• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本原理
  • 4.名词解释
  • 5.工作流程
  • 6.设备类型
  • 7.设备选择
  • 8.微波萃取设备
  • 9.全自动射流萃取器二联
  • 10.罐式微波萃取设备
  • 11.萃取剂的选择

萃取分离设备

萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过萃取,能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。萃取分离设备就是利用萃取方法,将化合物提纯和纯化的设备。

基本信息

  • 中文名

    萃取分离设备

  • 组成

    罐体搅拌器加料口加液口

  • 目的

    将化合物提纯和纯化的设备

  • 萃取剂

    保证萃取分离设备操作正常进行

基本原理

利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。

分配定律是萃取方法理论的主要依据,物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少,都是如此。

名词解释

对于液体混合物的分离设备,除可采用蒸馏的方法外,还可采用萃取的方法,即在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。液-液萃取,亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。选用的溶剂称为萃取剂,以S表示;原料液中易溶于S的组分,称为溶质,以A表示;难溶于S的组分称为原溶剂(或稀释剂),以B表示。如果萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应,则称之为物理萃取,反之则称之为化学萃取。

工作流程

萃取操作的基本过程:将一定量萃取剂加入原料液中,然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合,溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散,所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样,也属于两相间的传质过程。搅拌停止后,两液相因密度不同而分层:一层以溶剂S为主,并溶有较多的溶质,称为萃取相,以E表示;另一层以原溶剂(稀释剂)B为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R表示。若溶剂S和B为部分互溶,则萃取相中还含有少量的B,萃余相中亦含有少量的S。

萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的混合液:萃取相E和萃余相R。为了得到产品A,并回收溶剂以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法,有时也可采用结晶等其它方法。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液,以和表示。

对于一种液体混合物,究竟是采用蒸馏还是萃取加以分离,主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。一般地,在下列情况下采用萃取方法更为有利:

(1)原料液中各组分间的沸点非常接近,也即组分间的相对挥发度接近于1,若采用蒸馏方法很不经济;

(2)料液在蒸馏时形成恒沸物,用普通蒸馏方法不能达到所需的纯度;

(3)原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分,若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗较大;

(4)原料液中需分离的组分是热敏性物质,蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。

设备类型

据两相接触方式的不同,萃取设备可分为逐级接触式和微分接触式两类。在逐级接触式设备中,每一级均进行两相的混合与分离,故两液相的组成在级间发生阶跃式变化。而在微分接触式设备中,两相逆流连续接触传质,两液相的组成则发生连续变化。

根据外界是否输入机械能,萃取设备又可分为有外加能量和无外加能量两类。若两相密度差较大,萃取时,仅依靠液体进入设备时的压力差及密度差即可使液体有较好分散和流动,此时不需外加能量即能达到较好的萃取效果;反之,若两相密度差较小,界面张力较大,液滴易聚合不易分散,此时常采用从外界输入能量的方法来改善两相的相对运动及分散状况,如施加搅拌、振动、离心等。

1.混合澄清器

混合澄清器是使用最早,而且目前仍广泛应用的一种萃取设备,它由混合器与澄清器组成。在混合器中,原料液与萃取剂借助搅拌装置的作用使其中一相破碎成液滴而分散于另一相中,以加大相际接触面积并提高传质速率。两相分散体系在混合器内停留一定时间后,流入澄清器。在澄清器中,轻、重两相依靠密度差进行重力沉降(或升浮),并在界面张力的作用下凝聚分层,形成萃取相和萃余相。混合澄清器可以单级使用,也可以多级串联使用。

混合澄清器具有如下优点: