離心萃取器演示文稿

離心萃取器演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有23頁\編輯于星期二（優(yōu)選）離心萃取器現(xiàn)在是2頁\一共有23頁\編輯于星期二

B、盧威式離心萃取器盧威式離心萃取器是一種立式逐級接觸式離心萃取設備。如圖所示為三級離心萃取器,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。在殼體中央有固定不動的垂直空心軸,軸上裝有圓形圓盤且開有若干個噴出口。萃取操作時,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入第3級的外殼內,輕液由空心軸的通道流人第1級,在空心軸內,輕液與來自下一級的重液混合,進行相際傳質,然后混合物經空心軸上的噴嘴沿轉盤與上方固定盤之間的通道被甩到外殼的四周。靠離心力的作用使輕、重相分開,重液由外部沿著轉盤與下方固定盤之間的通道而進入軸的中心(如圖中實線所示),并由頂部排出,其流向為由第3級經第2級再到第1級,然后進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級經第2級再到第3級,然后由第3級進入空心軸的排出通道。兩相均由萃取器的頂部排出。現(xiàn)在是3頁\一共有23頁\編輯于星期二

盧威式離心萃取器的優(yōu)點:可以靠離心力的作用處理密度差小或易產生乳化現(xiàn)象的物系;設備結構緊湊,占地面積小;效率較高。缺點是:動能消耗大,設備費用也較高。

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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,簡稱POD離心萃取器,是一種微分接觸式萃取設備。主要由一水平空心軸和一隨軸高速旋轉的圓柱形轉鼓以及固定外殼組成。轉鼓由一多孔的長帶卷繞而成,其轉速一般為2000~5000r/min,產生的離心力為重力的幾百至幾千倍。操作時,在帶有機械密封裝置的套管式空心轉軸的兩端分別引人重液和輕液,重液引人轉鼓的中心,輕液引到轉鼓的外緣,在離心力的作用下,輕液由外向內,重液由內向外,兩相沿徑向逆流通過螺旋帶上的各層篩孔,分散并進行相際傳質。傳質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。現(xiàn)在是5頁\一共有23頁\編輯于星期二波德式離心萃取器的優(yōu)點：結構緊湊,物料停留時間短。缺點：結構復雜,制造困難,造價高,維修費和能耗均比較大。適用于兩相密度差小,易乳化,難分相及要求接觸時間短、處理量小的場合?，F(xiàn)在是6頁\一共有23頁\編輯于星期二(2)、萃取設備的選擇萃取設備的類型很多,特點各異,必須根據具體對象、分離要求和客觀實際條件來選用。選擇原則是：在滿足工藝條件和要求的前提下,從經濟角度衡量,使成本趨于最低。以下列出幾方面的因素可供選擇時參考。①、工藝條件對中、小生產能力,可用填料塔、脈沖塔;處理量較大時,可選用轉盤塔、篩板塔、振動篩板塔;混合澄清器既適用于大處理量,也適用于小型生產。當分離要求的理論級數不超過3級時,各種萃取設備均可選用;當需要的理論級數較多時,可選用篩板塔;更多時(如10~20級),可選用有外加能量的設備,如混合澄清器、脈沖塔、往復篩板塔、轉盤塔等。現(xiàn)在是7頁\一共有23頁\編輯于星期二②、物系的性質

