KWALIFIKACJA CHM2 - CZERWIEC 2018

PYTANIE NR 22.
W jaki sposób prowadzony jest proces czterostopniowej ekstrakcji w instalacji przedstawionej na schemacie?
Ilustracja przedstawia schemat technologiczny czterostopniowej instalacji ekstrakcji, używanej w przemyśle chemicznym.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ekstrakcja wielostopniowa przeciwprądowa polega na tym, że fazy płyną w przeciwnych kierunkach: świeży rozpuszczalnik kontaktuje się z najbardziej wyjałowionym strumieniem, a surowiec z najbardziej "nasyconym" rozpuszczalnikiem. Taki układ zwykle zwiększa sprawność wymywania składnika w porównaniu ze współprądem.

Pełne wyjaśnienie:

W ekstrakcji ciecz–ciecz kluczowe jest, w jakim układzie przepływają dwa strumienie (zwykle: surowiec z ekstrahowanym składnikiem oraz rozpuszczalnik). W układzie przeciwprądowym kierunki przepływu obu faz są przeciwne, a kolejne stopnie są ze sobą połączone tak, aby następował wielokrotny kontakt i rozdział.

Odpowiedź "Przeciwprądowo." jest właściwa, gdy schemat pokazuje, że:

  • strumień surowca przechodzi przez stopnie w jednym kierunku,
  • strumień rozpuszczalnika przechodzi przez stopnie w kierunku przeciwnym,
  • najświeższy (najmniej nasycony) rozpuszczalnik trafia do stopnia, w którym surowiec jest już najbardziej wyekstrahowany.

Taka organizacja kontaktu faz zwykle daje lepszą efektywność separacji na jednostkę zużytego rozpuszczalnika, bo utrzymuje korzystniejszą różnicę stężeń (siłę napędową przenoszenia składnika) w kolejnych stopniach.

Odpowiedź "Współprądowo." jest błędna, jeśli na schemacie strzałki wskazują przeciwne kierunki przepływu faz. Współprąd oznaczałby, że oba strumienie przemieszczają się przez stopnie w tym samym kierunku (wejścia po tej samej stronie układu), co zmienia logikę połączeń między stopniami.

Odpowiedź "Z odbiorem kolejnych ekstraktów z poszczególnych stopni." nie określa układu przepływu (współ-/przeciwprąd), tylko sposób organizacji odbioru produktu. Nawet w instalacji przeciwprądowej można mieć jeden wspólny odbiór ekstraktu lub odbiory pośrednie – to inna cecha procesu niż kierunek przepływu faz.

Odpowiedź "Z dodawaniem świeżego rozpuszczalnika do każdego stopnia." opisuje wariant z niezależnym zasilaniem stopni (co przypomina układ równoległy lub kaskadę z dopływami), a nie klasyczną ekstrakcję przeciwprądową, gdzie świeży rozpuszczalnik zwykle wprowadza się na jednym końcu ciągu, a potem przepływa on przez kolejne stopnie.

Na egzaminie warto ćwiczyć śledzenie strumieni na schemacie: zacznij od znalezienia miejsc zasilania surowcem i rozpuszczalnikiem, a następnie sprawdź, czy w każdym kolejnym stopniu "spotykają się" strumienie o coraz bardziej zbliżonych/odmiennych składach. To najprostszy sposób odróżnienia przeciwprądu od współprądu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ekstrakcja przeciwprądowa to układ, w którym faza surowcowa i faza rozpuszczalnika płyną w przeciwnych kierunkach przez kolejne stopnie. Dzięki temu świeży rozpuszczalnik kontaktuje się z najbardziej wyjałowionym surowcem, co zwykle zwiększa efektywność wymywania składnika.
Sprawdź strzałki i punkty zasilania: jeśli surowiec wchodzi z jednej strony ciągu stopni, a rozpuszczalnik z przeciwnej, a ich strumienie przechodzą przez stopnie w przeciwnych kierunkach, układ jest przeciwprądowy. Kluczowe są połączenia między stopniami i kierunki przepływu.
W przeciwprądzie łatwiej utrzymać większą "siłę napędową" przenoszenia składnika (różnice stężeń między fazami) w kolejnych stopniach. Współprąd szybciej prowadzi do wyrównania stężeń, więc w dalszych stopniach kontakt faz jest mniej efektywny przy tym samym zużyciu rozpuszczalnika.
"Czterostopniowa" oznacza, że proces kontaktu i rozdziału faz jest zorganizowany w cztery kolejne stopnie (np. mieszalnik + osadnik jako jeden stopień). Operator powinien rozumieć, którędy płyną strumienie między stopniami i gdzie są punkty zasilania oraz odbioru.
Nie. Odbiór ekstraktu z poszczególnych stopni opisuje sposób zbierania produktu, a nie kierunek przepływu faz. Układ przeciwprądowy i współprądowy można zorganizować z różnymi punktami odbioru; o klasyfikacji decydują kierunki strumieni i połączenia między stopniami.
Częste błędy to: czytanie schematu "od lewej do prawej" bez sprawdzenia strzałek, pomylenie dopływu rozpuszczalnika z odpływem ekstraktu oraz skupienie się na opisach aparatów zamiast na połączeniach między stopniami. Pomaga śledzenie jednego strumienia krok po kroku.
Świeży rozpuszczalnik wprowadza się zwykle na końcu ciągu, gdzie surowiec jest już najbardziej wyekstrahowany. Dzięki temu nawet mało "zanieczyszczony" surowiec ma kontakt z rozpuszczalnikiem o największej zdolności wymywania, co poprawia końcowe doczyszczenie rafinatu.
To rozwiązanie spotyka się w specyficznych układach technologicznych (np. gdy stopnie pracują bardziej niezależnie), ale nie jest to definicja przeciwprądu. Taki wariant zmienia bilans masy i sterowanie procesem, a jego sens zależy od ekonomii rozpuszczalnika, wymaganej czystości i konstrukcji aparatury.
Ekstrakt to strumień rozpuszczalnika wzbogacony o ekstrahowany składnik, a rafinat to strumień surowcowy po usunięciu części składnika. W schematach instalacji te nazwy pomagają zidentyfikować, który strumień jest "produktem" z punktu widzenia odzysku substancji, a który jest oczyszczany.
Ćwicz czytanie schematów: rozpoznawaj punkty zasilania i odbioru, zaznaczaj kierunki strumieni oraz numeruj stopnie. Powtórz definicje współprądu i przeciwprądu oraz typowe połączenia stopni. Warto też przeanalizować kilka przykładów kaskad ekstrakcyjnych z opisem strumieni.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 35% zdających egzamin. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że taki układ zwykle zwiększa sprawność wymywania składnika w porównaniu ze współprądem.

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z inżynierii chemicznej: operacje jednostkowe (rozdzielanie, ekstrakcja)
  • Materiały dydaktyczne szkoły/CKZ dotyczące czytania schematów technologicznych instalacji
  • Instrukcje stanowiskowe i opisy instalacji ekstrakcyjnych stosowanych w zakładzie (jeśli dostępne)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego