Жидкостная экстракция – это выделение определенного вещества из смеси путем ее растворения в растворителе, который способен воздействовать только на это конкретное вещество. В процессе экстракции вещество обрабатывают растворителем, и оно разделяется на несколько менее растворимых компонентов. При этом растворитель не растворит никакого другого вещества в смеси, кроме того, на которое направлен процесс экстракции.
Читайте также про гистологический анализ по ссылке https://alt.ua/blog/gistologicheskij-analiz
Жидкостная экстракция часто применяется для извлечения и очистки желаемого компонента из раствора, включая извлечение продукта из ферментационных бульонов. Экстракция может также использоваться для удаления примесей из жидких растворов, а не продуктов. Экстракция является более предпочтительным процессом разделения, если:
- Повышенная температура при выпаривании, сушке или перегонке, может нанести вред одному или нескольким компонентам смеси (например, при извлечении пенициллина из отфильтрованного бульона);
- Растворенное вещество присутствует в низкой концентрации, и весь растворитель (обычно вода) в сыпучем питательном растворе может испариться;
- Мембрана, ионная смола или хроматографические процессы разделения не были разработаны для рассматриваемого разделения.
Простейшей операцией экстракции является одноконтактная периодическая экстракция, при которой исходный раствор перемешивают с подходящим растворителем, дают ему разделиться на две фазы, после чего растворитель, содержащий экстрагированное растворенное вещество, декантируют. Эта процедура аналогична классическому лабораторному опыту с разделительной воронкой и позволяет понять, что такое экстракция.
В промышленных условиях процедура экстракции обычно включает более одной стадии экстракции, которые выполняются одновременно. Необходимое для этой операции оборудование может включать либо дискретные смесители и отстойники, либо колонну, в которой исходная и растворенная фазы протекают противотоком благодаря разнице плотностей между ними.
Основные стадии жидкостной экстракции:
- Контактирование и диспергирование фаз;
- Разделение или вещества на извлекаемую (экстракт) и исчерпываемую (рафинат) фазы;
- Выделение из экстракта целевых компонентов и регенерация экстрагента путем дистилляции, либо реэкстракции;
- Промывка и очистка промывка экстракта для удаления механически захваченного исходного раствора.
Оборудование для экстракции
Специальные контакторы, которые используются для экстракции различными типами растворителей, называют одним из самых распространенных типом оборудования, выпускаемым индустрией химического машиностроения. Зачастую они разрабатываются для конкретных процессов, с которыми затем, как правило, и ассоциируются.
Выбор подходящего экстрактора основан на большом количестве факторов. В фармакологии и медицине применяется оборудование для разделения легкой и тяжелой фаз, а также дисперсной и непрерывной фаз. Выбор дисперсной фазы зависит от скорости потока, вязкости и характеристик смачивания обеих фаз. В зависимости от стоящих перед исследователями целей и задач растворителем выступать тяжелая, либо непрерывная фаза, но это всегда будет фаза экстракта. Вот несколько типичных приборов для экстракции:
- Смеситель-отстойник;
- Пульсационная колонна;
- Гравитационная колонная;
- Экстракционная колонна с мешалками;
- Центробежный экстрактор.
К гравитационным экстракторам относятся распылительные, насадочные и тарельчатые колонны. Они же считаются самым эффективным оборудованием для экстракции благодаря максимальным показателям удельной производительности.