有機溶劑萃取裝置是一種用於從混合物(如水相、植物提取液、反(fǎn)應液或(huò)工業廢(fèi)液)中選(xuǎn)擇性分離目標有機或(huò)無(wú)機成分的實驗(yàn)或(huò)工業設(shè)備
,其(qí)核心(xīn)原理是利(lì)用目標物質在兩種互不相溶溶劑(通(tōng)常為水相與有機相)中溶解度的差異實現(xiàn)高效分離與富集。該裝置廣泛應用於化(huà)學
、制藥
、環(huán)境監測、食品分析(xī)
、冶金及生物工程等領域
,是實驗(yàn)室研究(jiū)和(hé)工業化(huà)生產中不可少的關鍵設(shè)備。
根據(fù)操作方式和(hé)規模,有機溶劑萃取裝置可分為手動分液漏斗
、自動液液萃取儀(yí)、連(lián)續萃取器(qì)及大(dà)型多級(jí)逆流萃取塔等類型。實驗(yàn)室常用的小(xiǎo)型裝置多采用密閉(bì)振蕩或(huò)磁力(lì)攪拌方式
,配(pèi)合高精度控(kòng)溫(wēn)與定時功能,確保(bǎo)萃取過(guò)程安全(chéng)
、重(zhòng)復(fù)性好(hǎo);而工業級(jí)裝置則常集成多級(jí)混合-澄清單元,通(tōng)過(guò)泵送系統實現(xiàn)連(lián)續進料(liào)
、相分離與溶劑回(huí)收 ,大(dà)幅提升處理效率和(hé)溶劑利(lì)用率。
一、基礎(chǔ)連(lián)續萃取裝置
基礎(chǔ)連(lián)續萃取裝置通(tōng)常由萃取器(qì)
、燒(shāo)瓶和(hé)冷凝(níng)器(qì)三(sān)部分組成
,適用於分配(pèi)比(bǐ)較小(xiǎo)的溶質的萃取。
萃取器(qì):是樣(yàng)品溶液和(hé)有機溶劑混合併進行(xíng)萃取的部分。根據(fù)有機溶劑與水的密度差異,萃取器(qì)的設(shè)計(jì)有所不同
。例如,當(dāng)有機溶劑比(bǐ)水輕時
,萃取器(qì)可能包含細(xì)長玻璃漏斗管(guǎn)、細(xì)孔玻璃板等結構(gòu),用於分散溶劑形成細(xì)滴流進樣(yàng)品中;當(dāng)有機溶劑比(bǐ)水重(zhòng)時
,萃取器(qì)可能採用玻璃圓(yuán)筒(tǒng)等結構(gòu)
,使溶劑流經樣(yàng)品水相層後(hòu)沈至底部
。
燒(shāo)瓶:既作萃取液接受器(qì),也是萃取劑的蒸發(fā)器(qì)。
冷凝(níng)器(qì):將萃取劑蒸氣冷凝(níng)後(hòu)回(huí)滴到萃取器(qì)中,進行(xíng)下一級(jí)萃取。
二(èr)、液-液萃取裝置
液-液萃取裝置用於兩種互不相溶(或(huò)微溶)的液體之間的萃取
,其(qí)結構(gòu)通(tōng)常包括(kuò)以下部分:
萃取器(qì)
:是核心(xīn)部分,常見的有分液漏斗
、旋(xuán)轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(qì)
、萃取瓶等形式。內(nèi)部具有液體收集區和(hé)液體釋放(fàng)區
,用於容納(nà)待萃取的混合液與萃取劑
,並使兩者充分接觸進行(xíng)萃取分離
。
攪拌器(qì)
:通(tōng)過(guò)攪拌促使液滴破碎和(hé)均勻(yún)混合,加快相間的傳質過(guò)程,提高萃取效率。常見的攪拌器(qì)類型有機械攪拌器(qì)、磁力(lì)攪拌器(qì)等
。
溶液泵
:能夠在一定壓力(lì)下將萃取液、廢(fèi)液等輸送到各個系統中
,保(bǎo)證萃取過(guò)程中液體的正常流動和(hé)循環(huán)。例如離心(xīn)泵、螺桿泵等循環(huán)泵都可作為溶液泵使用。
