Đề tài Phương pháp trích ly một số sản phẩm

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG LƯƠNG THỰC - THỰC PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ LƯƠNG THỰC THỰC PHẨM d & c ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN ĐỀ TÀI: “ PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY MỘT SỐ SẢN PHẨM” SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN THỊ THUÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : ĐỖ CHÍ THỊNH LỚP : O5C1 Lời Mở Đầu Trước đây, việc tạo ra được những sản phẩm có màu sắc mùi vị hương thơm đặc trưng cho từng sản phẩm là rất khó khăn. Do quá trình tạo ra sản phẩm phải xảy ra nhiều giai đoạn phức tạp: cắt nhỏ, nghiền, ép, gia nhiệt ….đã làm mất đi phần nào những hương thơm màu sắc mùi vị tự nhiên của chúng. Tuy nhiên trong điều kiện hiện nay, việc tạo ra một sản phẩm mang đậm nét đặc trưng của chính nguyên liệu tạo ra nó không còn là chuyện khó khăn nữa. Bởi nó đã được bổ sung những hưong vị màu sắc từ chính những nguyên liệu đó. nhưng cái quan trọng ở đây là hưong vị màu sắc đặc trưng ấy do đâu mà có. Đó chính là nhờ vào công nghệ trích ly các chất màu chất mùi chình nguên liệu đó. Việc trích ly đó không chỉ mới được phát hiện mà nó đã xuất hiện từ rất lâu. Trước đây cha ông ta đã biết ứng dụng nó trong việc kéo rút các chất trong rau quả bằng các dung môi khác nhau như:ngâm rươu các loại trái cây, việc sản xuất nước mắm. Tuy nhiên công việc đó mới chỉ được tiến hành ở quy mô nhỏ. Ngày nay công nghệ trích ly đó dã được kế thừa vá tiếp tục phát triển trên quy mô lớn hơn để phục vụ nhu cầu ngày càng cao của con người. Trong điều kiện cấp thiết đó công nghệ trích ly thực sự đóng vai trò quan trọng và cần thiết cho sự phát triển của ngành công nghệ thực phẩm nói riêng và các ngành khác nói chung. Được sự cho phép của nhà trường, quý thầy cô và sự giúp đỡ tận tình của thầy Đỗ Chí Thịnh em xin được thực hiện đề tài “ công nghệ trích ly “ Rất mong được sự giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô giáo . Đà nẵng, ngày tháng năm 2007 SVTH : Nguyễn Thị Thuý Chương 1: TRÍCH LY CHẤT RẮN 1.Các Khái Niệm Cơ Bản: 1.1Định nghĩa: Quá trình hoà tan chọn lọc một hoặc một số cấu tử của chất rắn bằng một chất lỏng gọi là quá trình trích ly rắn - lỏng. Tốc độ của quá trình này phụ thuộc vàp rất nhiều yếu tố như: hình dạng, kích thước, thành phần, cấu trúc bên trong của vật thê rắn, tính chất hoá lý và chế độ thuỷ động của dung môi kiểu thiết bị, phương pháp tiến hành trích ly, ngoài ra còn phụ thuộc vào tỉ lệ rắn lỏng…. Hình1:Sự phân bố nồng độ trong các pha của quá trình chuyển khối 1.2.Trạng thái cân bằng: Trạng thái cân bằng đạt được khi thế hoá của cấu tử hoà tan ở trong chất rắn bằng thế hoá của nó ở trong dung dịchở cùng nhiệt độ.khi đó nồng độ của dung dịch tương ứng với nồng độ bão hoà