Экстракция ее практическое применение в технологических процессах кратко

Обновлено: 05.07.2024

Экстракция (лат. Extractio лат. Extragere - извлекать, добывать) - это процесс извлечения одной или нескольких веществ (компонентов) из сложных систем (жидких или твердых) селективным растворителем, который называется экстрагентом.

Вещества, которые изымают из сырья (растительного, животного) с помощью экстрагента (растворителя), называются экстрактивными веществами. Их условно делят на действующие и сопутствующие. К действующим веществам относятся алкалоиды, гликозиды, эфирные масла, витамины и другие вещества, от которых в основном зависит терапевтический эффект. К сопутствующим веществам относятся клетчатка, белок, смолы, пектиновые вещества, крахмал и др. Лечебное действие экстрактивных веществ обусловлена не одной действующим веществом сырья, а комплексом биологически активных веществ, которые усиливают, ослабляют или видоизменяют действие основного вещества.

Целью экстракции

Целью экстракции является разделение смесей, повышение концентрации любого вещества, освобождение растворителя от примесей или его замена и тому подобное. Значительным преимуществом экстрагирования сравнению с другими процессами разделения жидких смесей является низкая рабочая температура, обычно комнатная. Для проведения экстракции используют специальные аппараты - экстракторы, к которым помещают исходную смесь и растворитель (экстрагент). В результате экстракции образуются экстракт - раствор добытых компонентов в экстрагенте и рафинат - смесь, в которой концентрация этих компонентов будет меньше. Процесс экстрагирования можно отобразить с помощью схемы.

Экстрагент (растворитель)

Экстрагент (растворитель) выбирают в зависимости от механизма и технологических особенностей процесса экстрагирования.

Основные требования к экстрагенту:

малая растворимость в компоненте - носители исходной смеси (в первичном растворителе)
селективность, то есть способность извлекать из исходной смеси или материала только один компонент или группу компонентов.

Промышленные экстрагенты необходимо, чтобы он дополнительно было:

высокое значение константы распределения К, что позволяет снизить расход растворителя на единицу массы исходной смеси (материала) высокое значение коэффициента диффузии D для того, чтобы повысить скорость процесса и вследствие этого уменьшить размеры экстрактора;
низкую Tзамерз;
антикоррозионные свойства по отношению к материалу аппаратуры; невоспламеняемость или узкие пределы Tзайм; низкую теплоемкость, высокой летучестью, низкую теплоту испарения (для снижения затрат на регенерацию).

При выборе экстрагентов следует также сравнивать их плотность, t кип и Tзайм давление насыщенного пара, показатель преломления, растворимость в воде, токсичность, фармакологическую индифферентность и тому подобное. В химической и фармацевтической промышленности чаще всего применяют такие экстрагенты, как вода, этанол, бензол, четыреххлористый углерод, хлороформ, трихлорэтилен, ацетон, диэтиловый эфир, сжиженные газы и тому подобное. При экстрагировании из растительного сырья для улучшения условий разделения часто используют смешанные растворители. В таблице приведены основные физические характеристики некоторых органических растворителей, необходимые для расчетов.

Таблица. Физические характеристики некоторых органических растворителей

№ п / п	Растворитель	Мол. м.	Плотность ρ, кг / м3 при 20 ° С	Динамическая вязкость η • 103 Па • с при 20 ° С	Поверхностное натяжение σ • 103 Дж / м2 при 20 ° С	диэлектрический коэфф ε	Температура кипения, t кип., ° С	Удельная теплоемкость С, кДж / кг • К при 20 0С	Удельная теплота образования пары λ, кДж / кг при t кип.
1	Ацетон СН3СОСН3	58,1	791	0,322	23,7	20,7 (25 ° С)	56,2	2,178	512,3
2	Бензол С6Н6	78,1	879	0,651	29,0	2,28 (20 ° С)	80,1	1,676	393,8
3	Этанол С2Н5ОН	40,1	789	1,19	22,3	24,3 (25 ° С)	78,3	2,555	846,4
4	Изопропанол (СН 3) 2СНОН	60,1	785	2,39	21,7	18,3 (25 ° С)	82,4	2,597	673,6
5	Метанол СН3ОН	32,04	792	0,584	22,6	32,63 (25 ° С)	64,5	2,472	1111,0
6	Тетрахлорида углерода ССl 4	153,8	1594	0,97	26,9	2,24 (20 ° С)	76,8	0,838	193,9

Для повышения эффективности экстракции подбирают такие условия ее проведения (добавление электролитов или других добавок, температура, давление, уровень рН и т.д.), при которых уменьшается влияние побочных реакций, например. диссоциации, ассоциации и тому подобное.

При проведении экстракции из твердой сырья растительного или животного происхождения скорость процесса повышают в несколько раз действием ультразвука на суспензию, которая образуется после добавления соответствующего растворителя к измельченного сырья.

Для интенсификации процесса экстракции в условиях химического и фармацевтического производства широко применяют экстракторы, действие которых основано на принципах противотока и перемешивания жидкостей. При промышленном разделении Е. проводят или в каскаде аппаратов типа смеситель-отстойник, или в противоточных экстракционных колоннах. Преимуществом смесителя-отстойника является быстрое восстановление режима в каскаде после прекращения процесса, простота эксплуатации и тому подобное. Недостатки - большое количество механического и пневматического оборудования, медлительность достижения равновесия и тому подобное.

Согласно второму закону термодинамики экстракции является самовольным процессом, при течении которого выравниваются химические потенциалы компонента в фазах, контактирующих. Состояние равновесия характеризуется термодинамической константой распределения.

где μ20 (1) и μ20 (11) - стандартные химические потенциалы компонента, который распределяется; R - универсальная гАзова стала; T - температура. Расчет количественных характеристик жидкостной экстракции основывается на законе распределения вещества между двумя растворителями, не смешиваются. Для вычисления материального баланса при одноступенчатой Э. применяют уравнение: ekstrakcia2.eps (2) а при многоступенчатой экстракции (3) где m0 - количество вещества, добываемого в исходном растворе; V0 - объем исходного раствора; V - объем порции экстрагента; n - кратность Е .; m1 - количество вещества, добываемого которая осталась в исходном растворе после однократной экстракции; mn - количество вещества, осталась в исходном растворе после n-кратного экстрагирования. Экстракция широко применяют с аналитической целью, для изолирования лекарственных веществ и ядов при проведении химико-токсикологических исследований.

