食品工程原理 吸收与蒸馏(中国农业大学食品学院) 联系客服

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LnFWxF??xWdxy?x (*)

式中x与y互成平衡,只要知道平衡关系,积分上式可得结果。

①平衡关系满足汽液平衡方程(理想溶液),即

y??x1?(??1)x1,代入(*)式积分,得:

?xF1?xw?Ln???Ln?Ln?W??1?xw1?xF?F②平衡关系为直线,即 y=mx+b,代入(*)

式积分,得: LnWF?1m?1Ln(m?1)xF?b(m?1)xw?b ,

(m?1)

对蒸馏的初态和终态作物料衡算,有

D?F?WDxD?FxF?Wx w两式联立可解得D,xD。

[例7-7]在常压下将某原料液组成为

0.55(易挥发组分的摩尔分率)的两组分溶

液分别进行简单蒸馏和平衡蒸馏,若汽化率为l/3,试求两种情况下的釜液和馏出液组成。假设在操作范围内体系的相对挥发度α为2.0。 解:

1) 平衡蒸馏

q=2/3,xF=0.55,α=2.0 代入q线方程

yD?qq?1xw?xFq?1 得:

yD??2xw?1.65 (1)

yD与xw满足汽液平衡方程

yD??xw1?(??1)xw?2xw1?xw (2)

(1),(2)联解得:xW=0.494,yD=0.662 2)简单蒸馏

q=W/F=2/3, xF=0.55,α=2.0

?xF1?xw?Ln??Ln?代入 LnW???1?x1?xwF??F1?0.551?xw?Ln??2Ln?Ln? 22?1?xw1?0.55?31中得:

解得:xw=0.483

xD?FDxF?WDxw?1D/FxF?W/FD/Fxw?3xF?2xw?3?0.55?2?0.483?0.684

计算表明:在馏出率相等的条件下,简单蒸馏所得到的馏出物的浓度高于平衡蒸馏。 7.4.2.3 精馏原理

精馏:使混合物多次且同时进行部分汽化与部分冷凝的过程。

(1)工业精馏装臵 如图所示:

精馏装臵主要由3部分组成:

①塔顶冷凝器 其作用是冷凝塔顶蒸汽,提

供回流和塔顶液态产品;

②精馏塔 其作用是提供分离的场所; ③塔底再沸器 其作用是提供塔内上升蒸汽。

(2)板式精馏塔塔板上的传质 板式精馏塔内部是由多块塔板组成,每一块塔板主要分3个区即承液区、开孔区、降液区,如图所示:

工业上常用的一些塔板形式如下图所示: