В кристаллизатор будут подаваться органические (салицилат натрия, NaSAL) и кислотные (серная кислота, 0,25 М = 0,50 Н) растворы. Обязательно надевайте латексные перчатки при работе с NaSAL, салициловой кислотой или их растворами, а также серной кислотой 0,25 М.
Вся система управляется с ПК с помощью коммерческого распределенного контроллера с интерфейсом, аналогичным тому, что показан на рисунке Рисунок 1. С помощью этого интерфейса можно управлять всеми закладными/3-ходовыми электромагнитными клапанами и установочными значениями контроллера. На схеме показаны тренды аналоговых значений (расхода, температуры), связанных с установкой.
1. Запуск кристаллизатора
В начале прогона все контроллеры непрерывного действия должны находиться в ручном режиме, а все электромагнитные клапаны должны быть либо закрыты (вкл-выкл), либо переведены в режим рециркуляции (3-ходовой).
- Убедитесь, что кристаллизатор заполнен до уровня переполнения (~4,15 л), указанного на перемешиваемом баке, водой и суспензией салициловой кислоты (при кристаллизации суспензию часто называют «магмой»). Если они не заполнены, добавьте их через порт добавления.
- Включите мешалку для кристаллизатора и термостат для ванны и насосов.
- Установите регулятор температуры бани в положение AUTO, а заданное значение — на желаемую температуру. Рекомендуемая температура составляет ~53°C для кристаллизатора 50°C.
- Установите скорость насоса с помощью интерфейса (например, 30% открыта). Зная концентрации поступающих материалов, установите скорость потока для стехиометрической эквивалентности на основе уравнения (1).
- Убедитесь, что бак для продукта не заполнен и что сливной клапан закрыт.
- Включите оборудование спектрометра и установите связь с каналом, предусмотренным на пульте управления. Порядок работы со спектрометром подробно описан в руководстве по эксплуатации (SpectraSuite). Предусмотрена калибровка спектрометра.
2. Работа с кристаллизатором
- При необходимости увеличьте производительность насоса для достижения желаемого расхода. Для кислотного раствора это ~25-35 мл/мин. Для NaSAL он определяется по стехиометрической эквивалентности.
- Переключитесь в режим подачи на обоих 3-ходовых клапанах. Это нулевое время для эксперимента.
- Периодически проверяйте линию перелива. При определенных условиях он может заблокироваться. Если это так, используйте кусок стальной трубки для развертывания линии, входящей в резервуар для продукта.
- Соберите пять проб непосредственно из кристаллизатора через отверстие для отбора проб с помощью пипетки с широким горлышком и перенесите их в тестовые или центрифужные пробирки объемом 15 мл. Возьмите два набора образцов с интервалом примерно в 10-15 минут.
- Повторите это с двумя другими широко отнесенными друг от друга временами пребывания, контролируя
(время пребывания) путем изменения объемных скоростей потока, но сохраняя стехиометрическую эквивалентность.
3. Выключение кристаллизатора
- Чтобы остановить систему, установите 3-ходовые клапаны на рециркуляцию и производительность насоса на 0 %.
- Верните регулятор температуры в режим MANUAL на 0% мощности и выключите насосы, мешалки и термостатированную ванну.
- Если вы используете спектрофотометр, не забудьте выключить лампы.
4. Анализ
Концентрации растворенного NaSAL и салициловой кислоты могут быть измерены одновременно с помощью УФ/ВИД спектроскопии. Абсорбцию растворенного салицилата и салициловой кислоты можно предположить аддитивной, поскольку наблюдается один и тот же хромофор. Дополнительные инструкции включены в Приложение А. Концентрацию салициловой кислоты также можно определить гравиметрически в единицах кг/м3 суспензии.
- Центрифугируйте пробирки объемом 15 мл в течение 5 минут и запишите объем жидкой пробы, полученной путем декантации. Сцеженная жидкость может быть использована для спектрофотометрического анализа NaSAL.
- Высушите пробирки, содержащие твердые вещества, в вертикальном положении в конвекционной печи при температуре 70ºC в течение двух дней.
- Взвесьте, очистите пробирки, затем коротко высушите перед повторным взвешиванием, чтобы получить вес кристаллов.