Kstraksiyaning asosiy qonuniyatlari markazdan qochirma ekstraktorlar

MARKAZDAN QOCHIRMA EKSTRAKTORLAR.
Polikarbonat eritmasini metilenxlorodda trietilamin va fenoldan tozalash uchun "Vestfaliya" firmasi (GFR)ning emulsiyalarni ekstaksiyalash va ajratishga moslashtirilgan apparatlardan foydalaniladi.
Aralashtiruv kamerasiga (Rasm 3.5) shtutser orqali ekstragent yuboriladi. Uch xissali qorishma avvalgi bosqichdan markaziy truba orqali tarelkasimon separatorga tushadi va bu erda krrishmaning yupqa katlamda engil faza - ekstragent va og‘ir faza - eritmaga ajralishi ro‘y beradi. Ekstragent greyfer 4 dan utib, separatordan shtutser orkali engil faza uchun chiqariladi, eritma esa greyfer 5 ga tushadi va ekstragent bilan qorishib keyingi ishlovga tayyorlanadi. Hosil bo‘lgan uch xissali qorishma bosim ostida shtutser orqali og‘ir faza uchun chiqariladi va yupqa qatlamli ajratish uchun keyingi bosqichga o‘tadi.


Aralashuv xonasida kontaktlashish juda oz muddat davom etganligi sababli ekstrakt va rafinat tarkiblarining teng vaznligiga erishilmaydi. Kontakt davomliligini oshirish maqsadida ekstraktor — separatorlarpi boshqa tipdagi qorishtiruv – tindiruv ekstraktori yoki vibratsiyali va tarelkasimon ekstraktorlar bilan biriktirib o‘rnatishi mumkin.
Ekstraktor - separatorda qattiq zarrachalarni to‘plash uchun bo‘shliq 3 ko‘zda tutilgan. Qattik zarrachalarning eritmadagi ulushi 0,1% dan oshmasligi keraq Barabandagi qattik zarrachalarni separatorni qismlariga ajratib tushirib, qo‘l bilan olib tashlanadi. Separatorni bo‘laklarga ajratish va yuvish uchun maxsus kutargich va yuvish moslamasi bo‘lishi lozim.
Bunday agregatlarning unumdorligi 10-20 m³/soat ga tengdir. Ketma -ket o‘rnatilgan ekstraktor - separatorlar qarama - qarshi oqimli sxema bo‘yicha va ekstragentning kesishuvchi oqimi bilan ishlashi mumkin. Ekstraktor -separator korroziyaga chidamli materiallardan ishlangan va portlaydigan (yoki portlash xavfidan kafolatlangan) elektr simi bilan ta’minlangandir. Valning aylanish chastotasi 3000 ail/min ga teng.
Polikarbonat eritmasidan metilenxloridda N₃RO₄ ning 2 % li eritmasi yordamida fenol ekstraksiya qilinganida, ekstraksiya moduli 0,3 ga teng bo‘lsa, tasvirlangan bir bosqichli ekstraktor - separatordagi ajralish effektivligi bir nazariy ajralish bosqichiga yaqinlashadi.
"Luvesta" tipidagi bir necha bosqichli markazdan qochirma ekstraktorlarning bosqichlari xarakatsiz tarelkalar vositasida bir-biridan ajralib turadi. Dar bir seksiyada qorishtirish va suyuqliklarni xarakatlantirish uchun greyferlar va tarelkalar paketi mavjud bo‘lib, bunda uch xissali krrishmaning yupka kaglamli bo‘linishi ruy beradi. Xar bir bosqich doirasida suyuqliklarning tufi oqimli aralashuvi yuz berib, butun apparat esa qarama-qarshi oqim rejimida ishlaydi. Bunday ekstraktorlarning ish unumdorligi uncha yuqori emas - 10 m³/soat ga qadar.
Fazalar kontaktining davomiyligi -- 15 sekundgacha. Ko‘p bosqichli markazdan qochirma ekstraktorlar tuzilishining murakkabligi va narxining balandligi sababli sanoatda keng qo‘llanmadi.