В фармацевтической практике экстракцию используют для выделения из лекарственного растительного сырья эфирных масел, алкалоидов; на разных стадиях получения и очистки антибиотиков; при изготовлении экстрактов, настоек. Современные методы очистки сточных вод химического, фармацевтического и парфюмерно-косметического производства также включают стадию экстракции.

Кратность экстракции (n), необходимую для снижения содержания вредных для окружающей среды веществ до ПДК, рассчитывают по уравнению (3) .

Аксельруд Г.А., Лысянский В.М. Экстрагирование (система твердое тело-жидкость). - Л., 1974;
Коренман И.М. Экстракция в анализе органических веществ. - М., 1977;
Красовский И.В., Вайль Е.И., Безуглый В.Д. Физическая и коллоидная химия. - М., 1983;
Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. - СПб., 1998;
Муравьев И.А. Технология лекарств. - М., 1980;
Аптечная технология лекарств / Под ред. П. Пивненко. - М., 1962;
Основы жидкостной экстракции / Под ред. А. Ягодина. - М., 1981;
Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. - М., 1987;
Романков П.Г., Курочкина М.И. Экстрагирование из твердых материалов. - Л., 1983;
Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия / Под ред. А. Стромберга. - М., 2001;
Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств / И.М. Перцев, О.Ф. Пиминов, М.М. Слободянюк и др .; под ред. И.М. Перечная. - Винница, 2007;
Физическая и коллоидная химия / В.И. Кабачный, Л.К. Осипенко, Л.Д. Грицан и др. - Х., 1999.

Полезно знать

© VetConsult+, 2015. Все права защищены. Использование любых материалов, размещённых на сайте, разрешается при условии ссылки на ресурс. При копировании либо частичном использовании материалов со страниц сайта обязательно размещать прямую открытую для поисковых систем гиперссылку, расположенную в подзаголовке или в первом абзаце статьи.

Экстракцией – называется процесс разделения жидких и твёрдых смесей путем избирательного растворения одного или нескольких компонентов в жидкостях, называемых экстрагентами.

1. в органическом синтезе

2. переработка нефти

3. поглощения ядерного горючего

4. получение чистых веществ различной природы и т.д.

Движущей силой экстракции, как и других массообменных процессов, является разность концентраций в обеих средах. При разделении жидкой смеси исходная жидкость обрабатывается экстрагентом, и в результате образуется экстракт – раствор извлечённого из смеси компонента в экстрагенте и рафинат – жидкость, обеднённая извлекаемым компонентом.

В общем случае к экстрагентам предъявляются следующие требования.

1. избирательность (способность растворять целевые компоненты)

2. химическая индифферентность

3. возможно низкая растворимость в жидкой смеси

4. доступность и низкая стоимость и т.д.

В технологическом отношении процесс экстракции состоит из 3-х последовательных операций

1. перемешивание исходной смеси с экстрагентом

2. механическое разделение экстрагента и рафината

3. регенерация экстрагента (ректификация, высаливание)

Рассмотрим схему экстракции.

I – обрабатываемая смесь

В процессе эктракции осуществляется непрерывный переход компонентов из одной жидкости в другую.

Скорость перехода компонентов из I в II равна

K – коэффициент распределения

Процесс экстракции близок к процессу абсорбции, протекает по тем же стадиям:

1. Диффузия II компонента из объема I к поверхности раздела фаз.

β_I – коэффициент скорости переноса в обрабатываемой жидкости.

2. Переход через границу раздела фаз – это быстрая стадия. Здесь осуществляется равновесие.

3. Диффузия от границы в объем экстрагента

β_II – коэффициент скорости переноса в объеме экстрагента.

При совместном решении уравнений устанавливается решение

– коэффициент скорости экстракции

Скорость экстракции зависит от

1. (KC_I–C_II), то есть от отдаленности от равновесия

2. поверхности раздела фаз

3. от температуры: при повышении температуры, повышается коэффициент диффузии и уменьшается η средн.

4. от перемешивания.

Рассмотрим 2 случая экстракции

I. Вещество плохо экстрагируется.

т.е. скорость экстракции будет определяться скоростью диффузии вещества в экстрагенте

II. Вещество хорошо экстрагируется.

т.е. скорость экстракции определяется скоростью диффузии вещества в растворе.

Процесс экстракции осуществляется в аппаратах – экстракторах. Эффективность экстракторов зависит от совершенства контактирования исходной смеси и экстрагента, а также от чёткости разделения полученной смеси на экстракт и рафинат.

Большая поверхность контакта достигается диспергированием одной из жидких фаз, а чёткость разделения – обособленными гравитационными отстойниками.

По характеру изменения состава жидких фаз экстракционные аппараты делят на II группы:

Контактные экстракторы (в них характер изменения состава фаз близок к непрерывному):

Распылительные

Представляет собой полую колонну, заполненную одной из жидкостей – сплошной (дисперсионной) фазой (на рисунке – тяжёлая жидкость). Для создания большей поверхности контакта фаз другая жидкость (дисперсная фаза) распыляется при помощи распределительного устройства в сплошной фазе. На определённом уровне капли дисперсной фазы сливаются образуют слой, отдельный от сплошной фазы поверхностью раздела. Сверху и снизу колонна расширена, что способствует лучшему отстаиванию фаз. Данные колонны обладают высокой производительностью, но мало эффективны.

По устройству не отличаются от насадочных абсорберов. Насадка, беспорядочно засыпанная на опорную решётку, выполняет роль перегородок: она способствует многократному дроблению и слиянию и слиянию капель дисперсной фазы и сводит к минимуму обратное перемешивание. По простоте устройства данные аппараты приближаются к распылительным экстракторам, но предельная производительность их ниже, так как некоторая часть сечения колонны занята насадкой. Эффективность разделения в насадочных экстракторах невысокая.

Наиболее распространённым аппаратом этого типа является роторно-дисковый экстрактор. По оси колонны вращается ротор-вал, на который насажены плоские диски 2, перемешивающие жидкость. Колонна делится на секции кольцевыми перегородками 3, укреплёнными на стенках аппарата, причём диски находятся на середине высоты каждой секции. Движущиеся противотоком жидкие фазы смешиваются в каждой секции и в некоторой степени разделяются при обтекании неподвижных кольцевых перегородок, ограничивающих секции. Производительность и эффективность зависит от числа оборотов ротора, соотношения размеров дисков и кольцевых перегородок и расстояния между ними, а также, как и в других экстракторах, от соотношения расходов фаз. Достоинством роторно-дисковых экстракторов является сочетание довольно значительной производительности с высокой интенсивностью процесса массопередачи.

