دانلود مقاله مراحل کار در برج تقطیر سینی دار

دستور کار آزمایش: مراحل کار در برج تقطیر سینی دار: 1- ابتدا مطمئن شویم که داخل جوش آور تا ازمایع پر است.

در غیر این صورت با باز کردن شیر میان جوش آور و منبع ذخیره آن را به سطح مورد نظر می رسانیم.

2- دو عدد از آلمان های حرارتی جوش آور (REBOIER) را روشن می کنیم و به اندازه cc200 از شیر زیر مخزن جوش آور نمونه گرفته و درصد الکل را خوراک داخل آن اندازه می گیریم.

3- شیر ورودی به منبع محصول پایین برج را باز می کنیم وشیر ورودی به جوش آور از پایین برج را می بندیم.

4- هنگامی که از طول کندانسور گرم شده آب کندانسور را تا حداقل ممکن باز می کنیم به گونه ای که از آن بخار خارج نگردد.

5- گرمکن بالای برج را روشن می کنیم و سپس شیر مخزن محصول را می بندیم تا سیستم به صورت ( Total Reflux ) کار کند.

6- هنگامی که دمای کلیه سینی ها به مدت 10-15 دقیقه ثابت شد.، دیگر سیستم یکنواخت است، دماهای طول برج و جوش آور و آب خروجی از کندانسور را اندازه می گیریم.

7- دبی آب خروجی از کندانسور را اندازه گرفته همچنین درصد خلوص الکل را اندازه‌گیری می کنیم.

« محاسبات» وزن مولکولی اتانول= وزن مولکولی آب = فاصله بین هر سینی = Cm20 تعداد سینی ها = 16 عدد فشار عملیاتی = atm1 قطر هر سینی = 2 قطر برج = Cm20 ارتفاع برج =m 7/3 دمای جوش اتانول = چگالی مایع اتانول = کشش سطحی اتانول= دمای آب خروجی از مبدل دمای آب شهد = حجم الکل دریافتی= u=1/37 eitn زمان کل آزمایش = t=21/42 min درصد الکل اولیه = 8% درصد الکل در محلول = 69% گرمای نهان تبخیر الکل الکل زمان آزمایش :Base دبی الکل الف – محاسبه سرعت بخار در برج و حداکثر سرعت مجاز بخار ‌چگالی ؟؟؟؟

سطح برج مقطع فاصله بین هر سینی از روی دیاگرام = سرعت مجاز بخار سطح نرمال شدت جریان گاز سطح نرمال سرعت بخار در برج سرعت بخار در برج 4/0 سرعت مجاز بخار می باشد.

ب) محاسبه دی بخار و مایع در داخل سیستم برحسب 110 ج) موازنه حرارت برای کل سیستم: گرمایی که الکل دریافت کرده است د- تعداد سینی‌های تئوریک را محاسبه کنید.

بدلیل این که خوراک در دمای حباب وارد می شود مایع اشباع 1- معادله خط کالا بالای برج 2- معادله خط کار پایین برج: 3- معادله خط خوردک تعداد سینی های تئوری N=7 تعداد سینی ها با استفاده از منحنی تعادلی آب – اتانول و روش MC cabe Thiele تعداد سینی های تئوری تعداد سینی های حقیقی ه) راندمان کلی برج و راندمان مرفوی راندمان کلی برج راندمان مرفوی غلظت حقیقی بخار خروجی از سینی غلظت حقیقی بخار ورودی به سینی غلظت بخار در حال تعادل با مایع خروجی از سینی راندمان کل ضریب زاویه خط تعادل ضریب زاویه خط تبادل بازده مرفوی برای هر سینی خشک کن دوار Rotary Drger هدف آزمایش: روش های بسیار زیادی برای خشک کردن مواد جامد تر در صفت وجود دارد که یکی از متداول ترین این راه ها، استفاده از خشک کن دوار است که هدف از انجام این آزمایش آشنا شدن با این نوع خشک کن و عواملی که در طراحی خشک کن و مقدار مواد خشک شونده و مقدار رطوبت سطحی تبادل شده موثر می باشند راهبورد بررسی قرار می دهد تئوری آزمایش: شرح دستگاه آزمایش: خشک کن دوار از قسمت های زیر تشکیل شده اشت: 1) دهنده ی هوا 2) کژمکن هوای ورودی که بیشترین ظرفیت آن 30 کیلووات است ولی طوری وصل شده که 7 کیلووات در حالت عادی کار می کند و در این صورت 3 عدد از کلیدها برای کار کردن کافی است.

3) خشک کن از دو قسمت و یک قسمت متحرک تشکیل گردیده است و ورودی مواد در قسمت ثابت و خروجی مواد در قسمت انتهای آن است و دارای محوری برای تغییر زاویه می باشد 4) سیکلون در خروجی مواد 5) کیسه خروج مواد خشک شده تئوری آزمایش: خشک کردن جامدات: به طور کلی، خشک کردن جامد یعنی حذف مقدار نسبتاً کمی آب یا مایع دیگر از آن ماده جامد برای کاهش دادن محتوی مایع باقی مانده تا یک مقدار پایین قابل قبول، خشک کردن معمولاً محرله نهایی مجموعه ای از عملیات است، و محصول خشک کن اغلب برای بسته بندی نهایی آماده است.

