Süperkritik Akışkanların Özelikleri

... konulu sunumlar: "Süperkritik Akışkanların Özelikleri"— Sunum transkripti:

1 Süperkritik Akışkanların Özelikleri
1. Süperkritik Akışkanların Yoğunluğu 2. Süperkritik Akışkanların Viskozitesi 3. Etkin Yayınırlık Katsayısı 4. Kütle Aktarım Katsayısının Hesaplanması 5. Eksenel Dağılma Katsayısı 6. Doygunluk Derişimi

2 1. Süperkritik Akışkanların Yoğunluğu
Hankinson-Brobst-Thomson (HBT) Yöntemi (+) Asentrik faktör (1) Karışımın kritik basıncı (psi) (2) Karışımın kritik sıcaklığı (K)….... (3) Karakteristik hacim (cm3/gmol)..... (4) Zcm = − 0.080ωzl ………………………Karışımın sıkışabilme faktörü Pcm. Vm* = Zcm.n R Tcm n= m / Mcm Mcm: Karışımın molekül ağırlığı m= m/Vm* = Pcm.Mcm / ZcmRTcm (+) J. Shanshool and E.T. Hashima Generalized Equation of State to Predict Oil-stock Density Petroleum Science and Technology, 19(3&4), 269–282 (2001)

3 2. Süperkritik Akışkanların Viskozitesi
Süperkritik akışkanların viskozite değerleri sıcaklık ve yoğunluğunun fonksiyonu olarak tanımlanmıştır (Mukhopadhyay, 2000) (5) (,T) : Viskozite (Pa.s) (T) : Normal şartlardaki gazın viskozitesi (Pa.s) (,T) : Artma faktörü (Pa.s) c(,T) : Kritik bölgedeki artırma faktörü (Pa.s)

4 (T)’nin hesaplanması
.....(6) (7) (8) Fp : Polariteye bağlı korelasyon faktörü M : Moleküler ağırlık Pc : Kritik basınç (MPa) T : Sıcaklık (K) Tc : Kritik sıcaklık (K) Tr : İndirgenmiş sıcaklık

5 (9) (10) Fp : Polariteye bağlı korelasyon faktörü Pc : Kritik basınç (MPa) Tc : Kritik sıcaklık (K) Tr : İndirgenmiş sıcaklık  : Dipol moment r : İndirgenmiş dipol moment

6 (,T)’nin hesaplanması
.....(11) (12)  : Yoğunluk (kg.m-3) c : Kritik yoğunluk (kg.m-3) r : İndirgenmiş yoğunluk

7 c(,T)’nin hesaplanması
 Yüksek yoğunluk değerleri için viskozite artırma değerleri ihmal edilebilir Süperkritik CO2 için kritik bölgede artırma faktörü (Magge, 1991)

8 3. Etkin Yayınırlık Katsayısı
Süreli yayınlarda üç farklı yaklaşım görülmektedir 1. Yaklaşım: Deneme-yanılma yöntemi 2. Yaklaşım: Difüzyon katsayısına bağlı olarak (Ghoreishi et al., 2001, Goodarznia, et al., 1997) (13) 3. Yaklaşım: Difüzyon katsayısına bağlı olarak (Roy et al., 1996) (14)

9 Difüzyon katsayısının hesaplanması
(15) Fuller eşitliği; ..(16) Difüzyon katsayısına sıcaklık ve basıncın etkisi

10 4. Kütle Aktarım Katsayısının Hesaplanması
Süreli yayınlarda 2 farklı yaklaşım görülmektedir 1. Yaklaşım: Ghoreishi et al., (2001) (17) 2. Yaklaşım: Goodarznia et al., (1997) (18)

11 Boyutsuz gruplar Sherwood sayısı: (19) Schmidt sayısı: (20) (21) Reynolds sayısı:

12 5. Eksenel Dağılma Katsayısı
Süreli yayınlarda eksenel dağılma katsayısının belirlenmesinde (22) eşitliği kullanılmaktadır (Ghoreishi et al., (2001), Skerget et al., (2001), Goodarznia et al., (1997) (22) Peclet sayısı (23)

13 6. Doygunluk Derişimi Süreli yayınlarda iki farklı yaklaşım görülmektedir 1. Yaklaşım: Subra et al., (1997) ve Cygnarowicz et al., (1990) (24) 2. Yaklaşım: Sakaki et al., (1992) (25) a : Sabit Csat : Çözücüdeki madde derişimi (kg.m-3) H : Çözünme entalpisi Ma : Molekül ağırlığı

14 Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonuna Etki Eden Parametreler Kütle Aktarım Mekanizması Kütle Aktarım Modelleri

15 Katı Matristen Ürün/Ürünlerin Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu için Taşınım Mekanizması
1. Adsorpsiyon film tabakasının oluşumu 2. Difüzyon 3. Adsorpsiyon 4. Çözünme 5. Desorpsiyon 6. Difüzyon 7. Arayüzeyde kütle aktarım dirençleri 8. Konveksiyon SCF SCF’de çözünmüş ürün 8 1 Akışkan fazı 2 7 Arayüzey 6 3 Katı fazı 5 İstenilen ürün 4 Mukhopadhyay 2000

16 Çözünürlük mekanizmasına göre kütle aktarımı

17 Adsorpsiyon mekanizmasına göre kütle aktarımı

18 Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon Sürecini Etkileyen Parametreler
* Ekstraksiyon basıncı * Ekstraksiyon sıcaklığı * Ekstraksiyon süresi * Çözücü miktarı * Çözücü oranı (Birim zamanda birim katı miktarı başına çözücü miktarı) * Sisteme beslenen katının ön işlemleri - Tanecik büyüklüğü - Nem içeriği * Ürün spesifikasyonları Mukhopadhyay 2000