Calcul des ratios de reflux minimum à l'aide des méthodes de Fenske et de Underwood
Le calcul du rapport de reflux minimal est essentiel pour concevoir des procédés de distillation efficaces. Les méthodes de Fenske et Underwood sont couramment utilisées pour déterminer ce paramètre, assurant une séparation optimale avec une consommation minimale d'énergie.
Méthode de Fenske
La méthode de Fenske calcule le nombre minimum d'étapes théoriques nécessaires pour une séparation donnée au reflux total. Elle suppose des conditions idéales et aucune perte de chaleur, fournissant une base pour la conception de colonne.
La formule implique les fractions molaires des composants du distillat et du fond, ainsi que leur volatilité relative. Elle est exprimée comme suit:
Nmin = log((xD / (1 - x]D) / [x[B / (1 - x]B[))) / log(α)]
où:
- Nmin = nombre minimal d'étapes
- xD = fraction moléculaire de la composante la plus volatile du distillat
- xB = fraction moléculaire de la composante la plus volatile du fond
- α = Volatilité relative
Méthode de Underwood
La méthode de Underwood évalue le rapport de reflux minimal requis pour une séparation donnée. Il s'agit de résoudre une équation basée sur les compositions des aliments pour les composants et des produits, compte tenu de la volatilité relative.
L'équation clé est :
Rmin = --[q[i * [αi - 1) / [αi * (1 - q]i))][]
où:
- Rmin = rapport de reflux minimal
- qi = paramètre de qualité des aliments pour le composant i
- αi = Volatilité relative du composant i
La résolution de cette équation fournit le rapport de reflux minimal nécessaire au processus de séparation, en optimisant l'utilisation de l'énergie et la conception des colonnes.