פרק 5 עמוד 1 פרק 5. מטרות עמוד 2 עקומות ספיחה ספיחה מנתית ...
-
date post
22-Dec-2015 -
Category
Documents
-
view
263 -
download
17
Transcript of פרק 5 עמוד 1 פרק 5. מטרות עמוד 2 עקומות ספיחה ספיחה מנתית ...
1עמוד 5פרק
55פרק פרק
מטרותמטרות
2עמוד
עקומות ספיחה
ספיחה מנתית
:ספיחה רציפה
מיכל בחוש
עמוד מילוא
5פרק
ספיחהספיחהAdsorptionAdsorption
3עמוד
מאפיינים
ריכוז תמיסות
מתאים לנפח נוזל קטן יחסית
- סלקטיביות בינונית גבוהה
5פרק
ספיחהספיחה
כחושכחוש
מעבר חומר מנוזל
)“מרק”( למוצק )חומר
סופח(
מוצקים סופחיםמוצקים סופחיםAdsorbentsAdsorbents
4עמוד 5פרק
פחם פעיל - ממקור צמחי
Activated carbons
סיליקה ג’ל
אלומינה ג’ל
פולימרים סינתטיים
Synthetic resins
פולימרים מצולבים - חלקיקים כדוריים אוכאבקה
הידרופובי / הידרופילי
מחליפי יונים: קבוצות
עקומות ספיחהעקומות ספיחהAdsorption IsothermsAdsorption Isotherms
5עמוד 5פרק
KCqש”מ לינאריש”מ לינארי
FreundlichFreundlichאיזותרמת איזותרמת
nKCq
C
q
n<1
n>1
favorable adsorption n<1
unfavorable adsorption n>1
(5.1)
)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה
6עמוד 5פרק
קשירה לאתרי ספיחה מוגדרים•LangmuirLangmuirאיזותרמת איזותרמת
אתר יכול לקשור רק מולקולה אחת )חד - •שכבה(
הסיכוי של מולקולה להקשר לאתר פנוי הוא •מולקולות מומס + אתרים פנויים אתרים קבוע
תפוסים sitesfilled
sitesvacantsoluteK
מספר האתרים קבוע ttanconssitestotalsitesvacantsitesfilled
)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה
7עמוד 5פרק
C
q
(5.2)CK
Cqq m
soluteK
sitestotalsolutesitesfilled
)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה
8עמוד 5פרק
ספיחה על מחליפי ספיחה על מחליפי יוניםיונים
HNaRHRNa
HRNaRR;
HRNa
HNaRK
NaKH
NaRKNaR
++
++
++
+
+
+
קבוע בתמיסה מותרסת
)המשך()המשך(עקומות ספיחה עקומות ספיחה
9עמוד 5פרק
ספיחה על מחליפי ספיחה על מחליפי יונים - יונים יונים - יונים
דו-ערכייםדו-ערכיים
Na2CaRNaR2Ca 2
NaRCaR2R;
NaRCa
NaCaRK 22
2
2
Freundlichאיזותרמת
ספיחה המבוססת על זיקה ביולוגיתספיחה המבוססת על זיקה ביולוגיתAffinity AdsorptionAffinity Adsorption
10עמוד 5פרק
+
סובטרט - אנזים
נוגדן - אנטיגן
- צמד נוקלאוטידים )למשל ציטוזין גואנין(
חלבון נושא - הורמון
)המשך()המשך(זיקה ביולוגית זיקה ביולוגית
11עמוד 5פרק
+
+ + impurities
+
LangmuirLangmuirאיזותרמת איזותרמת
ספיחה מנתיתספיחה מנתית
12עמוד 5פרק
C - ,)ריכוז המומס בהזנה )נוזלgr/lit
Cf - ריכוז מומס בהזנה בתום פעולתהספיחה
q - ,ריכוז בפאזה מוצקהgr/gr adsorbent
qf - ריכוז בפאזה מוצקה בתום פעולתהספיחה
