1. פרק 5
ספיחה
עמוד 1
פרק 5

2. מטרות עקומות ספיחה ספיחה מנתית ספיחה רציפה: מיכל בחוש עמוד מילוא
עמוד 2
פרק 5

3. ספיחה Adsorption ספיחה כחוש מעבר חומר מנוזל (“מרק”) למוצק (חומר סופח)
מאפיינים
ריכוז תמיסות
מתאים לנפח נוזל קטן יחסית
סלקטיביות בינונית - גבוהה
כחוש
עמוד 3
פרק 5

4. מוצקים סופחים Adsorbents
סיליקה ג’ל
אלומינה ג’ל
פחם פעיל - ממקור צמחי
Activated carbons
פולימרים סינתטיים
Synthetic resins
פולימרים מצולבים - חלקיקים כדוריים או כאבקה
הידרופובי / הידרופילי
מחליפי יונים: קבוצות
עמוד 4
פרק 5

5. עקומות ספיחה Adsorption Isotherms
ש”מ לינארי
איזותרמת Freundlich
(5.1)
favorable adsorption
n<1
unfavorable adsorption
n>1
עמוד 5
פרק 5

6. עקומות ספיחה (המשך) איזותרמת Langmuir קשירה לאתרי ספיחה מוגדרים
אתר יכול לקשור רק מולקולה אחת (חד - שכבה)
הסיכוי של מולקולה להקשר לאתר פנוי הוא קבוע
איזותרמת Langmuir
מולקולות מומס + אתרים פנויים אתרים תפוסים
מספר האתרים קבוע
עמוד 6
פרק 5

7. עקומות ספיחה (המשך)
(5.2)
עמוד 7
פרק 5

8. עקומות ספיחה (המשך) ספיחה על מחליפי יונים + קבוע בתמיסה מותרסת עמוד 8
פרק 5

9. עקומות ספיחה (המשך) ספיחה על מחליפי יונים - יונים דו-ערכיים
איזותרמת Freundlich
עמוד 9
פרק 5

10. ספיחה המבוססת על זיקה ביולוגית Affinity Adsorption+
סובטרט - אנזים
נוגדן - אנטיגן
צמד נוקלאוטידים (למשל ציטוזין - גואנין)
חלבון נושא - הורמון
עמוד 10
פרק 5

11. זיקה ביולוגית (המשך) + + + impurities + איזותרמת Langmuir עמוד 11
פרק 5

12. ספיחה מנתית מאזן מסה “קו פעולה” C - ריכוז המומס בהזנה (נוזל), gr/lit
Cf - ריכוז מומס בהזנה בתום פעולת הספיחה
q - ריכוז בפאזה מוצקה, gr/gr adsorbent
qf - ריכוז בפאזה מוצקה בתום פעולת הספיחה
H - נפח ההזנה, lit
W - משקל הסופח, gr adsorbent
מאזן מסה
“קו פעולה”
עמוד 12
פרק 5

13. ספיחה מנתית
לינארי
“קו פעולה” qf
משוואת ש”מ, למשל
עמוד 13
פרק 5

14. ספיחה רציפה במיכל בחוש (Continuos stirred tank)
Q, Cf
Q, C (t)
q (t)
C (t)
ללא ספיחה
ספיחה אופיינית
ספיחה
מהירה t C
Q - ספיקת נוזל
Vl - נפח נוזל במיכל
Vs - נפח מוצק במיכל
עמוד 14
פרק 5

15. ספיחה רציפה במיכל בחוש (המשך)
מאזן מסה (נוזל)
משוואה קינטית לקצב הספיחה, למשל
(דיפוזיה)
C* - ריכוז בתמיסה “היפוטתית” אשר תהיה בש”מ עם המוצק
משוואת ש”מ, לדוגמא
עמוד 15
פרק 5

16. ספיחה רציפה במיכל בחוש (המשך)
פתרון פרטי למקרה של קינטיקה נשלטת ע”י דיפוזיה ועקומת ש”מ לינארית:
(5.3)
עמוד 16
פרק 5

17. ספיחה בעמודי מילוא
מצע רווי
איזור ספיחה
מצע נקי
עמוד 17
פרק 5

18. ספיחה בעמודי מילוא (המשך)
עקומות פריצה
C (t) t tB tE CB CE
Profile at z = L
C (z) z
Profile at t = tB L CB CF
איזור ספיחה
מצע רווי
עמוד 18
פרק 5

19. גישה מקורבת לניתוח עקומות פריצה
הנחה: החזית מתקדמת במהירות קבועה v וצורתה אינה משתנה
הזמן החולף מרגע שהריכוז ביציאה הוא CB ועד שמגיע ל CE :
המרחק שעוברת החזית בזמן זה, או רוחב החזית :
מהירות החזית נתונה בקירוב טוב ע”י
ולכן רוחב החזית :
מכאן, אורך המצע הרווי :
נניח כעת כי איזור הספיחה מכיל חצי מהקיבול המקסימלי
שבר מצע מנוצל לספיחה
עמוד 19
פרק 5

20. גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה
- מהירות מדומה
DL - מקדם דיספרסיה צירית
מאזן מסה
משוואה קינטית
משוואת ש”מ
עמוד 20
פרק 5

21. גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה (המשך)
n=1
(עקןמת ש”מ לינארית)
טכנולוגיה חדשה יחסית שפותחה בעיקר בעשור האחרון.
זרימה רדיאלית - החלקים הכחולים הם מצע של פילטר פורוזיבי (זכוכית וכד’). צורת זרימה זו נועדה לאפשר ספיקות גבוהות יותר ועמודים גדולים יותר בלי יותר מידי בעיות של מפל לחץ, יעיל במיוחד למצע רך (ג’ל)
עמוד 21
פרק 5

22. גישה קינטית לניתוח עקומות פריצה (המשך)
פתרון גרפי: יחידות מעבר
טכנולוגיה חדשה יחסית שפותחה בעיקר בעשור האחרון.
זרימה רדיאלית - החלקים הכחולים הם מצע של פילטר פורוזיבי (זכוכית וכד’). צורת זרימה זו נועדה לאפשר ספיקות גבוהות יותר ועמודים גדולים יותר בלי יותר מידי בעיות של מפל לחץ, יעיל במיוחד למצע רך (ג’ל)
עמוד 22
פרק 5

23. סיכום עקומות ספיחה ספיחה מנתית ספיחה רציפה: מיכל בחוש עמוד מילוא
עמוד 23
פרק 5