Ступенчатые экстракторы (в них изменение состава фаз происходит скачкообразно (ступенчато), в каждой ступени осуществляется смешение и разделение (сепарация) фаз):

Тарельчатые

В экстракторах с ситчатыми тарелками дисперсная фаза многократно раздробляется при прохождении сквозь отверстия ситчатых тарелок (диаметр отверстий 2-9 мм). Струйки дисперсной фазы распадаются при этом на мелкие капли, которые образуют слои над тарелками, если диспергируется лёгкая жидкость. Диспергирование происходит, когда гидростатическое давление слоя жидкости становится достаточным для её прохождения сквозь отверстия. Для стока сплошной фазы на тарелках имеются сливные патрубки. Расстояние между тарелками составляет 0,15-0,6 м.

Горизонтальный экстрактор такого типа представляет собой цилиндрический аппарат, разделённый перегородками на отсеки. Каждый отсек состоит из камеры смешения (труба с внутренним погруженным насосом) и отстойной камеры. Исходный раствор, подаваемый в экстрактор, поступает по переливной трубе 1, в первую по ходу раствора камеру смешения. В эту же камеру по трубе 2 поступает из предыдущей ступени экстрагент, обогащённый извлекаемым веществом. В камере смешения фазы при помощи насоса перемешиваются, и смесь подаётся через патрубок 3 на разделение в отстойную камеру. Отсюда экстракт отводится из аппарата через воронку 4, а обеднённый раствор (рафинат) по переливной трубе направляется в следующую камеру смешения, где снова смешивается с экстрактом, поступающим из предыдущей ступени, а затем смесь направляется в следующую отстойную камеру. Смешение и разделение фаз повторяется многократно, вплоть до последней ступени, где раствор смешивается со свежим экстрагентом, поступающим через штуцер 5. Из этой ступени удаляется конечный рафинат.

В вертикальных экстракторах прямоугольные отстойные камеры установлены непосредственно одна над другой, для смешения фаз служат насосы, смонтированные на боковых стенках отстойных камер. Колонна разделяется по высоте на чередующиеся смесительные и отстойные секции, причём отстойные секции (каждая высотой 0,3 м и более) заполнены специальной насадкой. В смесительных зонах перемешивание производится четырёхлопастными мешалками, вращающимися на общем вертикальном валу, который проходит по оси колонны. Такие аппараты занимают значительно меньшую площадь, чем горизонтальные смесительно-отстойные экстракторы. Кроме того, благодаря прямоугольной форме отстойных камер удаётся уменьшить отношение высоты камер к их сечению, что способствует ускорению отстаивания и приводит к большей компактности аппарата.

1. в органическом синтезе

2. переработка нефти

3. поглощения ядерного горючего

4. получение чистых веществ различной природы и т.д.

В общем случае к экстрагентам предъявляются следующие требования.

1. избирательность (способность растворять целевые компоненты)

2. химическая индифферентность

3. возможно низкая растворимость в жидкой смеси

4. доступность и низкая стоимость и т.д.

В технологическом отношении процесс экстракции состоит из 3-х последовательных операций

1. перемешивание исходной смеси с экстрагентом

2. механическое разделение экстрагента и рафината

3. регенерация экстрагента (ректификация, высаливание)

Рассмотрим схему экстракции.

I – обрабатываемая смесь

В процессе эктракции осуществляется непрерывный переход компонентов из одной жидкости в другую.

Скорость перехода компонентов из I в II равна

K – коэффициент распределения

Процесс экстракции близок к процессу абсорбции, протекает по тем же стадиям:

1. Диффузия II компонента из объема I к поверхности раздела фаз.

β_I – коэффициент скорости переноса в обрабатываемой жидкости.

2. Переход через границу раздела фаз – это быстрая стадия. Здесь осуществляется равновесие.

3. Диффузия от границы в объем экстрагента

β_II – коэффициент скорости переноса в объеме экстрагента.

При совместном решении уравнений устанавливается решение

– коэффициент скорости экстракции

Скорость экстракции зависит от

1. (KC_I–C_II), то есть от отдаленности от равновесия

2. поверхности раздела фаз

3. от температуры: при повышении температуры, повышается коэффициент диффузии и уменьшается η средн.

4. от перемешивания.

Рассмотрим 2 случая экстракции

I. Вещество плохо экстрагируется.

т.е. скорость экстракции будет определяться скоростью диффузии вещества в экстрагенте

II. Вещество хорошо экстрагируется.

т.е. скорость экстракции определяется скоростью диффузии вещества в растворе.

По характеру изменения состава жидких фаз экстракционные аппараты делят на II группы:

Контактные экстракторы (в них характер изменения состава фаз близок к непрерывному):

Распылительные

Ступенчатые экстракторы (в них изменение состава фаз происходит скачкообразно (ступенчато), в каждой ступени осуществляется смешение и разделение (сепарация) фаз):

Тарельчатые

Экстракция

Экстр а кция (от позднелат. extractio — извлечение), экстрагирование, процесс разделения смеси жидких или твёрдых веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов).

Процесс экстракции включает 3 последовательные стадии: смешение исходной смеси веществ с экстрагентом; механическое разделение (расслаивание) двух образующихся фаз; удаление экстрагента из обеих фаз и его регенерацию с целью повторного использования. После механического разделения получают раствор извлекаемого вещества в экстрагенте (экстракт) и остаток исходного раствора (рафинат) или твёрдого вещества. Выделение экстрагированного вещества из экстракта и одновременно регенерация экстрагента производится дистилляцией, выпариванием, кристаллизацией, высаливанием и т. п.

Достоинствами экстракции являются низкие рабочие температуры, рентабельность извлечения веществ из разбавленных растворов, возможность разделения смесей, состоящих из близкокипящих компонентов, и азеотропных смесей, возможность сочетания с другими технологическими процессами (ректификацией, кристаллизацией), простота аппаратуры и доступность её автоматизации. Недостатком экстракции в ряде случаев является трудность полного удаления экстрагента из экстрагируемых веществ.