goi là độ hoà tan. Phương trình cấp khối có dạng: ) (1) Trong đó:M- lượng cấu tử phân bố ,F-bề mặt tiếp xúc pha tại thời điểm t; b- hệ số cấp khối; Cbh-nồng độ cấu tử hòa tan ởbề mặt chất rắn; ở đây cân bằng đượcthiết lập rất nhanh; Co nồng độ trung bình chất rắn hòa tan ở trong dung dịch. 1.3 Cơ chế của quá trình: quá trình chuyển khối trong hệ rắn lỏng rất phức tạp . Sơ đồ đơn giản thể hiện ở hình 2 và hình 3. Các hình này thể hiện sự thay đổI nồng độ lớn nhất là ở lớp biên. Hình 3:sự thay đổi nồng độ của cấu tử hoà tan ở khu vực sát bề mặt vật thể rắn Khuếch tán có chiều dày d Theo định luật Phic thì: (2) D-hệ số khuếch tán phân tử. Từ công thức (1); (2) ta có: Hệ số cấp khối b = D/d tỷ lệ nghịch với chiều dày của lớp màng chảy dòng d ở sát bề mặt vật thể rắn, tức là phụ thuộc vào chế độ thủy động của dung môi. Ngoài ra, kích thước của hạt rắn càng giảm thì tốc độ của quá trình trích ly càng tăng, do tăng bề mặt. tiếp xúc pha và giảm đoạn đường khuếch tán trong các hạt rắn. Tuy nhiên, kích thước của các hạt rắn càng giảm thì năng lượng tiêu tốn cho quá trình nghiền càng tăng, do đó phải chọn kích thước hạt rắn thích hợp. Tỉ lệ giữa lượng dung môi và lượng chất rắn ảnh hưởng lớn đến tốc độ khuếch tán. Tỷ lệ này càng cao thì tăng tốc độ khuếch tán và khả năng tách triệt để cấu tử phân bố càng nhiều , nhưng tiêu tốn năng lưọng để tách cấu tử phân bố trong dung môi càng tăng. Do đó phải chọn tỷ lệ giữa lượng dung môi và lượng chất rắn thích hợp. Trong quá trình trích ly chất rắn, dung môi phải xâm nhập vào trong các mao quản của chât rắn để tác dụng với cấu tử phân bố, nên tốc đọ của toàn quá trình giảm nhanh. Tốc độ của quá trình trích ly được quyết định bởi tốc độ khuéch tán bên trong. Tương ứng với hình 3 tốc độ của quá trinh trích ly chất rắn là: (3) Trường hợp này khấy trộn bình thường khôngcó ảnh hưởng đến tốc độ của toàn bộ quá trình, bởi vậy người ta phải tiến hành trích ly trong các thiết bị có dao động mạch nhịp, thiết bị làm việc ở áp suất cao. 2.Trích ly trong thiết bị với lớp vật liệu rắn đứng yên: Quá trình trích ly chất rắn có thể bằng nhiều phương pháp khác nhau, bằng nhiều loại thiết bị khác nhau nhưng đều có các yêu cầu sau: -Năng suất riêng lớn (lượng dung dịch trên một đơn vị thể tích làm việc của thiết bị lớn). -Có khả năng thu được cấu tử phân bố trong dung dịch trích ly cao. -Tiêu hao năng lượng cho một dung tích trích ly bé. Quá trình trích ly trong các thiết bị với lớp vật liệu rắn đứng yên có thể tiến hành trong hệ rắn một bậc hoặc nhiều bậc. Trong hệ thống trích ly nhiều bậc (hình 4) Vật liệu rắn cần trích ly được chất đầy vào các nồi 1, 2, 3,… , dung môi trích ly được bơm lần lượt qua các nồi 3, 2, 4, 5. Dung môi chảy qua lớp vật liệu theo nguyên lý của quá tình lọc, dung dịch trích ly sau khi qua nồi cuối cùng được dẫn vào thiết