sunnuntai 25. syyskuuta 2016

Opinpolku 12

Sekoitustehokkuuden tutkiminen partikkelien ikäjakautuman perusteella

Työn tarkoituksena on perehtyä sekoituksen virtauskuvioihin, sekoitustehokkuuteen ja virtausesteiden käyttöön.
Työssä käytettiin dynaamista pystysekoitinta.
Jos halutaan tehostaa sekoitustapahtumaa, silloin voi lisätä kierrosnopeutta, suurentaa sekoittimen laippoja tai lisätä kaasun virtausta.
Vortex-ilmiö tapahtuu säiliössä olevalle nesteelle, kun se kohoaa säiliön reunoille keskipakoisvoiman avulla ja keskelle on muodostunut syvennys.
Kemian teollisuudessa sekoitus tarkoittaa, että eri aineet yritetään saada reagoimaan mahdollisimman tehokkaasti toistensa kanssa.
Erilaisia sekoittimia ovat: staattinen putkisekoitin,
pumppusekoitin, Kaasusekoitin, mekaaninen sekoitin,
 potkurisekoitin






Tehtiin standardi kalsiumkloridi-liuoksia, joiden konsentraatiot ovat 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, ja 0.8  g/l sekä 1, 2, 3, 4, ja 5 g/l


Mitattiin standardi kalsiumkloridi-liuoksen
sähkönjohtokykyä.


 Tähän dynaamiseen pystysekoittimeen kaadettiin impulssin mittaamiseen tarvittava liuos joka oli 100g kalsiumkloridia ja 500ml vettä.
Säähettiin veden virtaukseksi 3 l/min 

Seurattiin johtokykymittaria 0,5 min välein puolentunnin ajan.

Opinpolku 10

Opinpolku 10

Haihdutus, tislaus ja refraktometria


Haihdutus on erotusmenetelmä, jossa haihtuva aine poistetaan haihtumattomasta pelkästään lämpöä tai paineenalennusta käyttämällä.
Teollisuudessa haihdutusta käytetään keskenään liuenneiden seosten erottamiseen, puhdistamiseen ja väkevöittämiseen.
Haihdutuksessa on huomioitava, että se voi vaatia erillisen lämmityksen, nesteen kiehumis- ja höyrystymispisteen saavuttamiseksi. Lisäksi on huomioitava, että onko seos heterogeeninen vai homogeeninen.
Haihduttamisessa on käytettävissä erilaisia laitteistoja esim. pakkokierto-, kolmivaihde-, lyhytputki- ja pitkäputkihaihdutin.
 
Tislauksen yhteydessä höyrystetään kahdesta eri nesteestä helpommin höyrystyvä. Se perustuu aineiden eri kiehumispisteisiin.  Tislausta käytetään mm. öljyteollisuudessa. Kemianteollisuudessa aineita puhdistetaan käyttöön raaka-aineiksi erilaisista fermentointi- ja reaktioseoksista. Fermentointiseoksesta valmistetaan tislattuja alkoholijuomia. 


Veden haihdutus pyöröhaihduttimella


 Työssä tarkoituksena tutustua miten paine vaikuttaa veden kiehumispisteeseen.

Pyöröhaihdutin



Valmistettiin kolviin isopropanoliliuos 


Isopropanolin erottaminen kellopohjakolonnilla

Standardi-liuokset 

Näytteet 

                                                        Refraktometrillä mitattiin näytteiden taitekertoimet

Opinpolku 7

Opinpolku 7



 Murskaus, jauhatus ja vaahdotus

Talkin rikastus vuolukivestä vaahdottamalla

 Työssä tutustuttiin mineraalin rikastukseen vaahdottamalla.
Vaahdotuksessa rikastetaan pieniä mineraalirakeita. Mineraalin osat kiinnittyvät lietteessä ilmakupliin jotka nousevat pintaan ja muodostavat vaahdotuskennon pinnalle mineraalipitoisen vaahdon, joka kuoritaan talteen ja kuivataan.

