собсно из рисунка всё понятно , заметка на тему . какие будут мысли о мембране зеолита?
Обратный осмос. Очистка самогона.
Особого смысла в такой схеме не вижу. Через мембрану по замыслу проходят только молекулы воды, а спирт и все примеси попадают в отбор. Таким образом, достигается укрепление водно-спиртовой смеси, но не очистка от примесей.
При обратно-осмотической очистке воды всё наоборот: вода идет в отбор, примеси не проходят.
Хотя, возможно, всё не совсем так уж примитивно. В принципе, ход процесса фильтрации зависит от того, какие эффекты в данном случае преобладают: размерный, электростатический или специфический-адсорбционный (химический). Если размерный, то всё происходит примерно так как на картинке, это не интересно. Но поскольку везде пишут именно про цеолитные мембраны (хотя по размерам пор вполне годились бы и любые полимерные — даже примитивный ацетат целлюлозы), то может быть каким-то образом часть примесей удается запихать вместе с водой? За счет разной смачиваемости, или, другими словами, разного хемосорбционного взаимодействия спирта и примесей с материалом мембраны? Цеолит специфически взаимодействует с сильно полярными примесями, с ионами в основном, а в спирте примеси очень слабополярные. Что-то концы с концами не сходятся.
Я в свое время пытался прогонять самогон через обычную мембрану ОО. Почему-то ничего не пошло — ни спирт, ни вода.
Главный признак — наличие насоса высокого давления (до 12 атм) mak210, 10 Марта 11, 06:25
Не обязательно. Осмотическое давление, в зависимости от природы растворенного вещества и его концентрации, может иметь любую величину, хоть 10 бар, хоть 0,1 бар. В системах обессоливания воды рабочее давление может быть 35 бар (для морской воды) и 2 бар (для бытовых ОО фильтров).
В случае водно-спиртовых растворов осмотическое давление, видимо, невелико. Это и понятно. Большое осмотическое давление наблюдается для растворов электролитов, т.к. вода полярный растворитель и обладает большим сродством к ионным примесям. А для слабополярных примесей энергия сольватации мала.
В любом случае, раз такие схемы рисуют, значит давление по обе стороны мембраны отличается мало, иначе вода через мембрану не пошла бы. А называть метод обратным осмосом можно потому, что идет разделение смеси по (условно) размеру молекул, или ассоциатов, неважно. Т.е. есть полупроницаемая мембрана, значит есть осмотическое давление, значит работая против него мы имеем обратный осмос.
А давай развлечемся и посчитаем.
Молекулярный вес спирта С2Н5ОН=12*2+1*5+16+1=46. Возьмем количество вещества 0,5 моля, т.е. 23 г в 1 литре раствора (прим. 14% об., фигня, на самом деле). По закону Вант-Гоффа (действует, правда, только для слабых растворов) создаваемое при этом давление: 0,5*(8310*290)/10-3=1,2*10 6 Па= 12 атм. (0,5 — количество молей, 8310 — унив. газ. пост, 290 — 17*С температура в Кельвине, 10-3 — объем жидкости 1 л в куб. м.)
Неслабое давление, впрочем, весьма характерное для низкомолекулярных веществ.
Как я понял, речь идет о молекулярных ситах, которые уже применяются в реальности для обезвоживания крепких растворов спирта в импортных технологиях биоэтанола, чтобы не связываться с капризной азеотропной перегонкой. (Ключевое слово — крепких растворов). Не очень в теме, слышал краем уха, поэтому могу и ошибиться. Основной механизм — выборочная адсорбция воды цеолитами с их последующей регенерацией.
А вот здесь заправка, молекулярное сито зашифровано словом «Memrane», расположено после ректификационной колонны: http://www.3dnews.ru/editorial/it_homebrew_fuel/print
Основной механизм очистки воды при ОО не фильтрация, а переход чистой воды по градиенту давления против давления осмоса. Речь идет о разбавлении «очищаемой» воды суперчистой водой, проходящей через мембрану. (Мой любимый метод очистки стоков: есть 2 ПДК, в 2 раза разбавил — можно сливать).