分離器(qì):用於將萃取後(hòu)的兩種液體進行(xíng)分離
,通(tōng)常採用離心(xīn)分離或(huò)重(zhòng)力(lì)分離等方式
。常見的分離器(qì)有離心(xīn)分離器(qì)、重(zhòng)力(lì)分離器(qì)
、分液漏斗等。
其(qí)他輔(fǔ)助部件:如分相傳感器(qì)(實時監測萃取後(hòu)液體的分相情(qíng)況)、進樣(yàng)針(負責將樣(yàng)品準確地引入萃取裝置中)、進樣(yàng)室(為樣(yàng)品提供(gōng)暫時儲(chǔ)存和(hé)預處理的空間)、溫(wēn)控(kòng)系統(將樣(yàng)品以恆定的溫(wēn)度加熱,保(bǎo)證萃取過(guò)程的穩定性和(hé)重(zhòng)復(fù)性)、控(kòng)制器(qì)(自動化(huà)地控(kòng)制萃取過(guò)程)
、操作界面(方便設(shè)置參數(shù)
、查看運行(xíng)狀態和(hé)數(shù)據(fù)等)、收集瓶(收集經過(guò)萃取和(hé)分離後(hòu)的目標液體)
、過(guò)濾器(qì)(對萃取後(hòu)的液體進行(xíng)過(guò)濾,去除其(qí)中的雜質或(huò)固體顆粒)等
。
三(sān)
、微分半連(lián)續固液萃取設(shè)備
微分半連(lián)續固液萃取器(qì)是一類固定床固液接觸設(shè)備,主要是一個萃取塔,常見的典型設(shè)備結構(gòu)包括(kuò)
:
多層填(tián)料(liào)萃取塔:塔內(nèi)裝有適宜的填(tián)料(liào)
,輕液相由塔底進入,從塔頂排出
;重(zhòng)液相由塔頂進入
,由塔底排出
。萃取操作時連(lián)續相充滿整個塔中,分散相由分布器(qì)分散成液滴進入填(tián)料(liào)層,並與連(lián)續相接觸傳質
。
多級(jí)攪拌萃取塔
:通(tōng)過(guò)多級(jí)攪拌促進液相間的混合和(hé)傳質。
轉(zhuǎn)盤萃取塔:在塔體內(nèi)壁(bì)的面上按一定間距安裝有若干個環(huán)形擋板(固定環(huán)),將塔內(nèi)分成若干個小(xiǎo)空間
。兩個固定環(huán)之間安裝一轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤固定在中心(xīn)軸上。萃取操作時,轉(zhuǎn)盤隨(suí)中心(xīn)軸高速(sù)旋(xuán)轉(zhuǎn),液體產生的剪力(lì)使分散相破裂成許多細(xì)小(xiǎo)液滴
,並使液相中產生強烈的渦旋(xuán)運動
,增大(dà)相際接觸面積和(hé)傳質系數(shù)
。
四(sì)
、快速(sù)溶劑萃取裝置
快速(sù)溶劑萃取裝置是一種通(tōng)過(guò)高溫(wēn)高壓加速(sù)溶劑滲(shèn)透(tòu)效率的全(chéng)自動化(huà)分析(xī)儀(yí)器(qì),其(qí)核心(xīn)結構(gòu)包含溶劑預熱裝置
、壓力(lì)控(kòng)制單元和(hé)智能溫(wēn)控(kòng)系統
。裝置採用可分離式設(shè)計(jì),配(pèi)備反(fǎn)向(xiàng)加壓裝置與柔性囊式內(nèi)膽結構(gòu)
。其(qí)結構(gòu)組成如下
:
控(kòng)制主機:集成溶劑預熱裝置
、雙路溫(wēn)控(kòng)模塊(kuài)(含加熱器(qì)與制冷器(qì))以及觸摸式控(kòng)制面板。
溶劑萃取裝置:包含支撐托架
、冷凝(níng)回(huí)收單元和(hé)帶防爆(bào)設(shè)計(jì)的收納(nà)底座。主體與萃取瓶採用硬質不鏽鋼外殼與聚四(sì)氟乙烯柔性內(nèi)膽雙層結構(gòu)。