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

B、對有較強腐蝕性的物系,可選用結構簡單的填料塔、脈沖填料塔;對于放射性元素的提取,可選用混合澄清器、脈沖塔。

C、對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、轉盤塔，也可考慮選用往復篩板塔、脈沖塔,因為這些設備具有一定的自洗能力。對穩(wěn)定性差、要求在設備內停留時間短的物系,可選用離心萃取器;對要求停留時間較長的物系,可選用混合澄清器。現(xiàn)在是8頁\一共有23頁\編輯于星期二③、其他因素在選用萃取設備時,還要考慮其他一些因素,如能源供應情況,在能源緊張地區(qū)應優(yōu)先考慮節(jié)電,故盡量選用依靠重力流動的設備;當廠房面積受限制時,可選用塔式設備;當廠房高度受限制時,可選用混合澄清器等。選擇萃取設備時應考慮各種因素列于下表?，F(xiàn)在是9頁\一共有23頁\編輯于星期二現(xiàn)在是10頁\一共有23頁\編輯于星期二二、超臨界流體萃取超臨界流體萃取(Supercriticalfluidextraction,簡稱SFE是近20年來迅速發(fā)展起來的一種新型的萃取分離技術。是利用超臨界流體(Supercriticalfluid,簡稱SCF)作為萃取劑,該流體具有氣體和液體之間的性質,且對許多物質均具有很強的溶解能力,分離速率遠比液體萃取劑萃取快,可以實現(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,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用前景?，F(xiàn)在是11頁\一共有23頁\編輯于星期二1、流體的臨界特征穩(wěn)定的純物質及由其組成的定組成混合物具有固有的臨界狀態(tài)點,臨界狀態(tài)點是氣液不分的狀態(tài),混合物既有氣體的性質,又有液體的性質。此狀態(tài)點的溫度Tc、壓力pc、密度ρ稱為臨界參數。在純物質中,當操作溫度超過它的臨界溫度,無論施加多大的壓力,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。現(xiàn)在是12頁\一共有23頁\編輯于星期二2、超臨界流體特征當物質溫度較其臨界值高出10~100℃,壓力為5~30MPa時物質進入超臨界狀態(tài),此時,壓力稍有變化,就會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,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分離?，F(xiàn)在是13頁\一共有23頁\編輯于星期二現(xiàn)在是14頁\一共有23頁\編輯于星期二3、超臨界流體萃取過程與超臨界流體熱力學研究相比,對超臨界流體傳質過程的研究相對較少。以超臨界流體萃取天然產物為例來描述過程的傳質機理：

(1)、超臨界流體經外擴散和內擴散進入天然產物的微孔表面;(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內擴散和外擴散進入超臨界流體主體。由于超臨界流體的擴散系數較高,而溶質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。現(xiàn)在是15頁\一共有23頁\編輯于星期二4、超臨界萃取過程的影響因素

(1)、壓力當溫度恒定時,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)、溫度當萃取壓力較高時,溫度的提高可以增大溶質蒸汽壓,從而有利于提高其揮發(fā)度和擴散系數。但溫度提高也會降低超臨界流體密度從而減小其萃取容量,溫度過高還會使熱敏性物質產生降解。

(3)、流體密度溶劑的溶解能力與其密度有關,密度大,溶解能力大,但密度大時,傳質系數小。在恒溫時,密度增加,萃取速率增加;在恒壓時,密度增加,萃取速率下降?，F(xiàn)在是16頁\一共有23頁\編輯于星期二

(4)、溶劑比當萃取溫度和壓力確定后,溶劑比是一個重要參數。在低溶劑比時,經一定時間萃取后固體中殘留量大。用非常高的溶劑比時,萃取后固體中的殘留趨于低限。溶劑比的大小必須考慮經濟性。

(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。當顆粒過大時,固體相內受傳質控制,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濃度。另一方面,當顆粒過小時,會形成高密度的床層,使溶劑流動通道阻塞而造成傳質速率下降。現(xiàn)在是17頁\一共有23頁\編輯于星期二5、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的化學性質越相似,對它的溶解能力就越大。②、超臨界流體萃取劑,一般選用化學性質穩(wěn)定,無腐蝕性、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。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凝析出來。萃取劑和萃取質分離簡單、效率高。CO2在45℃、7.6MPa時不能溶解萘,當壓力達到15.2MPa,每升可溶解萘50g?，F(xiàn)在是18頁\一共有23頁\編輯于星期二

④、由于超臨界流體兼有液體和氣體的特性,萃取效率高。⑤、選用無毒的超臨界流體(CO2)做萃取劑,不會引起被萃取物質的污染,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范疇,需要有與此相適應的設備?，F(xiàn)在是19頁\一共有23頁\編輯于星期二6、超臨界流體萃取的典型流程及應用

(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。在分離階段,通過變化溫度或壓力等參數,或其他方法,使萃取組分從超臨界流體中分離出來,并使萃取劑循環(huán)使用。根據分離方法不同,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?，F(xiàn)在是20頁\一共有23頁\編輯于星期二

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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。如圖(a)含有萃取質的超臨界流體經過膨脹閥后壓力下降,其萃取質的溶解度下降。溶質析出由分離槽底部取出,充當萃取劑的氣體則經壓縮機送回萃取糟循環(huán)使用。

等壓法是利用溫度的變化來實現(xiàn)溶質與萃取劑的分離。如圖所示,含萃取質的超臨界流體經加熱升溫使萃取劑與溶質分離,由分離槽下方取出溶質。作為萃取劑的氣體經降溫升壓后送回萃取槽使用。吸附法是采用可吸附溶質而不吸附超臨界流體的吸附劑使萃取物分離。萃取劑氣體經壓縮后循環(huán)使用。現(xiàn)在是22頁\一共有23頁\編輯于星期二(2)、超臨界流體萃取的應用

SFE從20世紀50年代初起先后在石油化工、煤化工、精細化工等