bị hoàn nguyên dung môi(không vẽ trên sơ đồ). Số nồi được quyết định bằng yêu cầu của nồng độ cấu tử phân bố trong rafinat và trong dung dịch trích ly thường từ 5 đến 15 nồi. Quá trình trích ly được tiến hành cho đến khi nào nồi đầu tiên (nồi 5) đạt nồng độ cấu tử phân bố theo yêu cầu thì điều chỉnh hệ thống van để dung môi vào nồi 5, ta tiến hành tháo bã và nạp liệu vào nồi 5. Cứ lần lượt như vậy, trong hệ thống làm việc liên tục luôn luôn có một nồi tháo bã và nạp nguyên liệu. Hình4:Sơ đồ trích ly chất rắn nhiều bậc (o van mở ; · van đóng ) Nhược điểm chung của các thiết bị trích ly chất rắn với lớp vật liệu đứng yên là năng suất thấp, hiệu quả tách không cao. 3. Trích ly trong các thiết bị với lớp vật liệu rắn chuyển động : Qúa trình được tiến hành trong nhiều dây chuyền và thiết bị khác nhau như:các thiết bị khuấy trộn, thiết bị khuấy trộn cùng với thiết bị lọc tách bã, thiết bị tầng sôi … ưu diểm chung của các thiết bị trích ly này là: năng suất lớn, hiệu quả trích ly cao. Hình5:Sơ đồ hệ thống thiết bị trích ly chất rắn có cánh khuấy Hình 6:Sơ đồ hệ thốngthiết bị trích ly chất rắn làm việc theo nguyên tắc ngược chiều (1,2 thiết bị khuấy ;3,4 lọc chậm không thùng quay) Hình 7:Thiết bị trích ly ly tâm với lớp lỏng giả (1-thùng quay thành đục lỗ, 2-vỏ kín đứng yên, 3-vòng chèn vít kín, 4-ống nạp vật liệu rắn, 5-ống nạp dung môi, 6-ống tháo dung dịch trích) 4. Tính toán quá trình trích ly chất rắn: 4.1.Đồ thị tam giác vuông: Cho đến nay còn thiếu rất nhiều các dữ liệu tính toán quá trình trích ly chất rắn trên cơ sở quan hệ động học tổng quát. Ở đây trình bày phương pháp xác định số bậc lý thuyết trên đồ thị tam giác vuông. Ta coi vật liệu rắn ban đầu gồm: các chất rắn không hoà tan A, cấu tử hoà tan B, dung dịch trích ly S. Kết quả quá trình trích ly ta thu được dung dịch trích ly gồm dung môi trích ly S hoà tan một phần cấu tử B và chứa một lượng cấu tử B hoà tan trong dung môi S. Tất cả các cạnh nằm trên các cạnh của tam giác vuông đều biểu diển thành phần hỗn hợp hai cấu tử. Các điểm nằm trong tam giác biểu diễn thành phần hỗn hợp ba cấu tử. Hình8:Thiết bị trích ly chất rắn loại tầng sôi (1-thân hình trụ, 2-ống dẫn dung dịch, 3-lưới phân phối, 4-ống chảy tràn, 5-ống dẫn dung dịch trích ly, 6-ống tháo bã, 7-ống nạp vật liệu rắn). Giả sử ở một nhiệt độ nào đó lượng chất rắn B hoà tantối đa trong dung môi trích ly S (nồng độ bão hoà)được biểu diễn bởi điểm C trên cạnh huyền. Khi đó cạnh AC biểu diễn tất cả các điểm có thành phần bão hoà B trong S cân bằng với cấu tử A không hoà tan. Vùng làm việc của đồ thị là phần năm phía trên đường AC, tương ứng với dung dịch chưa bão hoà cấu tử B trong S nên còn có khả năng chuyển cấu tử B từ chất rắn vào pha lỏng. Thường khi trích ly chất rắn ta thu được dung dịch gần bão hoà. Cách xác định thành phần và lượng