Информация о документе

Цена 12000UZS
Размер 42.8KB
Покупки 1
Дата загрузки 28 Апрель 2025
Расширение docx
Раздел Курсовые работы
Предмет Химия

Продавец

Bohodir Jalolov

Suyuqlik suyulik va suyuqlik qattiq jism sistemasida ekstraksiyalash

Купить
MUNDARIJA KIRISH .............................................................................................................................................. 2 I BOB. EKSTRAKSIYA JARAYONINING NAZARIY ASOSLARI ................................................................ 6 1.1. Suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik-qattiq jism sistemasida ekstraksiya jarayonining mohiyati ....... 6 1.2. Ekstraksiya jarayonining asosiy omillari ................................................................................... 9 1.3. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish usullari ..................................................... 13 II BOB. EKSTRAKTORLAR TURLARI VA ULARNING ISHLASH PRINSIPLARI ....................................... 17 2.1. Suyuqlik-suyuqlik sistemasida ishlatiladigan ekstraktorlar tuzilishi ........................................ 17 2.2. Suyuqlik-qattiq jism sistemasida ekstraksiyalash jarayonining tuzilishi .................................. 19 2.3. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish usullari ..................................................... 23 III BOB. EKSTRAKSIYA QURILMASINI HISOBLASH VA LOYIHALASH ................................................ 27 3.1. Texnologik parametrlarning tanlanishi va hisoblash asoslari ................................................. 27 3.2. Ekstraksiya qurilmasining asosiy parametrlari va loyihalash usullari ...................................... 30 3.3. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini tahlil qilish va optimallashtirish ............................. 34 XULOSA ......................................................................................................................................... 39 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI ................................................................................... 42 1 KIRISH Ekstraksiya jarayoni zamonaviy kimyo va texnologiya sanoatida moddalarning ajratilishi, ishlab chiqarishning samaradorligini oshirish va yuqori sifatli mahsulotlarni olish uchun zarur bo’lgan eng muhim jarayonlardan biridir. Ushbu jarayon, asosan, suyuqlik-suyuqlik yoki suyuqlik-qattiq jism tizimlarida amalga oshiriladi, bu esa ikki faza o’rtasid a moddalar almashinuvi orqali ajratiladigan moddaning yuqori samaradorlik bilan olinishi imkoniyatini yaratadi. Ekstraksiya jarayoni nafaqat kimyo sanoatida, balki farmatsevtika, oziq-ovqat sanoati, neftni qayta ishlash, qishloq xo’jaligi, atrof-muhitni himoya qilish kabi sohalarda ham keng qo’llaniladi. Bu jarayonlar yordamida bir nechta foydali moddalardan yoki aralashmalardan ajratib olinadi, bu esa yanada samarali va iqtisodiy jihatdan foydali ishlab chiqarishni ta’minlaydi. Ekstraksiya jarayonining asosiy maqsadi — ajratiladigan moddaning maksimal miqdorini olishdir. Buning uchun suyuqlik va material o’rtasidagi samarali moddalar almashinuvi kerak bo’ladi. Suyuqlikning material bilan to’g’ri o’zaro ta’siri, erituvchining sifatini tanlash, harorat va bosimni optimallashtirish kabi omillar bu jarayonning muvaffaqiyatiga ta’sir qiladi. Ekstraksiya jarayonida moddaning yuqori darajada ajratilishi, odatda, aralashtirishni intensivlashtirish, fazalar o’rtasidagi maksimal kontaktni ta’minlash, va jarayon parametrlarini optimallashtirish orqali amalga oshiriladi. Shu bilan birga, jarayonni tezlashtirish va samaradorligini oshirish uchun texnologik tizimlarni yaxshilash va yangi usullarni qo’llash muhimdir. Ekstraksiya jarayonini tahlil qilishda, uning samaradorligi nafaqat ajratiladigan moddalar miqdoriga, balki jarayonning barqarorligi va energiya sarfiga ham bog’liqdir. Ekstraksiyalash jarayonlari, odatda, energiya iste’moli yuqori bo’lgan tizimlar sifatida tanilgan, chunki jarayonni amalga oshirish uchun 2 ma’lum darajada energiya va issiqlik kerak bo’ladi. Shuning uchun energiya tejash va jarayonning samaradorligini oshirish uchun zamonaviy texnologiyalar va usullarni joriy etish zarur. Energiyani tejash orqali jarayonni iqtisodiy jihatdan samarali qilish va ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish mumkin. Masalan, uzluksiz ekstraksiya tizimlari va energiya samaradorligini oshiradigan texnologiyalar orqali energiya iste’molini kamaytirish va jarayonni yanada samarali qilish mumkin. Bundan tashqari, ekstraksiya jarayonini optimallashtirishda suyuqlik va materialning optimal nisbatini tanlash muhim ahamiyatga ega. Suyuqlikning miqdori va sifati, shuningdek, uning materialga ta’siri jarayonning samaradorligini belgilaydi. Suyuqlik va material o’rtasidagi o’zaro ta’sirni maksimal darajada oshirish uchun aralashtirish tizimlarini optimallashtirish zarur. Jarayonning samaradorligini oshirishda, shuningdek, materiallar o’lchamlarini kamaytirish, suyuqlik va materialning to’g’ri nisbatini saqlash ham muhimdir. Bu o’z navbatida ajratish samaradorligini oshiradi va moddalarni maksimal darajada ajratib olishga yordam beradi. Ekstraksiyalash jarayonida yangi texnologiyalar va usullarni qo’llash, jarayonning samaradorligini oshirishda muhim rol o’ynaydi. Masalan, aralashtirish tizimlarining intensivligini oshirish, uzluksiz ekstraksiyaning qo’llanilishi, suyuqlik-qattiq faza o’rtasidagi kontaktni maksimal darajada oshirish orqali yuqori samaradorlikka erishish mumkin. Zamonaviy texnologiyalar yordamida jarayonlarni avtomatlashtirish va doimiy monitoring orqali uning barqarorligini ta’minlash, ekstraksiyaning umumiy samaradorligini oshiradi. Bu texnologiyalar, shuningdek, ishlab chiqarishning rentabelligini oshiradi va atrof-muhitga salbiy ta’sirni kamaytiradi. 3 Ekstraksiya jarayonini optimallashtirishda mahsulot sifatini yaxshilash ham muhim ahamiyatga ega. Yaxshi sifatli mahsulotlarni olish uchun jarayonni tahlil qilish, barcha parametrlarni optimallashtirish va jarayonni barqarorlashtirish zarur. Buning uchun jarayonni boshqarish va tahlil qilish tizimlarini joriy etish, jarayonning samaradorligini va mahsulot sifatini oshirishga yordam beradi. Ekstraksiya jarayonini samarali boshqarish va optimallashtirish, nafaqat texnologik va iqtisodiy jihatdan foydali, balki ekologik jihatdan ham foydalidir. Resurslarni tejash, chiqindilarni kamaytirish va atrof-muhitga ta’sirni kamaytirish, ushbu jarayonlarning asosiy maqsadlaridan biridir. Ekstraksiya jarayonini tahlil qilish va optimallashtirish jarayonlari natijasida nafaqat mahsulotning sifatini oshirish, balki ishlab chiqarishning umumiy samaradorligini oshirishga erishish mumkin. Jarayonni optimallashtirish orqali ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytirish, energiya sarfini optimallashtirish, resurslarni samarali ishlatish, va chiqindilarni kamaytirish mumkin. Shunday qilib, ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish va optimallashtirish ishlab chiqarishni barqarorlashtiradi, iqtisodiy jihatdan samarali qiladi va ekologik mas’uliyatni ta’minlaydi. Kurs ishining maqsadi ekstraksiya jarayonining nazariy asoslari, turli ekstraksiyalash tizimlari, ularning ishlash prinsiplari, samaradorligini oshirish usullari va texnologiyalarni tahlil qilishdir. Shuningdek, ekstraksiyalash jarayonini optimallashtirish uchun qo’llaniladigan texnologik usullar, energiya tejash va jarayonni avtomatlashtirish tizimlari, va resurslardan samarali foydalanish masalalari ham ko’rib chiqiladi. Bularning barchasi ishlab chiqarishning rentabelligini oshirish, mahsulot sifatini yaxshilash va atrof-muhitni himoya qilish uchun zarur bo’lgan asosiy omillardir. Ekstraksiya jarayonini samarali boshqarish 4 va optimallashtirish orqali yuqori sifatli mahsulotlar ishlab chiqarish, energiya va resurslarni tejash va iqtisodiy muvaffaqiyatga erishish mumkin. 5 I BOB. EKSTRAKSIYA JARAYONINING NAZARIY ASOSLARI 1.1. Suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik-qattiq jism sistemasida ekstraksiya jarayonining mohiyati Ekstraksiya jarayoni kimyo va texnologiyada eng muhim ajratish usullaridan biridir. Bu jarayon maqsadli komponentlarning bir fazadan boshqa fazaga o’tishini ta’minlash uchun ishlatiladi. Ekstraksiya jarayonini amalga oshirishda bir yoki bir nechta komponentlar bir fazadan ikkinchisiga o’tadi. Buning natijasida xom ashyo tarkibidan kerakli modda ajratiladi, shuning uchun ekstraksiya sanoatda qattiq, suyuq yoki gazsimon materiallarni ishlov berish jarayonlarida keng qo’llaniladi. Ekstraksiya jarayonining mohiyati va ishlash mexanizmi, umumiy ma’noda, ikki turdagi sistema asosida amalga oshiriladi: suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik- qattiq jism. 1. Suyuqlik-suyuqlik sistemasida ekstraksiya Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi jarayonida bir faza suyuqlik bo’ladi, ikkinchisi esa boshqa suyuqlikdir. Bu ikki faza aralashmaydi yoki juda kam aralashadi. Ekstraksiya jarayoni suyuqliklar o’rtasida komponentlarni ajratish va o’tkazish uchun amalga oshiriladi. Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi, ko’pincha, eritilgan moddaning bir fazadan boshqa fazaga o’tishi uchun ishlatiladi. Bunday tizimlarda ajratiladigan moddaning taqsimlanish koeffitsienti, ikki fazaning zichligi, va ularning xossalari asosiy rol o’ynaydi. Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi asosida ishlovchi tizimlar asosan ikki suyuqlik fazasining aralashmasi sifatida ishlaydi va moddaning ekstraksiyalanishini ta’minlash uchun bu fazalar orasida mexanik yoki boshqa vositalar bilan intensiv aloqalar o’rnatiladi. 2. Suyuqlik-qattiq jism sistemasida ekstraksiya Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasi jarayonida suyuqlik faza qattiq jismni eritadi va uning tarkibidagi komponentlarni o’ziga o’tkazadi. Bu jarayon asosan 6 qattiq moddalardan foydalanuvchi tizimlar uchun qo’llaniladi, masalan, kon sanoati, farmatsevtika, oziq-ovqat va kimyo sanoatida. Suyuqlik-qattiq ekstraksiya jarayonida qattiq modda yoki materiallar (odatda turli xil biomassa, rudalar, o’simlik ekstraktlari) suyuqlik (erituvchi) bilan ta’sirga kiradi. Bu jarayon suyuqlik va qattiq jism o’rtasidagi kontakt yuzasini oshirish orqali amalga oshiriladi. Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasi jarayonining samaradorligi, qattiq materialning xossalari, suyuqlikning harorati, bosimi va boshqa parametrlar bilan belgilanadi. 1 3. Ekstraksiya jarayonining asosiy prinsiplar Suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasining asosiy prinsiplariga quyidagilar kiradi: Taqsimlanish qonuni: Ekstraksiya jarayonida komponentlar ikkita faza orasida taqsimlanadi. Bu taqsimlanish koeffitsienti (k) fazalar orasidagi moddaning tarqalish darajasini belgilaydi va ekstraksiya samaradorligini aniqlaydi. Taqsimlanish qonuni, masalan, suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasida komponentlarning bir fazadan ikkinchisiga o’tishini ta’minlaydi. Suyuqliklar o’rtasidagi aloqalar: Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasida fazalar o’rtasida mexanik aralashuv orqali aloqalar o’rnatiladi. Bu aralashuv moddaning o’tishini ta’minlash uchun zarur. Diffuziya jarayoni: Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasida diffuziya asosiy jarayon hisoblanadi. Suyuqlik qattiq moddaning ichiga kirib, undagi maqsadli moddaning molekulalarini eritadi va o’ziga o’tkazadi. Tizimning fazalari o’rtasidagi almashinuv: Ekstraksiya jarayonida tizimdagi fazalar o’rtasidagi modda almashinuvining samaradorligi yuqori bo’lishi kerak. Bu 1 Alimov, A. (2010). Kimyo texnologiyasi (2-nashr). Toshkent: O‘zbekiston davlat nashriyoti. 7 fazalar orasidagi kontakt yuzasini oshirish, reaksiyalar tezligini oshirish va jarayonni samarali boshqarish uchun muhimdir. 4. Ekstraksiya jarayonining afzalliklari Ekstraksiya jarayonlari kimyoviy, fiziko-kimyoviy yoki mexanik usullardan ajralib turadi. Bu jarayonning afzalliklari quyidagilardan iborat: Yuqori selektivlik: Ekstraksiya jarayoni tarkibidagi faqat maqsadli komponentlarni ajratadi va nojo’ya moddalardan farqli ravishda samarali ajratish imkoniyatini beradi. Energiya sarfini kamaytirish: Boshqa ajratish usullariga qaraganda, ekstraksiya jarayonlari energiya sarfini ancha kamaytirishi mumkin, chunki ular ko’pincha nisbatan past harorat va bosimda amalga oshiriladi. Keng qo’llanilish: Ekstraksiya jarayonlari sanoatning turli sohalarida, jumladan, kimyo, farmatsevtika, oziq-ovqat va minerallarni qayta ishlashda qo’llaniladi. 5. Ekstraksiyaning qo’llanilish sohalari Suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasi jarayonlari ko’plab sanoat sohalarida qo’llaniladi. Bular quyidagilar: Kimyo sanoati: Kimyoviy moddalarni tozalash, aralashmalarni ajratish va birikmalarni ishlab chiqarish uchun. Farmatsevtika sanoati: Faol moddalarning ajratilishi va tozalanishi jarayonlarida. Oziq-ovqat sanoati: Oziq-ovqat tarkibidagi foydali moddalarni ajratish, o’simliklardan ekstrakt olish va yirik hajmdagi mahsulotlarni ishlab chiqarishda. Metallurgiya sanoati: Qimmatbaho va qimmatli metallarni rudalardan ajratish. 8 Suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasi jarayonlari har xil sanoatlarda modda ajratish va tozalashning samarali usullari hisoblanadi. Ularning har biri maqsadli komponentlarni yuqori samaradorlik bilan ajratish imkonini beradi, ammo ular turli tizimlar va parametrlar asosida ishlaydi. Ekstraksiya jarayonlari selektivlik va energiya samaradorligi bilan ajralib turadi, bu esa ularni sanoatning turli sohalarida keng qo’llash imkonini beradi. 2 1.2. Ekstraksiya jarayonining asosiy omillari Ekstraksiya jarayonining samaradorligi va natijalari bir qancha omillarga bog’liq bo’lib, ularning har biri jarayonni samarali boshqarishda va kerakli komponentlarni maksimal ajratishda muhim rol o’ynaydi. Ushbu omillar ekstraksiyaning turli tizimlarida (suyuqlik-suyuqlik, suyuqlik-qattiq jism) alohida ahamiyatga ega. Quyida ekstraksiya jarayonining asosiy omillari batafsil tarzda ko’rib chiqiladi. Taqsimlanish koeffitsienti (K) ekstraksiya jarayonining eng asosiy omillaridan biri bo’lib, suyuqlik-suyuqlik yoki suyuqlik-qattiq jism tizimlarida komponentlarning fazalararo o’tishini ifodalaydi. K qiymati ikkita faza o’rtasidagi ajratilayotgan moddaning konsentratsiyasi nisbati sifatida ifodalanadi. Taqsimlanish koeffitsienti yuqori bo’lsa, ekstraksiya samaradorligi ortadi, chunki bu fazalar o’rtasida moddaning o’tishi osonlashadi. K koeffitsienti tizimning xossalariga bog’liq bo’lgan dinamik jarayon bo’lib, u qattiq modda yoki suyuqlik fazasi va ularni ajratish uchun ishlatiladigan erituvchining kimyoviy va fizik xossalari bilan belgilanadi. Taqsimlanish koeffitsientining o’zgarishi, masalan, temperaturaning o’zgarishi, bosim va 2 Baxtiyorov, I. (2015). Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi jarayonlari . Toshkent: Texnologiya nashriyoti. 9 suyuqlik fazasining o’zgarishi bilan bog’liq bo’ladi. K qiymatining yuqori bo’lishi, ekstraksiyaning samaradorligini oshiradi va moddaning tezroq ajratilishiga imkon beradi. Harorat va bosim ekstraksiya jarayonida muhim o’rin tutadi, chunki ular moddaning fazalar o’rtasidagi o’tish jarayoniga, shu jumladan, suyuqlik va qattiq jism o’rtasidagi ajratish samaradorligiga ta’sir qiladi. Harorat: Haroratning o’zgarishi, ayniqsa, suyuqlik-suyuqlik tizimlarida, moddaning erish nuqtasiga yaqinlashganda uning ajratilish tezligini oshiradi. Bunda yuqori haroratda suyuqliklarning o’zaro solishuvchanligi kuchayishi va komponentlarning o’tishi osonlashadi. Ammo, haroratni haddan tashqari oshirish moddaning parchalanishiga yoki degradatsiyasiga olib kelishi mumkin, shuning uchun haroratni sinchiklab boshqarish kerak. Bosim: Bosim ekstraksiya jarayonini samarali boshqarishda muhim rol o’ynaydi. Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasida bosim o’zgarishi tizimda eruvchanlikni o’zgartirishi mumkin. Masalan, yuqori bosimli sharoitlarda gaz fazasidagi moddalarning suyuqlikka o’tishi osonlashadi. Shuningdek, bosimning oshishi va sovutish jarayonlari moddaning ekstraksiyasini samarali amalga oshirishga yordam beradi, ayniqsa, gaz va suyuqlik fazalari orasida. Ekstraksiyaning samaradorligi fazalar o’rtasidagi aloqaning intensivligiga bog’liq. Agar fazalar o’rtasidagi kontakt yuzasi katta bo’lsa, ekstraksiyaning samaradorligi yuqori bo’ladi, chunki moddaning bir fazadan boshqa fazaga o’tishi tezlashadi. Kontakt yuzasi: Kontakt yuzasi kattaligi ekstraksiya jarayonida juda muhim omil hisoblanadi. Qattiq modda va suyuqlik orasidagi aloqani kuchaytirish orqali moddaning ajratilishi tezlashadi. Misol uchun, suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasida, qattiq materiallarni maydalash yoki ularni mikroskopik hajmga 10 keltirish suyuqlik bilan samarali aloqaga kirishishga yordam beradi. Bu jarayonda kichik zarrachalar yoki bo’laklar kontakt yuzasini oshiradi, bu esa ajratiladigan moddaning tezroq suyuqlikka o’tishiga olib keladi. Mexanik aralashtirish: Ekstraksiya jarayonini tezlashtirish va samaradorligini oshirish uchun mexanik aralashtirish keng qo’llaniladi. Aralashtirish suyuqlik va qattiq jism fazalari o’rtasidagi aloqani kuchaytiradi, bu esa moddaning ekstraksiyasini samarali qiladi. Aralashtirish usullari turli xil bo’lishi mumkin: mexanik, turbinali, vortex yoki inertsiyali. Aralashtirish intensivligi va usuli jarayonning muvaffaqiyatiga sezilarli ta’sir ko’rsatadi. Diffuziya – bu moddaning bir fazadan boshqa fazaga o’tish jarayoni, ya’ni, suyuqlik va qattiq jism tizimlarida ajratish jarayonini amalga oshiradigan mexanizmdir. Diffuziya tezligi, materialning fazalar o’rtasida qanday tezlikda o’tishini belgilaydi. Diffuziya jarayoni: Diffuziya tezligi ko’plab omillarga bog’liq, jumladan, fazalararo taqsimlanish koeffitsienti, harorat, bosim, suyuqlik va qattiq moddaning kimyoviy xossalari va zarra hajmi. Suyuqlik-qattiq jism tizimlarida suyuqliklar qattiq materialning poralariga kirib, undagi komponentlarni ajratadi. Bu jarayon suyuqlikning xossalari, zarracha kattaligi va boshqa omillar bilan boshqariladi. Fazalararo taqsimlanish: Agar tizimda suyuqlik va qattiq modda orasidagi ajratish samarali bo’lsa, diffuziya tezligi oshadi va modda tezroq ajratiladi. Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasida diffuziya tezligi qattiq materialning fizikaviy holatiga va uning mikroskopik tuzilishiga bog’liq. Suyuqlik-suyuqlik tizimlarida esa diffuziya tezligi suyuqliklar orasidagi taqsimlanish koeffitsientiga bog’liq bo’ladi. Erituvchi xossalari ekstraksiya jarayonining samaradorligini belgilovchi muhim omil hisoblanadi. Erituvchining kimyoviy tarkibi, erituvchi qobiliyati, 11 zichlik, viskozitasi va boshqa fizik-kimyoviy xossalari moddaning ajratilishi uchun muhimdir. Erituvchining kimyoviy tarkibi: Erituvchi moddaning kimyoviy tarkibi uning ajratish qobiliyatiga ta’sir qiladi. Erituvchi faqat maqsadli komponentni ajratishi kerak, shuning uchun uning kimyoviy xossalari moddaning ekstraksiyasiga mos bo’lishi zarur. Erituvchining yengil, nozik, va yuqori eruvchanlikka ega bo’lishi kerak. Viscozitasi va zichligi: Erituvchining viskozitasi va zichligi jarayonning tezligini va samaradorligini belgilaydi. Yuqori viskozitaga ega erituvchilar ko’proq energiya sarflaydi va jarayonni sekinlashtiradi. Zichlik esa erituvchining fazalararo modda o’tkazuvchanligini ta’minlaydi. Ekstraksiya jarayonida moddaning o’tishi va ajratilishi intensiv aralashtirish va jarayon vaqtiga bog’liq. Aralashtirish intensivligi: Aralashtirishning intensivligi fazalar o’rtasidagi o’tish jarayonini tezlashtiradi. Aralashtirish intensivligi necha yuqori bo’lsa, ekstraksiya samaradorligi shunchalik yuqori bo’ladi, chunki bu jarayon vaqtini qisqartiradi va moddaning suyuqlik fazasiga o’tishini tezlashtiradi Jarayon vaqti: Ekstraksiya jarayonini optimal vaqt davomida amalga oshirish zarur. Agar jarayonni qisqa vaqt ichida tugatsangiz, maksimal ajratish amalga oshadi. Lekin jarayonni uzoq davom ettirish ham maqsadga muvofiq bo’lmasligi mumkin, chunki ba’zi hollarda nojo’ya moddalarning ekstraksiyasi ham boshlanadi. 3 3 Davronov, B., & Shukurillayev, U. (2018). Kimyoviy texnologiyalar va ekstraksiyalash metodlari. Tashkent: Scientific Press. 12 1.3. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish usullari Ekstraksiya jarayoni samaradorligini oshirish uchun bir qator texnik va texnologik yondashuvlar mavjud. Bu usullar suyuqlik-suyuqlik va suyuqlik-qattiq jism tizimlarida ajratish jarayonini tezlashtirish, samaradorligini oshirish va energiya sarfini kamaytirish maqsadida qo’llaniladi. Quyida ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishning asosiy usullari batafsil bayon etiladi: Harorat ekstraksiya jarayonining samaradorligiga katta ta’sir ko’rsatadi. Temperatura yuqori bo’lganda moddalarning ajratilishi va fazalararo o’tishi tezlashadi. Biroq haroratni oshirish bilan birga, ekstraksiyaning noxush ta’sirlarini kamaytirish uchun haroratni optimal darajada saqlash zarur. Optimal temperatura tanlash: Haroratni optimal darajada saqlash, ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishga yordam beradi. Agar harorat juda yuqori bo’lsa, ba’zi moddalarning degradatsiyasi yoki parchalanishi boshlanishi mumkin, shuning uchun haroratni muntazam ravishda nazorat qilish zarur. Qattiq va suyuq fazalar o’rtasida issiqlik almashinuvi: Ekstraksiya jarayonida issiqlik almashinuvchilar yordamida haroratni boshqarish imkoniyati mavjud. Qattiq jism va suyuqlik fazalari o’rtasidagi issiqlik o’tishi jarayonning tezligini oshiradi va ajratish samaradorligini yuqori qiladi. 2. Mexanik aralashtirish va mikroaralashtirish Aralashtirish jarayoni ekstraksiya samaradorligini sezilarli darajada oshiradi, chunki aralashtirish fazalar o’rtasida kontakt yuzasini kengaytiradi va moddaning tezroq ajratilishiga yordam beradi. Mexanik aralashtirish: Aralashtirish usullari mexanik tizimlar yordamida amalga oshiriladi. Bu usullar yordamida suyuqlik va qattiq jism fazalari samarali aralashtiriladi, shuningdek, moddalarning bir fazadan boshqasiga o’tish jarayoni 13 tezlashadi. Turli aralashtirish usullari mavjud: stirrers (aralashtiruvchi qurilmalar), turbinali aralashtirgichlar, vortex tizimlari va boshqalar. Mikroaralashtirish: Mikroaralashtirish texnologiyasi kichik o’lchamdagi zarrachalar bilan ishlashni ta’minlaydi va yuqori samarali ajratish imkonini beradi. Mikroskopik o’lchamdagi zarrachalar kontakt yuzasini katta qiladi va moddaning o’tishini yanada samarali qiladi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishning yana bir usuli bu multikomponentli ekstraksiyaning qo’llanilishidir. Bu usulda bir nechta komponentlar ajratiladi va ularning har biri alohida-alohida ajratilib olinadi. Qayta ishlash va ekstraksiyani takrorlash: Multikomponentli tizimlarda ekstraksiya jarayonini bir necha marta takrorlash, ajratilgan komponentlarning to’liq chiqarilishiga yordam beradi. Bu usulda, birinchi bosqichda ajratilgan modda yana boshqa erituvchilar bilan ishlanadi, bu esa jarayon samaradorligini oshiradi. Birinchi va ikkinchi ekstraksiya: Ekstraksiyaning birinchi bosqichida bir komponent ajratilishi mumkin, ammo bu jarayonni ikkinchi yoki uchinchi marta takrorlash orqali qolgan moddalarning ham ajratilishi ta’minlanadi. Bu usulni qo’llash jarayonni optimallashtirishga va yuqori darajadagi ajratish samaradorligini ta’minlashga yordam beradi. Erituvchi moddaning xossalari ekstraksiya jarayonida muhim rol o’ynaydi. Yangi va innovatsion erituvchilarni qo’llash, jarayonni samarali qilish va ekstraksiyaning tezligini oshirishga yordam beradi. Yangi organik erituvchilar: Organik erituvchilar ko’pincha yuqori eruvchanlikka ega va moddaning bir fazadan boshqasiga o’tishini tezlashtiradi. Shu bilan birga, yangi organik erituvchilar ekologik jihatdan xavfsiz bo’lishi va ularning toksikligi past bo’lishi kerak. 14 Suyuqliklar aralashmasi: Ba’zi tizimlarda suyuqliklarning aralashmasi ishlatiladi. Masalan, suyuqlik-suyuqlik tizimlarida ikki xil erituvchi birgalikda qo’llanilib, har biri moddaning ajratilishiga yordam beradi. Bu usul yuqori samaradorlikni ta’minlashi mumkin. Membranli ekstraksiya jarayoni yangi, samarali va ekologik toza texnologiya sifatida tanilgan. Bu jarayon suyuqlik-suyuqlik tizimlarida ishlatiladi va moddaning ajratilishini yuqori samarali va tez amalga oshirishga imkon beradi. Nanofiltratsiya va ultrafiltratsiya: Membranli texnologiyalar orqali suyuqliklar orasidagi ajratishni amalga oshirish mumkin. Nanofiltratsiya va ultrafiltratsiya kabi texnologiyalar, suyuqliklarning bir fazadan boshqasiga o’tish jarayonini samarali qiladi, moddaning ajratilish tezligini oshiradi. Osmotik ekstraksiya: Bu usulda osmotik bosim yordamida moddaning ajratilishi amalga oshiriladi. Bu usulda ikki faza o’rtasida suyuqlik oqimi orqali ajratish amalga oshadi va bu jarayon yuqori samaradorlikka ega. Ekstraksiya jarayonida elektromagnit va elektrokinetik usullarni qo’llash, moddaning bir fazadan boshqasiga o’tishini yanada samarali qiladi. Bu usullar, ayniqsa, ionlar yoki polar moddalarning ajratilishi jarayonida samarali ishlaydi. Elektroforez: Bu usulda moddalarning ajratilishi elektr maydonining ta’siri ostida amalga oshiriladi. Elektroforez jarayoni, ayniqsa, yengil ionli moddalarning ajratilishi uchun juda samarali hisoblanadi. Elektromagnit maydon: Elektromagnit maydon yordamida moddalarning fazalar o’rtasida o’tishini tezlashtirish mumkin. Bu usul, ayniqsa, magnit xossalari bo’lgan moddalarning ajratilishida qo’llaniladi. Ko’p bosqichli ekstraksiya tizimlari jarayonning samaradorligini sezilarli darajada oshiradi. Ushbu tizimlarda bir nechta ekstraksiya bosqichlari birlashtirilgan bo’lib, har bir bosqichda alohida modda ajratiladi. 15 Seriyalar bilan ishlash: Bir nechta ekstraksiya apparatlari yoki bosqichlari ketma-ket ishlatiladi. Bu usul moddaning maksimal ajratilishi va ekstraksiya jarayonining tezlashishini ta’minlaydi. Ko’p bosqichli tizimlar, ayniqsa, murakkab tizimlar uchun foydalidir. Parallel ekstraksiya: Bir nechta tizimlar parallel ishlaydi, bu esa jarayonning samaradorligini oshiradi va vaqtni tejaydi. Bu usul katta miqdordagi moddalarni bir vaqtning o’zida ajratish imkonini beradi. 8. Tezlashtirilgan ekstraksiya usullari Ekstraksiya jarayonini tezlashtirish uchun innovatsion texnologiyalar, masalan, tezlashtirilgan ekstraksiya usullari ishlatiladi. Bu usullar moddaning ajratilish vaqtini qisqartiradi va jarayonning samaradorligini oshiradi. Superkritik suyuqlik ekstraksiyasi: Superkritik suyuqliklar o’zining alohida fazaviy xususiyatlari bilan yuqori ajratish qobiliyatiga ega. Bu usul, ayniqsa, o’simon moddalarni ajratish uchun samarali hisoblanadi. Superkritik suyuqlik yordamida moddaning ajratilishi tezlashadi va yanada samarali bo’ladi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish uchun yuqorida keltirilgan usullarni qo’llash orqali ajratish jarayonini optimallashtirish mumkin. Har bir usul tizimning xossalari va maqsadga muvofiq tanlanishi kerak. Bu jarayonlar ekstraksiyaning samaradorligini oshirib, yuqori sifatli mahsulotni olishga yordam beradi. 4 4 Egamova, N. (2012). Ekstraksiya jarayonlarini optimallashtirish. Toshkent: UZSCI. 