separacija i pročišćavanje biotehnoloških proizvoda seminar 4....adsorpcija, tj. sve više i...
TRANSCRIPT
Proračun adsorpcijske kolone za izdvajanje antibiotika i etanola
Separacija i pročišćavanje biotehnoloških proizvoda
Seminar 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Brzina adsorpcije ovisi o koncentraciji antibiotika (c) (mg ml-1) imaksimalnom adsorpcijskom kapacitetu adsorbensa (qm) (mg g-1) a temelji sena sljedećem mehanizmu
k1
k2
m + XA mXA
pri čemu su m ndashmolekule antibiotika XA ndash površina adsorbensa mXA -nastali kompleks antibiotik-adsorbens k1 i k2 - konstante brzine adsorpcije i desorpcije
Brzina adsorpcije može se prikazati sljedećom jednadžbom
U ustaljenom stanju jednadžba ima oblik
)(12 qqckqk mm ili
Langmuir-ova izoterma u kojoj je b=k1k2 odnos konstanta brzine adsorpcije i desorpcije
(Adsorpcijska kinetika)
qkqqckdt
dqm 21 )(
bccbqq m
1
adsorpcija desorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Langmuirova izoterma
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
c
bccbq
q m
1
q
c
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje amoxicilina adsorpcijom Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa (citosana) za adsorpciju amoxicilina koristeći Langmuir-ov model
b=06 (mlmg) amoksicilina
qm=871 (mg amoksicilinag mokrog adsorbensa)
supernatant sadrži 05 mgml amoxicilina Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 80 amoxicilinaIzračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta 1 dm3
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
02middot05=01 mgml = c
Slijedi
4930061
52260106011071860
mg g
Masa adsorbiranog amoxicilina je
Masa adsorbensa je
08middot(05 mgml)(1dm3middot103mldm3)= 04 middot103 mg
g
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
368114930
1040 3
gmgmg
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte vrijednost koeficijenta raspodjele (r) u primjeru 1 ako je koncentracija antibiotika u supernatantu 15 mgml
Na osnovi slike xx raspravi dobiveni rezultat
c0=15 mgml
526051601
11
1
0
cb
r
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Brzina adsorpcije ovisi o koncentraciji antibiotika (c) (mg ml-1) imaksimalnom adsorpcijskom kapacitetu adsorbensa (qm) (mg g-1) a temelji sena sljedećem mehanizmu
k1
k2
m + XA mXA
pri čemu su m ndashmolekule antibiotika XA ndash površina adsorbensa mXA -nastali kompleks antibiotik-adsorbens k1 i k2 - konstante brzine adsorpcije i desorpcije
Brzina adsorpcije može se prikazati sljedećom jednadžbom
U ustaljenom stanju jednadžba ima oblik
)(12 qqckqk mm ili
Langmuir-ova izoterma u kojoj je b=k1k2 odnos konstanta brzine adsorpcije i desorpcije
(Adsorpcijska kinetika)
qkqqckdt
dqm 21 )(
bccbqq m
1
adsorpcija desorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Langmuirova izoterma
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
c
bccbq
q m
1
q
c
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje amoxicilina adsorpcijom Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa (citosana) za adsorpciju amoxicilina koristeći Langmuir-ov model
b=06 (mlmg) amoksicilina
qm=871 (mg amoksicilinag mokrog adsorbensa)
supernatant sadrži 05 mgml amoxicilina Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 80 amoxicilinaIzračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta 1 dm3
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
02middot05=01 mgml = c
Slijedi
4930061
52260106011071860
mg g
Masa adsorbiranog amoxicilina je
Masa adsorbensa je
08middot(05 mgml)(1dm3middot103mldm3)= 04 middot103 mg
g
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
368114930
1040 3
gmgmg
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte vrijednost koeficijenta raspodjele (r) u primjeru 1 ako je koncentracija antibiotika u supernatantu 15 mgml
Na osnovi slike xx raspravi dobiveni rezultat
c0=15 mgml
526051601
11
1
0
cb
r
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Langmuirova izoterma