Экстракция подчиняется законам диффузии и равновесного распределения. При экстракции из жидкостей после смешения исходного раствора с экстрагентом и расслоения образовавшейся смеси концентрация у экстрагируемого вещества (В) в фазе экстракта больше его концентрации х в фазе рафината. При взаимной нерастворимости экстрагента (С) и растворителя (Л) исходного раствора зависимость у от х для равновесной системы (для которой у обозначается как у_р) изображается в диаграмме у — х (рис. 1, а). Если раствор разбавлен, а вещество В в экстракте находится в неассоциированном и недиссоциированном состояниях, отношение (коэффициент распределения) — величина постоянная, не зависящая от концентрации, и линия равновесия в диаграмме у — х является прямой; в противном случае K_p — функция концентрации, и линия равновесия криволинейна. K_p всегда зависит от температуры, практически не зависит от давления; определяется он экспериментальным путём.

Вследствие кратковременности и несовершенства акта смешения экстрагента и исходного раствора действительная (рабочая) концентрация у всегда меньше равновесной у_р. Степень приближения у к у_р характеризует эффективность экстракции, а разность y_p—y является его движущей силой.

В результате однократной экстракции возможна сравнительно небольшая степень извлечения вещества В из исходного раствора, поэтому прибегают к многократному повторению актов смешения и последующего расслаивания взаимодействующих фаз при их встречном движении (рис. 1, б). Если в исходном растворе концентрация вещества В уменьшается от x₁ до x₂, то его концентрация в фазе экстракта возрастает от 0 до y₁. Из уравнения материального баланса экстракции:

(где D и W — соответственно расходы чистого экстрагента и чистого растворителя) можно определить расход экстрагента:

Уравнение (а) описывает прямую (см. рис. 1, а), проходящую через точки с координатами (x₁,0) и (x₁, y₁). В приведённых выражениях x₁ и y₁— концентрации относительно чистого растворителя А и чистого экстрагента С. Очевидно, что при прочих равных условиях расход экстрагента растет по мере уменьшения концентрации (x₂) вещества В в рафинате и уменьшения его концентрации y₁ в экстракте.

Кинетика экстракции описывается общим уравнением массообмена. M = KcF t , где М — количество экстрагированного вещества, К — коэффициент массопередачи, с — средняя разность концентраций экстрагируемого вещества в обеих фазах, F — величина межфазной поверхности, t — время.

Величина с однозначно определяется заданными концентрациями х, у и у_р, поэтому для достижения больших значений М стремятся увеличить К путём турбулизации потоков взаимодействующих фаз и F — путём диспергирования одной из фаз (экстрагента или исходного раствора) на мелкие капельки. Точное значение К пока не может быть рассчитано теоретическим путём, поэтому эффективность процесса экстракции выражают, как и при ректификации или абсорбции, числом ступеней равновесия (идеальных тарелок). Графическое определение числа ступеней равновесия показано на рис. 1, а. В случае частичной растворимости растворителя А и экстрагента С равновесие системы изображается в плоскости равностороннего треугольника (рис. 1, в). Каждой точке внутри треугольника соответствует тройная смесь, в которой концентрации компонентов А, В, С измеряются длинами перпендикуляров, опущенных на противолежащие стороны. Под кривой EG (бинодальной кривой) расположена область гетерогенных смесей, а над кривой — гомогенных растворов. Процессы экстракции, поскольку в них чередуются акты смешения и расслаивания фаз, протекают только в гетерогенной области. Смешав исходный раствор с некоторым количеством экстрагента, получим тройную гетерогенную смесь Р, которая расслаивается на экстракт Q и рафинат R с концентрацией экстрагируемого вещества В. Если теперь смешать рафинат со свежей порцией экстрагента, получим новую гетерогенную смесь P₁, которая расслоится на экстракт Q₁ и рафинат R₁ с более низкой концентрацией Q₁. Положение прямых QR и Q₁R₁, называется конодами, определяется для каждой системы экспериментальным путём. Продолжая акты смешения и расслаивания, можно добиваться дальнейшего понижения концентрации компонента В в рафинате, т. е. повышения степени экстракции. Совершенно очевидно, что число построенных конод (их может быть сколько угодно) равно числу ступеней равновесия. В приведённом примере периодической экстракции после каждого акта смешения и расслаивания падает концентрация В как в рафинате, так и в экстракте. Для повышения концентрации вещества В в экстракте и большего его исчерпывания из рафината во многих случаях прибегают к экстракции с так называемой обратной флегмой. Сущность этого процесса сводится к частичному отделению экстрагента от экстракта и исходного растворителя от рафината и обратному возвращению долей этих фракций в аппарат навстречу уходящим потокам.

Для экстракционного разделения двух компонентов (B₁ и B₂), особенно с близкой растворимостью в исходном растворителе, часто используют два экстрагента с различной селективностью. Исходный раствор поступает в среднюю часть экстрактора, один из экстрагентов — в верхнюю часть, другой — в нижнюю. В результате компонент B₁ переходит в фазу одного экстрагента, компонент B₂ — в фазу другого (рис. 2).

Наиболее эффективна непрерывная экстракция, осуществляемая в многоступенчатых аппаратах (экстракторах) при противотоке исходного раствора и экстрагента. В этом случае заданная степень экстракции достигается при наименьшем расходе экстрагента. Многоступенчатые экстракторы (см. рис. 3, а, б, в) обычно представляют собой вертикальные колонны, разделённые поперечными перфорированными тарелками, вращающимися дисками, мешалками и т. п. на ступени (секции). В каждой ступени происходит перемешивание взаимодействующих фаз и их расслаивание. Т. о., исходный раствор и экстрагент многократно перемешиваются и расслаиваются. Эффективность этих аппаратов оценивается кпд отдельных ступеней или высотой аппарата, эквивалентной одной ступени равновесия — теоретической тарелке (см. Ректификация).