Murskattiin 500g vuolukiveä.


Jauhettiin tuotetta kuulamyllyllä 60 minuuttia ja otettiin siitä 5 g:n näyte. Loput vaahdotetiin.


Vaahdotuskone. Kerätiin vaahtoa talteen eri aikavälein neljään dekkaan. Loput jätteet otettiin talteen.

Suodatettiin vaahto

Suodatetut rikasteet, jotka tämän jälkeen kuivattiin lämpökaapissa.


Kuivauksen jälkeen otettiin neljästä rikasteesta, jätteestä ja jauhatuksen jälkeen otetusta tuotteesta näytteet, jotka hehkutettiin uunissa puolituntia. Siten niistä määritettiin talkin määrä.

Opinpolku 6

Opinpolku 6
                            

Jäteveden puhdistus

 Tässä työssä puhdistetaan jätevettä käyttäen erilaisia flokkulointiaineita sekä testataan niiden toimivuutta eri pH-alueella. Lisäksi suoritetaan flokkuloimalla puhdistetun jäteveden jatkopuhdistaminen ioninvaihtohartsilla käyttäen anioninvaihtohartsia. Ioninvaihdon tehokkuutta analysoidaan ioniselektiivistä elektrodimittausta soveltaen.
Työssä soveltavat yksikköprosessit ovat flokkulointi, selkeytys ja ioninvaihto.
Flokkuloinnissa pienet kiintoainehiukkaset muodostavat löysän ryhmittymän, ns. flokin. Kiintoainehiukkaset laskeutavat hitaasti, joten lietteen tehokkaalle selkeytykselle on flokkulointi tarpeen. Flokkulointiaineena käytetään esim. alumiinisulfaattia ja alumiinikloridia.

Selkeytyksessä vedessä oleva kiintoaine poistetaan painovoimaa käyttäen.

Ioninvaihto tapahtuu samanmerkkisten ionien välillä. Anioninvaihtajat vaihtavat anioneja ja kationinvaihtajat vaihtavat kationeja. Ioninvaihtaja voi olla joko kiinteä tai nestemäinen. Vaihtimina voi toimia luonnosta peräisin olevat orgaaniset aineet, synteettiset orgaaniset hartsit ja epäorgaaniset synteettiset aineet.

Otettiin kanaalista jätevettä 2l

Suodatettiin sitä karkeiden epäpuhtaksien poistamiseksi

Jaettiin jätevesi neljään osaan
Säädettiin pH-arvoa. Kahteen erään 5,8 ja kahteen erään 10

Flokin muodostuminen
Anioninvaihto

Anionivaihdettu alumiinikloridi



                                                        Näytteitä kloridipitoisuuden määrittämistä varten.
Kloridipitoisuuden mittausta kloridielektronidilla.

tiistai 15. syyskuuta 2015

Opinpolku 5

Opinpolku 5Aspiriinin valmistaminen ja analysointi
 
Tehtävänä oli valmistaa salisyylihaposta syntetisoimalla asetosalisyylihappoa eli aspiriinia.

Esterit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka ovat muodostuneet epäorgaanisesta tai orgaanisesta haposta, jonka OH-ryhmä (hydroksyyliryhmä) on korvautunut -O-alkyyli(alkoksi)ryhmällä. Tavallisimpia estereitä muodostavia happoja ovat karboksyylihapot, fosforihappo, rikkihappo, typpihappo ja boorihappo.

Kun alkoholi ja happo reagoivat keskenään syntyy estereitä ja vettä.
Esteröintiä tarvitaan esim biodieselin valmistamisessa.
 
Liuotukseksi sanotaan, kun nesteeseen lisätään jotain toista nestettä, kaasua tai kiinteää ainetta. Aineen liukoisuuteen vaikuttaa moni tekijä, esim. lämpötila, liuottimen ominaisuudet. Joskus liukenemista ei tapahdu ollenkaan aineiden yhteensopimattomuuden. Liuotusta käytetään teollisuudessa aineiden erottamiseen esim. kaivoksissa ja lääketeollisuudessa. 
 
