萃取过程设备.ppt

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1、第八章萃取过程设备萃取：萃取操作是利用物质溶解于某种液体的一种提取方法。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。萃取的优点在生物合成工业上，萃取是一个重要的提取方法和分离混合物的单元操作。这是因为萃取法具有：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。萃取分

2、离种类液-液萃取：若萃取的混合物料是液体，则此过程是液—液萃取液-固萃取：如果被处理的物料是固体，则此过程称为液—固萃取（也称为提取或浸取），即应用溶液将固体原料中的可溶组分提出来的操作。超临界流体萃取：超临界萃取过程是介于蒸馏和液－液萃取过程之间的分离过程。蒸馏是物质在流动的气体中，利用不同的蒸汽压进行蒸发分离；液－液萃取是利用溶质在不同的溶液中溶解能力的差异进行分离液-液萃取设备结构：溶媒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

3、溶解度不同，而将所需要的组分分离出来。溶剂萃取法又分为物理萃取和化学萃取。物理萃取的理论基础是分配定律，而化学萃取服从相律及一般化学反应的平衡规律。（一）物理萃取经接触分离后，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。在一个多组分两相体系中，溶质自动地从化学位大的一相转移到化学位小的一相，其过程是自发进行的。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

4、相中必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。（二）化学萃取与物理萃取不同，对于许多液－液萃取体系，在萃取过程中常伴随有化学反应，包括相内反应与相界面上的反应。这类萃取统称为化学萃取（反应萃取）。化学萃取是伴有化学反应的传质过程。根据溶质与萃取剂之间发生的化学反应机理，大致可分为五类，即络合反应、阳离子交换反应、离子缔合反应、加合反应和带同萃取反应等。萃取操作的设备包括混合设备和分离设备两类（一）混合设备传统的混合设备是搅拌罐，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

5、广泛应用于工业中，较新的混合设备有下列三种。1．管式混合器它的工作原理主要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。2．喷嘴式混合器喷嘴式混合器是利用工作流体在一定压力下经过喷嘴以高速度射出，当流体流至喷嘴时速度增大，压力降低产生真空，这样就将第二种液体吸入达到混合目的。喷嘴式混合器的优点是体积小，结构简单，使用

6、方便。但由于其产生的压力差小，功率低，还会使液体稀释等缺点，所以在应用方面受到一定限制。喷嘴式混合器原理利用工作流体在一定压力下经过喷嘴以高速度射出，当流体流至喷嘴时速度增大，压力降低产生真空，这样就将第二种液体吸入达到混合目的。3．气流搅拌混合罐气流搅拌混合罐是将空气通入液体介质，借鼓泡作用发生搅拌。这是搅拌方法中简单的一种，特别适用于化学腐蚀性强的液体，但不适于搅拌挥发性强的液体。液－液萃取的分离主要依靠两相液体的重度不同，在离心力的作用下，将液体分离。1.管式离心机根据离心力与转鼓半径和转速的平方都成正比的关系，要提高离心力可

7、以增加转速，但转鼓所受的离心应力大大增加。为了避免转鼓所受的应力增加过大，保证设备的坚固性，只有适当地减少转鼓半径R值，如果鼓径由100mm减到10mm，其转速可由每分钟1500转增加到50000转。管式离心机就是根据上述原理制成的。超速离心机的工作原理：料液由底部进入转鼓内，筒内有沿辐射方向排列的三角档板，可以带动液体与转筒以同－速度旋转。在离心力作用下，料液分层，重液在外，轻液在内。重液沿筒壁和档板的外侧向上流动，经出口流出。轻液沿三角档板的中心内侧由另一出口流出。由液体中分离出的固体物则附着于筒壁，经一定时间后停车清洗。超速离

8、心机具有构造简单、紧凑和维修方便等优点，但生产能力小是其缺点。它适合于分离颗粒微细的乳浊液。2．碟片式离心机此类离心机适用于分离乳浊液或含少量固体的乳浊液。其结构大体可分为三部分：第－部分是机械传动部分；第二部分是由转鼓碟片架、碟片分