離心萃取器演示文稿

離心萃取器演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共23頁(yè)。（優(yōu)選）離心萃取器當(dāng)前2頁(yè)，總共23頁(yè)。

B、盧威式離心萃取器盧威式離心萃取器是一種立式逐級(jí)接觸式離心萃取設(shè)備。如圖所示為三級(jí)離心萃取器,其主體是固定在外殼上的環(huán)行盤,此盤隨殼體作高速旋轉(zhuǎn)。在殼體中央有固定不動(dòng)的垂直空心軸,軸上裝有圓形圓盤且開有若干個(gè)噴出口。萃取操作時(shí),原料液和萃取劑均由空心軸的頂部加入,重液沿空心軸的通道下流至萃取器的底部而進(jìn)入第3級(jí)的外殼內(nèi),輕液由空心軸的通道流人第1級(jí),在空心軸內(nèi),輕液與來(lái)自下一級(jí)的重液混合,進(jìn)行相際傳質(zhì),然后混合物經(jīng)空心軸上的噴嘴沿轉(zhuǎn)盤與上方固定盤之間的通道被甩到外殼的四周?？侩x心力的作用使輕、重相分開,重液由外部沿著轉(zhuǎn)盤與下方固定盤之間的通道而進(jìn)入軸的中心(如圖中實(shí)線所示),并由頂部排出,其流向?yàn)橛傻?級(jí)經(jīng)第2級(jí)再到第1級(jí),然后進(jìn)入空心軸的排出通道。輕液則沿圖中虛線所示的方向,由第1級(jí)經(jīng)第2級(jí)再到第3級(jí),然后由第3級(jí)進(jìn)入空心軸的排出通道。兩相均由萃取器的頂部排出。當(dāng)前3頁(yè)，總共23頁(yè)。

盧威式離心萃取器的優(yōu)點(diǎn):可以靠離心力的作用處理密度差小或易產(chǎn)生乳化現(xiàn)象的物系;設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小;效率較高。缺點(diǎn)是:動(dòng)能消耗大,設(shè)備費(fèi)用也較高。

當(dāng)前4頁(yè)，總共23頁(yè)。

C、波德式離心萃取器波德式離心萃取器又稱為離心薄膜萃取器,簡(jiǎn)稱POD離心萃取器,是一種微分接觸式萃取設(shè)備。主要由一水平空心軸和一隨軸高速旋轉(zhuǎn)的圓柱形轉(zhuǎn)鼓以及固定外殼組成。轉(zhuǎn)鼓由一多孔的長(zhǎng)帶卷繞而成,其轉(zhuǎn)速一般為2000~5000r/min,產(chǎn)生的離心力為重力的幾百至幾千倍。操作時(shí),在帶有機(jī)械密封裝置的套管式空心轉(zhuǎn)軸的兩端分別引人重液和輕液,重液引人轉(zhuǎn)鼓的中心,輕液引到轉(zhuǎn)鼓的外緣,在離心力的作用下,輕液由外向內(nèi),重液由內(nèi)向外,兩相沿徑向逆流通過螺旋帶上的各層篩孔,分散并進(jìn)行相際傳質(zhì)。傳質(zhì)后的混合物在離心力作用下又分為輕相和重相,并分別引到套管式空心軸的兩端流出。當(dāng)前5頁(yè)，總共23頁(yè)。波德式離心萃取器的優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊,物料停留時(shí)間短。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造困難,造價(jià)高,維修費(fèi)和能耗均比較大。適用于兩相密度差小,易乳化,難分相及要求接觸時(shí)間短、處理量小的場(chǎng)合。當(dāng)前6頁(yè)，總共23頁(yè)。(2)、萃取設(shè)備的選擇萃取設(shè)備的類型很多,特點(diǎn)各異,必須根據(jù)具體對(duì)象、分離要求和客觀實(shí)際條件來(lái)選用。選擇原則是：在滿足工藝條件和要求的前提下,從經(jīng)濟(jì)角度衡量,使成本趨于最低。以下列出幾方面的因素可供選擇時(shí)參考。①、工藝條件對(duì)中、小生產(chǎn)能力,可用填料塔、脈沖塔;處理量較大時(shí),可選用轉(zhuǎn)盤塔、篩板塔、振動(dòng)篩板塔;混合澄清器既適用于大處理量,也適用于小型生產(chǎn)。當(dāng)分離要求的理論級(jí)數(shù)不超過3級(jí)時(shí),各種萃取設(shè)備均可選用;當(dāng)需要的理論級(jí)數(shù)較多時(shí),可選用篩板塔;更多時(shí)(如10~20級(jí)),可選用有外加能量的設(shè)備,如混合澄清器、脈沖塔、往復(fù)篩板塔、轉(zhuǎn)盤塔等。當(dāng)前7頁(yè)，總共23頁(yè)。②、物系的性質(zhì)

