第二章萃取與色譜分離設(shè)備ppt1(編輯修改稿)
2025-01-26 08:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 是：兩液相間在混合罐內(nèi)達(dá)到完全平衡。實(shí)際上，因存在反混、死角、短路及時(shí)間所限等原因，不可能達(dá)到完全平衡， ρ1 和 ρ2校正后： 校正后的公式： P241 ρ1= ρ0 /〔 1/K +1/m＋ 1/Kβ〕 ρ2= ρ0 /{1 +K/m [ β/(1+ β)]} 式中： β=σkL τ0 /KdP 〔 無因次校正系數(shù)〕 kL dP/D=2+(dPωρ/μ） （ μ/ ρD） 分散相液滴直徑： 〔分散相所占分率 H＝ 1/〔 1+m〕 dP＝ 〔 (P/V) *(μd/ μ) 米 液滴環(huán)流速度： ω＝ （ P/V） ( m/s) kL ： 溶質(zhì)在兩液相間傳質(zhì)系數(shù) m/s；D： 兩相間分子擴(kuò)散系數(shù) m2/s； σ： 兩相間界面張力， N/m。 P242例題：達(dá)到平衡與否，對(duì)萃取濃度有影響。 混合管 B]混合管 ： 多用混合排管，一般要求 Re＝ 5～ 10 104， 液體在管內(nèi)平均停留 10～ 20s； 連續(xù)操作，優(yōu)于混合罐。 C]噴射式混合器 ： 〔體積小，效率高，適于低粘度〕 交錯(cuò)噴嘴混合： 同向射流混合： 混合孔板： 若兩液相容易混合時(shí)，也可直接利用離心泵。 （二）固 液萃取設(shè)備 單效間歇萃取 采用夾套加熱， 萃取劑蒸汽經(jīng) 萃取器 上部的 冷凝器 回流， 與濃縮蒸發(fā)或 蒸餾釜 耦聯(lián)， 萃取器內(nèi)帶過濾板， 實(shí)現(xiàn)固液及時(shí)分離。 產(chǎn)物 內(nèi)外夾套萃取器 熱水 出渣口 熱水進(jìn)口 萃取液 萃取劑 濾板層 多效逆流連續(xù)分離萃取器 A】 螺旋萃取機(jī)（分立式、臥式） 用螺旋輸送機(jī)作攪拌混合、輸送的設(shè)備進(jìn)行固液萃取。 ? B】水平式萃取機(jī) ? 圓柱形殼下部為渣槽，上部分為分隔成若干空室的回轉(zhuǎn)體（料槽），可緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)。 ? 物料由加料口加入第一空室，因轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過該空室后，物料落入下一空室，依次類推。溶劑與物料運(yùn)動(dòng)方向相反，有上部噴淋管淋入下面的料槽，與固體料接觸萃取。 ? 萃取液通過篩板落入下面的料槽，再由泵打到前面的料槽，進(jìn)行逆流萃取，萃取后的殘?jiān)淙肓隙房谟陕菪斔蜋C(jī)送出。 料槽 （三）分離設(shè)備 ：〔乳濁液，難分離〕 A〕 管式離心機(jī) ：轉(zhuǎn)速 10000rpm以上 國(guó)產(chǎn) GF－ 105型、 1280型；美國(guó)的 Sharpler型等長(zhǎng)筒式轉(zhuǎn)筒底部設(shè)料液與萃取劑形成的乳濁液進(jìn)口，筒頂設(shè)輕液、重液出口。 B〕 碟式離心機(jī) ： 國(guó)產(chǎn)碟片離心機(jī)是用 提圈調(diào)節(jié) 鼓內(nèi)輕重液相的分界半徑。前蘇聯(lián) CAЖ－ 3型則是在鼓頂不同半徑的同心圓上開有若干螺孔來作為分界半徑的調(diào)節(jié)裝置。 分離設(shè)備 （四）離心 萃取機(jī) ： P245\272 混合 \分離 一機(jī)完成 . A〕 多級(jí)離心萃取機(jī)：一臺(tái)設(shè)備中裝有兩級(jí)或三級(jí)混合及分離裝置的逆流萃取設(shè)備。 