"Vestfaliya" firmasining yuqorida tasvirlangan markazdan qochirma ekstraktorlaridan farqli o‘laroq Podbilnyakning markazdan qochirma ekstraktori differensial - - kontaktli tipdagi ekstraktorlar guruxiga mansubdir. Rasm 3.6 da Podbilnyak ekstraktorining tuzilishi va uning ishlash sxemasi ko‘rsatilgan. Bunday ekstraktorlarda ekstraksiya qarama -qarshi oqimda xarakatlanayotgan fazalarning uzluksiz kontakti sharoitida amalga oshadi.
Ikkita: ustki va pastki kojuxdap iborat bo‘lgan mashina korpusida ustiga rotor biriktirilgan val joylashgandir. Val elektrodvigateldan pona va remenli uzatgich yordamida aylantiriladi; valning aylanish chastotasi 4500 ail/min chamasida. Valning ikkala uchi kovak bo‘lib, "truba ichida truba" tipida ishlangan; markaziy qismi yaxlit bo‘lib, engil suyuqlikni ketkazish uchun kanallari bor. Val ikki qavatli ko‘ngdalang zichlagichlar yordamida zichlanadi, bunda ekstraktorda ishlov berilayotgan suyuqlik zichlovchi suyuqlik bo‘lib xizmat qiladi.



Rasm Podbilnyak ekstraktorining tuzilishi (a) va ishlash sxemasi
(b): 1 - korpus; 2 - V shaklidagi xalqalar; 3 - rotor; I, II - engil suyuqlik;
III, IV -- og‘ir suyuqlik; a - og‘ir suyuqlikning yaxlit fazasi va engil
suyuqlikning dispersnoy fazasi zonasi; v - engil suyuqlikning koaletsent fazasi zonasi; s – og‘ir suyuqlikning dispersion fazasi va engil suyuqlikning yaxlit fazasi zonasi.
Ishlanayotgan eritma va ekstragent kovak valning qarama-qarshi uchlaridan ekstraktorga tushadi; bu 3.6 - rasmda ko‘rsatilgan: engil suyuqlik uzatma tarafidan qo‘yiladi, og‘ir suyuqlik esa valning karama - qarshi uchidan.
Rotor ichida V shaklli konsentrik xalqalar paketi mavjud. Rotorda engil va og‘ir suyuqlik o‘tishi uchun kanallar bo‘lishi ko‘zda tutiladi. Og‘ir suyuqlik rotor paketiga uning markaziy qismidan tushadi, engil suyuqlik esa rotorning chet qismiga tushadi. Rotor halkalar paketi bilan birgalikda og‘ir suyuqlik markazdan qochirma kuch ta’sirida rotorning tashqi perimetriga tomon intiladi, engil suyuqlik esa unga qarama-qarshi oqimda kontaktga kirishadilar. Suyuqlikning ko‘p marotaba tomchilarga va tomchilar koalessensiyasiga bo‘linishi natijasida ekstraksiyaning yuqori effektliligiga erishiladi.
Uch xissali qorishma ajratilgandan keyin suyuqliklar rotordagi kanallar orkali ichi bo‘sh valga o‘tkaziladi: og‘ir suyuqlik privod tarafidan, engil suyuqlik esa -- valning qarama - qarshi uchi orqali, ya’ni og‘ir suyuqlikning kirish joyidan.
Rotor ichida fazalar inversiyasi yuz beradi: rotorning chekka qismida engil suyuqlikning dispersion fazasi og‘ir suyuqlikning yaxlit fazasi bilan munosabatga kirishar ekan, rotor o‘qiga yondosh zonada esa, aksincha - og‘ir suyuqlikning dispersion fazasi engil suyuqlikning yaxlit fazasi bilan kontaktga kirishadi.
Engil suyuqlikni chiqarish trubasida teskari klapanning bo‘lishi nazarda tutiladiki, bu klapan ikkala faza chegarasining radial yo‘nalishidagi holatipi boshqarib turishga xizmat qiladi. Engil suyuqlikning ish bosimini teskari klapan yordamida o‘zgartirib, ekstraktor rotoridagi engil va og‘ir suyuqlik hajmilarining kerakli nisbatini hosil qilish mumkin.
Rotorning ish hajmiidagi og‘ir va engil suyuqliklar hajmiining o‘zaro munosabatlarini quyidagicha nisbatda ifodalash mumkin:
V_G/V_p=(p_Gk-P_L)/(P_GN-P_L)
bu tenglamada V_G - - yaxlit fazadagi engil suyuqlik hajmii; V_P -
rotorning umumiy hajmii; p_ck va r_sn - - engil suyuqlikning ekstratorga kirish va undan chiqish joyidagi bosimi; p_L og‘ir suyuqlikning ekstratordan chiqish joyidagi bosimi.
Engil suyuqlikning kirish joyidagi bosimi rotor oborotlarining soni va suyuqliklar zichligining ayirmasiga ko‘ra aniqlanadi:
r_on =R²ω²Δp/2g
bu erda R — rotor ukdsan engil suyuqlikning kirish teshigiga qadar masofa; ω - rotorning aylanish chastotasi; Δr - - og‘ir suyuqlikning ekstratorga kirish joyidagi zichligi bilan engil suyuqlikning ekstratordan chiqish joyidagi zichligining ayirmasi.
Engil suyuqlikning ekstratorga kirish joyidagi bosimini aniqlash uchun (Rasm 3.7 dagi) nomogramma keltirilgan.
Ekstratsiyaning samaradorligi ishlov berilayotgan suyuqliklarning xususiyatlariga bog‘liqdir. Rotordagi ushlab kelinayotgan og‘ir yoki engil suyuqlik hajmilarini xar xil qilib turib, bu samaradorlikni o‘zgartirish mumkin.
Rotor oborotlarining soni ortishi bilan ekstaksiya samaradorligi va ekstraktorning ish unumdorligi ortadi, suyuqlikning tiqilib qolish holati yuqoladi va uch xissali qorishmaning bo‘linish effektivligi oshadi.
Rotorning eng yuqori aylanish chastotasi 4500/r'² ga teng, engil suyuqlikning ekstrakta kirishdagi maksimal (eng yuk;ori) bosimi 1,5 MPa ga teng. Og‘ir suyuqlikning zichligi birdan kichik (r<1) bo‘lsa, rotor oborotlarining soni 4500 ail/min ga teng.
Podbilnyak Ekstraktorlari shunday tayyorlanganki, ularning rotorlarining sigimi 1 m³ ga yaqin bo‘lib, ish unumdorligi 150 m³/soat gacha etadi. SHuning bilan birga laboratoriya sharoitida ishlaydigan ekstratorlar ham chiqarilib, ularning xar bir suyuqlik bo‘yicha unumdorligi 0,3 m³soat ga teng bo‘ladi, rotorning ichki diametri 393 mm, kengligi - 21,2 mm. Eng yuqori ish xarorati - 40°S. Ekstraktorning muxitga tegib turadigap detallari 316L(10xl7H13M2T) ko‘rsatgichli po‘latdan, zichlovchi prokladkalari teflondan ishlangan.
Polikabonatning metilenxloriddagi va polisulfonning
xlorbenzoldagi eritmalarini ekstraksion tozalash bo‘yicha olib borilgan tadqiqotlar ko‘rsathi ki, Podbilnyak ekstratorida o‘tkazilgan ekstraksiyaning effektivligi bir bosqichli ekstrator – separatordagiga qaraganda marta yuqorirokdir.
ADABIYOTLAR
N.A. Kozulin, A.YA. SHapiro, R.K. Gavurina. Oborudovanie dlya proizvodstva i pererabotki plasticheskix mass. M.: Izdatelstvo "Ximiya", 1967.
Z.G. Giberov. Mexanicheskoe oborudovanie zavodov plasticheskix mass. M.: Izd-vo "Mashinostrosnie", 1967.
Kim V.S. Skachkov V.V. Oborudovanis podgotovitelnogo proizvodstva zavodov plastmass. M.: Mashinostroenie. 1977.