一、萃取是什么?萃取有什么優勢?
萃取,又稱溶劑萃取或液液萃取,亦稱抽提,是利用系統中組分在溶劑中有不同的溶解度來分離混合物的單元操作。即,是利用物質在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中溶解度或分配系數的不同,使溶質物質從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中的方法。廣泛應用于化學、冶金、食品等工業,通用于石油煉制工業。另外將萃取后兩種互不相溶的液體分開的操作,叫做分液。固液萃取,也叫浸取,用溶劑分離固體混合物中的組分,如用水浸取甜菜中的糖類;用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產量;用水從中藥中浸取有效成分以制取流浸膏叫“滲瀝”或“浸瀝”。
二、萃取適宜應用的三種情況
萃取與其他分離溶液組分的方法相比,優點在于常溫操作,節省能源,不涉及固體、氣體,操作方便。萃取在如下幾種情況下應用:
①料液各組分的沸點相近,甚至形成共沸物,為精餾所不易奏效的場合,如石油餾分中烷烴與芳烴的分離,煤焦油的脫酚;
②低濃度高沸組分的分離,用精餾能耗很大,如稀醋酸的脫水多種離子的分離,如礦物浸取液的分離和凈制,若加入化學品作分部沉淀,不但分離質量差,又有過濾操作,損耗也大;
③不穩定物質(如熱敏性物質)的分離,如從發酵液制取青霉素。
萃取的應用,目前仍在發展中。元素周期表中絕大多數的元素,都可用萃取法提取和分離。萃取劑的選擇和研制,工藝和操作條件的確定,以及流程和設備的設計計算,都是開發萃取操作的對象。
三、萃取的主流設備介紹
萃取設備又稱萃取器,一類用于萃取操作的傳質設備,能夠使萃取劑與料液良好接觸,實現料液所含組分的完善分離,有分級接觸和微分接觸兩類。在萃取設備中,通常是一相呈液滴狀態分散于另一相中,很少用液膜狀態分散的。常見的萃取設備有:混合澄清器、萃取塔和離心萃取機。
①混合澄清器是由混合室和澄清室兩部分組成,屬于分級接觸傳質設備。混合室中裝有攪拌器,用以促進液滴破碎和均勻混合。有些攪拌器能從其下方抽汲重相,借此保證重相在級間流轉。澄清室是水平截面積較大的空室,有時裝有導板和絲網,用以加速液滴的凝聚分層。根據分離要求,混合澄清器可以單級使用,也可以組成級聯。當級聯逆流操作時,料液和萃取劑分別加到級聯兩端的級中,萃余液和萃取液則在相反位置的級中導出。混合室的工作容積可從料液和萃取劑的總流量乘以萃取過程所需時間算出。澄清室的水平截面積,可從分散相液體的流量除以液滴的凝聚分層速度算出。這些操作參數須經實驗測定。一般認為單位體積混合室消耗相同的攪拌功率時,級效大致相等。因此,在放大設計時,可按實測的萃取時間與分層速度設計生產設備。混合澄清器結構簡單,級效率高,放大效應小,能夠適應各種生產規模,但投資和運轉費用較大。
②萃取專用的離心萃取機,由于可以利用離心力加速液滴的沉降分層,所以允許加劇攪拌使液滴細碎,從而強化萃取操作。離心萃取機有分級接觸和微分接觸兩類。前者在離心分離機內加上攪拌裝置,形成單級或多級的離心萃取機,有路維斯塔式和圓筒式離心萃取機。后者的轉鼓內裝有多層同心圓筒,筒壁開孔,使液體兼有膜狀與滴狀分散,如波德比爾涅克式離心萃取機。目前,市場上最常用的就是分級接觸離心萃取機,如鄭州天一萃取CWL-M系列離心萃取機。

天一萃取CWL-M系列離心萃取機針對傳統離心萃取機弊端而開發,功耗只有傳統環隙式機型的10%~30%,天一萃取CWL-M系列離心萃取機特別適用于兩相密度差很小或易乳化的物系,具有級存留時間短、分相迅速、萃取效率高、節省投資費用和溶劑的回收再生費用的特點。由于物料在機內的停留時間很短,因而也適用于化學和物理性質不穩定的物質的萃取。
③萃取塔是用于萃取的塔設備,有填充塔、篩板塔、轉盤塔、脈動塔和振動板塔等。塔體都是直立圓筒。輕相自塔底進入,由塔頂溢出;重相自塔頂加入,由塔底導出;兩者在塔內作逆向流動。除篩板塔外,各種萃取塔大都屬于微分接觸傳質設備。塔的中部是工作段,兩端是分離段,分別用于分散相液滴的凝聚分層,以及連續相夾帶的微細液滴的沉降分離。在萃取用的填充塔和篩板塔中,液體依靠自身的能量進行分散和混合,因而設備效能較低,只用于容易萃取或要求不高的場合。