萃取劑即輕液加入最上面第 3級(jí) , 料液則在第一級(jí)加入 , 萃取輕液相在最下面第 1級(jí)引出， 萃余液即重液則在第 3級(jí)引出 . B〕 立式連續(xù)逆流離心萃取機(jī) P246\273多次接觸多次分離 關(guān)鍵件 :由 11個(gè)不同直徑的同心圓筒組成轉(zhuǎn)鼓 . 每個(gè)圓筒都在一端開孔 ,構(gòu)成料液和萃取劑通道 ,因相 鄰?fù)仓g開孔位置上下錯(cuò)開 ,使液體流動(dòng)曲折 . 從中心向外第 4— 11筒外壁焊有螺旋導(dǎo)流板延長(zhǎng)液體路徑，增加兩相混合時(shí)間。同時(shí)，導(dǎo)流板上開設(shè)大小不同的缺口 ,使螺形通道形成很多短路 ,增加兩液相的接觸時(shí)間 . C〕 傾析式離心機(jī) P247\273 實(shí)現(xiàn)重液、輕液和固體間的分離。 有臥式、立式兩種類型。 根據(jù)處理量和物料的特點(diǎn)及具體要求選擇 . *全醪液分離 ? 用萃取法提取發(fā)酵產(chǎn)品時(shí)，原位全醪液分離工藝，可以大大提高效率，降低成本。 ? 利用傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取工藝易發(fā)生乳化現(xiàn)象，而且需要萃取、反萃取反復(fù)操作才能有結(jié)晶成為產(chǎn)品。 ? 采用雙水相萃取技術(shù)，可以避免乳化，直接從醪液中分離純化。 ? 細(xì)胞、細(xì)胞碎片和培養(yǎng)基的不溶性物對(duì)分配行為沒有顯著影響，故可以在不同批次的發(fā)酵液中取得幾乎相同的結(jié)果。 ? 細(xì)胞和產(chǎn)物分離在兩相，避免了胞內(nèi)降解酶類對(duì)產(chǎn)物的破壞作用。 工藝方面 設(shè)備方面 工業(yè)生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)考慮達(dá)到萃取平衡所需的時(shí)間和兩相分離的設(shè)備： 在兩相系統(tǒng)中，若表面張力很低時(shí)，攪拌時(shí)極易分散成微滴，幾秒中即可達(dá)到平衡，且能耗也很少。 若兩相系統(tǒng)中，若表面張力很大時(shí)，攪拌時(shí)不易分散，兩相分離比較困難，粘度較大，易引起阻塞，可采用自動(dòng)除渣的噴嘴分離機(jī)。 分離流程示意圖 * 超臨界流體萃取 ? 超臨界萃取技術(shù)是現(xiàn)代化工分離中出現(xiàn)的最新學(xué)科，是目前國(guó)際上興起的一種先進(jìn)的分離工藝。所謂超臨界流體是指熱力學(xué)狀態(tài)處于臨界點(diǎn) (Pc、 Tc)之上的流體，臨界點(diǎn)是氣、液界面剛剛消失的狀態(tài)點(diǎn)。 超臨界流體具有十分獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，它的密度接近于液體，粘度接近于氣體，而擴(kuò)散系數(shù)大、粘度小、介電常數(shù)大等特點(diǎn)，使其分離效果較好，是很好的溶劑。超臨界萃取即在高壓、合適溫度下在萃取缸中溶劑與被萃取物接觸，溶質(zhì)擴(kuò)散到溶劑中，再在分離器中改變操作條件，使溶解物質(zhì)析出以達(dá)到分離目的。 超臨界萃取的特點(diǎn) ? 操作范圍廣，便于調(diào)節(jié)。 ? 選擇性好，可通過控制壓力和溫度，有針對(duì)性地萃取所需成份。 ? 操作溫度低，在接近室溫條件下進(jìn)行萃馭，這對(duì)于熱敏性成份尤其適宜，萃取過程中排除了遇氧氧化和見光反應(yīng)的可能性，萃取物能夠保持其自然風(fēng)味。 從萃取到分離一步完成，萃取后的 C02不殘留在萃取物上。 CO2無毒、無味、不然、價(jià)廉易得，且可循環(huán)使用
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