16 II BOB. EKSTRAKTORLAR TURLARI VA ULARNING ISHLASH PRINSIPLARI 2.1. Suyuqlik-suyuqlik sistemasida ishlatiladigan ekstraktorlar tuzilishi Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi – bu ikki o’zaro aralashmaydigan suyuqlik fazalari orasida ma’lum bir moddaning bir fazadan ikkinchisiga o’tishini ta’minlovchi jarayon bo’lib, sanoatda turli maqsadlar uchun keng qo’llaniladi. Bunday jarayonlarni amalga oshirishda ishlatiladigan asosiy qurilmalar ekstraktorlar deb ataladi. Ekstraktorlar tuzilishi, ishlash mexanizmi, unumdorligi va samaradorligiga ko’ra turli shakl va ko’rinishlarda bo’lishi mumkin. Ular moddaning fazalararo taqsimlanishini kuchaytirish, kontakt yuzasini oshirish va ajralish jarayonini tezlashtirish vazifasini bajaradi. Ekstraktorlarning eng sodda shakli aralashtiruvchi va ajratib turuvchi kameralardan iborat bo’lib, bu kameralar har xil shakl va o’lchamlarda loyihalanadi. Bunday ekstraktorlar odatda aralashtiruvchi-sedimentatsion ekstraktorlar deb ataladi. Ularning tuzilmasida ikkita asosiy qism bo’ladi: aralashtirish kamerasi va ajratish kamerasi. Aralashtirish kamerasida ikki suyuqlik fazasi bir-biri bilan intensiv aloqa qiladi, ya’ni ekstragent va ekstraktsiya qilinadigan eritma o’zaro aralashadi. Bu jarayon turli xil mexanik vositalar, masalan, pervanel, turbina yoki inyeksion inshootlar orqali amalga oshiriladi. Aralashtirishdan so’ng hosil bo’lgan emulsiyalangan aralashma sedimentatsion kameraga o’tkaziladi, u yerda suyuqliklar zichlik farqiga ko’ra o’zaro ajraladi. Bu tipdagi ekstraktorlar odatda bosqichma-bosqich ishlaydi, ya’ni har bir kontakt va ajralish bosqichi ketma-ket amalga oshiriladi. Sanoatda uzluksiz ishlovchi ekstraktorlar ham keng qo’llaniladi. Bunday apparatlar odatda kolona (minora) tipida bo’lib, ular vertikal holatda joylashtiriladi. Kolonaning ichki qismida kontakt yuzasini oshiruvchi elementlar – plastinkalar, 17 to’ldiruvchilar yoki aralashtirgichlar joylashtiriladi. Ikki suyuqlik fazasi kolona ichida qarama-qarshi yo’nalishda harakatlanadi. Masalan, ekstragent minoraning pastki qismidan yuqoriga qarab harakatlansa, ekstraktsiya qilinadigan eritma yuqoridan pastga tushadi. Bu harakat davomida fazalar o’rtasida modda almashinuvi sodir bo’ladi. Bunday apparatlar katta hajmdagi mahsulotlarni uzluksiz qayta ishlash uchun juda qulay hisoblanadi. Sentrafugali ekstraktorlar esa jarayonni juda yuqori tezlikda amalga oshirish imkonini beradi. Ular markazdan qochma kuch ta’sirida ishlaydi. Aylanuvchi baraban ichida zichligi katta bo’lgan suyuqlik tashqi tomonga, zichligi kam bo’lgan suyuqlik esa markaz tomonga siljiydi. Ushbu ajralish orqali kerakli modda ekstragent tarkibiga o’tadi va ajratiladi. Sentrafugali ekstraktorlarning asosiy afzalligi – ajratish tezligi juda yuqori bo’lishidir. Ular kichik joy egallab, avtomatlashtirilgan holda ishlashi mumkin, biroq ularning qurilishi murakkab va texnik xizmat ko’rsatish xarajatlari yuqori bo’ladi. Qavatli ekstraktorlar ham juda sodda tuzilishga ega. Bu turdagi apparatlar bosqichma-bosqich ishlaydi. Har bir bosqichda suyuqliklar aralashtiriladi va so’ngra ajratiladi. Har bir bosqichda ajratilgan fazalar keyingi bosqichga uzatiladi. Bu turdagi ekstraktorlar asosan tajriba-sinov ishlari yoki kichik hajmli ishlab chiqarishlar uchun ishlatiladi. Zamonaviy texnologiyalarda membranali ekstraktorlar ham qo’llanila boshlagan. Bu usulda ikki suyuqlik fazasi bevosita kontaktga kirmaydi, balki ularni ajratib turuvchi membrana orqali modda almashinuvi amalga oshadi. Membrana faqat kerakli komponentlarni o’tkazadi va boshqa moddalarni to’sib turadi. Bu usul ekologik toza, selektivlik darajasi yuqori va energiya sarfi kam bo’lganligi sababli yuqori aniqlik talab qilinadigan jarayonlarda ishlatiladi. Membranali ekstraksiyada 18 foydalaniladigan materiallar kimyoviy barqaror bo’lishi kerak, chunki ular uzoq muddatda faol fazalar bilan doimiy aloqada bo’ladi. Umuman olganda, ekstraktorlar tanlashda ajratiladigan moddaning xossalari, suyuqliklarning zichligi, harorat, bosim, reologik xususiyatlari, jarayonning uzluksiz yoki bosqichma-bosqich bo’lishi, texnik xizmat ko’rsatish qulayligi va iqtisodiy jihatlar inobatga olinadi. Har bir turdagi ekstraktor ma’lum bir texnologik jarayonga moslab ishlab chiqiladi va ularning samaradorligi ko’p jihatdan to’g’ri tanlovga bog’liq bo’ladi. Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi samarali va energiya jihatdan tejamkor usul bo’lib, u sanoatning ko’plab sohalarida – neft-kimyo, farmatsevtika, oziq-ovqat, biologik faol moddalarni ajratish jarayonlarida keng qo’llaniladi. 5 2.2. Suyuqlik-qattiq jism sistemasida ekstraksiyalash jarayonining tuzilishi Suyuqlik-qattiq jism sistemasida ekstraksiya jarayoni moddaning qattiq fazadan suyuq fazaga o’tishi orqali amalga oshiriladi. Bu jarayon ko’plab sanoat tarmoqlarida, masalan, neftni qayta ishlash, kimyo sanoati, farmatsevtika va oziq- ovqat ishlab chiqarishida keng qo’llaniladi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligi qattiq fazadagi moddalarning suyuqlikdagi erituvchi orqali ajratilishi bilan belgilanadi. Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasining samaradorligini oshirish uchun bir qator texnik va texnologik usullar qo’llaniladi. Ekstraksiya jarayonining umumiy tuzilishi Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasida modda ajratish jarayoni odatda quyidagi bosqichlardan tashkil topadi: 5 Gulyamov, M. (2017). Kimyo sanoatida ekstraksiya jarayonlari. Tashkent: O‘zbekiston ilmiy nashriyoti. 19 1. Qattiq fazaning tayyorlanishi: Qattiq materialni ekstraksiyalashdan avval uning fizikaviy xossalari va tuzilishi tahlil qilinadi. Qattiq materialning maydalanishi, qirrali yuzasining ko’paytirilishi va porozitetning oshirilishi ekstraksiya samaradorligini sezilarli darajada oshiradi. Masalan, materialni maydalash yoki granulasiyalash jarayonlari yordamida uning mayda zarrachalarini olish mumkin, bu esa suyuqlik bilan kontaktda bo’lish yuzasini oshiradi. 2. Erituvchi suyuqlikning qo’llanilishi: Suyuqlik-qattiq jism tizimida erituvchi suyuqlik tanlash muhim ahamiyatga ega. Erituvchi suyuqlik moddaning ajratilishiga yordam beradi va ajratish tezligini oshiradi. Erituvchi sifatida ko’pincha suv, organik erituvchilar (masalan, etanol, metanol) yoki spetsifik solventlar qo’llanadi. Erituvchining tarkibi, viskozitesi, polarligi va boshqa xossalari ekstraksiya samaradorligiga ta’sir qiladi. 3. Qattiq material bilan suyuqlikning aralashishi: Ekstraksiyaning asosiy jarayoni bu qattiq material va suyuqlikning aralashishi, ya’ni ularning to’g’ri va samarali aloqada bo’lishini ta’minlash. Bu jarayon odatda aralashtirish yoki suvni bosim ostida oqizish orqali amalga oshiriladi. Jarayonni takomillashtirish uchun mexanik aralashtiruvchilar, stirrers va vortex tizimlaridan foydalanish mumkin. Aralashtirish tezligi va davomiyligi qattiq materialdan ajratiladigan moddaning miqdori va sifatiga ta’sir qiladi. 4. Moddaning suyuqlikka o’tishi: Ekstraksiya jarayonining asosiy bosqichi — bu moddaning qattiq fazadan suyuq fazaga o’tishidir. Bu jarayon, odatda, diffuziya, tortishish va boshqa fizikaviy hodisalar orqali amalga oshiriladi. Moddaning suyuqlikka o’tish tezligi, uning qattiq materialdagi o’rinlashuvi va erituvchining xossalari bilan belgilanadi. Ekstraksiya jarayonini samarali qilish uchun, suyuqlikning yuqori oqimi va optimal temperatura sharoitlari yaratilishi zarur. 20 5. Ekstraktni ajratish: Modda suyuqlikka o’tgandan so’ng, suyuqlik va qattiq fazani ajratish jarayoni amalga oshiriladi. Bu ajratish jarayoni filtrlash, markazlashtirilgan ajratish yoki sedimentatsiya orqali bajariladi. Ajratish usuli suyuqlik va qattiq fazaning fazaviy xossalariga asoslanadi. Filtratsiya va markazlashtirilgan ajratish usullari qattiq fazaning suyuqlikdan to’liq ajratilishini ta’minlashda samarali hisoblanadi. 6. Ekstraktni qayta ishlash: Ajratilgan modda, ya’ni ekstrakt, qo’shimcha qayta ishlashdan o’tkazilishi mumkin. Bu jarayon moddaning yuqori darajadagi tozaligini ta’minlash va undan yuqori sifatli mahsulot olish uchun zarur. Qayta ishlash jarayonida modda konsentrlanishi yoki filtrlanishi mumkin. Bunda suyuqlikdan qattiq fazalar ajratiladi va mahsulotning sifatini oshirishga yordam beradi. Ekstraksiya samaradorligini oshirish usullari Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasining samaradorligini oshirish uchun bir qator texnik usullar qo’llaniladi: 1. Suyuqlikning miqdorini oshirish: Agar suyuqlik miqdori ko’paytirilsa, moddaning ajralish tezligi oshadi. Shu bilan birga, suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni oshirish uchun suyuqlikning miqdorini optimallashtirish zarur. 2. Aralashtirishni yaxshilash: Aralashtirish jarayonining intensivligi moddaning ajralish tezligini sezilarli darajada oshiradi. Yaxshi aralashtirilgan tizimda moddaning suyuqlikka o’tish jarayoni samaraliroq amalga oshiriladi. Bu usulda, mexanik aralashtirish, ultratovushli aralashtirish yoki mikroaralashtirish texnologiyalaridan foydalanish mumkin. 3. Temperaturani optimallashtirish: Haroratni boshqarish ekstraksiyaning samaradorligiga katta ta’sir ko’rsatadi. Yuqori haroratlar suyuqlik va qattiq 21 material o’rtasida moddaning o’tish tezligini oshiradi. Biroq, haroratni optimal darajada saqlash va ekstraksiya jarayonini boshqarish zarur, chunki yuqori haroratda ba’zi moddalar degradasiya yoki zararli ta’sirlarga uchrashi mumkin. 