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液-液抽出の効率

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液-液抽出、または、LLE は、温度に敏感な部品または類似した溶媒沸点ポイントのための蒸留と切り離すことができない液体を分離するために使用手法です。LLE の物質移動は、不混和性または部分的に混和性フィードおよび溶媒ストリーム内溶質の溶解度の違いによって駆動されます。溶質を含むフィード ストリームは、しばしばフィードから溶媒に転送する溶質を許可する、アジテーターを使用して溶媒のストリームを混ぜています。劣化、フィード、エマルションとして知られている、溶質の豊富な溶媒のエキスから分離されています。このビデオを説明 n ノナン、純水を使用してからのイソプロパノールの抽出・どのオペレーティング変数に影響を与える全体のカラム効率を研究します。

LLE は通常並み流または向流流れを使用して連続的な段階で実行されます。カウンターの現在のシステムが一般に好ましいは、彼らがより効率的になる傾向があります。通常、段階が 1 つの単位内で収容されています。向流抽出列は、2 つの方法を設定できます。溶媒は、フィード液や希釈液よりも重いが、列の上部に溶剤を導入し、溶質が下部に終了します.溶剤希釈剤よりも軽いが、列の下部に溶媒を導入し、溶質が上部に列を終了します.定常状態におけるプロセスのフィード エンドと N で示される任意の段階の間の溶質の物質収支はとおりです。ここで X は、希釈剤の溶質のモル分率は、Y は、溶媒に溶質のモル分率です。F フィード希釈液のモル流量と S は溶媒のモル流量。理論的な版の解析は、分離プロセスの効率を評価する使用されます。これらのプレートは、2 つのフェーズがそれぞれ平衡仮説の段階です。二つの液体が均衡に段階で、いずれかの濃度変化がないことを意味場合は、ステージは、理論段数と見なされますし、長くミキシング時間を付与します。理論的な版の数が多いほどより効率的なプロセス。温度などの変数を操作、圧力、流量、撹拌効率とそのため理論段数分析に影響します。次の実験は n ノナンから溶質のイソプロパノールを抽出する LLE プロセスを検討する溶媒として水を使用しています。このシステムは、3 つの液体を含む三元系と呼びます。多くの場合、すべての 3 つの液体成分はある程度混和性であります。これらおよび他の溶媒のための平衡動作は文献で見つけることが。LLE とその操作の基本を説明している、今、分離処理を見てをみましょう。

ニューヨーク-Scheibel 列は、この実験のために使用されます。1 つの垂直ドライブに接続されている内部パドル ホイール羽根車をもつ興奮列です。各レベルは、金網相分離を有効にする梱包を含み、個々 の段階を提供するためにパーティションで区切られています。アジテータ速度を制御するのにコントロール パネルのコントロール ・ ノブとデジタル読み出しを使用最初。フィードと溶媒の入り江の rotameters を使用して、フィードおよび溶媒の流量を測定します。エキスとエマルションの流量を測定するのにメスシリンダーと時計を使用します。ミキサーを起動し、300 rpm で攪拌速度を一定に保ちます。溶剤、フィード、抽出、エマルション用ボールバルブを開きます。目的 1 分あたり 200 ミリリットルの割合で溶剤のフィード モル比を取得する列に水の流れを開始します。エマルション溶媒出入り間のインタ フェースが存在するかどうかを観察、もし、上位インタ フェースを形成する分散相上昇できます。フィードのフローを開始とき上位インタ フェース フォーム。慎重に 2 つのフェーズの間上位インタ フェースのレベルを制御する塔の下から抽出ラインで逆 U の高さを調整します。こうして、エマルション相を抽出タンク調整、低すぎる場合にフローしないようにまたはインターフェイスの設定が高すぎる場合、抽出液がエマルション タンクに流れていないです。

収集は、飛まつサンプル時点 4 ミリリットル瓶で 10 分ごとをサンプリングします。ガス ・ クロマトグラフィーまたは GC を使用して、コンポーネントを定量化し、定常状態に達していることを確認します。次に、クリーン メスシリンダーを使用すると、サンプル時点で、抽出物の 250 ミリリットルを収集し、比重や水、比重計を使用してサンプルの相対的な密度を測定します。% 重量を補間表示する抽出ストリーム合成比重と、指定されたテーブルを使用してサンプルのイソプロパノールの。2 その他フィード-低金利の手順を繰り返します。溶媒のフィード比と撹拌速度を一定に保つことを確認します。完了したら、アジテータおよび主電源スイッチをオフにしてフィードとエマルションとエキスのボール弁を開いたまま溶剤のボール弁を閉じます。今、結果を評価してみましょう。

まず、様々 なフィード流量と様々 な撹拌イソプロパノールの % の回復を見てみましょう。フィード フロー数の増加と % 回復増加し、レベルをオフ。これは典型的な洪水の近くではないシステムです。動揺が激しくなりレートが回復を % も増加。ステージ効率、コンピューター シミュレーションによる理論段数を用いた計算は、これらのパラメーターの影響を受けます。予想通り、ステージ効率と % 回復は高い流量と攪拌増加します。これは改良された混合、小さな水滴と改良された分散の結果によって生じた向上物質移動、しかしより高い送り速度で頭打ちにリレーションシップの両方。効率と % 回復の頭打ちや乳化や洪水により最終的に減少します。エマルジョンの形成に悪影響を与える回復し効率フェーズが上または下の次の段階に移動するためにきれいに区切ることができますされなくなりますので。魅力的な代替シリーズのミキサーと入植者の船を作るニューヨーク Scheibel ユニットのようなシステムの問題があります。

液-液抽出分離の広い範囲で使用される分離手法で、さまざまな設定で使用できます。フェーズの乳化が挑戦する場合、ミキサー解決者タンク シリーズを使用できます。この簡単なセットアップは、2 つのフェーズが、攪拌機で混合されているタンクを採用しています。2 つのフェーズは、入植者のタンク、重い相が最終的に底に落ち着くし、タンクの底にあるコンセントから抜いて合体します。光の位相は上部に落ち着くし、別のコンセントを介して削除されます。溶質の溶解度特性を活かしたもう一つの分離技術は、固液抽出です。固液抽出、固体マトリックス中における溶質の現在は積極的な混合によって液体に抽出されます。この手法は、除草剤アトラジンの土壌からのような毒素の除去など、多くのアプリケーションの大規模な使用されます。

液-液抽出のゼウスの概要を見てきただけ。今、ニューヨーク Scheibel 列および攪拌機、流量などのプロセス変数が溶質の回復と列の効率に与える影響を使用して LLE 抽出の基本を理解する必要があります。見ていただきありがとうございます。

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