các hổn hợp dung dịch trích và raphinat thu được dụa theo quy tắc đòn bẩy. 100%S 100%A 100%B Hình 9:đồ thị tam giác vuông hệ rắn - lỏng 4.2 Trích ly nhiều bậc ngược chiều: Sử dụng đồ thị tam giác để xác định số bậc lý thuyết của quá trình trích ly nhiều bậc ngược chiều sơ đồ của quá trình này được thể hiện ở hình 10 s1=sEYE s2Y2 s3Y3 smYm sm+1Ym+1 snYn s0Y0 GFxF G1x1 G2x2Gm-1xm-1 Gmxm Gn-1xn-1 Gn =GFxF Hình10:Sơ Đồ Trích Ly Nhiều Bậc Ngược Chiều Phương trình cân bằng vật liệu đối với toàn hệ thống thiết bị: GF + S0 = GR + SE (4) Cân bằng vật liệu đối với cấu tử B : GFxF + Snyn = GFxF + Snyn (5) Ta đặt giá trị xF lên trục hoành, y0 lên cạnh huyền (hình XI.37), nối 2 điểm này bằng một đoạn thẳng chia đoạn thặng này teo tỷ lệ S0/GF ta thu được điểm xCM đặc trưng cho thành phần hỗn hợp đầu. Khi biết thành phần yêu cầu của raphinat nghĩa là biết quan hệ giữa lượng pha lỏng trong vật liệu rắn sau khi trích ly , ta vẽ đường thành phần không đổi của pha rắn song song với cạnh huyền (Đường trên hình XI.37) trên đừơng này lấy điểm tương ứng với cấu tử B hòa tan trong raphinat ra khỏi hệ thống thiết bị. Tương tự như phương pháp tính toán trích ly lỏng - lỏng nhiều bậc ngược chiều; ở đây tương ứng với phương trình (4), (5). Các điểm , , phải nằm trên cùng một đường thẳng. Vị trí của điểm tương ứng hổn hợp các cấu tử B và S nằm trên cạnh huyền của đồ thị.Bởi vậy kéo dài đoạn đến khi cắt cạnh huyền tại một điểm, đó chính là điểm yE cần tìm. Phương trình cân bằng vật liệu đối với phần thiết bị từ bậc 1 đến bậc m có dạng GF + Sm+1 =Gm +SE' (6) Rút ra : GF - SE = Gm - Sm+1 (7) Đối với cấu tử B: GF - SE = Gm - Sm+1 (8) Kí hiệu giữa hiệu số lưu lượng hỗn hợp rắn GF và dung dịch trích ly SE ban đầu là P GF - SE = P và GF P= GF - SE= G1 - S1=…= GR - So (9) - SE =P Khi đó phương trình(7) (8), có thể viết: P= GF - SE= G1 - S1=…= GR - So (10) Hay: PxP= GF - SE= G1 - S1=…= GR - So (11) Từ những phương trình này ta nhận thấy rằng vị trí của những điểm cực P hay là giao điểm của đường thẳng đi qua và với đường thẳng đi qua xF và với đường thẳng đi qua và vì điểm phải nằm cả trên 2 đường này. Khi này ta tìm được điểm cực P ta xác định được số bậc trích ly lý thuyết bằng cách xây dựng như sau:nối điểm với gốc tọa độ O, giao điểm cuả đường này với đương =const la. Từ phương trình (10) và (11) ta có: P = G1 - S2 P = G1x1 - S2 Vì thế chúng ta tìm đựơc điểm là giao điểm của đường thẳng đi qua các điểm , và cạnh huyền của đồ thị. Nối điểm với gốc tọa độ O chúng ta đựơc điểm nằm trên giao điểm của đường O với =const. Vẽ tương tự như vậy cho đến khi đạt được nồng độ bằng hoặc gần với nồng độ xR đã cho trong hổn hợp đi ra của pha raphinat. Số đường thẳng nối gốc tọa độ với các điểm,,… (hay gần bằng ) là số bậc lý thuyết của quá trình trích ly rắn lỏng cần tìm. 5. CÔNG THỨC TOÁN HỌC 5.1. Đặc