hrvatski

Utjecaj ampiltude ultrazvuka na kinetiku nukleacije boraksa u šaržnom kristalizatoru pri različitim brzinama hlađenja

Cilj ovog rada bio je ispitati utjecaj amplitude ultrazvuka na kinetiku nukleacije dinatrijevog tetraborat dekahidrata (boraksa) tijekom procesa šaržne kristalizacije pri različitim brzinama hlađenja. Kristalizacija boraksa se provodila iz matične otopine zasićene pri 30 °C hlađenjem do temperature od 10 °C u šaržnom kristalizatoru s miješanjem uz primjenu radijalnog turbinskog miješala s četiri ravne lopatice, tzv. SBT miješalo, pri brzini vrtnje potrebnoj za postizanje stanja potpune suspenzije kristala (N=NJS). Kako bi se sagledao utjecaj amplitude ultrazvuka na kinetiku nukleacije ispitivanja su se provodila pri četiri amplitude snage ultrazvuka u rasponu od 0 do 30 % te pri četiri brzine hlađenja matične otopine od 4 do 10 °C h-1. Početak nukleacije određivan je vizualno, dok se promjena koncentracije matične otopine pratila refraktometrijskom metodom. Po završetku procesa kristalizacije izvršena je granulometrijska analiza produkta metodom laserske difrakcije za zadane brzine hlađenja matične otopine pri amplitudi ultrazvuka od 20 %. Za sve ispitivane uvjete određena je snaga privedena sustavu uslijed miješanja i ultrazvučnog djelovanja. Analizom eksperimentalnih rezultata uočeno je da je u svim sustavima prisutno suženje metastabilne zone s povećanjem amplitude ultrazvuka i sa smanjenjem brzine hlađenja te je definirana funkcionalna ovisnost širine metastabilne zone o navedenim veličinama. Utvrđeno je da je u svim ispitivanim sustavima jednaka vrijednost prividnog reda nukleacije, dok se konstanta brzine nukleacije povećavala s amplitudom ultrazvuka, odnosno s privedenom snagom. Također je utvrđeno da je u svim sustavima nukleacija započinjala mehanizmom primarne heterogene nukleacije, a njezina brzina smanjivala se povećanjem amplitude ultrazvuka i smanjenjem brzine hlađenja matične otopine. Konačno, bez obzira na brzinu hlađenja u sustavima s ultrazvučnim djelovanjem dobiveni su kristali sličnih svojstava s obzirom na vrijednosti srednjeg volumnog promjera i njegove standardne devijacije. U ovim sustavima vrijednosti navedenih veličina su značajno manje od onih dobivenih u sustavu bez ultrazvučnog djelovanja pri brzini hlađenja od 6 °C h-1.

boraks, kinetika nukleacije, amplituda ultrazvuka, brzina hlađenja, sonokristalizacija, miješanje

nije evidentirano