1-semestr 1-lаborаtoriya ishi mavzu: Farmatsevtik injiniring fanidan fizik kattaliklar va ularni o’lchash. Maqsad

Absorbsiyaning moddiy balansi va kinetik qonuniyatlari
Absorbsiya jarayonining moddiy balansi quyidagi ko’rinishdagi umumiy tenglama bilan ifodalanadi:
G(dy)=L·dx
Oxirgi tenglamani boshlang’ich va oxirgi konsentratsiyalar oralig’ida integrallagandan so’ng, undan absorbent sarfini (kmol/s) aniqlash mumkin:
(9.5)

1 kmol inert gaz uchun zarur solishtirma sarf:

(9.6)

Jarayon ishchi chizig’i y – x koordinatalarida to’g’ri chiziq ko’rinishida bo’ladi. Uning qiyalik burchagi tangensi l = L/G.

Absorbent solishtirma sarfining absorber o’lchamiga va suyuq fazada tarqalayotgan moddaning oxirgi konsentratsiyasiga ta’sirini ko’rib chiqamiz.

Absorberda fazalar yo’nalishi parallel deb qabul qilamiz.

y – x koordinatalarning B nuqtasida aniqlanayotgan suyuq fazada tarqalayotgan moddaning boshlang’ich konsentratsiyasi x_b, gaz fazasidagi boshlang’ich kon-sentratsiya y_b, oxirgisi esa y_ox (9.2-rasm).

Fazalar muvozanat holati y_M=f(x) tenglamaga binoan, turli qiyalik burchagi ostida bir nechta ishchi chiziqlar o’tkazamiz. Rasmdagi A₁, A₂, A₃ nuqtalar gaz faza va absorbentdagi boshlang’ich va oxirgi konsentratsiyalarni xarakterlaydi. Jarayonni harakatga keltiruvchi kuchi ishchi va muvozanat chiziqlar o’rtasidagi farq bilan aniqlanadi, ya’ni Δy=y–y_M. Butun qurilma uchun o’rtacha harakatga keltiruvchi kuch o’rtacha logarifmik qiymat sifatida topiladi. Agar, ishchi chiziq BA vertikal chiziq bilan ustma – ust tushsa, harakatga keltiruvchi kuch eng katta qiymatga ega bo’ladi. Agar, (9.6) tenglamaga x_ox – x_b qo’yilsa, absorbentning sarfi cheksiz bo’ladi.

Boshqa holatda esa, ya’ni ishchi chiziq BA₃ muvozanat chizig’i bilan tutashsa, absorbentning sarfi minimal va tutashish nuqtasida harakatga keltiruvchi kuch nolga teng bo’ladi, chunki y_b = y_M.

Birinchi holatda absorberning o’lchamlari minimal bo’ladi, chunki absorberning cheksiz sarfida Δy_o’r maksimal qiymatga egadir. Ikkinchi holatda esa, absorbentning sarfi minimal bo’lganda absorbentning o’lchamlari cheksiz bo’ladi.

Massa almashinish, shu jumladan, absorbsiya jarayonida ham muvozanatga erishib bo’lmaydi, chunki har doim (x_oxM). Demak, absorbentning sarfi har doim minimal qiymatdan katta bo’lishi kerak. Absorbentning minimal sarfini quyidagi tenglamadan topish mumkin:
(9.7)

Absorbentning optimal sarfi texnik – iqtisodiy hisoblashlar asosida aniqlanadi,

1 kmol gazni yutish uchun zarur sarflar gaz va ekspluatatsiya narxi S₁, amortizasiya va ta’mirlash uchun sarflar, energiya narxi S₂, gazni uzatish va desorbsiya S₃ ga ketadigan harajatlar yig’indisiga teng:

Ma’lumki, S₁ kattalik absorbentning solishtirma sarfiga bog’liq emas. Agar, l ortsa, absorberning ishchi balandligi va uning gidravlik qarshiligi kamayadi. Lekin, bunda qurilmaning diametri kattalashadi.

Shunday qilib, S₂ = f(l) funksiya minimumga ega bo’lishi mumkin.

Absorberning solishtirma safri l oshishi bilan gazni uzatish va desorbsiyasiga ketadigan sarflar S₃ ko’payadi. 9.3–rasmda yuqorida keltirilgan bog’liqliklar xarakteristikalari tasvirlangan. Hamma egri chiziqlar ordinatalarini qo’shsak, 1 kmol gazni absorbsiya qilish uchun zarur sarflar yig’indisi egri chizig’ini olamiz. Ushbu egri chiziqning minimumi, absorbent optimal solishtirma sarfiga to’g’ri keladi.