Процесс растворения можно осуществлять в периодическом или непрерывном режиме. При периодическом процессе в одном и том же аппарате проводят ряд последовательных операций: заполнение аппарата, включая дозировку, подогрев среды до заданной температуры, растворение материала, отделение раствора от нерастворимого остатка, выгрузку раствора и остатка, подготовку аппарата к следующему циклу и т. д. В некоторых случаях аппарат для растворения может служить емкостью, в которой продукты растворения накапливаются и хранятся. Периодические процессы используют в малотоннажных производствах, при большом ассортименте растворяемых веществ, а также в случаях, которым сопутствует кристаллизация, нарушение условий стерильности, герметичности или при большой длительности процесса.
В непрерывном процессе все операции осуществляются одновременно, но каждая в отдельном аппарате или его узле. В этом случае транспорт продуктов между аппаратами должен осуществляться непрерывно. Кроме того, для обеспечения бесперебойной работы как на питании, так и на разгрузке необходимо иметь буферные емкости, которые компенсируют неравномерность подачи или разгрузки материалов.
Непрерывные процессы имеют ряд преимуществ по сравнению с периодическими: специализация аппаратуры для каждой стадии процесса, стабильность процесса во времени, высокое качество и однородность получаемых растворов, простота регулировки и автоматизации.
В соответствии с организационно-технической структурой процесса различают аппараты для растворения периодического и непрерывного действия.
Аппараты непрерывного действия компактнее периодических, требуют меньших капитальных затрат и эксплуатационных расходов. В зависимости от характера движения твердой и жидкой фаз их делят на аппараты полного смешения, полного вытеснения и аппараты промежуточного типа.
В аппаратах полного вытеснения (рис. 1, а), к которым могут относиться аппараты с неподвижным слоем растворяемого материала, концентрация растворенного вещества в жидкости меняется по высоте (длине) аппарата h от начальной Сн до конечной Сп- При этом в процессе движения жидкие объемы не смешиваются один с другим.
В аппаратах полного смешения (рис. 1, б), к которым могут принадлежать аппараты с перемешивающими устройствами, объемы жидкости идеально перемешиваются, поэтому концентрация раствора в аппарате постоянна и равна Ск.
Рис. 1. Схемы изменения движущей силы А С для аппаратов полного вытеснения (а), полного смешения (б) и промежуточного типа (в).
В аппаратах промежуточного типа (рис. 1, в) не достигается ни полное вытеснение, ни полное смешение. Соответственно этому концентрация раствора изменяется от Ск до Ск. Как видно из рис. 1, наибольшая величина движущей силы (разности концентраций) соответствует аппаратам полного вытеснения, наименьшая – аппаратам полного смешения. Движущую силу в аппаратах полного смешения можно значительно увеличить, если разделить рабочий объем аппарата на ряд секций. С увеличением числа секций величина движущей силы приближается к ее значению в аппаратах полного вытеснения. Практически при 8-12 секциях движущие силы в аппаратах обоих типов становятся одинаковыми. Секционирование приводит также к более равномерному распределению твердого материала по времени пребывания в аппарате.
Г.А. Аксельруд, А.Д. Молчанов
Растоврение твердых веществ
(Глава IV. Аппараты для растворения)
Форма запроса