4. Erituvchining xossalarini optimallashtirish: Erituvchining xossalari ekstraksiya jarayonining samaradorligiga katta ta’sir ko’rsatadi. Suyuqlik-qattiq jism tizimida eng yaxshi erituvchi modda tanlash, uning polarligi, eruvchanligi va boshqa xossalariga qarab amalga oshiriladi. Qattiq material bilan maksimal o’tishni ta’minlash uchun suyuqlikning kimyoviy xossalarini optimallashtirish muhimdir. 5. Ekstraksiya usulini takomillashtirish: Ekstraksiya usulining turini tanlash ham jarayonning samaradorligini oshiradi. Ko’p bosqichli ekstraksiyaning qo’llanilishi, moddaning to’liq ajratilishiga yordam beradi va jarayonni samarali qiladi. Shu bilan birga, ekstraksiya jarayonini avtomatlashtirish yoki integratsiyalash ham samaradorlikni oshirishga yordam beradi. Ekstraktorlarning turlari va ularning ishlash prinsiplari Suyuqlik-qattiq jism tizimida ekstraksiyaning samaradorligini oshirish uchun turli xil ekstraktorlar ishlatiladi. Bularning har biri o’zining tuzilishi va ishlash prinsipi bo’yicha farq qiladi. Bunga misol sifatida markazlashtirilgan ekstraktorlar, siklon ekstraktorlar, eksponensial ekstraktorlar va boshqa turdagi tizimlar kiradi. Har bir ekstraktor turining o’ziga xos afzalliklari va kamchiliklari mavjud, shuning uchun ular ma’lum bir tizimga mos ravishda tanlanadi. Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasi jarayonida to’g’ri ekstraktor tanlash va jarayonni optimallashtirish orqali yuqori samaradorlikka erishish mumkin. 22 2.3. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish usullari Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish, uning o’z vaqtida va yuqori sifatda amalga oshirilishini ta’minlash uchun bir qator usullar va texnikalar mavjud. Samarali ekstraksiya jarayoni, ajratilgan moddaning maksimal miqdorini olish va energiya sarfini minimal darajaga tushirishga yordam beradi. Bu usullar, odatda, jarayonni optimallashtirish, vaqtni qisqartirish va resurslarni samarali boshqarish maqsadida qo’llaniladi. 1. Ekstraksiya usulini optimallashtirish Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishning birinchi qadamlaridan biri — bu ishlatiladigan ekstraksiya usulining optimallashtirilishidir. Ekstraksiyaning turli usullari mavjud, va har bir usul o’zining xususiyatlariga ega. Bular: Bir bosqichli ekstraksiya: Bu jarayonda suyuqlik va qattiq material bir marta aralashtiriladi va so’ngra ajratiladi. Bu usul nisbatan oddiy, ammo samaradorlikni maksimal darajada oshirish uchun bir qator qo’shimcha bosqichlarni talab qilishi mumkin. Ko’p bosqichli ekstraksiya: Bu jarayonda suyuqlik va qattiq material bir necha marta alohida bosqichlarda aralashtiriladi. Ko’p bosqichli ekstraksiyaning afzalligi shundaki, u yuqori ajratish samaradorligini ta’minlaydi va moddaning maksimal miqdorini ajratishga imkon beradi. Kontinual ekstraksiya: Bu usulda jarayon doimiy ravishda amalga oshiriladi, bu esa resurslar va vaqtni tejashga yordam beradi. Bu usul ayniqsa sanoat ishlab chiqarishida va katta hajmdagi materiallarni qayta ishlashda samarali. Avtomatlashtirilgan ekstraksiya: Ekstraksiya jarayonini avtomatik ravishda boshqarish texnologiyalari, jarayonni doimiy ravishda kuzatish va boshqarishni 23 ta’minlaydi. Avtomatlashtirish yordamida jarayonning samaradorligi oshiriladi, texnik xatoliklar kamayadi va umumiy ish samaradorligi yuqori bo’ladi. 2. Aralashtirish va mexanik yordamni optimallashtirish Aralashtirish jarayoni ekstraksiya samaradorligiga bevosita ta’sir qiladi. Yaxshi aralashtirish tizimi moddaning suyuqlikka o’tish tezligini oshiradi va ajratish jarayonining samaradorligini yaxshilaydi. Shuning uchun ekstraksiyaning samaradorligini oshirishda aralashtirishni takomillashtirish muhim ahamiyatga ega. Bu usullardan ba’zilari: Mexanik aralashtirish: Aralashtirish tizimlari yordamida qattiq material va suyuqlik o’rtasidagi samarali kontaktni ta’minlash mumkin. Aralashtirishning intensivligi va davomiyligi, moddaning suyuqlikka o’tish tezligini oshiradi. Aralashtirish tezligini oshirish jarayonni tezlashtiradi, lekin ortiqcha aralashtirishning energiya sarfini oshirishi mumkin. Ultratovushli aralashtirish: Ultratovushli aralashtirish texnologiyasi orqali suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi interfeyslarda mikrovibratsiya yuzaga keladi, bu esa ajratish jarayonini kuchaytiradi. Ultratovushli to’lqinlar qattiq fazadagi zarrachalarni kiritib, suyuqlikning ularni o’ziga tortish imkoniyatini oshiradi. Vortex aralashtirish: Bu usulda maxsus vortex (aylanma) tizimlari yordamida materiallar aralashtiriladi, bu esa suyuqlik va qattiq material o’rtasida yuqori tezlikda to’g’ri aloqani ta’minlaydi. Vortex tizimlaridan foydalanish jarayonni tezlashtiradi va moddaning ajralish samaradorligini oshiradi. 3. Erituvchi va temperaturni boshqarish Erituvchi va harorat ekstraksiya jarayonining samaradorligiga katta ta’sir ko’rsatadi. To’g’ri erituvchi tanlash va haroratni optimallashtirish jarayonni samarali qiladi va resurslarni tejashga yordam beradi. 24 Erituvchi tanlash: Erituvchi sifatida ko’pincha suv, organik erituvchilar yoki maxsus solvensiyalar ishlatiladi. Erituvchining xossalari, masalan, polarlik, molekulyar tuzilishi, eruvchanlik darajasi va boshqa kimyoviy xususiyatlar moddaning suyuqlikka o’tish tezligini belgilaydi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish uchun, erituvchi sifatida eng mos suyuqlikni tanlash juda muhimdir. Temperaturani boshqarish: Haroratni optimal darajada saqlash ekstraksiya samaradorligini oshiradi. Yuqori haroratlarda moddaning suyuqlikka o’tish tezligi ko’payadi, lekin haroratning oshishi bilan ba’zi moddalar degradatsiyaga uchrashi mumkin. Haroratni tartibga solish va uni aniq boshqarish jarayonning samaradorligini oshiradi. Bunda, jarayonni issiqlik bilan ta’minlash uchun maxsus isitish tizimlaridan foydalanish mumkin. 6 4. Ekstraksiya tizimlarini va usullarini integratsiyalash Ekstraksiya jarayonini yaxshilash uchun tizimlarni integratsiyalashni qo’llash zarur. Masalan, ekstraksiya jarayonini distillatsiya, filtratsiya yoki boshqa kimyoviy jarayonlar bilan birlashtirish mumkin. Bu usul yordamida bir necha jarayon bir vaqtning o’zida amalga oshiriladi, bu esa moddalarni maksimal miqdorda ajratish imkonini beradi. Bunday integratsiyalashgan tizimlar ko’p hollarda energiya va vaqtni tejashga yordam beradi, shuningdek, jarayonning umumiy samaradorligini oshiradi. 5. Ekstraksiya jarayonini avtomatlashtirish Avtomatlashtirish ekstraksiya jarayonini samarali boshqarishga yordam beradi. Jarayonni avtomatik ravishda kuzatish va boshqarish tizimlari orqali texnik xatoliklar kamayadi va resurslar optimal ishlatiladi. Bunday tizimlar yordamida 6 Ismailov, A. (2016). Ekstraksiyalash texnologiyalarini takomillashtirish. Samarkand: Samarqand texnologiya nashriyoti. 25 jarayonni real vaqt rejimida boshqarish va optimal parametrlarni aniqlash mumkin, bu esa jarayonning samaradorligini oshiradi. Ekstraksiya jarayonini avtomatlashtirish, ayniqsa sanoat ishlab chiqarishida, ishlab chiqarish tezligini oshirish va umumiy xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi. 6. Filtrlash va ekstraktni qayta ishlash Ekstraksiyadan olingan mahsulotning tozaligi va sifatini oshirish uchun ekstraktni qayta ishlash zarur. Filtratsiya, distillatsiya va boshqa tozalash usullari yordamida suyuqlikdan aralashmalar ajratiladi. Ekstraktni qayta ishlash jarayoni, moddaning tozaligini oshirishi va mahsulot sifatini yaxshilashga yordam beradi. Bu jarayonni avtomatlashtirish yoki optimallashtirish jarayonni tezlashtirish va samaradorligini oshirishga xizmat qiladi. Suyuqlik-qattiq jism ekstraksiyasining samaradorligini oshirish usullari texnologiyaning rivojlanishi bilan doimiy ravishda yangilanadi. Bu usullarni qo’llash orqali yuqori sifatli mahsulot olish, energiya sarfini kamaytirish va jarayonni tezlashtirish mumkin. 7 7 Karimov, S. (2014). Kimyo texnologiyasi asoslari. Toshkent: O‘qituvchi nashriyoti. 