試驗一多釜串聯(lián)連續(xù)流動反應(yīng)器中停留時間分布地測定

1、實用文檔實驗一多釜串聯(lián)連續(xù)流動反響器中停留時間分布的測定、實驗?zāi)康谋緦嶒炌ㄟ^單釜與三釜反響器中停留時間分布的測定,將數(shù)據(jù)計算結(jié)果用多釜串聯(lián)模型來描述返混程度,從而熟悉限制返混的舉措.1、掌握停留時間分布的測定方法；2、了解停留時間分布與多釜串聯(lián)模型的關(guān)系；3、掌握多釜串聯(lián)模型參數(shù) N 的物理意義及計算方法.二、實驗原理在連續(xù)流動的反響器內(nèi),不同停留時間的物料之間的混和稱為返混.返混程度的大小,一般很難直接測定,通常是利用物料停留時間分布的測定來研究.然而在測定不同狀態(tài)的反響器內(nèi)停留時間分布時,可以發(fā)現(xiàn),相同的停留時間分布可以有不同的返混情況,即返混與停留時間分布不存在一一對應(yīng)的關(guān)系,因此不能用

2、停留時間分布的實驗測定數(shù)據(jù)直接表示返混程度,而必須借助于反響器數(shù)學(xué)模型來問接表達.物料在反響器內(nèi)的停留時間完全是一個隨機過程,須用概率分布方法來定量描述.所用的概率分布函數(shù)為停留時間分布密度函數(shù) E(t)和停留時間分布函數(shù) F(t)o停留時間分布密度函數(shù) E(t)的物理意義是：同時進入的 N 個流體粒子中,停留時間介于 t到 t+dt 間的流體粒子所占的分率 dN/N 為 E(t)dto停留時間分布函數(shù) F(t)的物理意義是：流過系統(tǒng)的物料中停留時間小于 t 的物料所占的分率.停留時間分布的測定方法有脈沖輸入法、階躍輸入法等,常用的是脈沖輸入法.當(dāng)系統(tǒng)到達穩(wěn)定后,在系統(tǒng)的入口處瞬間注入一定量

3、Q 的示蹤物料,同時開始在出口流體中檢測示蹤物料的濃度變化.由停留時間分布密度函數(shù)的物理含義,可知：E(t)dt=VC(t)/Q(1)Q=0VC(t)dt(2)所以E(t)=-VC=S0VC(t)dt.0C(t)dt文案大全實用文檔由此可見 E(t)與示蹤劑濃度 C成正比.本實驗中用水作為連續(xù)流動的物料,以飽和 KCl 作示蹤劑,在反響器出口處檢測溶液的電導(dǎo)值.在一定范圍內(nèi),KCl 濃度與電導(dǎo)值成正比,那么可用電導(dǎo)值來表達物料的停留時間變化關(guān)系,即 E(t)xL(t),這里 L(t)=LtLoo,Lt 為 t 時刻的電導(dǎo)值,Loo 為無示蹤劑時電導(dǎo)值.停留時間分布密度函數(shù) E(t)在概率論中有

4、二個特征值一一平均停留時間(數(shù)學(xué)期望)t和方差t的表達式為：-二；tC(t)dtt=0tE(t)dt=A(4)C(t)dt采用離散形式表達,并取相同時間間隔At,那么:-三tC(t).：t三tL(t)t=-=三C(t).：t三L(t)42的表達式為：二：=0(t-t)2E(t)dt=0t2E(t)dt-f2(6)也可采用離散形式表達,并取相同At,那么:2三t2C(t)-2三t2L(t)-2二t二t=-t三C(t)三L(t)假設(shè)用無因次比照時間 8 來表示,即:一2無因次方差：仃2=2.在測定了一個系統(tǒng)的停留時間分布后,如何來評價其返混程度,那么需要用反響器模型來描述,這里我們采用多釜串聯(lián)模型

5、.所謂多釜串聯(lián)模型是將一個實際反響器中的返混情況作為與假設(shè)干個全混釜串聯(lián)時的返混程度等效.這里的假設(shè)干個全混釜個數(shù) N 是虛擬值,并不代表反響器個數(shù),N 稱為模型參數(shù).多釜串聯(lián)模型假定每個反響器為全混釜,反響器之間無返混,每個全混釜體積相同,那么可以推導(dǎo)得到多釜串聯(lián)反響器的停留時間分布函數(shù)關(guān)系,并得到無因次方差 62與模型參數(shù) N 存在關(guān)系為：1N=2(8)二一(5)文案大全實用文檔當(dāng) N=1,2=1,為全混釜特征；當(dāng) N 一 8,一 0,為平推流特征；這里 N 是模型參數(shù),是個虛擬釜數(shù),并不限于整數(shù).實驗裝置與流程789101112131、柜體2、電腦限制開湖示燈4電機調(diào)速驊測速微電導(dǎo)率依產(chǎn)

