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林产化工的萃取工艺及其设备


化学先生 / 2019-07-19

      通常所称的萃取是液-液萃取,是指从一种液体混合物中用另一种互不相溶的溶剂萃取某一种或多种化合物的分离技术。萃取的过程就是传质过程,是物质从一相转到另一相的过程。所谓相是物理性质和化学性质组成一致的部分。 各组分在各个相的溶解度不同是萃取能实现组分分离的基础。


    一、萃取工艺

    萃取过程中起萃取作用的溶剂称为萃取剂。对萃取剂的要求是挥发性低、毒性小、对被萃取组分有较高的萃取能力和萃取选择性,且价廉易得。在林产化工中,萃取工艺常用在林产药材有效成分的分离提取工艺中,一- 般是对浸提液进行萃取。如果浸提液的溶剂是氯仿、乙酸乙酯、石油醚,可用水作为萃取剂;如果浸提液是水浓缩液,可依被分离成分的极性等理化特性,选择一种或几种与水不互相溶的有机溶剂进行萃取,如石油醚、汽油、苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯等。

    一般情况下,只要将浸提液适当浓缩后,即可进行浸提液萃取,但是有时对浸提液进行适当处理,可提高萃取效率。提高萃取效率的主要方法有:

    ①萃取前用稀酸或稀碱对浸提液进行化学处理。

    ②将难以萃取的化合物,通过化学反应衍生为易萃取的化合物,分离后再恢复为原来的化合物。

    ③对于分离困难的化合物,可使原生物质转变为易分离的次生物质,再萃取分离。

    为了改善萃取剂的性能,有时需加人惰性的稀释剂,有时还要加入能消除第三相和抑制乳化现象的添加剂。萃取的方法主要有错流萃取法、逆流萃取法和回流萃取法。工业化生产中常采用错流萃取法。萃取工艺具有分离效率高、分离效果好、收率高、生产能力大快速连续和安全操作等优点,但常用到易燃易爆的有机溶剂,所以生产过程中应当注意防火防爆。

    二、萃取基本设备

    萃取设备包括两部分:-是混合设备,另一是分离设备。

    工业上实施物料与溶剂的混合,常用机械搅拌、泵喷淋和强迫物料回流,分离的经典方法是静置分层。现在则采用各种形式的超速离心机和沉降器。工业上也使用由混合装置和分离设备集成的混合萃取器。

    1.混合澄清槽

    在机械搅拌的作用下,物料与萃取剂达到高度的分散与混合。可以将混合装置与澄清设备串联使用,各级间用管线连接,液体的输送借重力或泵,其流程见图1- 11所示。

    2.重力作用萃取柱(喷淋柱、填料柱和筛板柱)

    重力作用萃取柱属于无搅拌萃取柱,其结构见图1- 12和图1-13所示。这类设备具有结构简单、设备费用和操作维修费用低等特点,宜处理腐蚀性物料。这类设备的传质效率低,对密度差小的物料体系的处理能力低。

    3.机械搅拌萃取柱

    利用各种形式的机械搅拌以改善两相接触,增加单位设备体积内的相际接触面积。该设备安装了挡板,借以减少纵向物料的混合,提高萃取效率。其结构见图1- 14所示。

    4.脉冲萃取柱

    用脉冲的方式,使柱内流体做快速的往复脉动,以粉碎液滴,增加两相的接触面积,同时增大流动、湍动,改善两相接触。

脉冲萃取柱有脉冲填料柱和脉冲筛板柱两种,根据脉冲方式,又可分为机械脉冲和空气脉冲两类结构和工作原理见图1- 15所示。

    5.振动筛板柱

    振动筛板柱内安装有可做上下往复运动的筛板,在电机的带动下,筛板做往复运动,使物料得到较好的搅拌,液滴得到良好的分散。其结构与工作原理见图1- 16所示。

    6.离心萃取机

    在同一装置中,设置混合和离心分离构件,协同实施混合和分离过程,实现高速萃取。离心萃取机能处理二相密度差较小的体系,具有设备体积小、接触时间短、传质效率高、滞留量小和溶剂积压量小等特点,但设备费用大、操作费用高、维修费用大。

    离心萃取机可分为卧式和立式;或高速和低速;或连续接触式和逐级接触式;或单台单级和单台多级等多种分类方法。Alfa -Laval ABE - 216离心萃取机结构示意图见图1- 17。
 

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