Nasumično pakovanje se koristi u kolonama za odvajanje, kao što su kolone za destilaciju, kako bi se povećala površina za kontakt para/tečnost, čineći hemijsko odvajanje efikasnijim. Mali komadi nasumičnih pakovanja u koloni za destilaciju dizajnirani su da stvore veliku površinu na kojoj reaktanti mogu da interaguju dok minimiziraju složenost unutar kolone. Nasumično pakovanje je dizajnirano da maksimizira odnos površine i zapremine i minimizira pad pritiska.
Efikasnost nasumičnog pakovanja zavisi od nekoliko faktora – efikasnosti, pada pritiska i kapaciteta. Generalno, kada je nasumično pakovanje veće, kapacitet se povećava, ali efikasnost opada. Suprotno tome, kada je nasumično pakovanje manje, efikasnost se povećava, ali kapacitet opada. Nizak pad pritiska je poželjan, jer veliki pad pritiska smanjuje performanse i efikasnost.
Prvobitno je nasumično pakovanje napravljeno od keramike. Budući da je keramika lomljiva, njihova upotreba je opala, ali se još uvijek koriste u nekim aplikacijama koje zahtijevaju jaku otpornost na koroziju. Danas su mnoga nasumična pakiranja napravljena od metala i plastike, uz nekoliko drugih materijala koji se koriste za specijalne primjene.
Kako funkcionira nasumično pakovanje?
Kada se instalira nasumično pakovanje, materijal se sipa u kolonu i ostavi da se slegne. Materijal se nasumično sakuplja u sloju pakovanja unutar posude za sakupljanje. Tečnost koja se odvaja zatim teče kroz materijal.
Nasumična pakovanja dolaze u nekoliko različitih konfiguracija:
1. Raschig prstenovi
Rašigove prstenaste zaptivke koriste male delove cevi za stvaranje ležišta za pakovanje. Ove male cijevi su obično približno iste dužine kao i široke. Rašigovi prstenovi spadaju u starije, manje zrele materijale za pakovanje. Glatke su i nemaju rupe, žljebove, rebra ili druge teksturne elemente. Imaju manji kapacitet i efikasnost i obično koštaju više od drugih vrsta nasumičnih pakovanja. Prijave za ovu vrstu pakiranja su ograničene jer je cijena Rašigovih prstenova previsoka u odnosu na njihovu djelotvornost. Međutim, u slučaju odvajanja korozivnih materijala, keramički Rašigovi prstenovi su efikasni zbog svoje visoke otpornosti na koroziju.
2. Pall prstenovi
Pall prstenovi su slični Rašigovim prstenovima, ali su složeniji. Pall prstenovi uključuju dodatne unutrašnje potporne strukture i vanjsku površinu. Teksturiranje unutar prstenastog zida omogućava unutrašnje tačke kapanja, što značajno povećava kapacitet i efikasnost pakovanja. Pall prstenovi su posebno korisni u aplikacijama destilacije i apsorpcije.
3. Sedlasti prstenovi
Postoje dvije glavne vrste sedlastih prstenova - Berl sedlasti prstenovi i Intalox ® sedlasti prstenovi. Kao što naziv govori, prstenovi sedla imaju oblik malih sedla. Sedlasti prstenovi se razlikuju od Rašigovih i Ball prstenova po tome što su duži od njihovog prečnika. Smooth Berl sedlasti prstenovi su obično kraći i imaju tradicionalniji oblik sedla. Intalox ® prstenovi su znatno duži i oblikovani su poput makarona prepolovljenih po dužini, stvarajući dugačak, otvoreni zakrivljeni dio. Sedlasti prstenovi također imaju male rupe i žljebove koji povećavaju površinu i mogućnosti kontakta. Sedlasti prstenovi imaju veću površinu za kontakt tečnosti i pare, što rezultira većim kapacitetom i efikasnošću. Sedlasti prstenovi su idealni za hemijsku destilaciju, uklanjanje i apsorpciju.
4. Lessing prstenovi
Lesing prstenovi su izrađeni od keramike. Imaju unutrašnje pregrade za povećanje površine i povećanje efikasnosti. Kao i svi keramički komadi pakiranja, vrlo su otporni na toplinu i koroziju. Ova svojstva ih čine idealnim za primjene kao što su regenerativni oksidni sistemi.
5. Trostruki paketi
Tri-Packovi su prvi put razvijeni kasnih 70-ih i sada se široko koriste. Tri-Packs nude mnoge prednosti u odnosu na starija pakovanja. Zbog svog sfernog oblika manje su skloni gniježđenju i naseljavanju. Unutrašnja rebra također maksimiziraju površinu i vlažnu masu. Za nizak pad tlaka i velike brzine prijenosa mase, Tri-Packs su dobar izbor. Trostruki paketi su obično napravljeni od različite plastike koja je otporna na koroziju i temperaturu.
Prednosti nasumičnih pakovanja
Većina odvajanja zahtijeva nasumična pakiranja. Glavna prednost nasumičnih pakovanja je da su mnogo jeftinija za implementaciju od strukturiranih pakovanja. Ostale prednosti nasumičnih pakovanja uključuju povećanu kontaktnu površinu, prenos mase i efikasnost u odnosu na starije tehnologije kao što je tehnologija ladice, a sve to bez visokih troškova.
Pored gore navedenih aplikacija, primjene za nasumična pakiranja uključuju uklanjanje, destilaciju, čišćenje CO2 i ekstrakciju tekućina-tečnost.
