I bob. Ekstraksion qurilmasi ekstraktorni hisoblash (1)
2.2. Ekstraksion hisoblash G=2000 kg/soat Sanoat miqyosida ishlatiladigan adsorbentlar quyidagi talablarga javob berishlari kerak:
1) tanlovchanlik aralashma tarkibidagi tegishli komponentni yutib olish va boshqa komponentlarga esa
ta’sir qilmaslik;
2) maksimal yutish hajmi yoki faollik adsorbentning massa yoki hajm birligida yutilgan adsorbtivning
miqdori;
3) adsorbentni regenerasiya qilish paytida yutilgan moddaning to׳la ajralib chiqishi;
4) adsorbent donalarining kerakli mustahkamlikka ega bo׳lishligi (donalarning buzilib ketishi
jarayonning gidrodinamik holatini yomonlashtiradi);
5) yutilayotgan moddalarga nisbatan kimyoviy inertlikka ega bo׳lishlik;
6) narxi arzon bo׳lishi.
Adsorbentning tanlovchanligi va uning yutish hajmi adsorbent va adsorbtivning tabiatiga va
molekulalarning tuzilishiga bog`liq bo׳ladi. Bunda adsorbentning solishtirma yuzasi (massa yoki hajm
birligidagi adsorbentning yuzasi) va adsorbent g`ovaklarining o׳lchamlari muhit ahamiyatga ega. Bu
ikkala kattalik bir-birlari bilan uzviy bog`langan. G`ovaklarning o׳lchamlari qanchalik kichik bo׳lsa,
adsorbentning solishtirma yuzasi shunchalik katta bo׳ladi. Bu holat adsorbent faolligini kuchaytiradi.
Adsorbentning faolligi adsorbsiya jarayonining shart-sharoitlari (harorat, bosim, adsorbtivning
muhitdagi konsentratsiyasi) ga ham bog`liq bo׳ladi. Haroratning kamayishi, bosimning ko׳payishi (gaz
va bug`lar uchun) va aralashmadagi kerakli komponent konsentratsiyasining ortishi bilan adsorbentning
faolligi kuchayadi. Adsorbsiya
jarayonida tegishli komponent asosan mikro g`ovaklarning yuzasida yutiladi. Oraliq va makrog`ovaklar
asosan yutilishi lozim bo׳lgan komponentni mikrog`ovaklar yuzasiga uzatish uchun xizmat qiladi.
Sanoatda adsorbent sifatida aktivlangan ko׳mir, qattiq g`ovaksimon moddalar, silikagel, sellyuloza,
seolitlar, tuproq jinslari, ion almashinuvchi sun’iy smolalar (ionitlar) ishlatiladi.
Aktivlangan ko׳mir
odatda turli aralashmalar tarkibidan organik moddalarni yutish hamda suyuqlik va
gazlar (bug`lar) ni ajratish uchun keng qo׳llaniladi. Aktivlangan ko׳mirlar har xil organik xom ashyolar
(yog`och, tosh ko׳mir, qipiq, teri, qog`oz va go׳sht ishlab chiqarish qoldiqlari) ni quruq haydash va
so׳ngra bug` yoki kimyoviy reagentlar ta’sirida qayta ishlash natijasida olinadi. Aktivlangan ko׳mirlarning asosiy ko׳rsatkichlari ularning turlariga qarab quyidagicha chegaralarda o׳zgaradi:
solishtirma yuza shaklli zarrachalar (o׳lchami 1-7 mm), silindrsimon zarrachalar (diametri 2-3 mm,
balandligi 4-6 mm) va kukun (zarrachaning o׳lchami 0,15 mm dan kichik) holatida ishlatiladi.
Aktivlangan ko׳mirning kamchiliklariga: yonuvchanligi, mexanik mustahkamligi yetarli emasligi kiradi.
Silikagellar
(kremniy kislotasining suvsizlantirgan geli) polyar birikmalari adsorbsiya qilish uchun
ishlatiladi. Bunday adsorbentlardan gaz va suyuqliklarni suvsizlantirish, organik moddalarni gaz
fazasida ajratish uchun hamda xromatografiyada foydalaniladi. Silikagellarning solishtirma yuzasi
o׳yilgan zichligi esa 400-800 kg/m
3
. Noaniq shaklli zarrachalarining o׳lchami keng intervalda o׳zgaradi
(0,2-7mm), granula holatidagi zarrachalarning o׳lchami esa 2-7 mm atrofida bo׳ladi. Silikagellarning
afzallik tomonlari: yonmaydi; mexanik mustahkamligi yuqori. Kamchiliklari: solishtirma yuzasi
kamroq; namlik bo׳lgan paytda adsorbentning organik moddalarga nisbatan yutish qobiliyati pasayib
ketadi.