Значит, распространение получили экстракторы ситчатые и с механическим перемешиванием. В ситчатых (рис. 3, а) ступени разграничены перфорированными горизонтальными тарелками и сообщаются между собой переливными трубками. Одна из контактирующих жидкостей, проходя через отверстия тарелок, диспергируется, чем создаётся большая поверхность контакта с встречной жидкостью, протекающей по переливным трубкам в виде сплошной фазы. Экстракторы с механическим перемешиванием делятся на роторно-дисковые (рис. 3, б) и с чередующимися смесительными и отстойными насадочными секциями (рис. 3, в). В роторно-дисковых экстракторах вращающиеся диски перемешивают и диспергируют жидкости, после чего они расслаиваются. В экстракторах со смесительными и насадочными секциями лопастные или турбинные мешалки размещены на общем вертикальном валу попеременно со слоями неподвижной насадки (кольца Рашига, спирали, пакеты сеток и пр.). Перемешанные жидкости, пройдя через слои насадки, расслаиваются. Применяются также экстракторы с непрерывным контактом взаимодействующих фаз (распылительные, насадочные), не разделённые на отд. ступени, их эффективность при достаточной высоте измеряется несколькими ступенями. Распылительные экстракторы (рис. 3, г) снабжены соплами, инжекторами и т. п. для диспергирования взаимодействующих жидкостей. Такие аппараты отличаются простотой и высокой производительностью, но сравнительно невысокой эффективностью. Несколько более эффективны, но менее производительны насадочные экстракторы (рис. 3, д), наполненные кольцами Рашига, кольцами Паля и др. Часто используются ящичные экстракторы, которые разделены вертикальными перегородками на ступени, каждая из которых состоит из смесительной и отстойной камер (рис. 4). Расположенные в смесительной камере турбинные мешалки перемешивают жидкости и одновременно транспортируют их из ступени в ступень.

Такие экстракторы могут работать при любом соотношении исходного раствора и экстрагента, сохраняя при этом рабочие концентрации жидкостей при прекращении процесса.

Для экстракции неустойчивых соединений (например, антибиотиков) используются центробежные экстракторы, ротор которых состоит из набора цилиндров, перфорированных с обоих концов, или спиральных лент. Исходный раствор и экстрагент движутся навстречу друг другу, причём более тяжёлая жидкость — от центра к периферии, а более лёгкая — в обратном направлении. Контакт жидкостей происходит на пути их движения, а диспергирование — при прохождении через перфорированные части цилиндров.

Экстракция из твёрдых веществ изображается диаграммой фазового равновесия, показанной на рис. 1, а. В этом случае в зависимости от конструкции используемого аппарата экстрагент проходит либо через слой неподвижной твёрдой фазы, либо перемешивается с нею, либо движется в противотоке к твёрдой фазе, перемещаемой различными транспортными устройствами. Применяется, например, непрерывный противоточный экстрактор (рис. 5), где твёрдая фаза перемещается перфорированными шнеками вдоль U-образного цилиндрического корпуса навстречу экстрагенту. Экстракт отводится через процеживатель — цилиндрический лист с вертикальными прорезями.

Экстракция широко применяется в химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, фармацевтической, пищевой и др. отраслях промышленности, например для извлечения ароматических углеводородов из нефтепродуктов, масляных фракций из сернистых нефтей, фенола из сточных вод, антибиотиков из культуральных жидкостей, металлов (в т. ч. редких) или их соединений из руд, многих природных органических соединений из растительного сырья (сахара из свёклы и тростника, масла из соевых бобов и масличных семян, таннина из древесной коры, фармацевтических препаратов из корней и листьев растений и т. п.).

Н. И. Гельперин, В. Л. Пебалк.

Экстракция в аналитической химии и радиохимии. Для химического анализа элементов, а также при разделении, концентрировании и очистке радиоактивных изотопов наибольшее применение нашла экстракция из водных растворов. Экстрагентами при этом служат спирты, кетоны, простые и сложные эфиры, амины, эфиры фосфорной кислоты, хелатообразующие соединения и др. Экстрагенты используют в смесях с разбавителями — жидкостями, которые служат для улучшения физеских (вязкость, плотность) или экстракционных свойств экстрагентов. Разбавителями могут быть керосин, бензол, хлороформ и т. п.

Основные направления экстракции в аналитической химии следующие: 1) избирательное извлечение целевых элементов из смесей для количеств, анализа; 2) определение содержания примесей в исследуемых веществах, что особенно важно в технике получения особо чистых веществ. Достоинствами экстракции в аналитической химии являются: высокая избирательность, простота осуществления, универсальность (т. е. возможность выделения практически любого элемента). В радиохимии экстракция используется главным образом для очистки различных радиоактивных веществ от примесей; извлечения и разделения радиоактивных изотопов из облученных мишеней; выделения естественных радиоактивных изотопов из различных объектов и т. д.

Достоинством экстракции при работе с короткоживущими радиоактивными изотопами является также экспрессность. В таких процессах экстрагенты должны обладать радиационной устойчивостью. Для обеспечения безопасности человека при экстракции радиоактивных веществ применяют дистанционное управление.

Во многих случаях использование экстракции в аналитической химии и радиохимии сочетают с другими методами (хроматографией, соосаждением, дистилляцией и т. д.).

Лит.: Пратт Г. Р. К., Экстракция жидкость — жидкость в теории и практике, в сборнике: Жидкостная экстракция, М., 1958; Фомин В. В., Химия экстракционных процессов, М., 1960; Моррисон Дж., Фрейзер Г., Экстракция в аналитической химии, пер. с англ., Л., 1960; Экстракция в аналитической химии и радиохимии. [Сб. ст.]. под ред. Ю. А. Золотова, М., 1961; Шкоропад Д. Е., Лысковцов И. В., Центробежные жидкостные экстракторы, М., 1962; Зюлковский 3., Жидкостная экстракция в химической промышленности, пер. с польск., Л., 1963; Трейбал P., Жидкостная экстракция, пер. с англ., М., 1966; Броунштейн Б. И., Железняк А. С., Физико-химические основы жидкостной экстракции, М.— Л., 1966; 3олотов Ю. А., Кузьмин Н. М., Экстрактционное концентрирование, М., 1971; Химия процессов экстракции, М., 1972; Аксельруд Г. А., Лысянский В. М., Экстрагирование, Л., 1974.

Рис. 4. Ящичный экстрактор: 1 — камера смешения; 2 — жалюзийная перегородка; 3 — отстойная камера; 4 — граница раздела фаз; 5, 6 — регулирующие трубки; 7 — рециркуляционная трубка; 8 — всасывающий коллектор; 9 — турбинная мешалка.

Рис. 5. Непрерывный противоточный экстрактор: 1 — корпус; 2 — перфорированные шнеки; 3 — ввод твердой фазы; 4 — отвод твердой фазы; 5 — ввод экстрагента; 6 — отвод экстрагента; 7 — процеживатель.

Рис. 1: а — диаграмма равновесия для систем, в которых экстрагент и растворитель исходного раствора взаимно нерастворимы; б — схема однократной экстракции при встречном движении исходного раствора и экстрагента; в — диаграмма равновесия для систем, в которых экстрагент и растворитель исходного раствора частично растворимы.