آب یا سایر مایعات را می توان به طور مکانیکی با فشار یا نیروی سانتریفوژ، یا به طور گرمایی با تبخیر از جامدات حذف کرد.

در این فصل فقط درباره خشک کردن گرمایی توسط تبخیر بحث می شود.

حذف مایع به طور مکانیکی معمولاً ارزان تر از روش گرمایی است و لذا بهتر است محتوی مایع ماده، قبل از ورود بخ خشک کن گرم، تاحد امکان کاهش داده شود.

محتوی مایع ماده خشک شده از محصولی به محصول دیگر تفاوت می کند.

گاهی، محصول حاوی هیچ مایعی نیست و کاملاً خشک نامیده می شود.

اغلب، محصول حاوی مقداری مایع است.

مثلاً، نمک طعام خشک حاوی 5/0% آب، در حدود 4% زغال سنگ خشک، و در حدود 8% کازئین خشک است.

خشک کردن یک واژه نسبی است و صرفاً به این معنی است که محتوی مایع از مقدار اولیه تا مقدار نهایی قابل قبولی کاهش یافته است.

جامداتی که خشک می شوند به صورت های مختلفی هستند- پولکلی، دانه ای، بلوری، پودری، تیغه ای، یا ورقه ای پیوسته- و خواص گوناگونی دارند.

مایعی که تبخیر می شود ممکن است روی سطح جامد باشد، مانند خشک شدن بلورهای نمک، کاملاً داخل جامد باشد، مانند حذف حلال ازیک ورقه پلیمر، یا قسمتی از آن در خارج و قسمتی در داخل باشد.

خوراک بعضی خشک کن ها مایعی است در عملیات بی مراقبت یا در محیط بسیار گرم مقاومت کند، یا ممکن است نیازمند مراقبت در دماهای کم یا متوسط باشد.

لذا، انواع خشک کن های تجارتی در بازار موجودند اختلاف عمده آن ها مربوط به روش حذف جامدات در ناحیه خشک کردن و روش انتقال گرماست.

دسته بندی خشک کن ها: هیچ روش ساده ای برای دسته بندی خشک کن ها وجود ندارد.

بعضی از آن ها به صورت پیوسته و بعضی به صورت ناپیوسته کار می کنند، بعضی از آن هخا جامدات را هم می‌زنند، وبعضی اساساً هم نمی زنند.

برای کاهش دمای خشک کردن می توان از عمیلات در خلأ استفاده کرد.

بعضی خشک کن ها تقریباً هر ماده ای را فراوری می کنند، در حالی که بعضی دیگر فقط خوراک های خاصی را می پذیرند.

تقسیم بندی های اصلی به صورت زیر است: (1) خشک کن هایی که در آن ها جامد مستقیماً در معرض گاز داغ (معمولاً هوا) قرار می گیرد، (29 خشک کن هایی که در آن ها گرما از یک محیط خارجی مانند بخار آب در حال چگالش به جامد منتقل می شود، و این انتقال معمولاً از سطح فلزی که جامد با آن در تماس است روی می دهد (مرجع 5) و (3) خشک کن هایی که با انرژی الکتریکی، تشعشعی، یا با انرژی میکروبوی گرم می شوند.

خشک کن هایی را که در آن ها جامدات در معرض داغ قرار می‌گیرند خشک کن های آدیاباتیک یا خشک کن های مستقیم، و خشک‌کن هایی را که در آن ها گرما از یک محیط خارجی انتقال می یابد خشک کن های غیر آدیاباتیک یا غیر مستقیم می گویند.

در بعضی از دستگاه ها، خشک شدن آدیاباتیک و غیرآدیاباتیک با هم انجام می شود، و آن ها را خشک کن های مستقیم – غیر مستقیم می گویند.

فراوری جامدات در خشک کن ها اغلب خشک کن های صنعتی در قسمتی از سیکل خشک شدن یا در تمام آن جامدات ذره ای را فراوری می کنند.

بعضی از خشک کن ها نیز قطعات بزرگ سرامیکی با ورقه های پلیمری را خشک می کنند.

در این جا فقط الگوهای مختلف حرکت ذرات جامد را در خشک کن ها به عنوان مبنایی برای فهم خشک کردن را بررسی می کنیم.

در خشک کن های آدیاباتیک، جامدات به صورت های زیر در معرض گاز قرار می گیرند.

1- گاز در عرض سطح بستر جامدات یا در عرض یک یا دو وجه ورق یا فیلم پیوسته دمیده می شود .این فرایند را خشک کردن با گردش عرضی می گویند.

2- گاز در بستر جامدات دانه درشت، که برروی غربالی قرار دارند، دمیده می شود.

این را خشک کردن با گردش یکسره می گویند.

مانند خشک کردن با گردش عرضی، در این حالت نی سرعت گاز کم است تا از همراه بری ذرات جامد جلوگیری شود.

