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Efficacité de l’Extraction liquide-liquide
 

Efficacité de l’Extraction liquide-liquide

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Extraction liquide-liquide, ou LLE, est une technique utilisée pour séparer des liquides qui ne peuvent pas être séparés par distillation en raison d’éléments sensibles à la température ou de solvants similaires d’ébullition. Transfert de masse dans LLE est entraînée par la différence de solubilité du soluté dans le flux non miscible ou partiellement miscible et le flux de solvants. Le flux d’alimentation contenant le soluté est mélangé avec le flux de solvant, souvent à l’aide d’un agitateur, permettant au soluté transférer de l’aliment au solvant. L’appauvri se nourrissent, connu comme le raffinat, est séparée de l’extrait, qui est la phase solvant riche en soluté. Cette vidéo va illustrer une extraction d’isopropanol de n-nonane, à l’aide de l’eau pure et d’étudier comment fonctionnement variables affectent l’efficacité globale de la colonne.

LLE est généralement effectuée par étapes continus à l’aide de courant Co ou flux à contre-courant. Systèmes de contre-courant sont généralement préférées, car elles ont tendance à être plus efficace. Généralement, les étapes sont logés au sein d’une seule unité. Colonnes d’extraction contre-courant peuvent être configurés de deux façons. Lorsque le solvant est plus lourd que l’alimentation liquide, ou diluant, solvant est introduit dans la partie supérieure de la colonne et le soluté se ferme ensuite en bas. Lorsque le solvant est plus léger que le diluant, solvant est introduit au bas de la colonne, et le soluté sortira de la colonne en haut. À l’équilibre, le bilan de matière du soluté entre l’aliments pour animaux-fin du processus et n’importe quel stade désigné par N est tel qu’illustré. Où X est la fraction molaire du soluté dans le diluant, Y est la fraction molaire du soluté au solvant. F est le débit molaire de diluant alimentation et S le débit molaire du solvant. L’analyse des plateaux théoriques est utilisée pour évaluer l’efficacité du processus de séparation. Ces plaques sont des étapes hypothétiques où deux phases sont en équilibre avec l’autre. Si les deux liquides sont en équilibre à un stade, ce qui signifie qu’il n’y aurait aucun changement dans la concentration d’un mélange de plus de temps, puis l’étape est considérée comme une plaque théorique. Plus le nombre de plateaux théoriques, la plus efficace le processus. Variables comme la température de fonctionnement, pression, débit et vitesse de l’agitateur influent sur l’efficacité et l’analyse de plaque donc théorique. L’expérience suivante examinera un processus LLE pour extraire l’isopropanol soluté de n-nonane utilisant l’eau comme solvant. Ce système, contenant trois liquides, est appelé un système ternaire. Souvent, les trois composantes liquides sont miscibles dans une certaine mesure. On trouvera dans la littérature, comportement d’équilibre pour ceux-ci et d’autres solvants. Maintenant que les bases du LLE et son fonctionnement ont été expliquées, nous allons jeter un oeil à un processus de séparation.

Une colonne de York-Scheibel sera utilisée pour cette expérience. Il s’agit d’une colonne agitée avec roues roues à aubes internes, connecté à un lecteur vertical. Chaque niveau contient des treillis d’emballage afin de permettre la séparation des phases et est séparé par des cloisons pour fournir différents stades. Utilisez d’abord le bouton de commande et de la lecture numérique du panneau de commande pour contrôler la vitesse de l’agitateur. Utilisez les rotamètres sur l’alimentation et les anses solvants pour mesurer le débit d’alimentation et de solvant. Utilisez les cylindres gradués et une montre pour mesurer les débits de l’extrait et le raffinat. Maintenant démarrer le mélangeur et maintenir la vitesse de l’agitateur constante à 300 tr/min. Ouvrir les robinets à tournant sphérique de solvant, alimentation, extrait et raffinat. Amorcer l’écoulement de l’eau dans la colonne pour obtenir le rapport molaire désiré de solvant à servir à un taux de 200 millilitres par minute. Observer si une interface entre le solvant entrée et sortie du raffinat est présente et si non, laisser lever de la phase dispersée pour former l’interface supérieure. Commencer le débit d’alimentation lorsque les formes interface supérieure. Ajustez soigneusement la hauteur du U inversé sur la ligne de l’extrait de la partie inférieure de la tour, pour contrôler le niveau de l’interface supérieure entre les deux phases. Ceci s’assure que la phase raffinat ne s’écoule pas dans le réservoir de l’extrait si réglé trop bas, ou que l’extrait ne circule pas dans le réservoir du raffinat si l’interface est réglé trop haut.

