Экстрактор — устройство для извлечения веществ¶
Экстрактор — аппарат или устройство, предназначенное для проведения процесса экстракции, то есть извлечения одного или нескольких компонентов из твёрдого или жидкого сырья с помощью растворителя. Термин применяется в химической промышленности, пищевом производстве, лабораторной практике, нефтедобыче и ряде других отраслей. По конструкции и принципу действия экстракторы подразделяются на лабораторные и промышленные, периодического и непрерывного действия.
¶Принцип работы
Экстракция основана на различии растворимости компонентов исходного сырья в выбранном растворителе. Контактируя с сырьём, растворитель переносит нужное вещество в раствор, после чего растворитель отделяют от целевого продукта (обычно выпариванием или дистилляцией) и, при необходимости, возвращают в цикл. Экстрактор обеспечивает плотный контакт фаз, поддержание заданной температуры, времени контакта и других параметров процесса.
¶Классификация
По типу обрабатываемого сырья:
- Твёрдое сырьё — извлечение ценных компонентов из растительного сырья, горных пород, полимеров и т. д.
- Жидкое сырьё — разделение жидких смесей, например извлечение ароматических соединений из нефти.
По режиму работы:
- Периодического действия — загрузка сырья, проведение процесса, разгрузка остатка выполняются циклами.
- Непрерывного действия — сырьё и растворитель движутся непрерывно, что обеспечивает высокую производительность.
По конструкции:
- Стоечные — колонны с тарелками или насадкой, в которых встречное движение фаз обеспечивает ступенчатый контакт.
- Роторные — вращающиеся барабаны, где перемешивание обеспечивается механическим приводом.
- Шнековые — шнековый транспортёр одновременно перемещает сырьё и обеспечивает контакт с растворителем.
- Затопленные — ёмкость, в которой сырьё полностью погружено в растворитель.
¶Лабораторные экстракторы
В лабораторной практике наиболее известны аппарат Сокслета и экстрактор Вюрца. Аппарат Сокслета (изобретён в 1879 году немецким химиком Францем фон Сокслетом) позволяет проводить многократную циклическую экстракцию: растворитель испаряется, конденсируется, проходит через колбу с сырьём и стекает обратно, постепенно насыщаясь целевым веществом. Экстрактор Вюрца представляет собой стеклянную колонку с насадкой, через которую растворитель проходит вниз, контактируя с твёрдым сырьём.
¶Промышленное применение
¶Пищевая промышленность
В пищевой индустрии экстракторы используются для получения растительных масел из семян подсолнечника, сои, рапса и других культур. Наиболее распространены шнековые пресс-экстракторы, в которых масличное сырьё подвергается прессованию с одновременной обработкой растворителем (обычно гексаном). В производстве кофе и чая экстракция применяется для получения растворимых напитков.
¶Химическая промышленность
Экстракторы применяются для очистки продуктов органического синтеза, извлечения ценных компонентов из отходов производства, разделения смесей. Широко распространена жидкостная экстракция в стоечных колоннах.
¶Нефтедобыча и нефтепереработка
В нефтехимии экстракция используется для разделения ароматических и парафиновых углеводородов, очистки масел. Процесс проводится в промышленных экстракционных колоннах.
¶Горная промышленность
Гидрометаллургические экстракторы применяются для извлечения металлов из руд — золота, меди, урана и других элементов. Наиболее распространены экстракторы с перемешиванием и колонные экстракторы.
¶Фармацевтика
При производстве лекарственных средств экстракция используется для выделения активных веществ из растительного сырья и синтезированных смесей.
¶Материалы и конструктивные особенности
Промышленные экстракторы изготавливают из нержавеющей стали, кислотостойких сплавов или с антикоррозийным покрытием — выбор материала зависит от агрессивности растворителя. Лабораторные экстракторы традиционно стеклянные, однако для работы с агрессивными средами применяют металлические аналоги.
¶Экстракторы других типов
Термин «экстрактор» используется и вне химической промышленности. В медицине экстракторами называют инструменты для извлечения инородных тел, плодных яиц или зубов. В строительстве экстрактор — устройство для извлечения анкерных болтов и крепежа. В нефтегазовой отрасли экстрактор — специальный инструмент для подъёма труб из скважины.
¶История
Первые описания процесса экстракции относятся к античности — получение эфирных масел и настоек на растительном сырье. Промышленное значение экстракция приобрела в XIX веке вместе с развитием химической промышленности. Аппарат Сокслета (1879) стал одним из символов лабораторной экстракции и используется до сих пор.
¶Источники
- Химическая энциклопедия / Под ред. Кнунянца И. Л.
- Пищевые производства: Энциклопедия / Под ред. Микояна С. А.
- Справочник по аппаратам и трубопроводам химических производств
- Технология пищевых производств: учебник для вузов