A、對(duì)密度差較大、界面張力較小的物系,可選用無(wú)外加能量的設(shè)備;對(duì)界面張力較大或粘度較大的物系,可選用有外加能量的設(shè)備;對(duì)密度差很小,界面張力小,易于乳化的物系,可選用離心萃取設(shè)備。

B、對(duì)有較強(qiáng)腐蝕性的物系,可選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的填料塔、脈沖填料塔;對(duì)于放射性元素的提取,可選用混合澄清器、脈沖塔。

C、對(duì)含有固體懸浮物或易生成沉淀的物系,容易堵塞,需要定期清洗,可選用混合澄清器、轉(zhuǎn)盤塔，也可考慮選用往復(fù)篩板塔、脈沖塔,因?yàn)檫@些設(shè)備具有一定的自洗能力。對(duì)穩(wěn)定性差、要求在設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間短的物系,可選用離心萃取器;對(duì)要求停留時(shí)間較長(zhǎng)的物系,可選用混合澄清器。當(dāng)前8頁(yè)，總共23頁(yè)。③、其他因素在選用萃取設(shè)備時(shí),還要考慮其他一些因素,如能源供應(yīng)情況,在能源緊張地區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮節(jié)電,故盡量選用依靠重力流動(dòng)的設(shè)備;當(dāng)廠房面積受限制時(shí),可選用塔式設(shè)備;當(dāng)廠房高度受限制時(shí),可選用混合澄清器等。選擇萃取設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮各種因素列于下表。當(dāng)前9頁(yè)，總共23頁(yè)。當(dāng)前10頁(yè)，總共23頁(yè)。二、超臨界流體萃取超臨界流體萃取(Supercriticalfluidextraction,簡(jiǎn)稱SFE是近20年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型的萃取分離技術(shù)。是利用超臨界流體(Supercriticalfluid,簡(jiǎn)稱SCF)作為萃取劑,該流體具有氣體和液體之間的性質(zhì),且對(duì)許多物質(zhì)均具有很強(qiáng)的溶解能力,分離速率遠(yuǎn)比液體萃取劑萃取快,可以實(shí)現(xiàn)高效的分離過程。目前,超臨界流體萃取已形成了一門新的化工分離技術(shù),并開始在煉油、食品、香料等工業(yè)中的一些特定組分的分離上展示了它的應(yīng)用前景。當(dāng)前11頁(yè)，總共23頁(yè)。1、流體的臨界特征穩(wěn)定的純物質(zhì)及由其組成的定組成混合物具有固有的臨界狀態(tài)點(diǎn),臨界狀態(tài)點(diǎn)是氣液不分的狀態(tài),混合物既有氣體的性質(zhì),又有液體的性質(zhì)。此狀態(tài)點(diǎn)的溫度Tc、壓力pc、密度ρ稱為臨界參數(shù)。在純物質(zhì)中,當(dāng)操作溫度超過它的臨界溫度,無(wú)論施加多大的壓力,也不可能使其液化。所以Tc溫度是氣體可以液化的最高溫度,臨界溫度下氣體液化所需的最小壓力pc就是臨界壓力。當(dāng)前12頁(yè)，總共23頁(yè)。2、超臨界流體特征當(dāng)物質(zhì)溫度較其臨界值高出10~100℃,壓力為5~30MPa時(shí)物質(zhì)進(jìn)入超臨界狀態(tài),此時(shí),壓力稍有變化,就會(huì)引起密度的很大變化。且超臨界流體的密度接近于液體的密度，因此,超臨界流體對(duì)液體、固體的溶解度與液體溶劑的溶解度接近。而粘度卻接近于普通氣體,自擴(kuò)散能力比液體大100倍,滲透性更好。利用超臨界流體的這種特性,在高密度(低溫、高壓)條件下,萃取分離物質(zhì),然后稍微提高溫度或降低壓力,即可將萃取劑與待分離物質(zhì)分離。當(dāng)前13頁(yè)，總共23頁(yè)。當(dāng)前14頁(yè)，總共23頁(yè)。3、超臨界流體萃取過程與超臨界流體熱力學(xué)研究相比,對(duì)超臨界流體傳質(zhì)過程的研究相對(duì)較少。以超臨界流體萃取天然產(chǎn)物為例來(lái)描述過程的傳質(zhì)機(jī)理：

(1)、超臨界流體經(jīng)外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散進(jìn)入天然產(chǎn)物的微孔表面;(2)、被萃取成分與超臨界流體發(fā)生溶劑化作用而溶解;(3)、溶解的被萃取成分經(jīng)內(nèi)擴(kuò)散和外擴(kuò)散進(jìn)入超臨界流體主體。由于超臨界流體的擴(kuò)散系數(shù)較高,而溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度很低,所以步驟(2)常常為過程的控制步驟。當(dāng)前15頁(yè)，總共23頁(yè)。4、超臨界萃取過程的影響因素