điểm của đồ thị tam giác Hình 1.1: Đồ thị tam giác - Mỗi đỉnh của tam giác tương ứng với một cấu tử nguyên chất. Vì vậy mỗi cạnh là hỗn hợp của 2 cấu tử. Một điểm trong tam giác thể hiện thành phần của hỗn hợp 3 cấu tử.Ví dụ, điểm g cho ta thành phần các hỗn hợp gồm 70% A, 20% B và 10% C (hình 1.1) - Các đường thẳng xuất phát từ các đỉnh như Aa, Bb, Cc là vị trí hình học cho mọi hỗn hợp có quan hệ về lượng không đổi đối với 2 cấu tử khác, như xB/ xC hoặc xC / xA hoặc xA/ xB =const. - Các đường thẳng dd, ee, ff song song với các cạnh của tam giác AB, BC, CA là vị trí hình học cho hỗn hợp có cùng một lượng cấu tử C hoặc A hoặc B. 5.2. Quy tắc đòn bẩy: Hình 1.2: Quy tắc đòn bẩy Khi trộn lẫn 2 hỗn hợp có thành phần a, b trong tam giác sẽ cho một hỗn hợp mới ở điểm c nằm trên đường thẳng ab. Khoảng cách ac và bc tỉ lệ nghịch với lượng của hỗn hợp đầu. Từ hình 1.2 ta thấy: ma + mb = mc nhưng xa + xb ≠ xc Và có: Và với ma , mb , mc - khối lượng của hỗn hợp a,b,c, kg xa , xb , xc - thành phần của cấu tử A,B,C trong hỗn hợp (a,b,c), %. Trong đồ thị tam giác, đỉnh A đặt trưng cho dung môi đầu (còn gọi là chất mang) có thể ở trạng thái rắn hoặc lỏng. Đỉnh B đặc trưng cho cấu tử cần tách (có thể là rắn hoặc lỏng). Đỉnh C đặc trưng dung môi (là chất lỏng) . Trong hình 1.3, đường abcdKd’c’b’a’ là đương cân bằng (còn gọi là đương bảo hoà, đường đẳng nhiệt hay đường phân tầng). Đường cân bằng chia làm hai vùng,vùng trên là vùng đồng pha và dưới là vùng hai pha, là vùng tách được. Điểm K là điểm tới hạn. Phía trái của K đặc trưng cho pha raphinat và phía phải đặc trưng cho pha trích. Các đường thẳng bb’,cc’, dd’ gọi là đường lien hợp. Trong hình 8.4, đương abcde cũng gọi là đường cân bằng. Vùng phía trái của nó có hỗn hợp dị thể, vùng phía phải là dung dịch tách được. Đồ thị cho hệ có đặc tính riêng. Cạnh BC biểu thị thành phần của “ dòng bên trên”, là dung dịch của cấu tử phân bố trong dung môi. a) b) Hình 1.3: Hệ lỏng - lỏng với một cặp (a) và hai cặp (b) của các thành phần tan từng phần vào nhau (ở t = const) Đường cân bằng biểu thị thành phần của “dòng bên dưới”, là hỗn hợp dị thể gồm pha rắn không hoà tan, cấu tử phân bố và dung môi chứa trong các mao quản của chất rắn. Kéo dài các đường liên hợp bb’, cc’, dd’ chúng cắt nhau ở đỉnh A. 5.3. Hệ số phân bố của cấu tử cần tách giữa pha trích và pha raphinat được biểu thị: Hình 1.4: Hệ rắn - lỏng ( t = const) ; K ><= 1 (1.2) B B y x K = với yB – thành phần cấu tử phân bố B trong pha trích, % khối lượng. xB – thành phần cấu tử phân bố B trong pha raphinat,%khối lượng. Hệ số phân tán phụ thuộc vào nồng độ, nên trong tính toán chỉ tính gần đúng. 5.4. Nếu không tính đến sự hoà tan lẫn nhau giữa dung môi đầu và dung môi, thì có thể sử dụng đồ thi tam giác theo toạ độ: B 100 - x = B x x B B y y B = 100 - y B kg cáúu tæí phán