Физико химические свойства спирта. алкоголеметрия. концентрация этанола: способы ее выражения .методы и приборы определения

Этиловый спирт - бесцветная, прозрачная, легкоподвижная жидкость своеобразного запаха, жгучего вкуса, физиологически неиндифферентная, смешивается с водой, эфиром, хлороформом и многими органическими растворителями в любых соотношениях.

Жидкость легковоспламеняющаяся,

Для медицинских целей, в качестве растворителя, экстрагента применяется только спирт-ректификат, полученный методом брожения крахмал- и В практической деятельности пользуются двумя единицами измерения концентрации спирта: объемными процентами и % по массе.

Процент по массе - количество граммов безводного спирта в 100г смеси.

Процент спирта по объему свидетельствует о количестве мл безводного спирта в 100 мл смеси.

Разница в плотностях спирта и воды, свойство уплотняться при смешении с водой приводит к тому, что объемный процент и процент по массе для одного и того же спиртового раствора будут величинами разными. Например, 40%-ной концентрации спирта по объему соответствует 33,3%-ная концентрация по массе.

В производственных условиях - на хим.-фарм. заводах, фарм. фабриках и в аптеках, чаще пользуются концентрацией выраженной “в объемных процентах” или в “градусах”.

Концентрация спирта определяется с помощью специальных приборов - спиртомеров стеклянных или металлических, по плотности жидкости, рефрактометрически, по температуре кипения смеси, по поверхностному натяжению и др.

Наиболее простым,

является определение крепости спирта спиртомерами.

Спиртомеры - это ареометры, шкала которых градуирована в объемных процентах спирта при + 200С.

Металлический спиртометр - полый латунный шар, позолоченный сверху, с припаянными вверху и внизу стержнями: нижний конический стержень служит для удержания плавающего прибора в одном положении и для навешивания гирек (10 дисков с прорезью разной массы, на каждой из гирек выбиты цифры 0,10,20 и т.д. вплоть до 90); верхний стержень - это шкала с 10 делениями, разделенными в свою очередь на 5 малых делений, т.о. цена деления этого спиртомера 0,2 условных единицы. Металлический спиртомер показывает истинную крепость спирта.

Единицей учета количества спирта на крупных предприятиях - ПХФО (ХФЗ) является литр безводного спирта при +200С. Для оптового отпуска и учета пользуются дкл и гкл (дека- и гектолитры).

Объем спирта отмеривается с помощью мерников - стальных вместилищ - емкостью в 50,75,100 и более литров, калиброванных Палатой мер и весов при + 200С.

В аптеках и на аптечных складах единицей учета спирта служит кг спиртоводного раствора определенной концентрации. Температурный фактор в этом случае не играет роли на количественном учете спирта. Склады получают спирт со спиртзаводов по объему, затем, с помощью Таблиц Госстандарта, переводят в кг и, т.о., уже отпускают аптекам, больницам и фармацевтическим фабрикам.

 

Экстрагирование твердых материалов. Определение. Уравнение скорости массопередачи. аппаратура. принцип работы, устройство, область применения ЭКСТРАГИРОВАНИ Е перевод одного или неск. компонентов из твердого пористого тела в жидкую фазу с помощью избират. р-рителя (экстрагента); один из массообменных процессов хим. технологии.

. При экстрагировании размеры твердых тел задаются предшествующими операциями (измельчение).

Различают два принципиально разных способа извлечения: экстрагирование растворенного в-ва и экстрагирование твердого в-ва. Экстрагирование твердого в-ва происходит, если целевой компонент, заполняющий пористый объем твердого тела, находится в твердом состоянии. При обработке твердого тела экстрагентом диффузионной стадии предшествует стадия растворения целевого компонента. В обоих случаях пористый инертный скелет либо остается в неизмененном виде, либо подвергается определенным изменениям.

К осн. стадиям экстрагирования относят: 1) подготовку сырья и экстрагента (очистка и измельчение сырья, нагревание р-рителя); 2) непосредственное контактирование твердой и жидкой фаз в аппарате, наз. экстрактором; 3) разделение системы твердая фаза - р-р (отстаивание, фильтрование, центрифугирование).

Пром. экстрагенты должны обладать высокой избирательностью, легко регенерироваться и быть сравнительно дешевыми. Таким требованиям отвечают вода, этанол, бензин, бензол, СС14 ацетон, р-ры к-т, щелочей и солей.

На скорость и механизм экстрагирования существенно влияет структура твердых пористых тел, особенности строения к-рых определяются их природой и технол. обработкой на стадиях, предшествующих экстрагированию.