(1)、壓力當(dāng)溫度恒定時(shí),提高壓力可以增大溶劑的溶解能力和超臨界流體的密度,從而提高超臨界流體的萃取容量。

(2)、溫度當(dāng)萃取壓力較高時(shí),溫度的提高可以增大溶質(zhì)蒸汽壓,從而有利于提高其揮發(fā)度和擴(kuò)散系數(shù)。但溫度提高也會(huì)降低超臨界流體密度從而減小其萃取容量,溫度過高還會(huì)使熱敏性物質(zhì)產(chǎn)生降解。

(3)、流體密度溶劑的溶解能力與其密度有關(guān),密度大,溶解能力大,但密度大時(shí),傳質(zhì)系數(shù)小。在恒溫時(shí),密度增加,萃取速率增加;在恒壓時(shí),密度增加,萃取速率下降。當(dāng)前16頁(yè)，總共23頁(yè)。

(4)、溶劑比當(dāng)萃取溫度和壓力確定后,溶劑比是一個(gè)重要參數(shù)。在低溶劑比時(shí),經(jīng)一定時(shí)間萃取后固體中殘留量大。用非常高的溶劑比時(shí),萃取后固體中的殘留趨于低限。溶劑比的大小必須考慮經(jīng)濟(jì)性。

(5)、顆粒度一般情況下,萃取速率隨固體物料顆粒尺寸減少而增加。當(dāng)顆粒過大時(shí),固體相內(nèi)受傳質(zhì)控制,萃取速率慢,即使提高壓力、增加溶劑的溶解能力,也不能有效地提高溶劑中溶質(zhì)濃度。另一方面,當(dāng)顆粒過小時(shí),會(huì)形成高密度的床層,使溶劑流動(dòng)通道阻塞而造成傳質(zhì)速率下降。當(dāng)前17頁(yè)，總共23頁(yè)。5、超臨界流體萃取過程特征①、選用超臨界流體與被萃取物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)越相似,對(duì)它的溶解能力就越大。②、超臨界流體萃取劑,一般選用化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無(wú)腐蝕性、其臨界溫度不過高或過低。適用于提取或精制熱敏性、易氧化性物質(zhì)。③、超臨界流體萃取劑,具有良好的溶解能力和選擇性,且溶解能力隨壓力增加而增大。只要降低超臨界相的密度,即可以將其溶解的溶質(zhì)凝析出來(lái)。萃取劑和萃取質(zhì)分離簡(jiǎn)單、效率高。CO2在45℃、7.6MPa時(shí)不能溶解萘,當(dāng)壓力達(dá)到15.2MPa,每升可溶解萘50g。當(dāng)前18頁(yè)，總共23頁(yè)。

④、由于超臨界流體兼有液體和氣體的特性,萃取效率高。⑤、選用無(wú)毒的超臨界流體(CO2)做萃取劑,不會(huì)引起被萃取物質(zhì)的污染,可以用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)的超臨界萃取。⑥、超臨界流體萃取屬于高壓技術(shù)范疇,需要有與此相適應(yīng)的設(shè)備。當(dāng)前19頁(yè)，總共23頁(yè)。6、超臨界流體萃取的典型流程及應(yīng)用

(1)、超臨界流體萃取的典型流程超臨界流體萃取的過程是由萃取階段和分離階段組合而成的。在萃取階段,超臨界流體將所需組分從原料中提取出來(lái)。在分離階段,通過變化溫度或壓力等參數(shù),或其他方法,使萃取組分從超臨界流體中分離出來(lái),并使萃取劑循環(huán)使用。根據(jù)分離方法不同,可以把超臨界萃取流程分為：等溫法、等壓法和吸附法。如圖所示。當(dāng)前20頁(yè)，總共23頁(yè)。

當(dāng)前21頁(yè)，總共23頁(yè)。

等溫法是通過變化壓力使萃取組分從超臨界流體中分離出來(lái)。如圖(a)含有萃取質(zhì)的超臨界流體經(jīng)過膨脹閥后壓力下降,其萃取質(zhì)的溶解度下降。溶質(zhì)析出由分離槽底部取出,充當(dāng)萃取劑的氣體則經(jīng)壓縮機(jī)送回萃取糟循環(huán)使用。

等壓法是利用溫度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)與萃取劑的分離。如圖所示,含萃取質(zhì)的超臨界流體經(jīng)加熱升溫使萃取劑與溶質(zhì)分離,由分離槽下方取出溶質(zhì)。作為萃取劑的氣體經(jīng)降溫升壓后送回萃取槽使用。吸附法是采用可吸附溶質(zhì)而不吸附超臨界流體的吸附劑使萃取物分離。萃取劑氣體經(jīng)壓縮后循環(huán)使用。當(dāng)前22頁(yè)，總共23頁(yè)。(2)、超臨界流體萃取的應(yīng)用

SFE從20世紀(jì)50年代初起先后在石油化工、煤化工、精細(xì)化工等領(lǐng)