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
c
bccbq
q m
1
q
c
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje amoxicilina adsorpcijom Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa (citosana) za adsorpciju amoxicilina koristeći Langmuir-ov model
b=06 (mlmg) amoksicilina
qm=871 (mg amoksicilinag mokrog adsorbensa)
supernatant sadrži 05 mgml amoxicilina Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 80 amoxicilinaIzračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta 1 dm3
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
02middot05=01 mgml = c
Slijedi
4930061
52260106011071860
mg g
Masa adsorbiranog amoxicilina je
Masa adsorbensa je
08middot(05 mgml)(1dm3middot103mldm3)= 04 middot103 mg
g
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
368114930
1040 3
gmgmg
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte vrijednost koeficijenta raspodjele (r) u primjeru 1 ako je koncentracija antibiotika u supernatantu 15 mgml
Na osnovi slike xx raspravi dobiveni rezultat
c0=15 mgml
526051601
11
1
0
cb
r
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje amoxicilina adsorpcijom Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa (citosana) za adsorpciju amoxicilina koristeći Langmuir-ov model
b=06 (mlmg) amoksicilina
qm=871 (mg amoksicilinag mokrog adsorbensa)
supernatant sadrži 05 mgml amoxicilina Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 80 amoxicilinaIzračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta 1 dm3
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
02middot05=01 mgml = c
Slijedi
4930061
52260106011071860
mg g
Masa adsorbiranog amoxicilina je
Masa adsorbensa je
08middot(05 mgml)(1dm3middot103mldm3)= 04 middot103 mg
g
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
368114930
1040 3
gmgmg
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte vrijednost koeficijenta raspodjele (r) u primjeru 1 ako je koncentracija antibiotika u supernatantu 15 mgml
Na osnovi slike xx raspravi dobiveni rezultat
c0=15 mgml
526051601
11
1
0
cb
r
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
02middot05=01 mgml = c
Slijedi
4930061
52260106011071860
mg g
Masa adsorbiranog amoxicilina je
Masa adsorbensa je
08middot(05 mgml)(1dm3middot103mldm3)= 04 middot103 mg
g
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
368114930
1040 3
gmgmg
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte vrijednost koeficijenta raspodjele (r) u primjeru 1 ako je koncentracija antibiotika u supernatantu 15 mgml
Na osnovi slike xx raspravi dobiveni rezultat
c0=15 mgml
526051601
11
1
0
cb
r
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte vrijednost koeficijenta raspodjele (r) u primjeru 1 ako je koncentracija antibiotika u supernatantu 15 mgml
Na osnovi slike xx raspravi dobiveni rezultat
c0=15 mgml
526051601
11
1
0
cb
r
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
100
10
0
y=qqmax
x=cc0
r=1
rlt1
rgt1
Slika xx Ovisnost bezdimenzionalne koncentracije antibiotika (x= cc0) o adsorbcijskom kapacitetu adsorbera (y=qqmax) za različite vrijednosti koeficijenta raspodjele (r)
Langmuir-ov model
xbcxbcy
0
0
1)1(
011bc
r
Koeficijent raspodjele
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Izračunajte koncentraciju antibiotika u supernatantu pri kojoj će koeficijent raspodjele imati vrijednost veću od 09
901
1
0
cb
90601
1
0
c
)601(901 0c
0
0
1830540
901
cmlmg
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Načini provođenja procesa adsorpcije
bull Šaržna adsorpcijabull Kontinuirana adsorpcija
ndash Mirujuči sloj adsorbensandash Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Dizajn šaržnog postupka adsorpcije (ldquobatch adsorptionrdquo) započinje s crtanjem ravnotežne krivulje
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
mm qc
bqqc 1
mbq1
qc
c
mq1