bäú kg dung mäi âáöu kg dung mäi âáöu kg cáúu tæí phán bäú trong pha raphinat; trong pha trêch (1.3) 5.5. Đồ thị tam giác vẫn được sử dụng có hiệu quả, khi không thể hiện chính xác vì các đường quá dày. Khi đó thường biểu thị qua toạ độ (hình 8.5) Hình 1.5: Hệ lỏng - lỏng với một cặp (a) và hoặc cặp (b) của các cấu tử tan từng phần vào nhau ( t= const) a)Dùng hệ toạ độ z, Z – X,Y và Y-X (đồ thị hỗ trợ để xác định đường cân bằng) cho hệ lỏng- lỏng. Sự thể hiện giống 8.3 với KgC Kg(A + B) C 100 - y = y C A B y + y = Z y C KgC Kg(A + B) C 100 - x = x C A B x + x = z x C B y Y = y + y B A B y = 100 - y C Kg(A + B) KgB KgB Kg(A + B) C 100 - x = x B A B x + x = X x B trong pha raphinat trong pha trêch trong pha raphinat trong pha trêch (1.4) Hoặc có thể viết: b) Dùng hệ toạ độ sau cho hệ rắn - lỏng (hình 8.6) sự thể hiện giống hình 8.4B x X = x + x C B B x = 100 - x A Kg(B + C) KgB KgB Kg(B + C) A 100 - y = y B B C y + y = Y y B C x Z = x + x C B A x = 100 - x A Kg(B + C) KgA A y Z = y + y C B A y = 100 - y A Kg(B + C) KgA åí doìng phêa dæåïi ÅÍ doìng phêa trãn åí doìng phêa dæåïi ÅÍ doìng phêa trãn (8.5) Trong đó XA, XB ,XC – thành phần cấu tử A, B, C trong pha raphinat (ở dòng dưới), % khối lượng. YA, YB, YC – thành phần cả cấu tử A, B, C (trong pha trích ở trạng thái cân bằng), % khối lượng. 5.7. Trích ly chéo dòng: Phương trình cân bằng vật liệu cho bậc thứ n: Với các chỉ số: F - hỗn hợp đầu, S – dung môi, R – raphinat, E – trích. Cân bằng vật liệu cho cấu tử phân bố: Hình 1.6: Trích ly chéo dòng Nếu không đè cập về sự hoà tan lẫn nhau giữa dung môi đầu và dung môi người ta có thể vận dụng đồ thị tam giác theo hệ toạ độ x’, y’. Lượng dung môi đầu trong hỗn hợp đầu là: mA =mF (100-XF), kg hoặc kg/ h. (1.8) Lượng dung môi trong dung dịch trích: mC =mS (100-Y S ), kg hoặc kg/ h. (1.9) Phương trình đường làm việc của bậc thứ n: S n n-1 ( x - x ) + y’ (1.10) A n C m = y - m m m C A tgα = Góc nghiêng của đường làm việc được tính: Số bậc thay đổi nồng độ (bậc trích ly) bằng số đương làm việc trong đồ thị hình 1.6b. Nếu có sự hoà tan từng phần giữa dung môi đầu và dung môi trích, thì sử dụng đồ thị tam giác hình 1.6c. Vị trí điểm Mn có thành phần của hỗn hợp ở pha thứ n, sẽ được xác định bằng quy tắc đòn bẩy từ quan hệ các dòng m R . n- 1 / m S . n-1 Thành phần của raphinat xn và pha trích ly yn lấy từ điểm cuối(Rn và En) trên đương cân bằng đi qua Mn .Lưongj raphinat và dung dịch trích cũng được xác định theo quy tắc đòn bẩy Bậc trích ly lý thuyết tương ứng với số lượng đương liên hợp Rn En trong đồ thị tam giác khi đạt nồng độ của raphinat xR. Nồng độ, lượng của raphinat và dung dịch trích được tính nhờ đường nối từ đỉnh C qua R và E cắt AB. 5.8. Trích ly ngược chiều( 1.7) Cân bằng vật liệu của hệ thống trích ly n bậc ngược chiều: mF +mS = mR +mE (1.11) Đối với