По закону Вант-Гоффа (действует, правда, только для слабых растворов) создаваемое при этом давление: 0,5*(8310*290)/10-3=1,2*10 6 Па= 12 атм. mak210, 10 Марта 11, 19:30
Как я понял, речь идет о молекулярных ситах, которые уже применяются в реальности для обезвоживания крепких растворов спирта в импортных технологиях биоэтанола, чтобы не связываться с капризной азеотропной перегонкой. (Ключевое слово — крепких растворов). Не очень в теме, слышал краем уха, поэтому могу и ошибиться. Основной механизм — выборочная адсорбция воды цеолитами с их последующей регенерацией. mak210, 10 Марта 11, 19:30
Это так, но никакого отношения к схеме, приведенной в начале, не имеет. То, о чем ты говоришь, это простая сушка, т.е. избирательная адсорбция. Слова «молекулярное сито» не должны вводить в заблуждение — это не мембрана, а просто гранулированный материал, поглощающий воду и не поглощающий спирт. По-английски «molecular sieves» и «zeolites» — синонимы.
На схеме же нарисована именно фильтрация на мембране, которая проницаема для одних молекул и непроницаема для других.
Основной механизм очистки воды при ОО не фильтрация, а переход чистой воды по градиенту давления против давления осмоса. Речь идет о разбавлении «очищаемой» воды суперчистой водой, проходящей через мембрану mak210, 10 Марта 11, 19:37
В случае водно-спиртовых растворов осмотическое давление, видимо, невелико. Это и понятно. Большое осмотическое давление наблюдается для растворов электролитов, т.к. вода полярный растворитель и обладает большим сродством к ионным примесям. А для слабополярных примесей энергия сольватации мала. Литокс, 10 Марта 11, 12:12
Посл. ред. 10 Марта 11, 21:39 от Литокс
Главный признак — наличие насоса высокого давления (до 12 атм), а здесь жалкий вакуум — максимум минус 1 атм. mak210, 10 Марта 11, 06:25
Хочу выразить некотрые сомнения. Ибо ваши утверждения про необходимость «могучих насосов» аналогинны утверждению, что вода из открытого блюдца, стоящего на столе, испаряться не должна, ибо нет температуры кипения.
То что вы описываете справедливо в том случае когда с обоих сторон мембраны есть жидкая вода. В этом случае есть диффузонный поток воды который нужно уравновесить давлением «могучего насоса».
Когда мы испаряем жидкость в вакуум то обратного потока просто нет, совсем, и уравновешивать нечего!
Всё что испарилось, всё утянет вакуум насос. А испариться в данной конструкции может только вода, ибо моллекулы спирта и его ассоциаты с водой сквозь мембрану не пролазиют.
Я в свое время пытался прогонять самогон через обычную мембрану ОО. Почему-то ничего не пошло — ни спирт, ни вода. Литокс, 10 Марта 11, 05:42
Посл. ред. 10 Марта 11, 22:24 от Kotische
То, о чем ты говоришь, это простая сушка, т.е. избирательная адсорбция. Слова «молекулярное сито» не должны вводить в заблуждение — это не мембрана, а просто гранулированный материал, поглощающий воду и не поглощающий спирт. По-английски «molecular sieves» и «zeolites» — синонимы.
Литокс, 10 Марта 11, 21:14
Дык они сами путают, волки, почти во всех современных схемах получения биоэтанола пишут «Memrane», а уже, когда начинаешь копаться в переводе всплывает молекулярное сито. Сам его не видел, но, похоже, это что-то вроде угольной колонки и сам цеолит похож на дробленый гравий.
А вот тут ты что-то напутал — именно фильтрация. Литокс, 10 Марта 11, 21:14
Согласен, не совсем корректно выразился, просто особый случай фильтрации, сильно осложненный Вант-Гоффом.
То что вы описываете
Kotische, 10 Марта 11, 22:09
Мы уже на «Вы»? 
Всё что испарилось, всё утянет вакуум насос. А испариться в данной конструкции может только вода, ибо моллекулы спирта и его ассоциаты с водой сквозь мембрану не пролазиют.
Kotische, 10 Марта 11, 22:09
Похоже наиболее близкое объяснение.
А вот иллюстрация кластеров спирт-вода по японским исследованиям.