Šaržna adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilanca mase za šaržni procesPri vrlo jednostavnim uvjetima šaržnog procesa znaju se početne količine adsorbensa i otopine
Ono što nestane iz otopine može biti jedino adsorbiranono na adsorbensu
Jednadžba masene bilance glasi
V( co-c) = M( q-qo)
V-volumen otopine početne koncentracije c0
M-masa adsorbensa s početnim opterećenjem q0 čija je vrijednost 0 za svježi adsorbens
c-je koncentracija konačne otopineq -je konačno opterećenje adsorbensa
co i qo su poznate
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Problem dizajna sastoji se ili u procjeni konačne koncentracije i konačnog opterećenja aktiviranog ugljika kada su dane vrijednosti za V i M ili je problem izračunati vrijednosti V i M potrebne za uklanjanje tvari iz fluida
Izračun B i M je uobičajeniji
Prema situaciji na slici neka je početna koncentracija otopine 25 mgLa aktivirani ugljik jesvježi bez opterećenja (q0= 0 mgg)
Početna točka leži na apscisi (c0=25 mgL i q0=0 mgg)
Konačna točka mora ležati na ravnotežnoj liniji s obzirom na željenu koncentraciju u konačnoj otopini
U ovom slučaju neka je cilj konačna koncentracija c=5 mgL
Povućese linija s koncentracije od 5 mgL prema gore sve dok ne presije će izotermu (ravnotežnu liniju)
Sada se pročita na ordinati opterećenje punjenja koje za ovaj slučaj iznosi oko 15 mgg
Sada se znaju sve veličine u jednadžbi masene bilance osim M i V
V volumen otopine se obično zna pa je lako izračunati preko bilancne jednadžbe masu potrebnog adsorbensa M
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Narančasta linija poznata je kao radna linija
Čak i kada nismo bili u ravnoteži tvar koja je nestala iz otopine je na adsorbensu te ova radna linija zadovoljava masenu bilancu
Ako znamo V i M znamo i nagib pravca a tada je lako povući radnu liniju s obzirom na taj nagib s početne točke koja će onda presjeći ravnotežnu izotermnu liniju
Položaj sjecišta radne linije i adsorpcijske izoterme daje nam vrijednosti veličina potrebnih za rješavanje dizajnerskog problema za situaciju u kojoj smo dali početne vrijednosti koncentracije i opterećenja te moramo procijeniti koja količina adsorbensa će biti učinkovita
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Kontinuirana adsorpcija
Mirujući sloj adsorbensa Fluidizirani sloj adsorbensa
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Nakon izvjesnog vremena rada kolone gornji slojevi adsorbensapraktički se zasićuju s otopljenim onečišćenjima te postaju sve manje i manje djelotvorni
Na taj se način primarna adsorpcijska zona pomiče prema dolje do područja svježeg adsorbensa
Pomak te zone zajedno s pomakom fronte koncentracije c0 mnogo je sporiji od linearne brzine protoka vode kroz kolonu
Posljedica pomicanja primarne zone prema dolje jest i sve slabija adsorpcija tj sve više i više neadsorbiranihonečišćenja izlazi s efluentom
Tok krivulje cc0 u odnosu na vrijeme ili volumen obrađene vode prikazuje povećanje relativne koncentracije u efluentu do kojeg dolazi zbog pomaka adsorpcijske zone niz kolonu
Točka probojana toj krivulji (c3) predstavlja moment u kojem se vrlo malo onečišćenja još može ukloniti
U točki proboja (na slici c3) a pogotovo u području između točaka c3 i c4 nužna je zamjena ili regeneracija aktivnog ugljika
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed)Primjer 1 Otopinu etanola potrebno je pročistiti adsorbcijom na aktivnom ugljenu Potrebno je adsorbirati 95 nečistoća iz ulazne smjese U ulaznoj smesi udio nečistoća je 0001 Visina kolone je 61 m a promjer 61 cm Adsorbciju nečistoća na aktivni ugljik najbolje opisuje Langmuir-ova izoterma (b=100 kg otopineg nečistoća Qm=16 g nečistoćal ) Protok etanola je 047 ls
Aktivni ugljen ima sljedeća svojstva
poroznost ε=040
Srednji promjer pora dp=082 mm
Koeficijent difuzije unutar pora Dpo=456 10-4 mm2s
Najsporiji dio procesa je difuzija unutar pora adsorbensa
Gustoća etanola je 0789 kgl
Izračunajte optimalno vrijeme adsorpcije za kolonu iz primjera 1
