Оборудование для экстракции

Оборудование для экстракции – это устройства для проведения химического процесса разделения – извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью растворителя (экстрагента), который практически не смешивается с исходной смесью. Экстракция может быть разовой (повторяющейся одно- или многократно) или непрерывной (перколяция).

Простейший способ экстракции из раствора остается одно- или многократная промывка экстрагентом в сосуде с пробкой и краном для слива нижнего слоя жидкости, который называют делительной воронкой. Для осуществления непрерывной экстракции применяется специальное оборудование – экстракторы, или перколяторы.

Методы экстракции

Методы экстракции включают экстракцию растворителем, дистилляцию, прессование и сублимацию в соответствии с принципом экстракции. Самым широко используемым методом является экстракция растворителем. Экстракция природных материалов предполагает следующие стадии:
растворитель проникает в твердую матрицу;
растворяемое вещество растворяется в растворителях;
растворяемое вещество диффундирует из твердой матрицы;
экстрагированное растворенное вещество собирается в специальном сосуде.

Любой фактор, повышающий диффузионность и растворимость на всех этих стадиях, будет способствовать повышению качества экстракции. Свойства экстракционного растворителя, размер частиц сырья, соотношение растворителя к твердому веществу, температура экстракции и продолжительность экстракции будут влиять на эффективность экстракции.

Для экстракции растворителем решающее значение приобретает выбор растворителя. При выборе растворителей следует учитывать селективность, растворимость, стоимость и безопасность. Основываясь на законе подобия и смешиваемости (подобное растворяет подобное), растворители со значением полярности, близким к полярности растворенного вещества, вероятно, будут работать лучше, и наоборот. Спирты (EtOH и MeOH) являются универсальными растворителями в ходе процесса экстракции растворителем для фитохимических исследований.

Повышение эффективности процесса

Как правило, чем мельче размер частиц, тем лучшего результата достигает экстракция. Эффективность экстракции может быть повышена за счет снижения размера частиц, усиления проникновения растворителей и диффузии растворенных веществ. При этом, если размер частиц будет слишком мелкий, растворенное вещество будет поглощаться сильнее, а последующая фильтрация будет затруднена.

Высокие температуры увеличивают растворимость и диффузию. Однако слишком высокие температуры могут привести к потере растворителя, что приведет к извлечению нежелательных примесей и разложению термолабильных компонентов.
Эффективность экстракции возрастает также с увеличением ее продолжительности в определенном временном интервале. Увеличение времени экстракции не повлияет на извлечение после того, как равновесие растворенного вещества будет достигнуто внутри и снаружи твердого материала.

Оборудование для экстракции

В науке и промышленности используются три основных типа экстракционного оборудования: смесительно-отстойные экстракторы, экстракционные колонны и центробежное экстракционное оборудование. Смесители-отстойники широко применяются в химической промышленности. В частности, для в качестве оборудования для CO2 экстракции.

Центробежное экстракционное оборудование наиболее популярно в производстве антибиотиков, где приходится обрабатывать большие объемы бульона, которые иногда образуют стабильные эмульсии с растворителем. Применение экстракционных колонн в биотехнологии ограничено несколькими типами экстракторов. Такие приборы используются в качестве оборудования для экстракции растительного сырья.

Линия экстракции растительного масла включает следующие элементы: охладитель тостера, секцию фильтрации масла, секцию испарения и отделения, оборудование для экстракции жмыха, cистемы конденсации и восстановления растворителя, абсорбции парафина и восстановления растворителя, а также систему автоматического управления.