Collecter des échantillons toutes les 10 minutes au point d’échantillonnage raffinat en millilitre quatre bouteilles. Utiliser la chromatographie en phase gazeuse ou GC, de quantifier les composants et de confirmer qu’un état d’équilibre a été atteint. Ensuite, à l’aide d’une éprouvette graduée propre, collecter 250 millilitres de l’extrait au point d’échantillonnage, puis mesurer la gravité spécifique ou densité relative de l’échantillon à l’eau, à l’aide d’un hydromètre. Interpoler le poids pour cent de l’isopropanol dans l’échantillon à l’aide de la table fournie, qui affiche extrait composition de flux par rapport au poids spécifique. Répétez la procédure pour deux autres des aliments pour animaux-tarifs réduits. Assurez-vous de conserver le ratio de solvant-à-servir et la vitesse de l’agitateur constant. Lorsque vous avez terminé, éteignez l’agitateur et l’interrupteur d’alimentation principal et fermer le flux et le solvants robinets à tournant sphérique, laissant les robinets à tournant sphérique raffinat et extrait. Maintenant nous allons évaluer les résultats.

Tout d’abord, nous allons jeter un oeil à la reprise de pour cent d’isopropanol avec alimentation-débit varié et taux d’agitation variée. Avec débit flux accru, % de récupération augmente et nivelle. Ceci est typique d’un système qui n’est pas près d’inondations. Taux d’agitation accrue également augmentés pour cent récupération. Efficacité de l’étape, calculée à l’aide de l’analyse théorique plaque par simulation sur ordinateur est également affectée par ces paramètres. Comme prévu, efficacité de scène tant pour cent récupération augmentent avec plus de débit et d’agitation. C’est en raison de l’amélioration de mélange, qui se traduit par plus petites gouttelettes et dispersion améliorée, augmentant ainsi transfert de masse, cependant, les deux relations plateau à des taux plus élevés d’avance. Efficacité et récupération pour cent se stabiliser et finira par diminuent en raison d’émulsification et des inondations. La formation d’une émulsion une incidence négative sur récupération et efficacité car les phases peuvent séparer n’est plus proprement afin d’aller vers le haut ou vers le bas pour l’étape suivante. Cela peut être un problème dans les systèmes tels que le groupe de York-Scheibel, en faisant des navires mélangeur et Colon en série une alternative attrayante.

Extraction liquide-liquide est une technique de séparation utilisée dans un large éventail de séparations et peut être utilisée dans une variété de configurations. Dans le cas où l’émulsification des phases est un défi, bassins de Colon de mélangeur en série peuvent être utilisés. Cette configuration simple utilise un réservoir où les deux phases sont mélangés par un agitateur. Les deux phases puis se fondre dans le réservoir de Colon, où la phase lourde finit par se dépose au fond et est évacuée par une prise sur le fond de la cuve. La phase légère se dépose sur le dessus et est enlevée par une autre prise. Une autre technique de séparation qui exploite les propriétés de solubilité d’un soluté est extraction solide-liquide. En extraction solide-liquide, le soluté présent dans une matrice solide est extraite dans un liquide à travers un mélange énergique. Cette technique est utilisée à grande échelle pour de nombreuses applications, telles que l’élimination des toxines comme l’herbicide Atrazine du sol.

Vous avez juste regardé introduction de Jove d’extraction liquide-liquide. Vous devez maintenant comprendre les rudiments d’une extraction de LLE à l’aide d’une colonne de York-Scheibel et comment les variables de processus comme agitateur et débit peuvent affecter la valorisation solute et l’efficacité de la colonne. Merci de regarder.

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