第七章 萃取设备
1-萃取槽; 2-加热器; 3-分离槽; 4-泵; 5-冷却器; (等压法)
T1=T2 p1=p2
萃取槽; 2-吸收剂,吸附 剂; 3-分离槽; 4-泵; (吸附法)
萃取槽; 2-膨胀阀; 3-分离槽; 4-压缩机; (等温法)
超临界流体萃取系统
2 3
4 5 6 7 8 9 10 图9-23 高压索氏提取器 1-截止阀 2-冷却 3-压力表 4-"O"型环 5-冷凝器 6-玻璃索氏提取器 7-样品 8-沸腾的液态CO2 9-传热盘 10-加热水浴
7
2 2 6 5 3
2
2 3 1 5 4 3
2
1
5
4
4
(a)
(b) 图9-24 几种典型的间歇式萃取系统
(c)
(a)单级分离 (b)两级分离 (c)精馏+分离 1-萃取釜 2-减压阀 3-分离釜 4-换热器 5-压缩机 6-分离釜 7-精馏柱
至分离器
1
2
3
4
CO2
图9-25 多釜逆流萃取流程
萃取釜 压缩机
4. 溶质、溶剂易于分离,改变压力温度即可 5. 粘度小,扩散系数大,易达到相平衡 6. 超临界相溶质浓度小
相或多相系统,如葡萄糖(Dextran)与聚乙二醇(PEG)按一定比例与水 混合,溶液混浊,静置平衡后,分成互不相溶的两相,上相富含PEG,下相
富含葡萄糖。高聚物与低分子量化合物之间也可以形成双水相系统,如聚
乙二醇与硫酸铵或硫酸镁水溶液系统,上相富含聚乙二醇,下相富含无机 盐。
萃取设备
影响萃取操作的因素
萃取设备
(2)混合管
工作原理是使液体在一定流速下在管道中形成湍流状态。因 为液体在管道中流动时不外乎两种流态,即滞流和湍流。所谓滞 流是指在同一截面上的不同点的流体的流动方向是相互平行的;
而在湍流时,各点的运动方向是不规则的,易于达到混合。-般
来说,管道萃取的效率比搅拌罐萃取来得高,且为连续操作。
1、萃取剂的选择 2、PH的范围 3、温度的确定 4、盐析、带溶剂、去乳化的作用
萃取设备
萃取溶剂选择的基本原则:
选择性、溶质的溶解度、有利于分离、价廉易得、化 学性能稳定、毒性小、粘度低等。
萃取设备
第二节 溶剂萃取设备
一、分段式萃取设备
1、混合设备
(1)混合罐: 为传统的混合设备。利用搅拌将料液和萃取剂相混和。 其缺点为间歇操作,停留时间较长,传质效率较低。但由于 其装置简单,操作方便,仍广泛应用于工业中。
2.多级逆流固液萃取罐组
关闭的旋塞 开启的旋塞
(a)
(b)
图9-18 溶剂连续回收的多级逆流半连续固液萃取装置 (a) 第4号卸渣装料 (b)第1号卸渣装料
新鲜溶剂 1 2 卸渣装料 6 3 5 5 浓溶液 4 4 3 浓溶液 6 2
卸渣装料 1 新鲜渣剂
(a)
(b)
图9-19 逆流多级固液萃取罐级操作转示意图 (a)6号轮空卸渣打装料 (b)1号轮空卸渣装料
萃取设备
第一节 溶剂萃取法概述
溶剂萃取法是用一种溶剂将物质从另一种溶剂中提取出来的 方法,这两种溶剂不能互溶或只部分互溶,能形成便于分离 的两相,利用混合物中不同组分在同种溶剂中的溶解度不同,
而将所需要的组分分离出来。
萃取设备
在溶剂萃取中,被提取的溶液称为料液,其中欲提取的物质称为溶
质,而用以进行萃取的溶剂称为萃取剂。经接触分离后,大部分溶 质转移到萃取剂中,得到的溶液称为萃取液,而被萃取除溶质以后 的料液称为萃余液。将萃取剂和料液放在萃取器中,经充分振荡, 静置待分层形成两相,即萃余相和萃取相,进行萃取的体系是多相 多组分体系。萃取的理论基础是分配定律,其过程是自发进行的。
重液向心泵出口 轻液向心泵出口
图9-6 OEP离级离心萃取机
轻液出 重液出
重液进 轻液进 图9-10 ABE-216离心萃取机轻重液走向示意图
重液 图9-9 ABE-216离心萃取机转鼓剖视图
萃取设备
三、连续逆流离心萃取机
12 3 4 5 6 8
萃取设备
3、多级逆流萃取
L1 L2 S L3
混 和 器 分 离 器 混 和 器 分 离 器 混 和 器 分 离 器
F
第二级 第一级 第三级 图 9-3 多级逆流萃取(符号说明同图9-1)
R3
萃取设备
在多级逆流萃取中,在第一级中加入料液,并逐渐向下一级 移动,而在最后一级中加入萃取剂,并逐渐向前一级移动。 料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反,故称为逆流萃取 (图9-3)。在逆流萃取中,只在最后一级中加入萃取剂, 故和错流萃取相比,萃取剂的消耗量较少,因而萃取液平均 浓度较高。
E1 1
1 E E 1
式中 E——萃取因素。 由E可求得未被萃取的分率 和理论收得率1- :
