林產(chǎn)化工的萃取工藝及其設(shè)備
化學(xué)先生 / 2019-07-19
通常所稱的萃取是液-液萃取，是指從一種液體混合物中用另一種互不相溶的溶劑萃取某一種或多種化合物的分離技術(shù)。萃取的過程就是傳質(zhì)過程，是物質(zhì)從一相轉(zhuǎn)到另一相的過程。所謂相是物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)組成一致的部分。 各組分在各個相的溶解度不同是萃取能實(shí)現(xiàn)組分分離的基礎(chǔ)。
一、萃取工藝
萃取過程中起萃取作用的溶劑稱為萃取劑。對萃取劑的要求是揮發(fā)性低、毒性小、對被萃取組分有較高的萃取能力和萃取選擇性，且價廉易得。在林產(chǎn)化工中,萃取工藝常用在林產(chǎn)藥材有效成分的分離提取工藝中，一- 般是對浸提液進(jìn)行萃取。如果浸提液的溶劑是氯仿、乙酸乙酯、石油醚，可用水作為萃取劑;如果浸提液是水濃縮液，可依被分離成分的極性等理化特性,選擇一種或幾種與水不互相溶的有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取，如石油醚、汽油、苯、乙醚、氯仿、乙酸乙酯等。
一般情況下，只要將浸提液適當(dāng)濃縮后，即可進(jìn)行浸提液萃取,但是有時對浸提液進(jìn)行適當(dāng)處理，可提高萃取效率。提高萃取效率的主要方法有:
①萃取前用稀酸或稀堿對浸提液進(jìn)行化學(xué)處理。
②將難以萃取的化合物，通過化學(xué)反應(yīng)衍生為易萃取的化合物，分離后再恢復(fù)為原來的化合物。
③對于分離困難的化合物，可使原生物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐追蛛x的次生物質(zhì),再萃取分離。
為了改善萃取劑的性能，有時需加人惰性的稀釋劑，有時還要加入能消除第三相和抑制乳化現(xiàn)象的添加劑。萃取的方法主要有錯流萃取法、逆流萃取法和回流萃取法。工業(yè)化生產(chǎn)中常采用錯流萃取法。萃取工藝具有分離效率高、分離效果好、收率高、生產(chǎn)能力大快速連續(xù)和安全操作等優(yōu)點(diǎn)，但常用到易燃易爆的有機(jī)溶劑,所以生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)注意防火防爆。
二、萃取基本設(shè)備
萃取設(shè)備包括兩部分:-是混合設(shè)備,另一是分離設(shè)備。
工業(yè)上實(shí)施物料與溶劑的混合，常用機(jī)械攪拌、泵噴淋和強(qiáng)迫物料回流，分離的經(jīng)典方法是靜置分層?，F(xiàn)在則采用各種形式的超速離心機(jī)和沉降器。工業(yè)上也使用由混合裝置和分離設(shè)備集成的混合萃取器。
1.混合澄清槽
在機(jī)械攪拌的作用下,物料與萃取劑達(dá)到高度的分散與混合?？梢詫⒒旌涎b置與澄清設(shè)備串聯(lián)使用，各級間用管線連接，液體的輸送借重力或泵，其流程見圖1- 11所示。
2.重力作用萃取柱(噴淋柱、填料柱和篩板柱)
重力作用萃取柱屬于無攪拌萃取柱,其結(jié)構(gòu)見圖1- 12和圖1-13所示。這類設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備費(fèi)用和操作維修費(fèi)用低等特點(diǎn),宜處理腐蝕性物料。這類設(shè)備的傳質(zhì)效率低，對密度差小的物料體系的處理能力低。
3.機(jī)械攪拌萃取柱
利用各種形式的機(jī)械攪拌以改善兩相接觸,增加單位設(shè)備體積內(nèi)的相際接觸面積。該設(shè)備安裝了擋板，借以減少縱向物料的混合，提高萃取效率。其結(jié)構(gòu)見圖1- 14所示。
4.脈沖萃取柱
用脈沖的方式，使柱內(nèi)流體做快速的往復(fù)脈動，以粉碎液滴，增加兩相的接觸面積，同時增大流動、湍動，改善兩相接觸。
脈沖萃取柱有脈沖填料柱和脈沖篩板柱兩種，根據(jù)脈沖方式,又可分為機(jī)械脈沖和空氣脈沖兩類結(jié)構(gòu)和工作原理見圖1- 15所示。
5.振動篩板柱
振動篩板柱內(nèi)安裝有可做上下往復(fù)運(yùn)動的篩板，在電機(jī)的帶動下，篩板做往復(fù)運(yùn)動，使物料得到較好的攪拌，液滴得到良好的分散。其結(jié)構(gòu)與工作原理見圖1- 16所示。
6.離心萃取機(jī)
在同一裝置中，設(shè)置混合和離心分離構(gòu)件，協(xié)同實(shí)施混合和分離過程,實(shí)現(xiàn)高速萃取。離心萃取機(jī)能處理二相密度差較小的體系,具有設(shè)備體積小、接觸時間短、傳質(zhì)效率高、滯留量小和溶劑積壓量小等特點(diǎn)，但設(shè)備費(fèi)用大、操作費(fèi)用高、維修費(fèi)用大。
離心萃取機(jī)可分為臥式和立式;或高速和低速;或連續(xù)接觸式和逐級接觸式;或單臺單級和單臺多級等多種分類方法。Alfa -Laval ABE - 216離心萃取機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖見圖1- 17。
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