H - ,נפח ההזנהlit
W - ,משקל הסופחgr adsorbentמאזן מסה
WqHCWqHC ff
“קו פעולה”
CCW
Hqq ff
ספיחה מנתיתספיחה מנתית
13עמוד 5פרק
משוואת ש”מ, למשל
“קו פעולה”
CCW
Hqq ff
nKCq
לינארי
C
q
qf
ספיחה רציפה במיכל בחושספיחה רציפה במיכל בחוש((Continuos stirred tank)Continuos stirred tank)
14עמוד 5פרק
Q, Cf Q, C (t)
q (t)
C (t)
Q - ספיקת נוזל
Vl - נפח נוזל במיכל
Vs - נפח מוצקבמיכל
ללא ספיחה
ספיחה אופיינית
ספיחה
מהירה
t
C
)המשך( )המשך( ספיחה רציפה במיכל בחוש ספיחה רציפה במיכל בחוש
15עמוד 5פרק
מאזן מסה )נוזל(
dt
dqVCCQ
dt
dCV sfl
משוואת ש”מ, לדוגמא n*Ckq
משוואה קינטית לקצב הספיחה, למשל
*CCKat
q
)דיפוזיה(
C - * ריכוז בתמיסה “היפוטתית” אשר תהיה בש”מעם המוצק
)המשך( )המשך( ספיחה רציפה במיכל בחוש ספיחה רציפה במיכל בחוש
16עמוד 5פרק
פתרון פרטי למקרה של קינטיקה נשלטת ע”י דיפוזיה ועקומת ש”מ לינארית:
ts
21
l1ts
21
2l
f
f 21 ess
VQse
ss
sVQ
C
CC
ts
21
1ts
21
2
f
f 21 ess
se
ss
s
C
kqC
lss
2
s
l
slls
l
sll
1
VVVk
QKa4
kV
V
VV
Ka
V
Q
kV
V
VV
Ka
V
Q
2
1s
lss
2
s
l
slls
l
sll
2
VVVk
QKa4
kV
V
VV
Ka
V
Q
kV
V
VV
Ka
V
Q
2
1s
(5.3)
ספיחה בעמודי מילוא ספיחה בעמודי מילוא
17עמוד 5פרק
מצע רווי
איזור ספיחה
מצע נקי
)המשך()המשך(ספיחה בעמודי מילוא ספיחה בעמודי מילוא
18עמוד 5פרק
עקומות פריצהעקומות פריצה
C (t)
ttB tE
CB
CE
Profile at z = L
C (z)
z
Profile at t = tB
L
CB
CFאיזור ספיחה
מצע רווי
גישה מקורבת לניתוח עקומות פריצהגישה מקורבת לניתוח עקומות פריצה
19עמוד 5פרק
וצורתה v: החזית מתקדמת במהירות קבועה הנחהאינה משתנה
ועד CBהזמן החולף מרגע שהריכוז ביציאה הוא המרחק שעוברת החזית בזמן זה, או : CEשמגיע ל
רוחב החזית : מהירות החזית נתונה בקירוב
ולכן רוחב טוב ע”יהחזית :
BE ttt
tv
BtLv
BttL
מכאן, אורך המצע הרווי :
BB tt1LttLL
נניח כעת כי איזור הספיחה מכיל חצי מהקיבול המקסימלי
BF
BFBF
t2
t1
L*q
ttL*q*5.0tt1L*q
שבר מצע
מנוצל לספיחה
גישה קינטית לניתוח עקומות פריצהגישה קינטית לניתוח עקומות פריצה
20עמוד 5פרק
- מהירות מדומה
DL - מקדם דיספרסיהצירית
V
22
2
L R
QV;
t
q1
t
C
z
CV
z
CD
מאזן מסה
*CCKat
q
n*Ckq
משוואה קינטית
משוואת ש”מ
)המשך()המשך(גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה
21עמוד 5פרק
n=1n=1
עקןמת ש”מ עקןמת ש”מ ) )לינארית(לינארית(
)המשך()המשך(גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה
22עמוד 5פרק
C
C*
L
0 0CC
C
Ka
VdzL
פתרון גרפי: יחידות פתרון גרפי: יחידות מעברמעבר
HTU*NTUL
סיכוםסיכום
23עמוד 5פרק
עקומות ספיחה
ספיחה מנתית
:ספיחה רציפה
מיכל בחוש
עמוד מילוא