Koeficijent raspodjele R=00099
Kontinuirana adsorpcija
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
Rješenje Primjr 1
3322
1780781164
6104
dmmHdVk
1Volumen kolone (Vk)
2Linearna brzina strujanja (vSG)
sdmdm
slSFvSG 01610
229470
2 222
229416
4dmdS
3 Vrijeme zadržavanja ()
hssll
FVk 0513792
4701782
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
4 Broj jedinica prijenosa (N)
750820
60379260105645480606054802
4
2
p
po
dD
N
5 Točka proboja (T) T=f(xN)
uz uvjet da je na izlazu adsorbirano 95 nečistoća tj xiz=005 i N=507 vrijedi
007285 (507(T-1)+1235) 2-05398 (507(T-1)+1235) +0050=0
Supstitucija
z=507(T-1)+1235
Slijedi
007285 z 2-05398 z +0050=0
Rješenje
z=0094
T=1069 N(T-1)
x
0
R=0
R=08
1
0-4 4
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
6 Masa nečistoće vezana na aktivni ugljen (m(nečistoća))
m(nečistoća)=QmmiddotVk=16 g(nečistoće)lmiddot1780l=28480g nečistoće vezano na aktivni ugljen
Qm-največa moguća masa nečistoća koja se može vezati na adsorbens
8 Ukupni volumen otopine etanola koji ulazi u kolonu (Vf)
9 Volumen pora aktivnog ugljena= Vkmiddot ε=1780 middot 040=712l
7 Masa otopine etanola koja ulazi u kolnu (m(etanola))m(etanola)=m(nečistoća)middot1000= 28480gmiddot1000=28480kg
T
VVV kf
zas
10 Ukupni volumen otopine etanola koji je prošao kroz kolonu u trenutku proboj (Vzas)
llkg
kgolaemV f 360967890
28480)tan(
l331020691
71036096
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
11 Brzina protoka otopine etanola kroz kolonu (F)F=047lsmiddot 3600=1692lh
12 Vrijeme proboja kolone (t)
hF
Vt zas 5719169233102
ADSORPCIJA NA MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
ADSORPCIJA U FLUIDIZIRANOM SLOJU(hidrodinamičke karakteristike sustava)
Primjer 1
Ravnotežna krivuljaqm
c
q (gl)
c
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 1 Izdvajanje cefalosporina adsorpcijom (Freundlich-ov model)
Nakon izdvajanja biomase supernatant sadrži 8 middot10-5 moll cefalosporina C Adsorpcijom na nepolarnom adsorbensu izdvojeno je 90 cefalosporina
Tijekom adsorpcije pračena je promjena koncentracije cefalosporina u vremenu te je dobivena ovisnost prikazana sljedećom jednadžbom
Pri čemu je CAS koncentracija cefalosporina na
adsorbensu [molcm3]
CA koncentracija cefalosporina u kapljevini [moll]
Izračunajte potrebnu količinu adsorbensa za jednostepeni proces ako je volumen supernatanta You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
U kapljevini nakon adsorpcije ostaje
Slijedi
Kapacitet adsorbensa
Količina adsorbiranog cefalosporina je
Volumen adsorbensa je
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 3 Izdvajanje gentamicina adsorpcijomTijekom adsorpcije antibiotika gentamicina na adsorbensu dobiveni su slijedeći rezultati
cm
Prikazite podatke iz prethodne tablice grafički f(cm)=q i odredite adsorpcijsku izotermu
Izračunajte koncentraciju antibiotika u kapljevini nakon adsorpcije i postotak adsorbiranog antibiotika ako je volumen adsorbensa 10 cm3 a volumen supernatanta 30 l Koncentracija gentamicina u supernaantu je 46 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Rješenje Primjer 3
a) Potrebno je grafički prikazati ovisnostiq Vs cm (Linearna isoterma)1q Vs 1 cm (Langmuir-ova isoterma)Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma)
Linearna ovisnost podataka u tablici dobivena je na grafu Log q Vs Log y (Freundlich-ova izoterma) a jednadžba prikazane funkcije je
q=351cm041
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
qF= 0 (adsorpcijski kapacitet adsorbensa prije adsorpcije)H= 30 l (volumen supernatanta)W=10 cm3 (volumen adsorbensa)cF= 46 mgL (koncentracija gentamicina u supernatantu prije adsorpcije)Koristeči prikazane podatke i danu jednadžbu dobivena je jednadžba radnog pravca
q= 138-03cm
b) Da bi izračunali koncentraciju antibiotika nakon ekstrakcije potrbno je odredti vrijednosti parametara u jedadžbi radnog pravaca prema slijedečoj jednadžbi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cm