6、品名臊操彳面極流量計10試髭g劑入口攪拌電棍反響蟹3排水閥4電導(dǎo)儀插和管式反響修四分鋁塑管道17微型增壓想水箱圖1-11-1停留時間分布實驗裝置圖1、本實驗裝置主要由：水槽、水泵、釜式反響器、管式反響器、流量計、電導(dǎo)率儀、攪拌電機、開關(guān)、指示燈、電腦程序限制、柜體、閥門及管道等組成.2、水槽供測停留時間時間所需的水源,由水泵輸送到反響器.3、反響釜由有機玻璃制成,三釜以串聯(lián)形式存在,在反響釜管道上有 3 個出口,分別為進液口、試蹤劑入口、電導(dǎo)探頭插口.3 個攪拌釜的內(nèi)徑均為 100mm,高度均為 120mm,高徑比為 1.2.主流流體水自循環(huán)水槽的出口,經(jīng)調(diào)節(jié)閥和流量計,由第 1 釜頂部參加,

7、再由器底排出后進入第 2 釜,如此逐級下流,最后由第 3 釜釜底排出,經(jīng)電導(dǎo)池后排入下水道.4、管式反響器在其上部有一電導(dǎo)率插入口,下部那么由泵直接將水打入并開有一示蹤劑入口,用于測定管式反響的停留時間.文案大全實用文檔5、 流量計測定進料量的大小.采用 LZB-6 440 L/h 液體流量計,因其本身帶流量限制閥,故流量調(diào)節(jié)閥在流量計上.6、電導(dǎo)率儀采用上海大普儀器廠生產(chǎn)的電導(dǎo)率儀,可以通過它來測定出口示蹤劑的含量,并帶有 232 通訊插口可與電腦連接,在線測定、顯示出口示蹤劑的含量.7、攪拌電機具操作板置于限制柜上,速度調(diào)節(jié)和顯示均在操作板上進行.8、開關(guān)、指示燈按下開關(guān)旋鈕,指示燈亮,相

8、應(yīng)的工作開始；順旋鈕上的箭頭方向旋轉(zhuǎn)旋鈕那么為關(guān).當(dāng)遇緊急情況需馬上停車,可直接斷電,斷電后仍須單獨關(guān)掉各開關(guān),應(yīng)盡量防止出現(xiàn)這種情況.9、 電腦程序限制有相應(yīng)的電腦限制界面,并可以對數(shù)據(jù)進行保存,可以按提示查出從實驗開始到結(jié)束問任一時間的數(shù)據(jù).10、柜體在限制柜上可以操作整個實驗,并可以觀察實驗進行的全過程.四、實驗操作步驟1、翻開高位槽1的上水閥,當(dāng)高位槽出現(xiàn)溢流后翻開各分閥及流量計2上的閥門,將流量調(diào)為 2020L/h,并使流量穩(wěn)定；2、翻開攪拌器電源,慢速啟動電機,將轉(zhuǎn)速調(diào)至所需穩(wěn)定值；3、接通 3 臺 DDS-11A 型電導(dǎo)率儀電源,并檢查電極是否正常.4、檢查數(shù)模轉(zhuǎn)換器聯(lián)線,接通電

9、源.假設(shè)轉(zhuǎn)換器顯示值偏離零點較大,調(diào)節(jié)電導(dǎo)率儀的調(diào)零旋鈕.5、啟動計算機,在 WindowsXP 桌面上雙擊圖標啟動本采集軟件.系統(tǒng)在采集前,先進行“系統(tǒng)整定,正常后單擊“測定操作進入“實驗記錄子窗體.6、用針筒在反響器的入口快速注入 3mL1.7mol/L 的氯化鉀溶液,同時單擊“實驗記錄子窗體上的宿動按鈕或按下功能鍵“F5,此時由計算機實時采集數(shù)據(jù).7、待反響器濃度不再變化后,單擊“停止按鈕或按下功能鍵“F9以結(jié)束采集.此時可由“視圖菜單項選擇擇顯示分布函數(shù)和密度函數(shù)曲線.按“保存圖標保存實驗報告；單擊“報告按鈕可瀏覽實驗結(jié)果.五、實驗數(shù)據(jù)處理根據(jù)實驗結(jié)果,可以得到單釜與三釜的停留時間分布