Аппаратурное оформление процесса

По взаимному направлению движения твердой фазы и экстрагента экстракторы подразделяют на прямоточные и противоточные, по режиму работы - на аппараты периодического, полунепрерывного и непрерывного действия.

Экстракторы периодического и полунепрерывного действия. наиб. распространены камерные аппараты (реакторы) с мех., пневматич. или пневмомех. перемешиванием, а также т. наз. настойные чаны с неподвижным слоем твердых частиц с циркуляцией (перколяторы) и без циркуляции экстрагента. Аппараты для экстрагирования в плотном слое обычно располагаются вертикально и имеют комбинир. форму: в осн. части цилиндрическую, с одного или обоих концов - форму усеченного конуса (рис. 1, а). На решетку сверху загружается слой твердого материала, через к-рый сверху вниз протекает экстрагент; для выгрузки твердого остатка служит откидное днище.

Последоват. соединение 4-16 таких аппаратов в батарею позволяет перейти к полунепрерывной противоточной схеме. Благодаря замкнутой системе коммуникаций удается периодически отключать от циркуля ц. системы один из аппаратов, освобождать его от полностью истощенного материала и заполнять свежим. Далее этот аппарат снова включают в систему циркуляции и подают в него наиб. обогащенный экстрагент, прошедший через все остальные аппараты; затем отключают след, аппарат, в к-рый до этого поступал чистый экстрагент, и т.д. С увеличением числа аппаратов процесс приближается к непрерывному.

Гл. недостатки описанных экстракторов, к-рые продолжают широко применяться в хим. произ-вах: большие затраты ручного труда при их эксплуатации, значит. потери экстрагируемого в-ва при выгрузке, высокая металлоемкость, трудность регулирования работы. Экстракторы периодич. действия используют в произ-ве небольших партий фармацевтич. препаратов, настоев, морсов и др. Экстракторы полунепрерывного действия (батарея аппаратов) малоэффективны, громоздки и сложны в обслуживании.

Экстракторы непрерывного действия. К осн. экстракторам относятся шнековые и ленточные аппараты. Шнековы и экстрактор (рис. 2) представляет собой трехколонный аппарат с транспортирующим органом шнекового типа. Твердая фаза последовательно перемещается через загрузочную, горизонтальную и экстракц. колонны навстречу движущемуся экстрагенту. В верх. части загрузочной колонны имеется сито для отделения экстракта от твердой фазы. Достоинства аппарата - малая металлоемкость и небольшая занимаемая площадь. Недостатки обусловлены конструкцией шнека, вокруг вала к-рого закручивается твердый материал; поэтому иногда шнек заменяют цепным транспортирующим органом.

Ленточный экстрактор (рис. 3) имеет стальной корпус, внутри к-рого расположен транспортер с перфорир. лентой. Подаваемый в аппарат материал движется слоем высотой 0,6-1,2 м по верх. ветви транспортера.

Для равномерного распределения экстрагента по пов-сти материала над слоем размещены распылители. Пройдя через слой материала, р-р поступает в воронку, откуда насосом подается в смежную зону, к-рая расположена в направлении, противоположном движению ленты. Распространены также роторные аппараты карусельного типа, реализующие тот же принцип действия.

Преимущества экстракторов непрерывного действия, применяемых в многотоннажных произ-вах, перед периодически функционирующими аппаратами: более высокий коэф. массоотдачи от пов-сти твердых частиц к экстрагенту; полное исключение ручного труда при обслуживании; возможность создания экстрактов большой единичной мощности и автоматизации экстрагирования.

Интенсификация процесса

По сравнению с растворением экстрагирование протекает медленнее. Для его интенсификации целесообразны след. способы:

1. Повышение т-ры экстрагента. Приводит к увеличению коэф. диффузии, что ускоряет извлечение растворенного и твердого в-в; в последнем случае возрастает и движущая сила процесса cs — c1 [см. ур-ние (8)]. При повышении т-ры снижается также вязкость экстрагента, вследствие чего уменьшаются потери напора на прокачку р-рителя через слои извлекаемого в-ва.

2. Повышение относит. скорости движения фаз. Способствует увеличению коэф. массоотдачи, что сокращает время экстрагирования (если процесс не лимитируется внутр. диффузией).

3. Интенсивное перемешивание. Приводит к обновлению пов-сти контакта твердых частиц с экстрагентом (эффективно при внешнедиффузионном сопротивлении).

4. Повышение давления. Уменьшает объем воздуха, "защемленного" в пористом объеме частиц при погружении твердого в-ва в экстрагент, и, Следовательно, восстанавливает нарушенный при этом контакт внутр. пов-сти частиц с жидкостью.

5. Подвод энергии (вибрации, пульсации, ультразвуковые и инфразвуковые колебания).