Hình 2.1 Cấu tạo của hạt nhựa
2.5.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trao đổi ion trong cột
Hiệu suất sử dụng cột trao đổi được nâng cao qua lựu chọn được loại nhựa thích hợp ( nhựa có độ tinh lọc cao với ion cần trao đổi và các yếu tố quản lý và vận hành khác ). Tuy nhiên khi đó phát sinh khó khoăn trong gian đoạn tái sinh sau đó, vì dung dịch tái sinh chứa đúng loại ion trao đổi mà nhựa ít ưu thích hoặc tối thiểu sau khi tái sinh độ tinh lọc của nhựa cũng không còn nghiên vẹn .
Tốc độ trao đổi và điều kiện kèm theo quản lý và vận hành cũng ảnh hưởng lên điều kiện kèm theo hoạt động giải trí của cột, nó tác động ảnh hưởng trực tiếp lên bề rộng của các dải nồng độ và khoảng cách giữa chúng .
Hệ trao đổi có vận tốc cao là hệ có nhựa trao đổi có size nhỏ và độ link ngang thấp ( khuyếch tán trong chậm nhất ) và thao tác ở nhiệt độ cao ( thôi thúc quá trình khuyếch tán ). Tuy vậy điều kiện kèm theo thuận tiện về vận tốc lại gây khó khoăn khác : hạt nhựa kích thướt nhỏ làm tăng trở lực của cột, nhựa có độ link ngang thấp thì độ trương nở lớn làm giảm hiệu suất sử dụng thể tích của cột, dễ tạo ra rãnh trống và dung tích trao đổi tính theo thể tích thấp. Nhựa có dung tích thấp gây ra sự hoạt động nhanh của dải nồng độ. Nhiệt độ cao làm giảm tính tinh lọc của nhựa và hoàn toàn có thể thôi thúc các phản ứng hoá học không mong ước .
Cấu trúc hình học của cột trao đổi cũng ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình trao đổi
ion trong cột. Cột trao đổi có chiều cao lớn (cùng tiết diện) làm tăng dung lượng động
cũng như dung lượng tĩnh. Nếu điều kiện cân bằng là thuận lợi (B chọn lọc hơn A) và
dải nồng độ ở trạng thái ổn định thì cả hai dung lượng tăng khi chiều cao của cột tăng.
Hiệu suất sử dụng cột tăng và sẽ đạt tới giá trị gần 100%. Trong trường hợp cân bằng
trao đổi không thuận lợi (A chọn lọc lớn hơn B) thì cột càng dài bề rộng dải nồng độ
cũng tăng, bởi vậy cột cao đến quá một mức độ nào đó không cải thiện được hiệu suất
sử dụng cột. Độ dài của cột tăng dẫn đến lượng nhựa sử dụng lớn và tổn thất áp lực lớn.
Một yếu tố ảnh hưởng khác là tỉ lệ giữa chiều cao và đường kính của cột. Tỷ lệ này lớn
( cùng thể tích và cùng vận tốc dòng ) làm tăng hiệu suất cao sử dụng cột nếu cân đối trao đổi là thuận tiện và ít ảnh hưởng nếu cân đối trao đổi là không thuận tiện. Yếu điểm của nó là tổn hao áp lực đè nén lớn. Mặc khác nếu đường kính ( tiết diện ) của cột quá nhỏ sẽ gây trộn lẫn dòng do phân bổ khó điều .
Một số yếu tố khác cũng gây ảnh hưởng đến hiệu suất sử dụng cột như việc sắp xếp tầng chất trao đổi ion, các yếu tố thuỷ động lực. Bố trí một tầng hạt cũng là yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất cao sử dụng cột .
* Như vậy để đạt hiệu quả sử dụng cột cao cần:
+ Chất trao đổi ion có độ tinh lọc cao với ion cần trao đổi trong dung dịch. + Hạt nhựa nhỏ và đều .
+ Nhựa có dung tích trao đổi tính theo thể tích lớn. + Nhựa có độ link ngang thấp .
+ Nhiệt độ cao.
+ Tốc độ dòng chảy nhỏ .
+ Nồng độ ion trao đổi trong dung dịch nhỏ .
+ Chiều cao cột và tỷ suất giữa chiều cao và đường kính của cột lớn. Tuy nhiên các hiệu ứng trên mang lại một số ít hiệu suất cao trái chiều .