Adsorbentlar sifatida seolitlar ham ko׳p ishlatiladi. Bunday adsorbentlar ishqor va ishqoriy-yer
metallarning oksidlarini ushlagan alyumosilikatlardan iborat. Seolitlar yuqori tanlovchanlikka ega.
Seolitlar suyuqliklarni tozalash uchun mayda dona kukun holatida, gazlarni tozalash uchun esa
o׳lchamlari 1-5 mm bo׳lgan sharsimon yoki granulalar holida ishlatiladi. Ba’zi seolitlarning g`ovaklari
juda ingichka bo׳lib, ularning kattaligi yutilayotgan modda molekulalarining kattaligiga teng bo׳ladi. Bu
xildagi seolitlar molekulyar elak sifatida, ya’ni o׳lchamlari g`ovaklarining kattaligidan kichik bo׳lgan
molekulalarni yutish uchun ishlatiladi. Seolitlarning suvni yutish qobiliyati katta bo׳lgani sababli
ulardan gazlarni quritishda hamda suyuqlik va gazlarni tozalash uchun foydalaniladi. Seolitning
tarkibiga yutilgan suv juda harakatchandir, bu suv qizdirish orqali yuqotiladi va bu adsorbent soviganidan so׳ng qaytadan suvni yutish qobiliyatini tiklaydi. Seolitlarning uyilish zichligi 600-800
kg/m bo׳ladi. Seolitlarning yutish qobiliyati g`ovaklarning solishtirma yuzasi bilan emas, balki
g`ovaklarni adsorbat bilan hajmiy to׳ldirish qiymati bilan belgilanadi (0,2~0,25 smVg). Sanoatda
eritmalami har xil pigmentlardan tozalash uchun adsorbent sifatida tuproq jinslari ham ishlatiladi.
Tuproq jinslari tabiatda ko׳p tarqalgan bo׳lib, narxi arzon, uyilish zichligi 400-450 kg/m3. Tuproq jinslarining solishtirma yuzasi boshqa sanoatda ishlatiladigan adsorbentlarga nisbatan ancha kichik (35-
150 mVg). Adsorbsiya jarayonining moddiy balansi uning davriy yoki uzluksiz rejimda olib borilishiga
qarab tuziladi. Odatda jarayon uzluksiz ravishda olib borilganda qarama-qarshi oqimlardan foydalaniladi. Bunday jarayon uchun moddiy balans tenglamasi quyidagicha ifoda qilinadi: — yutilayotgan moddaning
adsorbentdagi boshlang`ich va oxirgi tarkibi; C 0 — yutilayotgan moddaning adsorbsiya paytida chiqib ketayotgan gazlardagi urtacha tarkibi;Cб — adsorbtivning tashuvchi gazdagi tarkibi. Adsorbsiya jarayoni issiqlik ajralishi bilan boradi. Ajralib chiqqan issiqlik sistemadagi haroratning ko׳tarilishiga olib keladi, bu holat adsorbentning faolligini susaytiradi. Shu sababdan sanoat miqyosida adsorbsiya jarayoni amalga oshirilganda ajralib chiqqan issiqlikni sarflaydigan qurilmadan foy-
dalaniladi.
XULOSA Ekstraksiyalash jarayoni ham rektifikatsiyalash kabi suyuqlik aralashmalirini ajratish uchun qo‘llaniladi. Bu usullarning qaysi birini tanlash aralashmalar tarkibidagi moddalarning xossalariga bog‘liq. Rektifikatsiyalash jarayoni, odatda, issiqlik ta’sirida boradi.
Ekstraksiyalashni amalga oshirish uchun issiqlik talab etiladi. Rektifikatsiyalash aralashma komponentlarining har xil temperaturalarda bug‘lanishiga asoslangan. Agar aralashma komponentlarining qaynash temperaturasi bir-biriga yaqin yoki ular yuqori temperaturaga beqaror bo‘lsa, bunday hollarda ekstraksiyalash jarayonidan foydalaniladi. Тanlab olingan erituvchining zichligi ekstraksiyalanishi lozim bo‘lgan suyuqlik zichligidan kichik bo‘lishi shart.
Dastlabki eritma va erituvchi o‘zaro ta’sir ettirilganda ikkita faza (ekstrakt va rafinant) hosil bo‘ladi. Ajratib olingan moddaning erituvchilarga eritmasi ekstrakt, dastlabki eritmaning qoldig‘i esa rafinant deb yuritiladi. Rafinant tarkibida biroz miqdorda erituvchi ham bo‘ladi. Olingan ikkita suyuqlik fazasi bir-biridan tindirish, sentrafugalash va boshqa mexanik usullar yordamida ajratiladi. So‘ngra ekstrakt tarkibidan tegishli mahsulot ajratib olinadi, rafinantdan esa erituvchi regeniratsiya qilib ajratiladi.