Iz grafa
q=138 mgcm3cm=0105 mgL
Slijedi
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Primjer 4
Adsorpcija antibiotika provedena je na adsorbensu (celulozi) Adsorpcija se odvija prema Langmuir-ovu model (izotermi) Maksimalni adsorpcijski kapacitet je 70 mgcm3 Konstanta ravnoteže b=50 mgl Koliki volumen adsorbensa celoze je poterban za adsorpciju 90 antibiotika Volumen supernatanta je 15 l a koncentracija 220 mgl
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
m
mm
bccbqq
1mg cm3
Koristeći Langmuirov model i zadane vrijednosti dobivamo
Uz 90 adsorpciju koncentracija antibiotika nakon adsorpcije je 01220=22 mgl=cm
Konstanta ravnoteže b je 50 mgl
Maksimalni adsorpcijski kapacitet qm je 70 mgcm3
9369110177000
22501227050 3
lmglmglmgcmmglmg
Volumen adsorbensa (celuloze)
15 l x ( 220 mgl) = 15 L x (22 mgl) + W (6993 mgcm3)
W = 425 cm3 celuloze
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Radni pravac
Ravnotežna krivulja
Langmuirova izoterma (ravnotežna krivulja)
qm
q
c0q0c
V( co-c) = B( q-qo)
bccbq
q m
1
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Pregled matematičkih modela koji se koriste za opisivanje procesabioadsorpcije prikazan je u tablici
Izoterma Jednadžba Referenca
Langmuir m
mm
bccbqq
1 Langmuir 1918
Freundlich hmkcq 1 Freundlich 1915
Langmuir-Freundlich hm
hmm
bccbq
q 1
1
1 Sips 1948
Radke i Prausnitz mm bcbcq
111 Radke i Prausnitz 1972
Reddlich-Petterson hm
m
bcacq
1
Jossens i sur 1978
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
cs cMf(z=0)
z=Lg z=0 z= Lf
cML12 cMf(z=Lf)
z
Lg Lf
cMf12
S12
VL12
cM
cML
Kapljevina
Adsorbens
Fcrcm0
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA (fixed-bed) (vanjski+unutrašnji prijenos mase ) Fcr
cMiz
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Bilance+vanjski+unutrašnji prijenos mase
Za kapljevinu
Za krutinu
21
2121)0(
21
2121
11
2121 )( LMLZfMLMmLMcrLMcrLM
L rVcckScFcFdt
dcV
Mass transport of all dissolved metal ions in biofilm is derived from Eqs 5 and equal to reaction rate ( 21
fMr )
212
21
2
fMfM
Mef rz
cD
(14)
The inner boundary conditions (at z = 0) at biofilm-liquid interface are given as
0
21
2121
)0(21
21 )()( z
fMMefzfMLMm dz
zdcDScckS (15)
The outer boundary conditions (at z = Lf12) at biofilm-bioreactor interface are given as
21
)(0
21
fLz
fM
dzzdc
Za adsorbens
Lijevi rubni uvjet
Desni rubni uvijet
Slika se trenutno ne može prikazati
MIRUJUĆI SLOJ ADSORBENSA
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Adsorption
Successful adsorber design requires information about certain adsorbent properties including adsorbent densities and void fractions isotherms or other equilibrium data and data on mass-transfer kinetics and fixed-bed dynamics
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Općenito vrijedi pravilo da se vrijeme proboja smanjuje s
Povećanjem veličine čestica
Povećanom koncentracijom onečišćenja u pojnoj vodi
Povećanim pH vode
Povećanim protokom
Smanjenom debljinom sloja adsorbensa
Oblik krivulje proboja i položaj točke proboja pokazuju da pri svakom slučaju adsorpcijepostoji kritična minimalna debljina sloja adsorbensa
Optimalni rezultati u praktičnom radu postižu se kada je protok kroz kolonu veličine 80-400 L min-1m-2 a vrijeme kontakta vode s adsorbensom30-60 minuta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)
Način rada adsorberas mirujućim slojem u velikoj mjeri ovisi o obliku prikazane krivulje tzv krivulje proboja
Krivulja proboja u pravilu je karakterističog S-oblika s različitim strminama i položajem točke proboja
Stvarni oblik krivulje ovisi o nizu prije razmotrenih utjecaja
koncentraciji onečišćenja
pH
mehanizmu koji određuje ukupnu brzinu adsorpcijei prirodu ravnoteže
veličini čestica i dr
te još ovisi i ovisi o
visini sloja adsorbensai o
brzini protoka
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (httpwwwnovapdfcom)