیکولیت را داخل ظرف اسرسید، ظرف استخراجپس از اینکه آب به نیمه (7

ببندید.

کامل پر کرده است.را استخراج ظرفآب است که هنگامیصفر آزمایش، زمان (8

اول میلی لیتر 50 شود که مقدارتوجه میلی لیتر نمونه در بشر بریزید. 50مقدار V4ر توسط شیر دقیقه یک با 5هر (9

خروجی از شیر را دور بریزید.

آن را با آب مقطر پر کنید. ،در حین انجام آزمایشظرف حالل در صورت خالی شدن (10

خالی کنید. V9از طریق شیر در صورت پر شدن بویلر در حین انجام آزمایش، آن را (11

کنید.ش دستگاه را خامو پمپبار نمونه گیری 6و از زمان صفر آزمایش دقیقه 30پس از (12

کیسه حاوی ورمیکولیت را خالی کرده و تمیز کنید. (13

V9ز طریق شیر ابه داخل بویلر تخلیه کرده و بویلر را V1حالل موجود در ظرف استخراج را از طریق باز کردن شیر (14

خالی کنید.

اندازه گیری کنید. TDS meterتوسط دستگاه نمونه ها را غلظت (15

10 Vermiculite 11 ermiculiteSodium Chloride impregnated V


10

آزمایش دوم:

همچنین برای جلوگیری از تخلیه را ببندید. V6را باز و شیر V5تمام مراحل مانند آزمایش اول می باشد فقط در بند چهارم شیر

را به اندازه نیم دور بازکنید. V1کامل ظرف استخراج شیر

:گزارش

کنید. رسم log-linear مقیاسرا بر حسب زمان در در دو آزمایش به دست آمدهغلظت نمک (1

آزمایش را با یکدیگر مقایسه و بحث کنید.دو ازبه دست آمده تایج ن (2

چگونه می توان فرآیند استخراج را در این سیستم بهبود بخشید؟ (3

چرا از بخش بویلر دستگاه در این آزمایش استفاده نشد؟ (4

را به طور کامل توضیح دهید. TDS meterدستگاه اصول کار (5

منابع:

[1] W L McCabe, J C Smith, P Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Edition, McGraw-

Hill’s, 2005.

[2] http://armfieldonline.com

http://armfieldonline.com/

عیام دماج جارختسا...

Documents

Transcript of عیام دماج جارختسا...