第二章萃取與色譜分離設備ppt1(編輯修改稿)
2025-01-26 08:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 是：兩液相間在混合罐內(nèi)達到完全平衡。實際上，因存在反混、死角、短路及時間所限等原因，不可能達到完全平衡， 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 ： 溶質在兩液相間傳質系數(shù) m/s；D： 兩相間分子擴散系數(shù) m2/s； σ： 兩相間界面張力， N/m。 P242例題：達到平衡與否，對萃取濃度有影響。 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〕 交錯噴嘴混合： 同向射流混合： 混合孔板： 若兩液相容易混合時，也可直接利用離心泵。 （二）固 液萃取設備 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， 實現(xiàn)固液及時分離。 產(chǎn)物 內(nèi)外夾套萃取器 熱水 出渣口 熱水進口 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（分立式、臥式） 用螺旋輸送機作攪拌混合、輸送的設備進行固液萃取。 ? B】水平式萃取機 ? 圓柱形殼下部為渣槽，上部分為分隔成若干空室的回轉體（料槽），可緩慢轉動。 ? 物料由加料口加入第一空室，因轉動，當轉過該空室后，物料落入下一空室，依次類推。溶劑與物料運動方向相反，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，進行逆流萃取，萃取后的殘渣落入料斗口由螺旋輸送機送出。 料槽 （三）分離設備 ：〔乳濁液，難分離〕 A〕 管式離心機 ：轉速 10000rpm以上 國產(chǎn) GF－ 105型、 1280型；美國的 Sharpler型等長筒式轉筒底部設料液與萃取劑形成的乳濁液進口，筒頂設輕液、重液出口。 B〕 碟式離心機 ： 國產(chǎn)碟片離心機是用 提圈調節(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節(jié)裝置。 分離設備 （四）離心 萃取機 ： P245\272 混合 \分離 一機完成 . A〕 多級離心萃取機：一臺設備中裝有兩級或三級混合及分離裝置的逆流萃取設備。 萃取劑即輕液加入最上面第 3級 , 料液則在第一級加入 , 萃取輕液相在最下面第 1級引出， 萃余液即重液則在第 3級引出 . B〕 立式連續(xù)逆流離心萃取機 P246\273多次接觸多次分離 關鍵件 :由 11個不同直徑的同心圓筒組成轉鼓 . 每個圓筒都在一端開孔 ,構成料液和萃取劑通道 ,因相 鄰筒之間開孔位置上下錯開 ,使液體流動曲折 . 從中心向外第 4— 11筒外壁焊有螺旋導流板延長液體路徑，增加兩相混合時間。同時，導流板上開設大小不同的缺口 ,使螺形通道形成很多短路 ,增加兩液相的接觸時間 . C〕 傾析式離心機 P247\273 實現(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，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、反萃取反復操作才能有結晶成為產(chǎn)品。 ? 采用雙水相萃取技術，可以避免乳化，直接從醪液中分離純化。 ? 細胞、細胞碎片和培養(yǎng)基的不溶性物對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果。 ? 細胞和產(chǎn)物分離在兩相，避免了胞內(nèi)降解酶類對產(chǎn)物的破壞作用。 工藝方面 設備方面 工業(yè)生產(chǎn)時，應考慮達到萃取平衡所需的時間和兩相分離的設備： 在兩相系統(tǒng)中，若表面張力很低時，攪拌時極易分散成微滴，幾秒中即可達到平衡，且能耗也很少。 若兩相系統(tǒng)中，若表面張力很大時，攪拌時不易分散，兩相分離比較困難，粘度較大，易引起阻塞，可采用自動除渣的噴嘴分離機。 分離流程示意圖 * 超臨界流體萃取 ? 超臨界萃取技術是現(xiàn)代化工分離中出現(xiàn)的最新學科，是目前國際上興起的一種先進的分離工藝。所謂超臨界流體是指熱力學狀態(tài)處于臨界點 (Pc、 Tc)之上的流體，臨界點是氣、液界面剛剛消失的狀態(tài)點。 超臨界流體具有十分獨特的物理化學性質，它的密度接近于液體，粘度接近于氣體，而擴散系數(shù)大、粘度小、介電常數(shù)大等特點，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，溶質擴散到溶劑中，再在分離器中改變操作條件，使溶解物質析出以達到分離目的。 超臨界萃取的特點 ? 操作范圍廣，便于調節(jié)。 ? 選擇性好，可通過控制壓力和溫度，有針對性地萃取所需成份。 ? 操作溫度低，在接近室溫條件下進行萃馭，這對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的可能性，萃取物能夠保持其自然風味。 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、價廉易得，且可循環(huán)使用
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