こんにちは。化工見習いです！
今回はMacabe-Thiele法を3分で解説していきたいと思います！
原理も含めた詳しい解説は他のサイト様で既出なため、本記事では原理を省いて手順だけをチョ～～～簡単にまとめました！
料理に必要な情報
ではまず、お料理に必要な具材を最初に並べておきます。気液平衡曲線は既にある前提で、
- 原料組成
- 供給状態
- 分離条件
- 還流比
作図に必要な情報はたったこれだけ！これさえあればMacabe-Thiele法階段作図ができちゃいます！
前提
次に本記事での使用文字と意味、それから例で使う条件を書いておきます。
作図手順① q線を描く
まず、以下のように\(q\)値を決定します。
- 沸点蒸気の時 \(q=0\)
- 沸点の気液混合の時 \(0<q<1\) (例 蒸気:液=2:1のときは\(\displaystyle q=\frac{1}{3}\))
- 沸点液の時 \(q=1\)
\(q\)を求めたら、👇の「q線」と呼ばれる式にqの値を代入して、\(y=○x\)の式を得ます。
今回は\(q=1\)なのでq線は\(x=z_F\)となります！
そしたら、さっそくその線を引いていきましょう。
作図手順 ②操作線を描く
では次に操作線を描いていきます。還流比\(R\)、留出組成\(x_D\)を👇の濃縮部操作線の式に代入します。
今回の条件を入れると\(y=0.73x+0.26\)となります！
ではこちらも線を引いていきましょう。必ずD点から出発しますよ！q線と交わるまで引っ張ってください。
次に点QからW点まで線を引いてください👇 これを回収部操作線と言います。
作図手順③ 階段作図
ではお待ちかねの階段作図です!
D点からスタートして気液平衡曲線と操作線を行ったり来たりしてください！W点を超えたら終了です👇
めっちゃ簡単ですよね！原理を省いて進めましたが、原理を理解してても作図してるときは全く同じことしてて、何も考えてません笑
おまけ 段数の数え方
ではおまけに、段数の数え方を説明します。
上のように段数を数えます。上図であれば必要段数は4段ですね。ちなみに最後の段はリボイラー(再沸器)の1段です。なので、理論段数はその1段を除いた、3段となります！
さらに、Macabe-Thiele法で求めた段数は、各段で理想的な気液平衡が行われているという仮定ですので、実際の効率を考慮した「実段数」は以下のように求めます👇
終わりに
今回はMacabe-Thieleの階段作図法を超簡単に説明しました。
もし原理をまだ理解していない方は、そちらも学ぶと良いと思います！
今回も最後まで読んで頂き、ありがとうございました！何かございましたらコメントの方よろしくお願いいたしますm(__)m
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