cấu tử phân bố: mFxF + mSxS = mRxR + mE xE (1.12) Nếu bỏ qua sự hoà tan lẫn nhau giữa dung môi đầu vả dung môi, thì lượng dung môi đầu và dung môi(mA , mC) trong tất cả các bậc không thay đổi. Khi đó cân bằng vật liệu của cấu tử phân bố sẽ là: mA(xF – xR) =mC(yE- y S) (1.13) Phương trình đường nâng độ làm việc : m y = m C n+1 A ( x - x ) + y (1.14) F n F Góc nghiêng của đường làm việc(hình 1.8b) được tính. (1.1 5 ) x - x F R S = E y - y tgα = A C m m P E 1 2 3 α y x x y b) s R F B A C F R E max E M 1 E , E 3 R , R 2 R 1 R E 2 E 3 c) 3 Hình1. 7: Trích ly ngược chiều Bậc trích ly được xác định theo phương pháp đồ thị (so sánh với hấp thụ). Nếu dựa vào đồ thị tam giác để tính( hình 1.8c), thì lượng ở vị trí M là hõn hợp chung: mF + mS = mR + mE = mM (1.16) = E m MR m R ME ; FM S m MC m F = Bậc trích ly được tương ứng với số lượng đường liên hợp EnRn được biểu thị ở hình khi đạt được nồng độ của raphinat xR (nồng độ yêu cầu) Điểm P được gọi là cực (hay điểm làm việc). Nó là điểm cắt nhau của các đường thẳng qua FE, RC và RnEn+1 . Cực này có thể nằm bên trái hoặc bên phải tam giác. 5.9.Trích ly ngược chiều có hồi lưu Tuỳ điều kiện làm việc mà một hoặc cả hai sản phẩm được hồi lưu trở lại. Cân bằng vật liệu của hệ thống trích ly: mF =mE +mR (1.17) Khi tính toán cần giả thuyết là các dòng mS.0, mS.n -1 và mS.n +1 chỉ có dng môi nguyên chất C và các dòng m’E và m’R không chứa dung môi. Cân bằng vật liệu cho cấu tử phân bố B là: mF xF = mEYE + mR XR (1.18) Lượng hồi lưu tối thiểu của dung dịch trích REmin và raphinat Rmin được tính từ các điểm cắt của PEmin và PRmin (là những điểm tương ứng với cực của pha trích và raphinat) của đường cân bằng a-b (đường đi qua điểm F) với toạ độ điểm E’ và R’ là: (1.19) = R R.n+1 R m m = Rmin P Rmin R RE n+1 ; 1 E E 1 E Emin P Emin = m m E R.o R = Chỉ số hồi lưu tối thiểu tương ứng với số bậc trích ly lớn. Do đó cần tính chỉ số hồi lưu thực tế: β β (1.20) n+1 RE R = Rmin P R R R R = ; E 1 E 1 = R E E E P Emin = R Lượng vật liệu và lượng dung môi được tính theo công thức sau: m S . n-1 = mE zE mE = m’E + m S . n-1 = m’E .(1-zE) (1.21) mR.o = RE .mE mR + mE = mE (1+ RE) = m’E (1+ zE). (1+ RE) ( Z - z ) = m (1 + R )(Z - z ) (1.22) R.o S.o E 1 + z = m m + m E E.1 E E E E.1 E ZE.1 = mS.o + (mR.o + mE ); v.v… (1.23) m S . n+1 = mRz R mR = mR + m S . n+1 = mR ( 1+ zR) m R . n+1 = RR. mR = RR. mR (1 + zR) m C . n+1 = RR. mRzR ; v.v… trong đó m C . n+1 - lượng dung môi C trong raphinat m R . n+1 m Sg = mE ((1+ RE) (ZE.1 – zE) + zE ) + m’R ( 1+ RR ) zR Số bậc trích ly cần thiết được tính bằng đồ thị dựa vào toạ độ z, Z với X, Y và Y với X (hình 8.9). 5.10. Trích ly chất rắn với dung môi thay đổi. Sơ đồ trích ly tương tự như trích ly chéo dòng của hệ lỏng. Phương trình cân bằng của bậc thứ n giống như trích ly chéo dòng, hình 8.10a và các cô