Extrakció. Vegyipari és biomérnöki műveletek segédanyag Simándi Béla, Székely Edit BME, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Extrakció Vegyipari és biomérnöki műveletek segédanyag Simándi Béla, Székely Edit BME, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

1

1. fázis

2. fázis

Gáz (G)

Folyadék (L)

Gáz (G)

Folyadék (L1)

Anyagátmenet iránya G↔L

Művelet neve

G→L

abszorpció

L→G Szilárd (S) G → S

Folyadék (L2)

desztilláció deszorpció (kihajtás, sztrippelés) adszorpció

S→G

deszorpció

S→G

szárítás

S→G

szublimáció

G→S

deszublimáció

L1 → L2

extrakció

L2 → L1

vissza-extrakció (sztrippelés)

Folyadék (L) Szilárd (S) L → S

adszorpció

S→L

deszorpció

L↔S

ioncsere

S→L L→S

extrakció (kilúgzás) frakcionált kristályosítás

2

Főbb területek • Az extrakció fogalma • Folyadék-folyadék extrakció – Főbb alkalmazások, készülékek

• Szilárd-folyadék extrakció – Főbb alkalmazások, készülékek

• Szuperkritikus extrakció – Innovatív alkalmazások

3

Extrakció fogalma • Az extrakció kivonást, kioldást jelent. • Feltételek: – Két fizikailag elválasztható fázis szükséges (nem elegyedő folyadékfázisok vagy egy szilárd és egy folyadékfázis). – A célkomponens(ek) oldódjanak az extrahálószerben (ez mindig folyadék). – Az extrahálószer lehetőleg legyen szelektív.

4

Folyadék-folyadék extrakció Tisztítás vagy izolálás

Produktion Termelés

Elválasztás Pl. fém és só elválasztása, izomerek elválasztása

Pl. sók, szerves oldószerek

Extrakció

Tisztítás vagy izolálás Pl. szerves oldószerek 5

Szennyvíz

Visszanyerés Pl. termék / kiindulási anyag, katalizátor

Alapelv Keverés

Anyagtranszport

Fáziselválasztás extraktum

Oldószer fázis

raffinátum

Betáp

Anyagbocsátás - a határfelületig - át a határfelületen

- a határfelülettől a főtömegig - diffúziós vagy reaktív 6

Szakaszos extrakció

7

Folyamatos extrakció, keverő-ülepítő extraktor

8

Ellenáramú extrakció A) 3 elemű mixer-szettler rendszer

1. lépés

2. lépés

3. lépés

Határfelület

B) Extrakciós oszlop

9

Készülék választás sémája Folyadék-folyadék extrakció

Egy lépcső

Több lépcső Egyenáramú

Mixer Settler MSB

Sorba kapcsolt egyedi rendszerek Elemes felépítés Torony design 10

Extrakciós oszlop

Centrifugális extraktor Enargiaközlés nélkül

Szeparátorok

Tányéros szeparátor Kamrás szeparátor

Ellenáramú

Podbielniak Tubuláris centrifuga Quadronic

Energiaközléssel Keveréssel

Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel

Rendezetlen töltetes oszlop

Rendezetlen töltet

RZE Kühni

Rendezett töltet

Szitatányéros oszlop

SHE

Rendezett töltet

RDC ARD

Szitatányér: a) Pulzáltatott folyadék: PSE b) mozgó tányérok: Karr


Egy lépcső


Mixer - Settler MSB


Extrakciós oszlop


Szeparátorok


Ellenáramú



Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel


Rendezetlen töltet

RZE Kühni

Rendezett töltet


SHE

Rendezett töltet

RDC ARD


Mixer - settler – oszlop kialakítás

13

Nehéz fázis be

Könnyű fázis ki

Könnyű fázis be

Nehéz fázis ki

Több lépéses mixer - settler

14

Mixer-settler telep

15

Cobalt extrakciós telep

16

Kasese Cobalt company Ltd.


Egy lépcső


Mixer Settler MSB


Extrakciós oszlop


Szeparátorok Tányéros szeparátor Kamrás szeparátor

Ellenáramú



Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel


Rendezetlen töltet

RZE Kühni

Rendezett töltet


SHE

Rendezett töltet

RDC ARD


Graesser érintkeztető

18

Keverő-ülepítő – Szeparátorok

Tányéros szeparátor

20


Egy lépcső


Mixer Settler MSB


Centrifugális extraktor

Szeparátorok



Ellenáramú Extrakciós oszlop

Enargiaközlés nélkül


Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel


Rendezetlen töltet

RZE Kühni

Rendezett töltet


SHE

Rendezett töltet

RDC ARD


Podbielniak-extraktor

22

Centrifugális extraktor (Podbielniak-Extraktor)

23

Quadronic folytonos érintkeztetésű centrifugális extraktor

24


Egy lépcső


Mixer Settler MSB



Extrakciós oszlop


Szeparátorok


Ellenáramú


Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel


Rendezetlen töltet

RZE Kühni

Rendezett töltet


SHE

Rendezett töltet

RDC ARD


Permetező oszlop

Töltött oszlop

F: betáplálás S: oldószer E: extraktum R: raffinátum

27

Szitatányéros oszlop F: betáplálás S: oldószer E: extraktum R: raffinátum

28


Egy lépcső


Mixer Settler MSB



Extrakciós oszlop


Szeparátorok


Ellenáramú


Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel


RZE Kühni

Rendezetlen töltet


SHE

Rendezett töltet

RDC ARD

Rendezett töltet Szitatányér: a) Pulzáltatott folyadék: PSE b) mozgó tányérok: Karr

Scheibel oszlop

30

Kühni-extraktor

31

RDC= Rotation disc contactor oszlop

32

ARDC= Asymetric RDC oszlop

1. 2. 3. 4. 5.

33

Válaszfal terelőlemez tányér tengely korong


Egy lépcső


Mixer Settler MSB



Extrakciós oszlop

Centrifugális extraktor Energiaközlés nélkül

Szeparátorok


Ellenáramú


Pulzálással

Permetező oszlop

Scheibel


Rendezetlen töltet

RZE Kühni

Rendezett töltet


SHE

Rendezett töltet

RDC ARDC


Pulzáltatott szitatányéros extrakciós oszlop LP Fázishatár HP

Szitatányérok

LP

HP Pulzátor 35

Karr oszlop

Perforated plates: perforált tányérok Baffle plate: terelő lemez Tie rods and spacers: falkötővas és távtartó Light phase in/out: könnyű fázis be/ki Heavy phase in/out: nehéz fázis be/ki 36

Karr oszlop

37

Szilárd – folyadék extrakció • Növényi anyagok feldolgozása – Cukorrépa feldolgozása – Növényolajgyártás – Gyógynövénykivonatok, táplálékkiegészítők, természetes színezékek és aromák stb. kinyerése

• Ásványi anyagok kinyerése

38

Réz extrakció mixer-settlerben

39

Ajánlott irodalom • Vegyipari műveletek 2. elektronikus tananyag (www.tankonyvtar.hu) – 1.4 fejezet

40

Jó tanulást!

Köszönjük Dipl. – Ing. Werner Bäcker (Bayer Technology Services) segítségét.

Extrakció. Vegyipari és biomérnöki műveletek segédanyag Simándi Béla, Székely Edit BME, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Recommend Documents