Противоточное распределение с большим числом переносов

На третьем уровне сложности, например при противоточном распределении (ПРК), вводится важная новая характеристика. Здесь имеют место многократные контакты между парами фаз. В ПРК исходное равновесие достигается только между одной парой фаз, но при последующих операциях переноса получается много новых пар фаз, которые одновременно достигают равновесия в результате последующих операций. Как следует из рис. 14-1в, удобно рассматривать одну фазу как стационарную, а другую как подвилшую, поскольку она мигрирует через установку. Понятия подвижная фаза и стационарная фаза используются также при хроматографических разделениях (см. гл. 16),. которые отличаются от рассматриваемого ступенчатого процесса только тем, что в хроматографии равновесие устанавливается между небольшими частями непрерывных фаз, а в ПРК — в отдельных порциях подвижной и стационарной фаз. Например, типичную хроматографическую систему, состоящую из трубки, заполненной силикагелем (стационарная фаза) и промываемой подвижной фазой (например, гексаном), можно рассматривать как установку для ПРК с большим числом дискректных контактирующих между собой единиц силикагель — гексан. [c.480]

Как уже отмечалось выше, эффективность противоточного распределения увеличивается с возрастанием разности коэффициентов распределения разделяемых веществ и с увеличением числа переносов. Первое из этих условий выполняют подбором подходящей селективной системы фаз, в которой коэффициенты распределения, если это возможно, представляют собой взаимно обратные величины, а также подбором соответствующего разбавления или соотношения объемов фаз. Второе условие — возможно большее число переносов — часто бывает невыполнимо в большом масштабе из-за ряда теоретических и практических ограничений. [c.418]

Ниже приводится математический расчет процесса противоточного распределения с большим числом переносов и рассматриваются степень рассеивания и эффективность деления. [c.418]

Такая аппаратура обладает большой разделительной способностью. При большом количестве переносов отношение ячеек, содержащих вещество, к общему числу ячеек сильно уменьшается. Количество переносов можно также увеличить способом, напоминающим орошение при фракционной перегонке. Рассмотрим в качестве примера следующий опыт. Смесь веществ с очень близкими значениями коэффициентов распределения (лучше около 0,1—0,3) разделяют сначала по основной схеме противоточного распределения, например с 220 переносами. Пусть по окончании этой операции смесь окажется сосредоточенной в первой трети всех ячеек в остальных ячейках, содержащих к этому моменту уже обе фазы, растворенные вещества практически отсутствуют. Затем в первую ячейку перестают доливать свежую верхнюю фазу и соединяют ее с последней ячейкой всей системы. Получается замкнутый круг, по которому с каждым новым переносом передвигается верхняя фаза. Таким образом, верхняя фаза циркулирует в аппаратуре до тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень разделения. Количество переносов, осуществимое в такой аппаратуре, зависит от коэффициента распределения разделяемых веществ и от количества ячеек. Так, например, для К = 0,2 можно осуществить 8000 переносов, для /С = 0,1 —до 14 800 переносов в одном эксперименте. При большем числе переносов разделенные вещества стали бы опять смешиваться друг с другом. [c.427]

При многоступенчатой экстракции (см. стр. 411) процесс установления равновесия в двухфазной системе чередуется с поступательным перемещением вещества по делительным воронкам. При этом разделяемые вещества, имеющие в данной системе фаз различные коэффициенты распределения, перемещаются по делительным воронкам с различной скоростью. Чем больше число переносов (т. е. число делительных воронок), тем эффективнее разделение. Однако с увеличением числа переносов увеличивается длительность всей операции. Для автоматизации процесса экстракции необходима сложная и дорогостоящая аппаратура. По сравнению с противоточной экстракцией метод распределительной хроматографии обладает тем преимуществом, что позволяет при значительно более простой аппаратуре добиться более эффективного разделения. В то же время распределительная хроматография имеет ряд специфических недостатков и ограниченную область применения. Поэтому противоточная экстракция и распределительная хроматография взаимно дополняют друг друга. [c.442]

Применение противоточного разделения. Способ противоточного распределения особенно ценен при детальном исследовании хода разделения. Так, при разделении сложных смесей начальную экстракцию можно провести на относительно малом числе трубок большого размера. Для последующего разделения полученных при этом фракций необходимо использование большого числа переносов. Хорошим примером является работа Белла который для выделения больших пептидных фрагментов из продуктов разложения АКТГ осуществил 10 000 переносов в 200-ячеечном аппарате. [c.533]

Из рис. 23-9 видно, что даже при небольшой разнице в значениях Ог и О] теоретически возможно количественное разделение путем увеличения числа равновесий и переносов. Эффективность метода противоточной экстракции велика. Это видно из сравнения факторов разделения, приведенных на рис. 23-3 и 23-9. Например, при Ог = 10 и О1 =0,1 достаточно всего пяти или шести стадий для количественного разделения и выделения обоих компонентов. Часто не обращают внимания на такое существенное требование, что в дополнение к благоприятному соотношению О2/О1 необходимо еще, чтобы абсолютные значения коэффициентов распределения Ог и О1 были не слишком малы и не слишком велики. Если значения Ог и О1 малы, разделение неэффективно, поскольку на каждой стадии переносится небольшое количество каждого компонента при больших значениях коэффициентов распределения для разделения необходимо большое число ступеней, поскольку оба компонента плохо удерживаются в водной фазе. [c.476]

Каждая пробирка в приборе для противоточного распределения может рассматриваться как отдельная стадия каскадного процесса разделения, в котором растворенные вещества переносятся от одной стадии к другой механически (движущая сила Рх) и задерживаются в зависимости от их коэффициентов распределения (задерживающая сила Р2). Два соединения с различными коэффициентами распределения могут быть разделены после достаточного числа переносов, причем число таких переносов зависит от абсолютной разности коэффициентов распределения. Для разделения веществ с незначительно отличающимися коэффициентами распределения (например, 0,06 и 0,1) потребуется гораздо больше переносов, чем для разделения веществ с большей разностью Кр- [c.144]