Рис. 2. Схема установки непрерывного действия для экстракции двумя растворителями: 1 - колонна; II - установка для регенерации экстрагента SB2, III- установка для регенерации экстрагента SB1, IV- дополнительные смесители (в случае работы с флегмой); 1,2,3, . n-1, n-номера ступеней: L - исходный раствор; N - сырой экстракт; Rn - сырой рафинат; B1, B2 - экстрагируемые компоненты.

Рис. 3. Схемы экстракционных колонн: а — колонна с ситчатыми тарелками; б — роторно-дисковый экстрактор; в — колонна с чередующимися смесительными и отстойными насадочными секциями; г — распылительная колонна; д — насадочная колонна; 1 — колонна; 2, 6 — распылители; 3 — ситчатая тарелка; 4 — переливные трубки; 5, 12 — насадки; 7, 10 — валы; 8 — плоский ротор; 9 — кольцевые перегородки; 11 — мешалки;

Экстрактор Сокслета
1. Якорь магнитной мешалки
2. Колба для кипячения экстрагента
3. Трубка для паров растворителя
4. Патрон из пористого материала
5. Сухая смесь
6. Сифон
7. Слив сифона
8. Шлифовой переходник
9. Обратный холодильник
10, 11. Патрубки для холодной воды

Экстра́кция (от лат. extraho — извлекаю ) — метод извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстраге́нта). Для извлечения из раствора применяются растворители, не смешивающиеся с этим раствором, но в которых вещество растворяется лучше, чем в первом растворителе.

Экстракция может быть разовой (однократной или многократной) или непрерывной (перколя́ция).

Простейший способ экстракции из раствора — однократная или многократная промывка экстрагентом в делительной воронке. Делительная воронка представляет собой сосуд с пробкой и краном для слива нижнего слоя жидкости. Для непрерывной экстракции используются специальные аппараты — экстракторы, или перколяторы.

Для извлечения индивидуального вещества или определённой смеси (экстракта) из сухих продуктов в лабораториях широко применяется непрерывная экстракция по Сокслету.

В лабораторной практике химического синтеза экстракция может применяться для выделения чистого вещества из реакционной смеси или для непрерывного удаления одного из продуктов реакции из реакционной смеси в ходе синтеза.

Экстракция применяется в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, металлургической, фармацевтической и других отраслях, в аналитической химии и химическом синтезе.

См. также

Ссылки

Химические методы разделения
Дефлегмация \| Дистилляция \| Зонная плавка \| Многократное испарение \| Однократное испарение \| Постепенное испарение \| Рефлюкс (химия) \| Твердофазная экстракция \| Фракционированная конденсация \| Хроматография \| Электролиз \| Экстракция

Химические методы разделения

Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей. статью.
Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Лабораторная техника
Химическая технология
Эфирные масла

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое "Экстракция" в других словарях:

Экстракция — в широком смысле массообменный процесс извлечения компонентов из смесей экстрагентами. Часто экстракция интенсифицируется диспергированием фаз. См. также: Экстракция Жидкости Финансовый словарь Финам … Финансовый словарь

экстракция — вытяжка, вырывание, экстрагирование, вытягивание, извлечение, удаление Словарь русских синонимов. экстракция сущ., кол во синонимов: 8 • вакуум экстракция (1) • … Словарь синонимов

экстракция — и, ж. extraction f., нем. Extraktion <лат. extrahere извлекать, вынимать. Извлечение из твердой или жидкой смеси веществ то лии иное вещество с помощью соответствующего растворителя, не действующего на остальные вещества смеси. Удобный аппарат … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ЭКСТРАКЦИЯ — ЭКСТРАКЦИЯ, в химии физическое разделение смеси жидкостей или твердых веществ путем избирательного растворения отдельных компонентов в особых растворителях. Посредством экстракции получают, например, ароматические вещества для парфюмерии и… … Научно-технический энциклопедический словарь

Экстракция — [extrahere извлекать] в битуминологии и углехимии, обработка г. п. орг. растворителями с целью извлечения растворимых веществ. Механизм процесса Э. включает не только растворение, но и десорбцию, которая протекает медленнее собственно растворения … Геологическая энциклопедия

ЭКСТРАКЦИЯ — ЭКСТРАКЦИЯ, экстракции, мн. нет, жен. (спец.). Действие по гл. экстрагировать, то же, что экстрагирование. Экстракция зуба. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

ЭКСТРАКЦИЯ — жидкостная (от позднелатинского extractio извлечение), извлечение одного или нескольких компонентов раствора из одной жидкой фазы в контактирующую и не смешивающуюся с ней другую жидкую фазу, содержащую избирательный растворитель (экстрагент).… … Современная энциклопедия

Экстракция — в огнестрельном оружии извлечение стреляной гильзы из каморы ствола артиллерийского орудия или патронника стрелкового оружия и отбрасывание ее после выстрела, а также извлечение патрона или гильзы при перезаряжании и разряжении оружия.… … Морской словарь

экстракция — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN extraction … Справочник технического переводчика

Экстракция — жидкостная (от позднелатинского extractio извлечение), извлечение одного или нескольких компонентов раствора из одной жидкой фазы в контактирующую и не смешивающуюся с ней другую жидкую фазу, содержащую избирательный растворитель (экстрагент).… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

Экстракция — 9.1. Экстракция 9.1.1. Бананы, цитрусовые (мякоть и сок) Измельченные образцы исследуемых продуктов массой 25 г вносят в коническую колбу на 250 300 см3, добавляют 100 см3 ацетона, интенсивно встряхивают вручную в течение 3 мин и помещают на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Успешное решение проблемы охраны биосферы, снижение отрицательного влияния индустриализации на состояние природной среды и многие другие глобальные проблемы непосредственно связаны с разработкой эффективных методов анализа. Состояние методов избирательного определения металлов не всегда удовлетворяет требованиям к нижним границам определяемых содержаний. Постоянно ощущается необходимость в простых по выполнению, точных, чувствительных методиках, которые позволяли бы определять компонент в сложной по составу смеси. Для решения этой проблемы ученые привлекли методы концентрирования, которые позволили в значительной степени устранить сложные ситуации. Более того, в некоторых случаях концентрирование расширило пределы применимости инструментальных методов (атомно-абсорбционной спектрометрии, хроматографии, спектрофотометрии, вольтамперометрии). Одним из перспективных методов разделения и концентрирования является экстракция

Сущность процесса экстракции

Экстра́кция (от лат. extraho — извлекаю) — способ извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстраге́нта). Объекты, из которых извлекают соответствующие соединения, могут быть твердыми веществами и жидкостями. Поэтому процессы извлечения подразделяют на экстракцию в системе твердое тело — жидкость и на экстракцию в системе жидкость — жидкость (жидкостную экстракцию).

Для экстракции веществ в системе твердое тело — жидкость в качестве экстрагентов применяют органические растворители. Извлечение соответствующих веществ из твердых тел водой называется выщелачиванием.

Экстракция находит свое применение в таких сферах как:

-металлургическая и др. отраслях промышленности

Процесс экстракции включает 3 поступные стадии:

- смешивание исходной смеси веществ с экстрагентом

- разделение (расслаивание) механическим способом двух образующихся фаз

- удаление экстрагента из обеих фаз

Достоинствами экстракции являются:

- низкие рабочие температуры

- повышается эффективность извлечения веществ из разбавленных растворов

- близкокипящие компоненты и азеотропные смеси возможно разделить

- возможно сочетание с другими технологическими процессами как ректификация, кристаллизация

- простота оборудования и приемлимость её автоматизации.

Экстракционные аппараты.

Колонные экстракторы для системы жидкость—жидкость разделяют на аппараты без подвода энергии и с подводом энергии.

К первым относятся распылительные, насадочные и ситчатые экстракторы, ко вторым — смесительно-отстойные, роторные, пульсационные, вибрационные

Распылительные экстракционные аппараты представляют собой полые колонны, в которых одна из фаз движется сплошным потоком, а другая-в виде капель. Эти аппараты просты по конструкции, но мало эффективны. Насадочные экстракционные колонны по конструкции аналогичны насадочным колоннам для процессов ректификации и абсорбции. В качестве насадки в них используют преимущественно кольца Рашига, которые укладывают на опорные решетки колосникового типа.

Распылительные колонны.

Распылительный колонный экстрактор представляет собой полую колонну, внутри которой имеются лишь устройства для ввода легкой и тяжелой фаз. На рис.2. показан распылительный экстрактор, в котором диспергируется легкая фаза, поступающая в корпус 1 через распределитель 2. Проходя через отверстия распределителя, легкая фаза в виде капель движется снизу вверх сквозь тяжелую фазу, заполняющую смесительную зону колонны. К этой зоне сверху и снизу примыкают отстойные зоны, обычно имеющие больший по сравнению со смесительной зоной диаметр для лучшего отстаивания жидкостей.

Вверхней отстойной зоне капли сливаются и образуют слой легкой фазы, которая отводится сверху колонны. Тяжелая жидкость поступает через трубы 3 и движется в виде сплошной фазы сверху вниз. Она удаляется из колонны через гидравлический затвор 4, с помощью которого достигается полное заполнение жидкостью корпуса колонны.

В соответствии с высотой перелива тяжелой жидкости устанавливается положение уровня раздела фаз в колонне. Снижая высоту перелива, можно перемещать уровень раздела в любое сечение смесительной зоны, а также в нижнюю отстойную зону колонны. Обычно в промышленных экстракторах положение уровня раздела фаз автоматически регулируется вентилем 5, установленным на выходе тяжелой жидкости из колонны, который соединяется с датчиком, контролирующим положение уровня раздела.

Каждой скорости тяжелой жидкости должна соответствовать некоторая предельно-допустимая скорость легкой жидкости, и наоборот. С увеличением скорости легкой жидкости возрастает число капель в единице объема аппарата и их движение происходит во все более стесненных условиях. В результате увеличивается объемная доля диспергируемой фазы (ее задержка в аппарате), что уменьшает долю поперечного сечения, свободного для прохода сплошной фазы. Это, в свою очередь, вызывает возрастание локальных скоростей сплошной фазы, которая начинает уносить все большее число капель в направлении, обратном направлению движения дисперсной фазы. Возникают циркуляционные токи дисперсной фазы, т. е. обратное перемешивание, которое существенно уменьшает движущую силу и соответственно интенсивность массопередачи в распылительных экстракторах.

Рис.2. Распылительный колонный экстрактор: 1—корпус; 2—распылитель легкой жидкости (дисперсной фазы); 3 — трубы для ввода тяжелой жидкости (сплошной фазы); 4 — гидравлический затвор; 5 — регулирующий вентиль.

Распылительные экстракторы отличаются высокой производительностью, но вместе с тем очень низкой интенсивностью массопередачи, обусловленной обратным (продольным) перемешиванием. Величина ВЕП в них достигает нескольких метров. Это является основной причиной весьма ограниченного промышленного применения распылительных колонн.

Пульсационные экстракторы.

1. с помощью вибрирующих внутри аппарата перфорированных тарелок, укрепленных на общем штоке, которому сообщается возвратно-поступательное движение;

2. посредством специального механизма (пульсатора), находящегося вне аппарата: создаваемые пульсатором колебания гидравлически передаются жидкостям в экстракторе (см. рис.6).

Второй способ более экономичен и осуществляется при отсутствии движущихся частей в самом аппарате. Поэтому экстракторы с выносными пульсаторами применяются наиболее часто.

Пульсации способствуют лучшему дроблению диспергируемой фазы на капли и соответственно увеличению поверхности контакта фаз, интенсивному их перемешиванию, а также увеличению времени пребывания диспергируемой фазы и ее задержки в колонне.

Ряд исследований показал, что возрастание эффективности под действием пульсаций достигается благодаря увеличению поверхности контакта фаз, в то время как коэффициент массопередачи несколько уменьшается из-за продольного перемешивания.

В принципе использование пульсаций как средства интенсификации массообмена при экстракции возможно в экстракторах различных конструкций. Известны, например, распылительные, насадочные, ситчатые и смесительно-отстойные экстракторы, работающие с пульсированием жидкостей. Наиболее распространены ситчатые и насадочные пульсационные экстракторы.

Рис.6. Пульсационные колонные экстракторы:

а — ситчатый с поршневым пульсатором; б — насадочный с пневматическим пульсатором; 1 — колонна с ситчатыми тарелками; 2 — пульсатор; 3 — насадочная колонна; 4 — поршень; 5 — камера.