萃取设备
2、多级错流萃取
S1
混 和 器 分 离 器
L1
S2
混 和 器 分 离 器
L2
S3
混 和 器 分 离 器
L3
F
第一级
R3 R1
第二级
R2
第三级
图9-1 多级错流萃取 F-料液 S-溶媒 L-萃余液 下标1,2,3-级别
四、固-液萃取设备
1、夹套间歇萃取器
物料
萃取液
残渣 图9-16 夹套加热间隙萃取装置 --溶剂 --冷却盐水 --萃取液 --蒸汽或热水 --真空
2、多功能提取罐
1
2 3
4
固体物料
含挥发油的水
5 6 7
蒸汽
11 残渣 图9-17 多功能提取罐及萃取流程 1-冷凝器 2-冷却器 3-油水分离器 4-上气动装置 5-固体进料口 6-盖 7-罐 8-上下移动轴 9-料叉 10-夹层 11-带筛板的活底
A
B C
17 16
D
15
9 10
11 H K14
图9-12 Westfalia 生产的三相倾析式离心机 1-三角皮带 2-差速变动装置 3-转鼓皮带轮 4-轴承 5-外壳 6-分离盘 7-螺旋输送器 8-轻相分布器 9-排渣口 10-转鼓 11-调节环 12-重液出口 13-轻注出口 14-转鼓主轴承 15-轻相送料管 16-重相送料管 17-向心泵 A-干燥段 B-澄清段 C-分离段 D-入口 E-排渣口 F-调节器盘 G-调节管 H-重液出口 K-轻液出口
分配定律的应用条件:
①必须是稀溶液; ②溶质对溶剂的互溶度没有影响;
③溶质在两相中必须是同一种分子类型,即不发生缔合或离解。
萃取设备
工业上萃取操作三步骤: 1、混和 — 料液和萃取剂充分混合形成乳浊液;
2、分离 — 将乳浊液分成萃取相和萃余相;
3、溶剂回收。
混合通常在搅拌罐中进行;也可以将料液和萃取剂以很高的速度在 管道内混合,湍流程度很高,称为管道萃取,也有利用在喷射泵内涡 流混合进行萃取的称为喷射萃取。分离通常利用离心机(碟片式或管 式)。近来也有将混合和分离同时在一个设备内完成的。
取塔。
第三节
超临界萃取过程与设备
超临界萃取也可叫作流体萃取,它是利用超临界流体作为 萃取剂,从固体或液体中萃取出来某种高沸点或热敏性成分, 以达到分离和提纯的目的。 所谓超临界流体是指温度和压力均在本身的临界点以上的 高密度流体,具有和液体同样的凝聚力、溶解力。然而其扩散 系数又接近于气体,是通常液体的近百倍,因此超临界流体萃 取具有很高的萃取速度。另外该流体随着温度与压力的连续变 化,对物质的萃取具有选择性,而且萃取后分离也很容易。
作为萃取剂的超临界流体必须具备以下条件:
(1)萃取剂需具有化学稳定性,对设备没有腐蚀性; (2)临界温度不能太低或太高,最好在室温附近或操作温度附近; (3)操作温度应低于被萃取溶质的分解温度或变质温度; (4)临界压力不能太高,可节约压缩动力费;
(5)选择性要好,容易得到高纯度制品;
(6)溶解度要高,可以减少溶剂的循环量; (7)萃取剂要容易获取,价格要便宜。 二氧化碳由于具有合适的临界条件、又对健康无害、不燃烧、不 腐蚀、价格便宜和易于处理等优点,是最常用的超临界萃取剂。
萃取设备
低单位丁酯 倾析器S2 重相 发酵液 丁酯 轻相去水洗 图9-11 倾析器工艺流程
三相倾析式离心机可同时分离重液、轻液和固体,主要应用于生物
倾析器S1
H2SO4
破乳剂
技术中。
倾析器(decanter)是80年代首先由前西德的Westfalia公司研制
的新型设备,英国Beecham(比切姆)公司、日本东洋酿造公司己将 其用于青霉素生产。
2 3
分离釜
CO2循环
萃取物
补充CO2 图9-26 固体物料的半连续萃取工艺流程
2
4
3
5
6
图9-27 固体连续加料装置 1-油籽进口 2-螺旋加料器 3-挤出油出 4-夹套式萃取器 5-螺旋卸料器 6-油饼出口
液料
搅拌器 新鲜气体 冷却水 玻 璃 柱 蒸发器 冷凝器
萃取 残液
CO2循环泵 图9-28 多级液-液萃取流程
第七章
萃取设备
将选定的某种溶剂加入到混合物中,因混合物中的各组分在 同种溶剂中的溶解度不同,因此就可将所需提取的组分加以 分离出来,这个操作过程叫做萃取。萃取操作是利用物质溶 解于某种液体的一种提取方法。
萃取设备
萃取法特点:①传质速度快、生产周期短,便于连续操作、 容易实现自动控制;②分离效率高、生产能力大等一系列优 点,所以应用相当普遍;③能量消耗较少,设备投资费用不 高;④采用多级萃取可使产品达到较高纯度,便于下一步处 理,减少以后工序的设备和操作费用。
萃取设备
溶剂萃取方法: 1、单级萃取
单级萃取只包括一个混合器和一个分离器。料液F和溶剂S加