Kiteytystä käytetään yleisesti erotus- ja puhdistus menetelmänä. Teollisuudessa sitä käytetään lääkkeiden ja elintarvikkeiden valmistamisessa.


  
                          Punnittiin kuivaa salisyylihappoa 5,0082g. Laittettiin se erlenmeyeriin. Lisättiin  sinne asetanhydridiä ja muutama tippa rikkihappoa.

                                      Lämmitettiin seosta lämpöhauteella.


    
Seos alkaa paakkuuntua.




Kiteytettiin seos suodatinpaperille imun ja  bühnersuppilon avulla.





Etanoli ja vesi lämpenemässä.

Kiteytynyt etanoli-asetosalisyylihapposeos.


suodatettu aspiriini kuivumassa.

                                    Aspiriinin sulamispisteen mittaaminen. Tulokseksi saatiin 143,5 celsiusastetta.




Jauhettiin apteekin aspiriini hienoksi huhmareessa ja lisättiin sinne 20  


ml 0,1-M natriumhydroksidia. Liuotettiin aspiriini 250ml mittapulloon.


                                         Näytteitä spekrofotometristä mittausta varten.   





 Spekrofotometrimittari

Näytteen mittausta.

 Tuloksia

maanantai 14. syyskuuta 2015

Opinpolku 4

 Adsorptio ja etikkahapon tarkistaminen


Adsorptiossa kaasu-  tai nestekomponentit erotetaan toistaan saattamalla ne kosketuksiin jokin kiinteän aineen pinnan kanssa. Adsorption voimakkuus riippuu sekä adsorboivasta ja adsorboituvasta aineesta. Huokoiset ja hienojakoiset tuotteet adsorboivat hyvin johtuen suuresta pinta-alasta. Adsorptiota käytetään teollisuudessa veden käsittelyssä.

Sekoituksen tarkoituksena on saada aikaan sekoitettavien aineiden välinen homogenointi sekoituslaitteistossa joko väkevyys tai konsentraatioeroja tai molempia samanaikaisesti.
Sekoitusta käytetään teollisuudessa erilaisissa reaktoreissa.


                                                    Kaliumvetyftalaattin punnitseminen.
                                                          Ionivaihdetun veden lämmittäminen.
                                                      Kaliumvetyftalaattia erlenmeyereissä.
           Kaliumvetyftalaattia ja 50ml vettä erlenmeyerissä, johon lisättiin 3 pisaraa fenoliftaleiinia.
                                                         Titraus NaOH-liuoksella.
Lisättiin byretistä NaOH-liuosta niin kauan kunnes väri alkoi muuttua vaaleanpunaiseksi.
Punnittiin jokaiseen kuuteen erlaan 0,500g aktiivihiiltä

Liuokset yläkerran ravistelijan kyydissä

tiistai 18. elokuuta 2015

Opinpolku 3

Malmikiven murskaus,seulonta ja jauhatus ja malminrautapitoisuuden määritys.



Tässä opinpolussa harjoitellaan erilaisia yksikköprosesseja, kuten murskaus, jauhatus, seulonta, liuotus, saostus ja suodatus.

Murskaus on louhitusta kivesta pienenpään kokoon hienontamista. Erilaisia murskauslaitteita ovat: leukamurskain, valssimurskain, kartiomurskain ja iskumurskain.

Jauhatus on olennainen osa materiaalin hiennonnustekniikkaa. Siinä murskattu karkea aines hiennonetaan jauheeksi. Jauhinmyllytyyppejä ovat vaakasuorat rumpumyllyt jaoteltuna tanko- ja kuulamyllyihin sekä autogeenimyllyt ja puoliautogeenimyllyt.