Пульсационный ситчатый экстрактор (рис. 6, а) представляет собой обычную колонну 1 с ситчатыми тарелками, к которой присоединен пульсатор 2. По аналогии с насосами различают пульсаторы поршневые (плунжерные), мембранные, сильфонные и пневматические. Поршневой пульсатор — это бесклапанный поршневой насос, который присоединяется либо к линии подачи легкой фазы (рис.5, а), либо непосредственно к днищу колонны. С помощью пневматического пульсатора (рис.6, б) при движении поршня 1 периодически изменяется давление воздуха или инертного газа над свободным уровнем жидкости в камере 2, соединенной с насосом. Эти колебания давления, в свою очередь, вызывают колебательное движение жидкости в экстракционной насадочной колонне 3.

Отделение аппарата от пульсатора значительно облегчает обслуживание экстракционной установки в тех случаях, когда недопустимо соприкосновение обслуживающего персонала с обрабатываемыми жидкостями и требуется полная герметизация аппаратуры, например при работе с радиоактивными и ядовитыми растворами. В этом заключается специфическое и существенное достоинство пульсационных экстракторов, которые по интенсивности массопередачи и производительности близки к механическим экстракторам с мешалками.

Центробежные экстракторы

Использование центробежных сил является эффективным средством улучшения не только смешения, но и разделения фаз при экстракции.

Принцип работы центробежного экстрактора ясен из рис.6. Жидкости поступают под напором с противоположных концов в каналы быстро вращающегося вала 1, на котором закреплен ротор (барабан) 2.. Плотность соединения труб для подвода жидкостей и вращающегося вала достигается с помощью сальников у торцов вала. Внутри ротора по всей его ширине размещена спиральная перегородка 3 из перфорированной ленты. В каналах между ее витками противотоком друг к другу движутся легкая и тяжелая фазы. При этом тяжелая фаза движется от оси к периферии ротора, а легкая фаза — от его периферии по направлению к оси.

Рис.7. Схема устройства центробежного экстрактора:

1 — вал; 2 —ротор (барабан); 3 — спиральные перегородки из металлической перфорированной ленты.

Обе фазы перемешиваются, проходя сквозь отверстия спиралей, и разделяются в каналах под действием центробежных сил. Таким образом, смешение и сепарирование жидкостей протекают одновременно и многократно повторяются. Легкая фаза отводится у наружной поверхности ротора, а тяжелая — вблизи его оси. Обе фазы удаляются через раздельные отводные каналы вала, как показано на рис.7.

Кроме противоточных центробежных экстракторов применяются также центробежные экстракторы-сепараторы, в которых осуществляются однократное и многократное прямоточное смешение жидкостей и разделение эмульсии. Аппараты этого типа представляют собой разновидности сверхцентрифуг или тарельчатых сепараторов. В них контакт жидкостей и сепарирование фаз протекают раздельно внутри барабана.

Центробежные экстракторы обладают существенными достоинствами. Эти аппараты весьма компактны и сочетают значительную производительность с высокой интенсивностью массопередачи. В них можно эффективно обрабатывать жидкости с небольшой разностью плотностей. Вместе с тем центробежные экстракторы отличаются малой удерживающей способностью и коротким временем пребывания жидкостей в аппарате. Эта особенность центробежных/ экстракторов обусловливает их успешное применение для экстракции легко разлагающихся веществ, например антибиотиков (пенициллина и др.), чувствительных не только к нагреванию, но и к продолжительному пребыванию в растворе при нормальной температуре. В месте с тем эти аппараты не пригодны для экстракции, сопровождаемой химической реакцией, когда требуется длительное время контакта фаз.

Производительность центробежных экстракторов определяется шириной ротора, а число получаемых теоретических ступеней — его диаметром. В промышленных центробежных экстракторах число оборотов ротора колеблется ориентировочно в пределах 1200—5000 мин -1 , что ограничивает размеры ротора (барабана), диаметр которого не превышает 1,2— 1,5 м.

В экстракторе, показанном на рис.6, тяжелая фаза отводится через канал, расположенный у оси вращения ротора. При этом в случае обработки жидкостей, обладающих большой разностью плотностей, легкая фаза должна вводиться в ротор под значительным избыточным давлением. В настоящее время разработаны безнапорные центробежные экстракторы, в которых этот недостаток в значительной степени устранен.

Основными типами центробежных экстракторов являются трубчатые, камерные и пленочные. Рассмотрим трубчатый центробежный экстратор, схема которого приведена на рис. 8.

Экстрактор представляет собой вращающийся цилиндрический барабан 3, внутри которого установлены отбойные дырчатые перегородки 7, разделяющие внутреннее пространство барабана па ряд экстракционных (II, IV, VI) и сепарациопиых (I, III, V, VII) зон. Тяжелая жидкость L подается по каналу 2, проходящему внутри неподвижного цилиндра 4, в нижнюю экстракционную зону VI, протекает по барабану снизу вверх и выводится через верхний кольцевой слив 8. Легкая жидкость G поступает по каналу 6 в верхнюю экстракционную зону II, движется в противотоке с жидкостью L и выводится через пижний слив 1.

В экстракционных зонах жидкости L и G перемешиваются неподвижными перфорированными дисками 5, закрепленными на неподвижном цилиндре 4.

Рис. 8. Схема трубчатого центробежного экстрактора: I, III, V, VII — сепарационные зоны; II, IV, VI — экстракционные зоны; 1, 8 — цилиндрические сливы для тяжелой и легкой жидкостей; 2, 6 — каналы для ввода тяжелой и легкой жидкостей; 3 — цилиндрический барабан; 4 — неподвижный цилиндр; 5 — перемешивающие перфорированные диски; 7 — отбойные дырчатые перегородки.

Эмульсия, образовавшаяся в экстракционных зонах, подвергается предварительно грубому разделению при движении через дырчатые отбойные перегородки 7, которые выполнены в виде нескольких дисковых или конусных тарелок, как у тарельчатого сепаратора. Окончательное разделение фаз производится под действием центробежной силы в сепарационных зонах.

Многократное смешение и разделение обеих жидкостей в аппарате осуществляется по принципу противоточной ступенчатой экстракции, поэтому расчет этих экстракторов аналогичен расчету колонных смесительно-отстойных экстракторов с мешалками.

Список литературы.

1) Золотов Ю.А., Кузьмин Н.М. Концентрирование микроэлементов. М.: Химия, 1982. 288 с.

2) Берестовой А.М. Жидкостная экстракция в химической промышленности. – Л.: Химия, 1977.

3) ШкоропадД. Е., Лысковце-в И. В. Центробежные жидкостные экстракторы. М., Машгиз, 1962. 216 с.

Читайте также: