وتشمل المعالجة المستمرة الإضافة المستمرة للمواد الكيميائية في نظام ما وإزالتها، كما أن حساب التغيرات في التركيز أمر أساسي للحفاظ على كفاءة العمليات وسلامة هذه المادة، وتوضح الأساليب الأساسية لتحديد كيفية تباين التركيزات الكيميائية بمرور الوقت في هذه النظم.

فهم التركيز في النظم المستمرة

ويشير التركيز إلى كمية المادة الكيميائية الموجودة في خليط يتعلق بالحجم الإجمالي، وفي التجهيز المستمر، يمكن أن تتفاوت التركيزات بسبب معدلات المدخلات، وردود الفعل، وتدفقات الإنتاج، ويساعد رصد هذه التغييرات على تحقيق الحد الأمثل من ظروف العمليات وضمان جودة المنتجات.

حساب التغييرات في التركيز

ويشمل النهج الأساسي معادلة التوازن الجماعي، وتنظر الصيغة العامة في التدفق والتدفق الخارجي وأي ردود فعل تحدث داخل النظام، ويمكن حساب التركيز في أي وقت باستخدام المعادل التالي:

C(t) = (معدل المدخلات × تركيز المدخلات - معدل النواتج × تركيز الناتج + معدل الجيل) /حجم النظام ]

حساب نموذجي

يُفترض أن المفاعل يتلقى حلاً كيميائياً بمعدل 10 لترات في الدقيقة مع تركيز 50 ملغم/لتر. كما أن تدفق الإنتاج يبلغ 10 لترات في الدقيقة، كما أن المادة الكيميائية تتفاعل داخل النظام، مما يولد تغييراً قدره 200 ملغم في الدقيقة، ويظل حجم النظام ثابتاً عند 100 لتر.

تطبيق الصيغة:

C(t) = (L/min × 50 ملغم/L - 10 L/min × C(t) + 200 ملغم/min) / 100 L]

إعادة ترتيب لحل لـ (جيم)

C(t) = (500 - 10 C(t) + 200) / 100]

مضاعفة الجانبين بـ 100:

100 C(t) = 700 - 10 C(t)]

إضافة 10 جيم (ر) إلى الجانبين:

110 C(t) = 700]

تقسيم الجانبين بـ 110:

C(t) = 6.36 ملغم/L]

العوامل الرئيسية التي يتعين النظر فيها

  • انخفاض معدلات المدخلات والناتج
  • معدلات الرد داخل المنظومة
  • استقرار حجم النظام
  • الخواص الكيميائية وأجهزة التفاعل