Hienonnustekniikassa seulonta säännöstelee murskatun ja murskattavan tuotteen karkeutta. Seulontaa käytetään, kun halutaan tuotteelle tietty raekoko. Erilaisia seuloja ovat säleikkö, epäkeskotäryseula ja magneettinen täryseula.

Liuottamisessa nesteeseen lisätään jotain toista nestettä, kaasua tai kiinteää ainetta. Liukoisuuteen vaikuttaa aineiden lämpötila ja molekyylisidosten tyyppi. Liuotin pystyy murtamaan aineen sisäiset sidokset, jolloin itse liuotinmolekyylit menevät liuotettavan aineen molekyylien väliin
Liuotusta käytetään teollisuudessa aineiden erottamiseen.



Mitä on saostuminen?
Kun kahta eri liuosta sekoitetaan keskenään, voi joskus muodostua liukenematonta tuotetta. Syntynyt kiinteä aine näkyy liuoksessa saostumana tai samennuksena. Saostuma muodostuu jos ionitulo on suurempi kuin liukoisuustulo. Kun ionitulo on yhtä suuri kuin liukoisuustulo, on kyseessä kylläinen liuos. Jos taas ionitulo on pienempi kuin liukoisuustulo, saostumaa ei muodostu.

Nesteistä ja kaasuista erotetaan niiden kiinteät osat suodattamalla. Suodatuksessa käyttettävä paine, suodatuksen paksuus ja suodatettavan lietteen viskositeetti, lämpötila sekä kiintoainepitoisuus ja hiukkasten koko.

Murskattiin leukamurskaimella 503.1 g malmikiveä.

                                        Murskattu malmikivi seulottiin.
                                


                                              Seulonnan jälkeen kivi pääsi kuulamyllyn pyöritykseen.
Jauhettiin mursketta kahdessa erässä
60min ja 90min


                           Punnittiin jauhettua malmikiveä teflondekkaan.


Malmikiveä liuotettiin kuningasvedellä lämpöhauteessa noin 30 minuuttia. Keitokseen lisättiin välillä vettä kuivumisen estämiseksi.

Liukenematta jäänyt aine suodatettiin pois alipaineen avustamana.

                                       Kuningasvesiliuos laitettiin 250ml mittapulloon ja lisättiin 0,5ml väkevää rikkihappoa. Pullo täytettiin vedellä merkkiin asti.  Teimme myös opettajan antamalle vertailunäytteelle sama pullotus.
                                       Pipetoitiin 100ml  mittapulloista 400 ml dekkoihin ja lisättiin molempiin näytteisiin 1ml väkevää rikkihappoa. Kiehutettiin nesteitä kellolasilla peittettynä vetyperoksidiylimäärän hajottamiseksi.
Sitten niihin lisättiin 2-3g ammoniumkloridia ja laimennettiin vedellä.
 Lämmitettiin seoksia kiehuviksi ja lisättiin sinne väkevää ammoniakkia.


Ruskeanpunaisen sakan muodotuminen.

Kuuma neste suodatetaan alipaineen avulla. Saostuma pestään kloridittomaksi.
                                        Tarkistettin onko pesuliuoksessa vielä kloridia. Valkoinen sakka osoitti että liuoksessa on vielä kloridia, joten pesua piti jatkaa.

Suodatetut ja pestyt saostumat asetettin suodatinpapereineen vakiopainoon saatettuihin upokkaisiin ja kuivattiin lämpökaapissa. Tämän jälkeen upokkaat asetetaan vuorollaan hehkutuskolmion varaan ja kuumennettiin niitä bunsen-polttimen kaasuliekkillä. Jolloin paperi hiiltyi ja paloi.
Upokkaita hehkutettiin uunissa 30min, jonka jälkeen ne punnittiin.
Toistettiin tätä niin kauan kunnes upokas oli vakiopainossa.
Eksikaattorissa jäähtymässä olevat upokkaat.