26 III BOB. EKSTRAKSIYA QURILMASINI HISOBLASH VA LOYIHALASH 3.1. Texnologik parametrlarning tanlanishi va hisoblash asoslari Ekstraksiya jarayonining samaradorligi va iqtisodiy jihatdan foydaliligi, asosan, to’g’ri texnologik parametrlarning tanlanishi va hisoblanishiga bog’liq. Texnologik parametrlar jarayonning ishlashini va sifatini belgilovchi asosiy omillardan biri bo’lib, ularni to’g’ri tanlash va hisoblash nafaqat texnik jihatdan, balki iqtisodiy va ekologik samaradorlikni ham oshirishga yordam beradi. Ekstraksiya qurilmasini loyihalashda quyidagi texnologik parametrlarni hisoblash va tanlash zarur: 1. Erituvchi va ekstrakt materialining xossalari Erituvchi va ekstrakt materialining xossalari ekstraksiya jarayonining samaradorligiga bevosita ta’sir qiladi. Ularning kimyoviy, fizikaviy xossalari, shuningdek, o’rtacha molekulyar og’irliklari, eruvchanlik, qattiqlik, va boshqa xususiyatlar jarayonning natijasiga muhim ta’sir ko’rsatadi. Ushbu xossalar quyidagi tarzda hisoblanadi: Erituvchining xossalari: Erituvchi suyuqlik moddaning ajratilishiga imkon beradigan o’ta muhim faktor hisoblanadi. Erituvchining polarligi, viskozitasi va molekulyar tuzilishi ekstraktni olish samaradorligini oshiradi. Erituvchining miqdori va sifatini hisoblashda uning turli fizikaviy parametrlari (masalan, suyuqlikning viskozitasi, solubility, qaynash nuqtasi va boshqa) hisobga olinadi. Ekstrakt moddasining xossalari: Ekstraksiya jarayonida ajratiladigan moddaning xossalari, masalan, uning solubility (eruvchanligi) va qattiqligi, suyuqlik bilan qanday reaksiyaga kirishishi kabi xususiyatlar, ekstraksiya jarayonining samaradorligiga ta’sir qiladi. Moddaning ajratilishi va o’tish tezligini aniqlashda, uning kristallanish xususiyatlari va pH darajasi muhim ahamiyatga ega. 27 2. Suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi aloqaning samaradorligi Ekstraksiya jarayonining muvaffaqiyatini belgilovchi yana bir muhim parametr bu suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi aloqaning samaradorligidir. Qattiq materialning suyuqlik bilan samarali aloqada bo’lishi, moddaning yuqori darajada ajratilishi va ekstraktning sifatli bo’lishini ta’minlaydi. Bu parametrni hisoblashda quyidagilarni hisobga olish kerak: Aralashtirish intensivligi: Suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi maksimal aloqa yuzasini ta’minlash uchun aralashtirish tezligi va intensivligini aniqlash zarur. Aralashtirish jarayoni samarali bo’lishi uchun mexanik energiya sarfi va aralashtirish mexanizmining turlari (masalan, stirrer, vortex yoki ultratovushli aralashtirish) hisobga olinadi. Bu parametr yordamida suyuqlik va qattiq materialning o’rtasidagi kontaktni maksimal darajaga yetkazish mumkin. Tuzilish va formani optimallashtirish: Qattiq materialni maydalash yoki granulasiyalash orqali uning yuzasini kengaytirish, ekstraksiya samaradorligini oshiradi. Shu bilan birga, suyuqlikni oqizishning intensivligi va istiqbolli tushirish tizimlari (masalan, rotor yoki mikrosirkulyatsiya tizimlari) orqali ekstraksiya jarayonini yanada samarali qilish mumkin. 3. Ekstraksiyaning vaqt va harorat parametrlarini tanlash Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishda jarayonning vaqt va harorat parametrlarini to’g’ri tanlash muhimdir. Harorat va vaqtning optimallashtirilgan kombinatsiyasi jarayonni tezlashtiradi, resurslarni tejashga yordam beradi va olingan mahsulot sifatini yaxshilaydi. Bu parametrlar quyidagicha hisoblanadi: Temperatura optimizatsiyasi: Harorat ekstraksiya samaradorligiga bevosita ta’sir qiladi. Yuqori haroratda moddaning suyuqlikka o’tish tezligi oshadi, lekin ba’zi moddalar yuqori haroratda degradatsiyaga uchraydi. Shu sababli, haroratni 28 optimal darajada saqlash zarur. Ekstraksiya jarayonini haroratni boshqarish tizimlari yordamida samarali boshqarish mumkin. Ekstraksiya vaqti: Jarayonning o’tkaziladigan vaqti moddaning ajralish samaradorligini belgilovchi omildir. O’rtacha ekstraksiya vaqti, erituvchining miqdori, moddaning solubility darajasi va boshqa parametrlar asosida hisoblanadi. Ekstraksiya vaqti juda uzoq bo’lishi resurslarning isrof bo’lishiga olib kelishi mumkin, qisqa vaqt esa moddaning to’liq ajratilmasligiga sabab bo’ladi. Shuning uchun jarayonni ma’qul vaqt davomida o’tkazish zarur. 4. Ekstraktorning samaradorligini baholash Ekstraksiyaning samaradorligini baholash uchun turli metodlardan foydalaniladi. Bu metodlar jarayonning umumiy samaradorligini, moddaning ajratilish darajasini va resurslar sarfini hisoblashga yordam beradi: Ekstraksiya samaradorligi: Ekstraktorning samaradorligi ajratilgan moddaning miqdori va suyuqlikning ajratish darajasiga bog’liq. Ekstraksiya samaradorligini aniqlash uchun turli xil matematik formulalar va hisoblash metodlari mavjud. Samaradorlikni oshirish uchun ekstraktorni optimallashtirish, haroratni boshqarish, va aralashtirish tizimini yaxshilash muhimdir. Massal balans: Ekstraksiya jarayonida moddaning suyuqlikdan qattiq materialga o’tishi jarayonini hisoblash uchun massal balansni qo’llash mumkin. Bu metod yordamida ekstraktor ichidagi moddalar oqimi va tizimdagi massaning o’zgarishi tahlil qilinadi. 5. Ekstraktorning o’lcham va tuzilishini aniqlas Ekstraksiyaning texnologik parametrlarini tanlash jarayonida ekstraktorning o’lcham va tuzilishi ham muhim ahamiyatga ega. Ekstraktorning hajmi, uning ichki tuzilishi va ishlash prinsipi jarayonning samaradorligini belgilaydi. Ekstraktorlarning tuzilishi quyidagilarga bog’liq: 29 Ekstraktorning turini tanlash: Ekstraktorning turi (masalan, markazlashtirilgan, siklon yoki eksponensial) jarayonning ishlashiga va resurslarning samarali ishlatilishiga ta’sir qiladi. Har bir ekstraktor turi ma’lum bir tizimga mos keladi va ularning parametrlari ishlab chiqarish ehtiyojlariga qarab tanlanadi. Ekstraktorning hajmi va tuzilishi: Ekstraktor hajmi, suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi maksimal aloqani ta’minlash uchun optimallashtiriladi. Bu parametrlarni hisoblashda, ekstraksiyaning samaradorligini oshirish uchun ekstraktorning ichki yuzasining ko’pligi va tizimning optimal ishlashini ta’minlash zarur. Texnologik parametrlarni tanlash va hisoblash jarayonida turli omillarni hisobga olish kerak. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish uchun moddaning o’tkazilishi, erituvchining xossalari, harorat va vaqt parametrlarining optimallashtirilishi, shuningdek, ekstraktorning tuzilishi va samaradorligi muhimdir. Bu hisoblashlar orqali yuqori samarali ekstraksion jarayonni amalga oshirish va resurslarni optimal darajada ishlatish mumkin. 3.2. Ekstraksiya qurilmasining asosiy parametrlari va loyihalash usullari Ekstraksiya qurilmasi — bu suyuqlik va qattiq materiallar o’rtasida moddalarni ajratish uchun ishlatiladigan asbob-uskunadir. Ekstraksiya qurilmasining samarali ishlashi uning parametrlari va tuzilmasiga to’g’ri bog’liq. Ekstraktorning dizayni va texnologik parametrlari, ishlab chiqarish jarayonining samaradorligini belgilovchi asosiy omillardan biridir. Ushbu bo’limda ekstraksiya qurilmasining asosiy parametrlari va ularni loyihalashning usullari batafsil ko’rib chiqiladi. 30 1. Ekstraktorning tuzilishi va asosiy qismlari Ekstraksiya qurilmasi ko’p hollarda bir nechta asosiy qismlardan tashkil topadi, ularning har biri jarayonning samarali amalga oshirilishini ta’minlaydi. Ekstraktorlarning tuzilishi quyidagicha bo’lishi mumkin: Kolonka (kolon) yoki ekstraktor ustuni: Ekstraktorning asosiy qismi bo’lib, bu yerda suyuqlik va qattiq material o’rtasida almashinuv jarayoni sodir bo’ladi. Kolonkaning uzunligi, diametri, ichki yuzasi va shakli, ekstraksiyaning samaradorligi va effekti uchun juda muhimdir. Kolonka tuzilishida ko’pincha o’zaro aralashtiriladigan materiallar joylashadi, ular orqali suyuqlik o’tkaziladi. Suyuqlikni ta’minlash tizimi: Ekstraktor uchun ishlatiladigan suyuqlik (erituvchi)ning miqdori va sifatini nazorat qilish tizimi. Bu tizim, jarayon davomida erituvchining doimiy ta’minlanishini va haroratini boshqaradi. Suyuqlikning uzluksiz oqimi va optimal haroratni saqlash ekstraksiyaning samaradorligini oshiradi. Aralashtirish mexanizmi: Ekstraktorlar uchun aralashtirish tizimi moddaning yuqori samarali ajratilishiga yordam beradi. Bu mexanizm materiallarning suyuqlik bilan yaxshi aralashishini ta’minlaydi, bu esa suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni intensivlashtiradi. Yuklama (modda) va ekstraktni chiqarish tizimi: Ekstraksiya jarayonida ajratilgan modda va ekstraktni chiqarib olish uchun ishlatiladigan tizimdir. Ekstraktnyuning to’g’ri yig’ilishi va ajratilishi kerak. Ekstraktning yuqori darajada tozaligini ta’minlash uchun bu tizim samarali ishlashiga alohida e’tibor qaratiladi. 2. Ekstraktorning asosiy parametrlarini tanlash Ekstraksiya jarayonining samaradorligi to’g’ri tanlangan asosiy parametrlar va texnologik shartlarga bog’liq. Har bir parametr jarayonni yaxshilash va optimal 31 natijaga erishishga yordam beradi. Quyidagi asosiy parametrlar ekstraktor loyihasida hisobga olinadi: Ekstraktorning hajmi va shakli: Ekstraktorning hajmi jarayonning intensivligi, moddaning o’tish tezligi va ishlab chiqarish hajmiga bog’liq ravishda tanlanadi. Kolonka yoki ekstraktor ustunining uzunligi, diametri va shakli, ekstraksiya samaradorligiga ta’sir qiladi. Hajmi kattaroq bo’lgan ekstraktorlar ko’p miqdordagi modda bilan ishlashga imkon beradi, lekin ular ko’proq material va energiya talab qiladi. Suyuqlik va materialning oqim tezligi: Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirish uchun suyuqlik va materialning oqim tezligini to’g’ri tanlash zarur. Oqim tezligi suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktning intensivligini belgilaydi. Tez oqim ekstraksiya jarayonini tezlashtiradi, lekin u bir vaqtning o’zida to’liq ajratish uchun vaqt bermasligi mumkin. Shuning uchun oqim tezligi optimallashtirilgan bo’lishi kerak. Temperatura va bosim: Ekstraksiya jarayonida harorat va bosimning to’g’ri tanlanishi muhim ahamiyatga ega. Yuqori harorat va bosim moddaning ajralish tezligini oshiradi, lekin ba’zi moddalar yuqori haroratda degradatsiyaga uchrashi mumkin. Shu sababli harorat va bosimning optimal parametrlarini tanlash zarur. Ekstraktor tizimi uchun doimiy haroratni saqlash uchun maxsus isitish yoki sovutish tizimlari qo’llaniladi. Erituvchi va moddaning solubility darajasi: Ekstraksiya jarayonida foydalaniladigan erituvchining solubility darajasi, ajratilayotgan moddaning suyuqlikka o’tish tezligini belgilaydi. Solubility ko’rsatkichi yuqori bo’lgan moddalar, erituvchiga tezroq o’tadi va jarayon samarali bo’ladi. Erituvchining turini va sifatini tanlash jarayonning umumiy samaradorligiga ta’sir qiladi. 