連續(xù)液液萃取塔

技術(shù)參數(shù)

液-液-固連續(xù)萃取塔的構(gòu)造見(jiàn)主機(jī)示意圖，它由帶有水平靜環(huán)擋板垂直的筒體構(gòu)成。靜環(huán)擋板為中心開孔的平板，靜環(huán)擋板將圓筒分成一系列萃取室。萃取室中心有一動(dòng)環(huán)，動(dòng)環(huán)的直徑略小于靜環(huán)擋板的開孔直徑，一系列的動(dòng)環(huán)平行的安裝在轉(zhuǎn)軸上，這樣，動(dòng)環(huán)和軸可以方便的裝入塔內(nèi)。中間兩副法蘭之間是混合段，液-液傳質(zhì)過(guò)程主要是在這里完成。中間上法蘭至頂板部分為上分離段，用于澄清輕液；中間下法蘭至底法蘭部分為下分離段，用于澄清重液。在混合段上方和下方裝有大孔篩板，重相從篩板下方進(jìn)入塔內(nèi)，輕相則從篩板上方進(jìn)入塔內(nèi)，篩板的作用是減少液體的攪動(dòng)，以增強(qiáng)澄清段的分相效果。

和其它塔式萃取設(shè)備一樣，工作時(shí)輕相和重相分別由塔下部和塔上部進(jìn)入轉(zhuǎn)盤塔，在塔內(nèi)兩相逆流接觸，在轉(zhuǎn)盤的作用下，分散相形成小液滴，增加兩液間的傳質(zhì)面積，完成萃取過(guò)程的輕相和重相再分別由輕液出口和重液出口流出。

一、萃取塔原理

萃取塔萃取過(guò)程是利用在兩個(gè)不相混溶的液相中各種組分（包括目的產(chǎn)物）溶解度不同。從而達(dá)到分離的目的。它是分離液體混合物常用的單元操作，在發(fā)酵和生物工程生產(chǎn)上的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，它不僅可以提取和增濃產(chǎn)物，還可以除掉部分其他類似的物質(zhì)，使產(chǎn)物獲得初步純化。

二、用途

用于液—液、液—固、固—液—液傳質(zhì)系統(tǒng)

化工類：磺胺類藥以及其他藥物的生產(chǎn)過(guò)程；從發(fā)酵液中提取抗生素；從發(fā)酵液中提取色素。

中藥類：用有機(jī)溶劑從藥用植物中提取生物堿；用有機(jī)溶濟(jì)從銀杏中萃取黃酮；用于多種中藥化學(xué)萬(wàn)分的萃取，如多糖類、蛋白質(zhì)酚類、皂甙類、黃酮類、生物堿類、甾體類。

食品類：用于奶蛋白、曲拉粉、蜂王漿、食品添加劑。香料香精等萃取工藝。

色素類：用于天然色素的純化分離如番茄紅（黃）素、枸杞子（紅）黃素、枝子紅（黃）色素，菊花黃素、蒙花素、辣椒紅素等。

三、技術(shù)參數(shù)

用于液—液、液—固、固—液—液傳質(zhì)系統(tǒng)

化工類：磺胺類藥以及其他藥物的生產(chǎn)過(guò)程；從發(fā)酵液中提取抗生素；從發(fā)酵液中提取色素。

中藥類：用有機(jī)溶劑從藥用植物中提取生物堿；用有機(jī)溶濟(jì)從銀杏中萃取黃酮；用于多種中藥化學(xué)萬(wàn)分的萃取，如多糖類、蛋白質(zhì)酚類、皂甙類、黃酮類、生物堿類、甾體類。

食品類：用于奶蛋白、曲拉粉、蜂王漿、食品添加劑。香料香精等萃取工藝。

色素類：用于天然色素的純化分離如番茄紅（黃）素、枸杞子（紅）黃素、枝子紅（黃）色素，菊花黃素、蒙花素、辣椒紅素等。

用于液-液萃取過(guò)程的設(shè)備，其作用是盡快使化合物在兩種溶劑間的溶解度之比達(dá)到K值。采用的方式是利用兩種溶液重度的不同，或者外加能量，如攪拌、脈沖、振動(dòng)等。將一種液體破碎成液滴，分散在連續(xù)的液體中，以提高質(zhì)量傳遞效率，連續(xù)多次萃取過(guò)程都采用塔式萃取設(shè)備，即萃取塔。有以下不同結(jié)構(gòu)和類型：如填料萃取塔、篩板萃取塔、轉(zhuǎn)盤萃取塔、振動(dòng)篩板塔、多級(jí)離心萃取塔等。轉(zhuǎn)盤萃取塔及填料萃取塔結(jié)構(gòu)示意圖如下：

在轉(zhuǎn)盤式萃取塔內(nèi)，中間是由旋轉(zhuǎn)的軸串起的大小、間距相同的多個(gè)圓盤，稱為轉(zhuǎn)盤，隨著軸的旋轉(zhuǎn)而做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤被固定在塔壁上的大小、間距相同的環(huán)形圓盤隔開，稱為定盤。一種溶液（密度較小的）由塔的下部連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)，由于浮力的作用，向塔的上方流動(dòng)，被連續(xù)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤的離心作用被打碎并分散成液滴，另一種溶劑（密度較大）由塔的上部連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)，由于重力的作用，向下流動(dòng)，并充滿全塔，被打散的液滴分散在連續(xù)的溶液中，通過(guò)液滴與溶劑的接觸，溶液中的一種或幾種組分選擇性地溶解在連續(xù)的溶劑中，進(jìn)行質(zhì)量傳遞。在填料萃取塔中溶液的破碎是通過(guò)填料的作用。轉(zhuǎn)盤的數(shù)量、間距等結(jié)構(gòu)，填料的大小和高度是根據(jù)物料的性能和要求分離的程度和純度等因素計(jì)算得到的。

利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次萃取轉(zhuǎn)移，將絕大部分的化合物提取出來(lái)。分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)，物質(zhì)對(duì)不同的溶劑有著不同的溶解度。在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的物質(zhì)時(shí)，它能分別溶解于兩種溶劑中，實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時(shí)，此化合物在兩液層中之比是一個(gè)定值。不論所加物質(zhì)的量是多少，都是如此。用公式表示：

K=C_A/C_B

式中CA、CB分別為表示C化合物在A、B兩種互不相溶溶劑中的濃度，K 在一定溫度下是一常數(shù)，叫做分配系數(shù)。要把所需要的化合物從混合溶液中分離出來(lái)，一次萃取往往是不夠的，需要多次萃取，采用上述公式就能算出，萃取的剩余量，和需要萃取的次數(shù)。

液液萃取是重要的化工分離單元操作。它具有分離效率高、能耗低、生產(chǎn)能力大、設(shè)備投資少、便于快速連續(xù)和安全操作等優(yōu)點(diǎn)。本書包括物質(zhì)的溶解特性及常用萃取劑、金屬萃取的基本原理、有機(jī)物萃取的基本原理、液液萃取相平衡、擴(kuò)散及相間傳質(zhì)過(guò)程、逐級(jí)接觸液液萃取過(guò)程的計(jì)算、微分接觸連續(xù)逆流萃取過(guò)程的計(jì)算、液液萃取設(shè)備的分類及特點(diǎn)