ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
45
УДК 66.048.5-982
Ю . А . Б о р и с о в , А . В . Ч е р н ыш е в , В . Л . Д р у ц а
ИССЛЕДОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПРОЦЕССОВ
ВАКУУМНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ
РЕАКЦИОННЫХ СМЕСЕЙ
Рассмотрены вопросы исследования рабочих процессов в установке
вакуумного концентрирования химических и молекулярно-биологи-
ческих образцов. Описана разработанная на основе результатов ис-
следований математическая модель процесса испарения из пробирок
и приведено сравнение ее числового решения с экспериментальными
данными.
E-mail:
boricovyu@gmail.com
Ключевые слова:
концентрирование, испарение, микрообъемы
вещества, математическая модель.
В настоящее время в науке и технике актуальным является концен-
трирование химических, биологических и молекулярно-биологических
образцов анализируемых веществ. В большинстве современных ла-
бораторных методик и производственных технологий в основном ис-
пользуются следующие методы концентрирования: экстракционные,
сорбционные, мембранные, электрохимические, дистилляционные,
флотация.
В данной работе рассматривается один из дистилляционных ме-
тодов концентрирования – испарение. В лабораторной практике
наиболее часто применяют установки, основанные на принципе ис-
парения, – центрифужные вакуумные испарители. Схема и общий
вид подобной установки представлены на рис. 1. Для повышения
скорости испарения буферного вещества из пробирок их распола-
гают в камере, которую затем вакуумируют. Понижение давления
над пробирками способствует уменьшению парциального давления
воздуха в ней, поскольку парциальное давление пара в состоянии
насыщения зависит только от температуры. Это приводит к увели-
чению концентрации паров буферной жидкости на межфазной гра-
нице. В процессе работы установки пар
û
удаляют из камеры ваку-
умным насосом. Конструкция данных установок имеет ряд суще-
ственных недостатков.
При работе с микрообъемами анализируемых веществ существу-
ет вероятность их потерь вследствие выброса раствора при образова-
нии большого количества пузырей пара у основания пробирки и
быстрого выхода их из жидкости в надпробирочное пространство.