Методи розділення суміші
Під час операції екстракції рідина-рідина їжа - це розчин, компоненти якого слід розділити, екстракційний розчинник - це рідина, яка буде використана для відокремлення бажаного компонента, очищеного до обробленої їжі, а екстракт - це розчин з відновлена розчинена речовина.
Екстракція рідкої рідини
- Змішувачі-поселенці. Цей тип обладнання може варіюватися від одного резервуара з мішалкою, що змушує фази змішуватися, а потім дозволяє їм осідати, до великої горизонтальної або вертикальної компартменталізованої конструкції. Загалом седиментація відбувається в резервуарах, хоча іноді використовують центрифуги. Однак змішування може здійснюватися різними способами, наприклад, шляхом удару в струминному змішувачі, зсувом, коли обидві фази подаються одночасно в відцентровий насос, форсунками, де потік однієї рідини індукується іншою, або за допомогою отворів або змішувальних сопел.
- Аерозольні вежі. Як і при поглинанні газу, дисперсія у безперервній фазі обмежує застосування цього обладнання до випадків, коли потрібна лише одна або дві стадії.
- Наповнення веж. Для рідинно-рідинної екстракції застосовуються ті ж типи упаковки, що і при поглинанні та перегонці. Переважно використовувати матеріал, переважно змочений безперервною фазою. В упакованих колонах осьова дисперсія є головною проблемою, і HETP, як правило, вища, ніж у поетапних пристроях.
- Пластинчасті вежі. У цьому випадку переважні перфоровані листи. Відстань між пластинами набагато менше, ніж при дистиляції: 10-15 см для більшості застосувань з рідинами з низьким міжфазним натягом. При роботі з відповідним режимом потоку швидкість витягування в колонах з перфорованими пластинами висока, оскільки краплі дисперсної фази зливаються та реформуються на кожній стадії. Це сприяє руйнуванню градієнтів концентрації, які можуть утворюватися, коли краплі безперешкодно проходять по всій колонці. Колони з перфорованого листового металу для видобутку підпадають під ті ж обмеження, що і дистиляційні колони: затоплення, захоплення та капання. Часто виникають додаткові проблеми, такі як утворення надосадової рідини внаслідок присутності невеликої кількості домішок.
- Обладнання з гравітаційним приладом з механічною допомогою. Якщо різниця щільності між двома рідкими фазами низька, сили тяжіння недостатні для адекватного розсіювання фаз і створення турбулентності. У цьому випадку роторні мішалки, що ведуться валом, що проходить у осьовому напрямку вздовж колони, використовуються для створення зон змішування, які чергуються із зонами осадження в колоні. Типовим прикладом є RDC (обертовий дисковий контактор), який застосовувався у розмірах до 12 м у висоту та 2,4 м у діаметрі.
- Високошвидкісні диски забезпечують енергію, необхідну для змішування двох фаз. Закріплені на колоні перфоровані металеві диски, які служать розділенням між кожним з двох обертових дисків, спрямовуючи потік і уникаючи осьового розсіювання. Іншими пристроями для комерційного використання є колоноподібний змішувач-відстійник, розроблений Трейбалом, та пульсуючі колони, що являють собою перфоровані пластинчасті колони, оснащені плунжерним насосом для підвищення турбулентності та підвищення ефективності.
- Відцентрові витяжки. Відцентрові сили, які можуть у тисячі разів перевищувати силу тяжіння, можуть полегшити поділ, коли виникають проблеми з емульгуванням, різниця в щільності дуже низька або коли потрібні дуже короткі терміни перебування через швидке погіршення продукту., Як у антибіотичній промисловості . Відцентрові витяжки зазвичай мають лише одну або дві ступені, хоча побудовані установки з чотирма ступенями.
Екстракція твердої рідини
Переривча екстракція твердо-рідина
Поділ суміші твердих сполук також можна здійснити, скориставшись різницею в їх розчинності в даному розчиннику. У сприятливому випадку твердої суміші, в якій одна із сполук розчиняється у певному розчиннику (зазвичай органічному розчиннику), тоді як інші нерозчинні, ми можемо зробити екстракцію, що складається з додавання цього розчинника до суміші, що міститься в холоді або гаряча склянка, колба або порцелянова капсула, перемішування або подрібнення за допомогою скляної палички та відокремлення фільтруванням розчину, що містить екстрагований продукт, і нерозчинної фракції, що містить домішки. Якщо, навпаки, метою є розчинення домішок у твердій суміші, залишаючи бажаний продукт у вигляді нерозчинної фракції, процес замість екстракції називається промиванням.
Безперервна екстракція твердо-рідина
Екстракція твердої рідини, як правило, є набагато ефективнішою, якщо проводити її безперервно із гарячим екстракційним розчинником у закритій системі, використовуючи методологію, подібну до згаданої для безперервної рідинно-рідинної екстракції, заснованої на мацерації з органічним розчинником, попередньо випареним у колбі. і конденсується в холодоагенті тверда суміш для вилучення, що міститься в картриджі або целюлозному мішку, який поміщається в екстракційну камеру. Перехід органічного розчинника з частиною екстрагованого продукту до вихідної колби дозволяє тому самому органічному розчиннику знову випаровуватися, повторюючи новий цикл екстракції, тоді як витягнутий леткий продукт концентрується в колбі.
Безперервна екстракція
Проста рідинно-рідинна екстракція, яка є найбільш широко використовуваною процедурою екстракції в хімічній лабораторії, зазвичай застосовується до тих пір, поки розподіл сполуки, що підлягає екстракції, в екстракційному розчиннику є достатньо сприятливим. Коли це не так, і розчинність сполуки, що підлягає екстракції у звичайних екстракційних розчинниках, не дуже висока, зазвичай застосовується інша процедура, яка полягає у безперервному вилученні початкової фази (зазвичай водної фази) новими порціями. органічного екстракційного розчинника. Щоб уникнути використання великих обсягів екстракційного розчинника, процес проводять у закритій системі, в якій екстракційний розчинник нагрівають у колбі, а пари розчинника конденсують у холодоагенті, розміщеному над екстракційною трубкою або камерою. розчин для вилучення. Гарячий конденсований розчинник проходить через водний розчин і, нарешті, з частиною екстрагованого продукту, до вихідної колби, де органічний розчинник знову випаровується, повторюючи новий цикл екстракції, тоді як нелеткий екстрагований продукт концентрується в колбі.