R1 Keverő-ülepítő extraktorok felépítése, működése Folyamatos üzemű folyadék folyadék extraktor. A berendezés sűrűségkülönbségen alapuló gravitációs szétválasztással működik. A berendezés két részből áll. A zárt keverős üstbe folyamatosan táplálják az érintkező folyadékokat, melyek elkeveredve az ülepítőbe jutnak. Az ülepítő tágas, fekvő edény, melyet lemezek csatornákra osztanak. A csatornák megakadályozzák a betáplált folyadék örvénylését. A csatornákból kilépő folyadéknak a már nagyrész elkülönült fázisai rétegződnek. A folyadékrétegeket a megfelelő csonkon vezetik el. - 28 -
- 29 -
R2 Graesser extraktor felépítése, működése Folyadék-folyadék extraktor. 1958-ban a Coleby által feltalált vízszintes hengeres (dobos) elrendezésű extraktor. Lassan forgó vízszintes tengelyen függőleges tárcsák helyezkednek el, rajtuk (kerületükön) serlegsorral (kanalakkal). A berendezés különlegessége az alsó dobfélben lévő, a folytonos fázist képző folyadékot a merítőkanalak felhordják és az a felső dobfélben diszpergálódik és megfordítva. Vagyis a berendezésben cserélődik a két fázis. A Graesser-extraktor igen előnyös a kímélő fáziskeveredés miatt, különösen olyan rendszerekhez, amelyek nehezen elválasztható emulziók képzésére hajlamosak. A hatásfok jó, ha a fajlagos kapacitás kicsi. Nem alkalmas túl nagy sűrűségkülönbség és nagy felületi feszültség esetén. keresztmetszet szerkezeti vázlat - 30 -
R3 Gravitációs extrakciós oszlopok felépítése, működése A gravitációs oszlopok nagyon egyszerűek, de kevéssé hatékonyak. Permetező oszlopok A permetező oszlop önmagában üres függőleges cső, ahol a nehéz és/vagy könnyű folyadék bevezetésére szolgáló cseppképző szerkezet illetve elosztó szerkezet talán az egyetlen, amellyel úgy ahogy kézben tartható a működtetés. - 31 -
Terelőlemezes oszlopok Az oszlop jobbos-balos egyforma szegmenseket tartalmaz. Az egyszerű, üres permetező oszlopoknál fellépő folyadék-bolyongást a terelőlemezes szerkezet csökkenti. Hatásfoka kicsi (< 0,1 elméleti fokozat lemezközönként). A lemezek közti távolság 0,1 0,15m. Szitatányéros oszlopok A szitatányéros (perforált lemezes) oszlopok nagyon elterjedtek. Túlfolyós tányéros oszlopok A könnyebb folyadék cseppjei (a tányér furatain átlépve) szétoszlanak a nehezebb folyadék lefelé haladó összefüggő áramában. A folytonos fázist a túlfolyóban vezetik felülről lefelé, tányérról tányérra. A könnyebb fázis cseppjei összeolvadnak és a tányér alatt kitisztult összefüggő réteget képeznek. - 32 -
Túlfolyó nélküli szitatányér Kis felületi feszültségű elegyeknél alkalmazzák. A két szitatányér közötti térben erős gomolygású konvekciós cellák keletkeznek. A diszpergált és összefüggő fázis felváltva áramlik át a lyukakon. Töltelékes oszlopok Működésük szinte teljesen egyezik a permetező oszlopokéval, a különbség annyi, hogy a készülékben töltőtestek vannak, amelyek növelik a fázisok közti érintkező felületet. A töltelékek többnyire Raschig-gyűrűk és Berl-féle nyergek. Folytonos fázisként a tölteléktesteket jobban nedvesítő folyadékot használják. - 33 -
R4 Keverős extrakciós oszlopok felépítése, működése Legtöbb esetben középpontba helyezett függőleges tengelyűek. Ezt a tengelyt felülről (motorral/hajtóművel) forgatják. A tengelyre egymástól meghatározott távolságra több sík korongot vagy lapátos keverőt vagy turbókeverőt szerelnek. A keverő (rotor) a fix, merev státorlemezek által határolt ún. kamrák (cellák) közepén helyezkedik el. A státor általában merev (fix) gyűrű, belső nyílása meghatározza az oszlop, szabad átömlő keresztmetszetét. A két fázist meghatározott szakaszokban intenzív módon átkeverik, ennek során a diszperz fázis számos kis cseppre oszlik szét. A keverő szakaszhoz csatlakoznak a csillapító szakaszok, amelyek megakadályozzák, hogy a diszperz fázist a folytonos fázis magával ragadja, valamint az axiális irányú elkeveredését. A keverőoszlopok nagy kapacitással és jó szétválasztó hatásfokkal rendelkeznek. RDC (rotating disc contactor) oszlop Legegyszerűbb forgóelemes készülék, többnyire egyszerűen szerelhető a keverős tengely. - 34 -
Scheibel oszlop A fázisok átkeverését lemez alakú keverők vagy vezető lapokkal ellátott lemezes keverők végzik. Csillapító szakaszokként drótszövedék töltelék is alkalmazható. Mixo-oszlop Kühni-oszlop - 35 -
EC-oszlop RZE-oszlop - 36 -
SHE-oszlop ARD-oszlop Keverős extraktorok különleges csoportja. - 37 -
BTC-oszlop Belső terelőcsöves forgótárcsás Takács-féle extraktor. Az oszlopot cellákra osztja a státorgyűrű, ezt a gyűrű több helyen (koncentrikus kör mentén) furattal látják el. Két státorgyűrű között középen az oszlop függőleges tengelyére szerelt tárcsa biztosítja a folyadékok erőteljes keverését. - 38 -
R5 Fluidágyas szilárd-folyadék extraktor felépítése, működése Folyamatos üzemű, függőleges tengelyű szilárd folyadék extraktor. A friss oldószert a kolonna alján vezetik be, amely az elosztórácson keresztül jut a kolonnába és érintkezik a felül bevezetett szilárd anyaggal. - 39 -
R6 Bollman extraktor felépítése, működése Folyamatos üzemű szilárd-folyadék extraktor. Függőleges, magas, szekrényes házban elhelyezett serleges, lánckerekes készülék. A két lánckerék között kifeszített végtelen láncra karok segítségével serlegek vannak felerősítve. A serlegek csuklósan rögzítettek, tehát tengelyükön elfordulhatnak, aljuk szitaszövetből készül. A lánc mozgása közben az egyik oldalon felfelé a másik oldalon lefelé mozognak a serlegek, tehát az anyag és a bepermetezett oldószer az egyik oldalon egyenáramban van, a másik oldalon pedig ellenáramban van. A szilárd anyagot az adagológaratból adagolják a serlegekbe, és az oldószert a legfelső serlegekre permetezik. - 40 -
A készülék felső része: A kényszerpályás billenőszerkezet kiborítja a kilúgozott szilárd anyagot, amelyet a házból két csiga szállít ki. Az extraktor 30 serleget tartalmaz, egy serleg térfogata 270-450 liter, a körülfordulási idő 60-150 perc. - 41 -
R7 Kennedy extraktor felépítése, működése Folyamatos üzemű, vízszintes tengelyű szilárd folyadék extraktor. A készülékben az extrahálandó szilárd anyag és az extraháló oldószer ellenáramban halad. Az extraháló berendezés egyik végén folyamatosan adagolják az extrahálandó szilárd anyagot és a másik végén, pedig folyamatosan elvezetik az extrakciós maradékot. Ugyanakkor az extrakciós maradék oldalán folyamatosan betáplálják az extraháló oldószert és a friss szilárd anyag betáplálása helyén folyamatosan, elvezetik extraktumot. A rendszerből kilépő extraktum érintkezik a friss szilárd anyaggal, amelyben a hasznos anyag koncentrációja a legnagyobb Viszont az extrakciós maradék találkozik a friss extrháló oldószerrel, amely még csökkenti a rendszert elhagyó extrakciós maradékban koncentrációt. - 42 -
R8 Rotacell-extraktor felépítése, működése Folyamatos üzemű szilárd-folyadék extraktor. A kör alakú forgórész több rekeszt tartalmaz. Mindegyik rekeszben billenő szitalemez tartja a szilárd anyagot. A forgórész lassan forog egy ugyancsak rekeszekre osztott állótartály felett. A forgórész felett permetező perforált csövek vannak. A forgórész forgása során egymás után mindegyik kamra az előkészített magvakat betápláló berendezés, majd a permetezők sorozata alá jut. Nem egészen egy teljes fordulatot leírva, a rekeszek a kilúgozott maradék szilárd anyagot az alsó állórekeszek egyikébe ürítik. Innen ezt folytonosan elszállítják. Az oldószer a permetezőről a szilárd anyagrétegen és a szitalemezen át az alsó tartály megfelelő állórekeszébe jut. Innen egy szivattyú a következő permetezőcsőbe szállítja. Az extrakció ellenáramú: a legtöményebb oldat a legfrissebben megrakott szitalemezről csurog le. Az oldószerveszteség elkerülése céljából az egész berendezés zárt ház -ban foglal helyet. - 43 -
- 44 -
R9 Hildebrandt-extraktor felépítése, működése Folyamatos üzemű szilárd-folyadék extraktor. Az egész berendezés jellegzetes U alakú. Az extraktor három csőből és bennük perforált levelű csigákból áll. A szállítócsigák (kissé) különböző sebességgel forognak úgy, hogy a szilárd anyag különösen az U alsó vízszintes szárában tömörül össze. A csövekben belül különleges vezetősínek akadályozzák meg a szilárd anyagot abban, hogy továbbjutása során foroghasson. A friss oldószert az U jobb oldali szárába felül vezetik be, és ellenáramban halad végig a szilárd anyaggal szemben. - 45 -