3- جامدات در جریان گازی که با سرعت کم حرکت می کند به طرف پایین می‌ربارند، و اغلب مقداری ذرات ریز همراه با گاز منتقل می شوند که مطلوب نیست.

4- برای سیال سازی بستر، گاز با سرعت کافی از جامدات می‌گذرد در نتیجه، مقداری ذرات ریز همراه گاز برده می شوند.

5- تمام جامدات در جریان گاز با سرعت زیاد همراه برده می شوند و به طور پنوماتیکی از یک مخلوط کن به جداساز مکانیکی حمل می شوند.

در خشک کن های غیرآباتیک، تنها گازی که باید حذف شود حلال یا آب تبخیر شده است، ولی گاهی مقدار کمی گاز رویش (اغلب با نیتروژن) از دستگاه عبور می کند.

اختلاف اصلی خشک کن های غیرآدیاباتیک مربوط به روش قرار گرفتن جامدات در معرض سطح گرم یا سایر منابع گرمایی است.

1- جامدات روی یک سطح افقی، که ساکن است یا سرعت کمی دارد، پهن و «پخته» و خشک می شوند.

سطح را می توان به طور الکتریکی، یا با انتقال گرما از سیالی مانند بخار آب یا آب داغ، گرم کرد.

از گرم کن تشعشعی که بالای جامدات قرار دارند نیز استفاده می شود.

2- جامدات توسط همزن یا نوار نقاله پیچی یا پرده‌دار روی یک سطح گرم، که معمولاً استوانه ای است، حرکت می کنند.

3- جامدات تحت تاثیر وزن خود روی یک سطح گرم شیب دار می لغزند یا برای مدتی همراه سطح به طرف بالا حمل می شوند و سپس به محل جدید می لغزند ( به خشک کن های چرخان نگاه کنید).

اصول خشک کردن: به علت گستره وسیع موادی که در یک دستگاه تجارتی خشک می شوند و انواع گوناگون خشک کن ها هیچ نظریه واحدی برای خشک کردن که تمام انواع مواد و خشک کن ها را فرگیرد وجود ندارد.

تنوع شکل و اندازه مواد، تعادل های رطوبت، مکانیزم انتقال رطوبت در جامد، و روش تامین گرمای مورد نیاز در تبخیر، از علل این موضوع هستند.

در این رابطه، از اصول کلی استفاده می شود.

خشک کن ها به ندرت توسط مصرف کننده طراحی می شوند و از شرکت هایی که متخصص طراحی و ساخت خشک کن ها هستند خریداری می شوند.

الگوهای دما در خشک کن ها: نحوه تغییردما در خشک کن به جنس و محتوی مایع خوراک، دمای محیط گرمایی، زمان خشک شدن، و دمای مجاز نهایی جامدات خشک دارد.

البته، الگوی تغییرات در خشک کن های مختلف مانند هم است.

در یک خشک کن ناپیوسته با محیط گرمایی دما ثابت دمای جامدات خیس از مقدار اولیه، ، تا دمای تبخیر اولیه، ، به طور نسبتاً سریع افزایش می یابد.

در خشک کن غیرآدیاباتیک و بدونگاز روبش، اساساً نقطه جوش مایع در فشار موجود در خشک کن است.

در صورت استفاده از گاز روبش، یا اگر خشک کن آدیاباتیک باشد، برابر با دمای حباب خیس گاز یا نزدیک ان است (اگر گاز هوا باشد و مایعی که باید تبخیر شود آب باشد، دمای حباب خیس با دمای اشباع آدیاباتیک برابر است) خشک شدن ممکن است برای مدتی طولانی در روی دهد، اما اغلب پس از مدت کوتاهی، با تشکیل ناحیه جامدات خشک در نزدیک سطح، دمای جامدات خیس تدریجاً افزایش می یابد.

دمای تبخیر به مقاومت های موجود در برابر انتقال گرما و انتقال جرم در ناحیه خشک، و همچنین به مقاومت موجود در لایه مرزی بستگی دارد.

در مراحل نهایی خشک شدن، دمای جامدات تا مقدار که کمی بیش تر است، سریعاً افزایش می یابد.

زمان خشک شدن، از چند ثانیه تا چندین ساعت است.

جامدات در قسمت بیش تر سیکل خشک شدن یا فقط درکسر کوچکی از آن در دمای هستند.

دمای محیط گرمایی اغلب ثابت است یا ممکن است ضمن خشک شدن به طور برنامه ریزی شده تغییر کند.

در یک خشک کن ایده آلی، هر ذره جامد در سرراه خود از ورودی تا خروجی خشک کن از یک سیکل مشابه می گذرد.

در عملیات پایا، دما در نقطه معینی از خشک کن پیوسته مقدار ثابتی دارد، اما در امتداد طول خشک کن تغییر می کند.

ورودی جامدات و خروجی گاز در سمت چپ، و ورودی گاز و خروجی جامدات در سمت راست اند.

در اینجا نیز جامدات از تا سریعاً گرم می شوند.

ضمن خشک شدن، دمای تبخیر ممکن است