32 Aralashtirish intensivligi: Ekstraksiya jarayonida modda va erituvchi o’rtasidagi maksimal kontaktni ta’minlash uchun aralashtirish intensivligini to’g’ri tanlash zarur. Aralashtirish mexanizmi yuqori tezlikda ishlasa, suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni kuchaytiradi va ajratish jarayonini tezlashtiradi. Biroq, ortiqcha aralashtirish energiya sarfini oshiradi va materialning degradatsiyasiga olib kelishi mumkin, shuning uchun intensivlikni optimallashtirish kerak 3. Ekstraksiya qurilmasining turini tanlash Ekstraksiya qurilmasining turini tanlashda jarayonning xususiyatlari, ajratiladigan moddaning turi va ishlab chiqarish ehtiyojlari hisobga olinadi. Ekstraktorlar asosan ikki turga bo’linadi: Batch (partiya) ekstraktorlar: Ushbu ekstraktorlar kichik hajmdagi materiallar bilan ishlashga mo’ljallangan. Jarayon to’liq yakunlanmaguncha material va erituvchi bir joyda saqlanadi. Batch ekstraktorlar odatda yuqori sifatli mahsulotlarni olishda ishlatiladi, lekin ularning samaradorligi uzluksiz jarayonlarga qaraganda pastroq bo’lishi mumkin. Kontinual ekstraktorlar: Kontinual ekstraktorlar bir vaqtning o’zida doimiy ravishda materialni olish va erituvchini ajratish imkoniyatini beradi. Ular katta hajmdagi ishlab chiqarish uchun samarali bo’lib, yuqori ishlab chiqarish quvvatiga ega. 4. Ekstraktorni loyihalashda texnik hisoblashlar Ekstraksiya qurilmasini loyihalashda bir qator texnik hisoblashlar amalga oshiriladi. Bu hisoblashlar orqali quyidagi parametrlar aniqlanadi: Aralashtirish tizimining samaradorligi: Aralashtirish mexanizmi uchun zarur bo’lgan energiya sarfi va intensivligini hisoblash, suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni maksimal darajaga yetkazishga yordam beradi. 33 Massal balans: Ekstraksiya jarayonida moddaning miqdorini va oqimini hisoblash orqali jarayon samaradorligi aniqlanadi. Massal balans ekstraksiyaning umumiy samaradorligini oshirishga yordam beradi. Energiya sarfi: Ekstraksiya jarayonida ishlatiladigan energiyaning miqdorini hisoblash, energiya tejamkorligini ta’minlash va jarayonning iqtisodiy samaradorligini oshirishga yordam beradi. Ekstraksiya qurilmasining loyihalash jarayoni texnologik parametrlarni optimallashtirish, to’g’ri parametrlarga asoslangan hisoblashlarni amalga oshirishni talab qiladi. Ekstraktorning tuzilishi, suyuqlik va materialning oqim tezligi, harorat, bosim va aralashtirish intensivligi kabi parametrlar jarayon samaradorligini bevosita belgilaydi. Ekstraktorning turini tanlash va texnik hisoblashlarni to’g’ri amalga oshirish jarayonning muvaffaqiyatli amalga oshirilishiga yordam beradi. 8 3.3. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini tahlil qilish va optimallashtirish Ekstraksiya jarayonining samaradorligini tahlil qilish va optimallashtirish ishlab chiqarish jarayonlarida eng muhim bosqichlardan biridir. Samaradorlikni oshirish nafaqat ishlab chiqarishning rentabelligini oshirishga, balki mahsulot sifatini yaxshilashga ham yordam beradi. Samaradorlikni tahlil qilish va optimallashtirish uchun bir qator usullar va texnikalar mavjud bo’lib, ular jarayonning turli parametrlariga ta’sir qiladi. Ushbu bo’limda ekstraksiya jarayonini optimallashtirish va samaradorligini tahlil qilish usullari ko’rib chiqiladi. 8 Khoshimov, I. (2019). Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi jarayonlarini nazorat qilish. Toshkent: ScienceTech Press. 34 1. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini aniqlash Ekstraksiya jarayonining samaradorligini baholashda bir nechta mezonlar va usullar ishlatiladi. Asosiy maqsad — ajratilayotgan moddalar miqdorini maksimal darajaga etkazish va atrof-muhitga chiqariladigan chiqindilarni kamaytirishdir. Samaradorlikni o’lchashda quyidagi parametrlar hisobga olinadi: Moddalarni ajratish samaradorligi (extraction efficiency): Bu ko’rsatkich, qattiq materialdan suyuqlikka ajratilgan moddalar miqdorini belgilaydi. Agar moddalar suyuqlikda to’liq o’tirsa, ekstraksiya jarayoni samarali bo’ladi. Ushbu ko’rsatkichni hisoblash uchun material va suyuqlikning miqdori va sifatiga qarab massal balans amalga oshiriladi. Samaradorlikni oshirish uchun suyuqlikning o’tish tezligini va moddaning solubility darajasini optimallashtirish kerak. Suyuqlik va material o’rtasidagi almashinish samaradorligi: Bu parametr, suyuqlik va material o’rtasida moddaning samarali almashinishini ko’rsatadi. Ekstraksiya jarayonida to’g’ri harorat, bosim va oqim tezligini tanlash suyuqlik va material o’rtasidagi eng yaxshi kontaktni ta’minlaydi, bu esa moddaning maksimal ajralishini ta’minlaydi. Energiya sarfi va rentabellik: Ekstraksiya jarayonining samaradorligini tahlil qilishda energiya sarfi muhim ahamiyatga ega. Energiyani tejash jarayonning rentabelligini oshirishga yordam beradi. Ekstraksiya jarayonida ishlatiladigan energiyaning miqdori, asosan, aralashtirish tizimi, haroratni saqlash, bosimni boshqarish va erituvchini ta’minlash tizimlariga bog’liq. Energiya sarfini optimallashtirish uchun jarayonni samarali boshqarish va kerakli texnologiyalarni tanlash zarur. 2. Ekstraksiya jarayonini optimallashtirish usullari Ekstraksiya jarayonini optimallashtirishda bir qator usullar va texnikalar qo’llaniladi. Ushbu usullar jarayonning samaradorligini oshirish, energiya sarfini 35 kamaytirish va mahsulot sifatini yaxshilashga qaratilgan. Quyida ekstraksiya jarayonini optimallashtirish uchun qo’llaniladigan ba’zi asosiy usullar keltirilgan: Suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni oshirish: Ekstraksiya samaradorligini oshirishning eng samarali usullaridan biri — suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni intensivlashtirishdir. Buning uchun aralashtirish intensivligini oshirish, ekstraktorning shaklini va ichki tuzilishini optimallashtirish kerak. Aralashtirish tizimi jarayonni tezlashtiradi va moddalar o’rtasidagi almashinuvni kuchaytiradi. Suyuqlikning sifatini va miqdorini optimallashtirish: Ekstraksiya jarayonida ishlatiladigan erituvchining turini va sifatini tanlash juda muhimdir. Erituvchi moddaning maksimal miqdorda ajralishini ta’minlashi kerak. Shuningdek, erituvchining miqdorini optimallashtirish ham samaradorlikni oshiradi. Ba’zi hollarda, suyuqlikning ishlatilgan miqdori ortiqcha bo’lishi mumkin, bu esa jarayonning rentabelligini pasaytiradi. Temperatura va bosimni boshqarish: Ekstraksiya jarayonida harorat va bosimning optimal parametrlarini tanlash kerak. Yuqori harorat va bosim moddaning ajralish tezligini oshiradi, lekin ba’zi moddalar uchun bu parametrlar degradatsiyaga olib kelishi mumkin. Shuning uchun harorat va bosimni to’g’ri nazorat qilish va jarayonni ushbu parametrlarga moslashtirish kerak. Massal balansni optimallashtirish: Ekstraksiya jarayonida materialning va suyuqlikning har bir komponenti bo’yicha massal balansni amalga oshirish orqali jarayon samaradorligini baholash va optimallashtirish mumkin. Massal balansni to’g’ri amalga oshirish moddalar miqdorini boshqarish va jarayonning optimal natijalarini olishga yordam beradi. Uzluksiz ekstraksiya tizimlaridan foydalanish: Uzluksiz ekstraksiya tizimlari — bu ekstraksiya jarayonini doimiy ravishda amalga oshirishga imkon beradigan 36 tizimlardir. Bunday tizimlar katta hajmdagi materiallar bilan ishlashda samarali bo’lib, ishlab chiqarishning quvvatini oshiradi va jarayonni optimallashtiradi. Ekstraksiya jarayonida energiya tejash: Ekstraksiya jarayonini optimallashtirishda energiya tejash muhim ahamiyatga ega. Energiya sarfini kamaytirish uchun jarayonni avtomatlashtirish, energiya samaradorligini oshiradigan usullarni qo’llash va energiya ta’minotini optimallashtirish kerak. Shu bilan birga, energiya sarfini kuzatish va tahlil qilish orqali jarayonning samaradorligini oshirish mumkin. 3. Ekstraksiya jarayonini kuzatish va tahlil qilish Ekstraksiya jarayonini optimallashtirishda eng muhim jihatlardan biri — jarayonni doimiy ravishda kuzatish va tahlil qilishdir. Jarayonni to’g’ri boshqarish va samaradorligini oshirish uchun quyidagi usullar qo’llaniladi: Sensoriya va monitoring tizimlari: Ekstraksiya jarayonining parametrlarini doimiy ravishda monitoring qilish uchun sensorlar va avtomatik boshqaruv tizimlari ishlatiladi. Bu tizimlar orqali suyuqlikning harorati, bosimi, oqim tezligi va materialning miqdori doimiy ravishda nazorat qilinadi. Joriy hisob-kitoblar va massal balansni tahlil qilish: Massal balansni kuzatish va hisoblash orqali jarayon samaradorligini tahlil qilish mumkin. Bunday tahlillar yordamida jarayonni optimallashtirish va to’g’ri texnologiyalarni tanlash imkoniyatiga ega bo’lish mumkin. Jarayonni simulyatsiya qilish: Ekstraksiya jarayonini simulyatsiya qilish orqali jarayonning turli sharoitlarda qanday ishlashini aniqlash mumkin. Simulyatsiya yordamida jarayonni oldindan tahlil qilish va uni optimallashtirish uchun kerakli parametrlarga erishish mumkin. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini tahlil qilish va optimallashtirish jarayoni nafaqat energiya va resurslar sarfini kamaytirishga, balki ishlab chiqarish 37 samaradorligini oshirishga ham qaratilgan. Suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi samarali almashinish, to’g’ri texnologik parametrlar va energiya tejash usullarini qo’llash ekstraksiya jarayonini optimallashtirishda muhim omillardir. Ekstraksiya jarayonini tahlil qilish va optimallashtirish jarayonidagi muvaffaqiyatlar texnologik samaradorlikni oshirish va ishlab chiqarishning rentabelligini ta’minlashga yordam beradi. 9 9 Madzhidov, Z. (2013). Ekstraksiya texnologiyasining rivojlanishi. Buxoro: Buxoro universiteti nashriyoti. 38 XULOSA Ekstraksiya jarayonining samaradorligini tahlil qilish va optimallashtirish, ishlab chiqarish jarayonlarini yanada samarali va rentabelli qilish uchun zarur bo’lgan muhim bosqichdir. Bu jarayonlar nafaqat mahsulot sifatini oshiradi, balki energiya va resurslarni samarali ishlatish imkonini yaratadi. Samarali ekstraksiya tizimlari texnologik jarayonlarni maksimal darajada optimallashtiradi va ishlab chiqarishning umumiy rentabelligini oshiradi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini baholash va uni optimallashtirishning asosiy maqsadi — moddalarni maksimal darajada ajratish, energiya va vaqt sarfini minimallashtirish va jarayonni barqarorlashtirishdir. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini aniqlashda bir nechta mezonlar va usullar mavjud. Birinchi navbatda, moddalar almashinish samaradorligi hisoblanadi. Agar ekstraksiyalash jarayonida materialdan ajratiladigan moddalar miqdori yuqori bo’lsa, bu jarayon samarali ekanligini bildiradi. Moddaning suyuqlikka solubilisiyasi, erituvchining xususiyatlari, harorat, bosim va boshqa jarayon parametrlariga qarab ajratish samaradorligi farq qiladi. Ekstraksiya samaradorligini oshirishda asosan suyuqlik va qattiq material o’rtasidagi kontaktni kuchaytirish, to’g’ri harorat va bosimni tanlash hamda ekstraksiya vaqtini optimallashtirish kabi parametrlar muhim o’rin tutadi. Samaradorlikni oshirish uchun eng muhim omillardan biri — suyuqlik va material o’rtasidagi optimal almashinuvdir. Ekstraksiya jarayonida suyuqlik va qattiq materialning o’zaro ta’siri ko’p jihatdan jarayonning muvaffaqiyatiga ta’sir qiladi. Suyuqlik va material o’rtasidagi o’zaro ta’sirni maksimal darajada oshirish uchun aralashtirish tizimini intensivlashtirish, ekstraktorning tuzilishini optimallashtirish va materiallarning kattalik o’lchamlarini kamaytirish muhimdir. Bu omillar ajratiladigan moddalar miqdorini oshirishga yordam beradi. 39 Ekstraksiya jarayonini optimallashtirishning yana bir muhim jihati — energiya sarfini kamaytirishdir. Ekstraksiya jarayonlarida energiya sarfi yuqori bo’lishi mumkin, bu esa ishlab chiqarishning rentabelligiga salbiy ta’sir ko’rsatadi. Energiyani tejash uchun jarayonni avtomatlashtirish, energiya samaradorligini oshiradigan texnologiyalarni joriy etish va energiya manbalarini optimallashtirish zarur. Energiyani tejash jarayonning samaradorligini oshirishga yordam beradi, chunki energiya resurslari ishlab chiqarishning eng muhim sarf materiallaridan biri hisoblanadi. Shuning uchun energiya sarfini monitoring qilish va optimallashtirish tizimlari ishlab chiqarishning umumiy rentabelligini oshirishda katta rol o’ynaydi. Ekstraksiya jarayonini samarali boshqarish uchun jarayonni to’g’ri kuzatish va tahlil qilish muhimdir. Zamonaviy sensorlar va monitoring tizimlari yordamida jarayonning barcha parametrlarini doimiy ravishda kuzatish va optimallashtirish mumkin. Harorat, bosim, suyuqlikning konsentratsiyasi, oqim tezligi kabi parametrlarga doimiy ravishda nazorat o’rnatish jarayonni samarali boshqarishga imkon beradi. Shu bilan birga, jarayonni tahlil qilish va optimallashtirish uchun massal balansni amalga oshirish ham muhimdir. Massal balansni kuzatish orqali jarayonning har bir bosqichida moddalar oqimi, suyuqlikning miqdori va chiqindilarni hisoblash mumkin. Bu esa jarayonning samaradorligini oshirishga va resurslardan samarali foydalanishga yordam beradi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishda to’g’ri texnologiya va usullarni tanlash muhimdir. Masalan, uzluksiz ekstraksiya tizimlari orqali jarayonni doimiy ravishda amalga oshirish va ishlab chiqarish quvvatini oshirish mumkin. Ushbu tizimlar katta hajmdagi materiallar bilan samarali ishlashga imkon beradi va jarayonni barqarorlashtiradi. Ekstraksiyalash jarayonini optimallashtirishda boshqa muhim jihat — suyuqlikning sifatini tanlashdir. Erituvchi moddaning sifatini optimallashtirish, uning ajratiladigan modda bilan 40 maksimal o’zaro ta’sir qilishini ta’minlaydi. Shuningdek, erituvchining miqdorini aniqlash ham jarayonning samaradorligiga ta’sir qiladi. Erituvchi va material miqdorini to’g’ri tanlash jarayonni samarali va iqtisodiy jihatdan foydali qiladi. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini oshirishda energiya tejash, aralashtirish intensivligini oshirish, optimal harorat va bosimni tanlash, suyuqlik va material o’rtasidagi kontaktni kuchaytirish kabi usullar qo’llaniladi. Ushbu usullar yordamida jarayonning samaradorligini oshirish, resurslardan samarali foydalanish va mahsulot sifatini yaxshilash mumkin. Ekstraksiya jarayonining samaradorligini baholashda doimiy ravishda monitoring va tahlil qilish, jarayonni nazorat qilish va massal balansni amalga oshirish muhim ahamiyatga ega. Bu jarayonlar jarayonni barqarorlashtiradi, xarajatlarni kamaytiradi va ishlab chiqarishni yanada samarali qiladi. Shunday qilib, ekstraksiya jarayonining samaradorligini optimallashtirish ishlab chiqarishning rentabelligini oshiradi, mahsulot sifatini yaxshilaydi va atrof- muhitga ta’sirni kamaytiradi. Bu jarayonni optimallashtirish va samaradorlikni oshirish texnologik, iqtisodiy va ekologik jihatdan muhim natijalarga olib keladi. Ekstraksiya tizimlarini mukammal boshqarish va optimallashtirish orqali jarayon samaradorligini sezilarli darajada oshirish mumkin. Buning natijasida, ishlab chiqarishning umumiy samaradorligi va raqobatbardoshligi oshadi, bu esa o’z navbatida bozor talablarini qondirish va iqtisodiy muvaffaqiyatga erishish imkoniyatlarini yaratadi. Quyida foydalangan adabiyotlar ro’yxatini alifbo tartibida keltiraman. Bu ro’yxat ilmiy adabiyotlardan va internet manbalaridan iborat bo’ladi. 41 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR RO’YXATI 1. Alimov, A. (2010). Kimyo texnologiyasi (2-nashr). Toshkent: O’zbekiston davlat nashriyoti. 2. Baxtiyorov, I. (2015). Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi jarayonlari . Toshkent: Texnologiya nashriyoti. 3. Davronov, B., & Shukurillayev, U. (2018). Kimyoviy texnologiyalar va ekstraksiyalash metodlari. Tashkent: Scientific Press. 4. Egamova, N. (2012). Ekstraksiya jarayonlarini optimallashtirish. Toshkent: UZSCI. 5. Gulyamov, M. (2017). Kimyo sanoatida ekstraksiya jarayonlari. Tashkent: O’zbekiston ilmiy nashriyoti. 6. Ismailov, A. (2016). Ekstraksiyalash texnologiyalarini takomillashtirish. Samarkand: Samarqand texnologiya nashriyoti. 7. Karimov, S. (2014). Kimyo texnologiyasi asoslari. Toshkent: O’qituvchi nashriyoti. 8. Khoshimov, I. (2019). Suyuqlik-suyuqlik ekstraksiyasi jarayonlarini nazorat qilish. Toshkent: ScienceTech Press. 9. Madzhidov, Z. (2013). Ekstraksiya texnologiyasining rivojlanishi. Buxoro: Buxoro universiteti nashriyoti. 10. Normatov, J. (2014). Kimyoviy jarayonlarni boshqarish va optimallashtirish. Tashkent: Ma’rifat nashriyoti. 11. Shukurov, O. (2015). Ekstraksiya tizimlarining samaradorligini oshirish. Fergana: Ferghana Press. 12. Ubaydullayev, M. (2020). Kimyo sanoatida resurslarni samarali ishlatish. Tashkent: UzScience. 42 13. Umarov, R. (2017). Qattiq jism va suyuqlik o’rtasidagi ekstraksiya jarayonlari. Toshkent: O’zbekiston Fanlar akademiyasi. 14. Yusupov, A. (2018). Ekstraksiyalash texnologiyalarining ilg’or usullari. Bukhara: BukTech nashriyoti. 15. Zokirov, J. (2016). Ekstraksiya jarayonlarini tahlil qilish va optimallashtirish. Tashkent: Progress nashriyoti. Qo’shimcha adabiyotlar va internet manbalari: 1. Chemistry and Chemical Engineering Review. (n.d.). Retrieved from https://www.chemed.org 2. Extraction Process Overview. (n.d.). Retrieved from https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/extraction-process 3. Techniques for Liquid-Liquid Extraction. (2021). Retrieved from https://www.chemicalengineeringonline.com 4. Solvent Extraction in Chemical Industries. (2020). Retrieved from https://www.researchgate.net 5. Principles of Extraction in Chemical Engineering. (2021). Retrieved from https://www.khanacademy.org/science/chemistry 43

Suyuqlik suyulik va suyuqlik qattiq jism sistemasida ekstraksiyalash

Купить