10、曲線,這里的物理量一一電導(dǎo)值 L 對應(yīng)示蹤劑濃度的變化；走紙的長度方向?qū)?yīng)測定的時間,可以由記錄文案大全實用文檔儀走紙速度換算出來.然后用離散化方法,在曲線上相同時間問隔取點,一般可取20 個數(shù)據(jù)點左右,再由公式(5),(7)分別計算出各自的 t 和 a2,及無因次方差.2=6242.通過多釜串聯(lián)模型,利用公式(8)求出相應(yīng)的模型參數(shù)N,隨后根據(jù)N的數(shù)值大小,就可確定單釜和三釜系統(tǒng)的兩種返混程度大小.假設(shè)采用微機數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng),那么可直接由電導(dǎo)率儀輸出信號至計算機,由計算機負責(zé)數(shù)據(jù)采集與分析,在顯示器上畫出停留時間分布動態(tài)曲線圖,并在實驗結(jié)束后自動計算平均停留時間、方差和模型參數(shù).停留

11、時間分布曲線圖與相應(yīng)數(shù)據(jù)均可方便地保存或打印輸出,減少了手工計算的工作量.六、結(jié)果與討論1、計算出單釜與三釜系統(tǒng)的平均停留時間 t,并與理論值比擬,分析偏差原因；2、計算模型參數(shù) N,討論二種系統(tǒng)的返混程度大??；3、討論一下如何限制返混或加大返混程度.七、思考題1、 為什么說返混與停留時間分布不是一一對應(yīng)的？為什么我們又可以通過測定停留時間分布來研究返混呢？2、測定停留時間分布的方法有哪些？本實驗采用哪種方法？3、何謂返混？返混的起因是什么？限制返混的舉措有哪些？4、何謂示蹤劑？有何要求？本實驗用什么作示蹤劑？5、模型參數(shù)與實驗中反響釜的個數(shù)有何不同？為什么？八、主要符號說明C(t)t 時刻反

12、響器內(nèi)示蹤劑濃度;E(t)停留時間分布密度；F(t)停留時間分布函數(shù)；Lt,Loo,L(t)液體的電導(dǎo)值；N 模型參數(shù)；t 時間；V 液體體積流量；t數(shù)學(xué)期望,或平均停留時間;文案大全28 萬左,無因次時間實用文檔文案大全d2,實用文檔實驗1313食品添加劑檸檬酸鈉的制備一 .實驗?zāi)康模?）學(xué)會用中和法制備檸檬酸鈉的工藝方法和流程（2）掌握中和、脫色、真空濃縮、結(jié)晶及枯燥等工藝方法（3）熟悉產(chǎn)品純度的分析檢測方法二 .實驗原理檸檬酸鈉SodiumCitrate,又稱枸檬酸鈉,C6H53.7,分子量258.07,無色晶體或白色結(jié)晶粉末.在食品、飲料工業(yè)中用作風(fēng)味劑、穩(wěn)定劑；在醫(yī)藥工業(yè)中用作抗血凝

13、劑、化痰藥和利尿藥；在洗滌劑工業(yè)中,可替代三聚磷酸鈉作為無毒洗滌劑的助劑;還用于釀造、注射液、 攝影藥品和里蝮等.檸檬汁中含有大量檸檬酸,檸檬酸與鈣離子結(jié)合那么成可溶性絡(luò)合物,能緩解鈣離子促使血液凝固的作用,可預(yù)防和治療高血壓和心肌梗死.因此,檸檬酸鈉的用途極為廣泛.檸檬酸鈉是目前最重要的檸檬酸鹽,主要由淀粉類物質(zhì)經(jīng)發(fā)酵生成檸檬酸,再跟堿類物質(zhì)中和而產(chǎn)生,具有以下優(yōu)良性能：1平安無毒性能.由于制備檸檬酸鈉的原料根本來源于糧食,因而對人類健康不會產(chǎn)生危害.聯(lián)合國糧農(nóng)與世界衛(wèi)生組織對其每日攝人量不作任何限制.2優(yōu)良生物降解性.檸檬酸鈉經(jīng)自然界大量的水稀釋后,局部變成檸檬酸,檸檬酸在水中經(jīng)氧、 熱、

14、 光、 細菌以及微生物的作用,一般經(jīng)烏頭酸、衣康酸、檸康酸酎,最后轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退?3良好的金屬離子絡(luò)合水平.檸檬酸鈉對Ca2+、Mg2+等金屬離子具有良好的絡(luò)合水平,對其他金屬離子如Fe2+等離子也有很好的絡(luò)合水平,因此正逐漸取代三聚磷酸鈉用于無磷洗滌劑的生產(chǎn).本實驗基于工業(yè)上生產(chǎn)檸檬酸鈉的工藝流程,主要考察學(xué)生在工藝路線選擇及技術(shù)經(jīng)濟方面的平衡水平.以檸檬酸為起始原料生產(chǎn)食品添加劑檸檬酸鈉,采用中和法可以有不同的中和劑可供選擇,如氫氧化鈉,碳酸鈉及碳酸氫鈉等,比擬不同中和劑時的原料消耗、能耗及可操作性,探索出制備檸檬酸鈉的最正確工藝條件,提出經(jīng)濟可行、操作簡便及平安環(huán)保的合理工藝路線.同

