.jpg/1280px-Fig1_(ML_Recycle).jpg)
Маточный раствор (или отработанный раствор) — это раствор, остающийся после удаления компонента с помощью процесса, например, фильтрации или, что более распространено, кристаллизации . Он встречается в химических процессах, включая очистку сахара . [1]
При кристаллизации твердое вещество (обычно нечистое) растворяется в растворителе при высокой температуре, используя тот факт, что большинство твердых веществ более растворимы при более высоких температурах. По мере охлаждения раствора растворимость растворенного вещества в растворителе постепенно уменьшается. Полученный раствор описывается как перенасыщенный , что означает, что в растворе растворено больше растворенного вещества, чем можно было бы предсказать по его растворимости при этой температуре. Затем из этого перенасыщенного раствора можно вызвать кристаллизацию, а полученные чистые кристаллы удалить такими методами, как фильтрация и центробежные сепараторы. Оставшийся раствор, после того как кристаллы были отфильтрованы, называется маточным раствором и будет содержать часть исходного растворенного вещества (как предсказывает его растворимость при этой температуре), а также любые примеси, которые не были отфильтрованы. Затем из маточного раствора можно собрать вторую и третью порции кристаллов. [2]
Альтернативой второму сбору является непрерывная рециркуляция части маточных растворов из одной партии в последующие партии, в которых ожидается повышенный выход продукта, а также приводит к накоплению примесей. Можно показать, что профиль примесей маточных растворов при умеренных уровнях рециркуляции (т.е. когда x >1) быстро достигает устойчивого состояния в соответствии с (1 − x n +1 )/(1 − x ), где n — количество раз, когда процесс выполняется, а x — доля рециркулируемых маточных растворов (рис. 1). [3] Вышеупомянутый подход идеализирован и предполагает, что накопление примесей в маточном растворе не превышает растворимости примесей/примесей. Подход был подтвержден экспериментально. [4]