15、時熟悉化工生產(chǎn)中常見的間歇操作攪拌釜式反響器BSTR,中和脫色及過濾、真空濃縮及結(jié)晶、離心別離及洗晶、枯燥、粉碎篩分等工藝操作過程,掌握產(chǎn)品質(zhì)量限制方法及檸檬酸鈉的分析規(guī)程.文案大全實用文檔工業(yè)上檸檬酸鈉的生產(chǎn)原那么流程如圖離心別離、振動枯燥及篩分等過程.本實驗主要模擬工業(yè)流程做中和反響過程,其余工業(yè)過程可在工廠基地實地完成.四、試驗過程1 .工藝流程的選擇由實驗者自行選擇中和劑NaOH、Na2cO3或NaHCO3,選擇中和工藝的工藝參數(shù),比方檸檬酸原料與堿的配比,中和反響過程的固液比(1:2,1:4,1:5)等.2 .工藝參數(shù)確實定根據(jù)實驗者的選擇,確定中和過程的工藝參數(shù)比方投料的方式,反響

16、的溫度及反響時間,中和結(jié)束時的pH值；確定脫色過程的脫色劑比方活性炭的參加量、脫色溫度及時間；確定真空濃縮的蒸發(fā)溫度,真空度大小、濃縮比及濃縮液的密度(1.25-1.27),確定晶種投入的量及參加的時間節(jié)點；確定結(jié)晶的方式(保溫結(jié)晶、冷卻結(jié)晶？)；離心別離,甩水洗晶.母液收集及循環(huán)使用；確定產(chǎn)品的枯燥方式.3 .產(chǎn)品純度分析檢測文案大全實用文檔13所示,主要包括中和反響、脫色過濾、真空濃縮、三.試驗裝置參照附錄方法,分析檢測產(chǎn)品的純度及其他指標.五.實驗數(shù)據(jù)記錄及處理實驗要求：(1)每兩個人做一組實驗；(2)獨立操作和限制工藝過程；(3)比照不同的實驗工藝條件；(4)計算產(chǎn)率并分別檢測產(chǎn)品的純

17、度；(5)提交完整的實驗報告(要求技術(shù)討論并引用參考文獻)實驗數(shù)據(jù)記錄表：室溫：物料檸檬酸水NaOHNa2CO3NaHCO3質(zhì)量/kg中和溫度中和時間中和終了pH脫色溫度脫色時間濃縮溫度濃縮真空度濃縮液密度產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)品純度,%思考題：1 .選擇不同中和劑時,制備的檸檬酸鈉的產(chǎn)品質(zhì)量是否是否一樣？2 .最為經(jīng)濟合理的檸檬酸鈉制備路線是那一條？3 .中和過程中的液固比對反響過程及產(chǎn)品結(jié)果會有什么影響？4 .總結(jié)歸納工業(yè)生產(chǎn)檸檬酸鈉的流程與實驗室制備的主要區(qū)別在哪里?附：MM_FS_CNG_04O8品添力齊IJ檸檬酸鈉的分析方法文案大全實用文檔MM_FS_CNG_040旗品添加劑檸檬酸鈉1 .適用范

18、圍本標準適用于淀粉或糖質(zhì)原料經(jīng)發(fā)酵法生產(chǎn)制得的檸檬酸鈉,在食品加工中作為調(diào)味劑、乳化劑、穩(wěn)定劑等.2 .化學(xué)名稱、分子式、分子量化學(xué)名稱：2-羥基丙烷-1,2,3-三竣酸鈉分子式：QhbQNd2H2OCHCOONaI結(jié)構(gòu)式：HO-C-COONaICHCOONa分子量：294.10按1983年國際原子量3 .技術(shù)要求3.1.性狀：本品為白色或微黃色結(jié)晶粉末,無臭,味咸,在濕空氣中微有潮解性,在熱空氣中有風(fēng)化性.3.2.檸檬酸鈉應(yīng)符合下表要求.指標名稱指標檸檬酸鈉,%99.0酸度和堿度符合規(guī)定硫酸鹽,0.03重金屬Pb,%0.0005神,0.0001鐵鹽,0.001草酸鹽,0.05鈣鹽符合規(guī)定領(lǐng)鹽符合規(guī)定易炭化物符合規(guī)定氯化物,0.014.試驗方法4.1.檸檬酸鈉含量測定4.1.1.試劑0.1M標準高氯酸溶液：配制方法：取無水冰醋酸按含水量計算,每