Тонкое извлечение слоя
Тонкий слой экстракция во времени, представляет собой процесс экстракции реактивной жидкости который обеспечивает превосходный массоперенос при сохранении фазового разделения. [ 1 ] Он выполняется с помощью периодического производства партии , который контролирует время каждой химической реакции .
Подход
[ редактировать ]Небольшое количество жидкого органического экстракта распространяется в виде тонкого слоя, на матрицу, изготовленную из тонкого микропористого материала , поверхности которого свободно доступны из и снаружи. Выдержка удерживается капиллярными силами или другими силами. Этот слой попеременно и неоднократно вводится в краткий контакт с тонкими слоями донора и водной жидкостью. На стадии извлечения отдельные виды, которые присутствуют в донорском растворе, транспортируются из донорского водного раствора в органическую фазу, где возникает реакция. На этапе снятия реакция меняется, а извлеченные виды разгружаются в водный раствор. Таким образом, генерируются две альтернативные партии продукта: рафинат и продукт полоса. Поскольку каждый из видов, который должен быть разделен по -разному, ассоциируется с хозяином, композиция продукта Рафината и полоса дифференцируется.
Уникальные характеристики
[ редактировать ]С типичной диффузии жидкой массы в порядке 10 −9 м 2 /s, [ 2 ] Характерное время для диффузии через жидкий слой толщиной 20 мкл составляет 0,4 с. Следовательно, худость обеих фаз (органических и водных) вызывает относительно «немедленный» массоперенос гостевых видов от одной фазы на другую, что означает, что этот процесс имеет низкую сопротивление массопереноса. Низкое сопротивление массопередачи позволяет разоблачить эффекты, связанные с массопереносом от эффектов, связанных с скоростями реакции; Это также допускает относительно частый езда на велосипеде, который помогает смягчить ограниченную емкость, которая связана с небольшими партиями водного корма, обработанной в каждом цикле.
Применение к кинетическому извлечению тонкого слоя реактивного
[ редактировать ]Вторичная характеристика извлечения тонкого слоя возникает в результате периодического режима пакетного периода. Это позволяет точно контролировать время и пространство над небольшими обработанными элементами в ходе процесса, определенной степени контроля, которая невозможна ни в одном другом методе экстракции жидкости. Этот контроль важна для использования различий в скоростях реакции различных видов (см. Термодинамическое и кинетическое контроль реакции ) и «сбора урожая» разлученных видов на ранних этапах траекторий реакции, где относительные различия в концентрации являются наибольшими. Это образует основу для кинетического, реактивного, тонкого слоя. [ 3 ]
Условия процесса
[ редактировать ]Экстратант, включая хозяина, должен быть существенно нерастворим в обработанных водных растворах, чтобы избежать вымывания. Тем не менее, разница в плотности между несмешиваемыми фазами, которая играет важную роль в обычной экстракции жидкости жидкости, не имеет значения при извлечении тонкого слоя.
Потенциальные приложения
[ редактировать ]Когда необходимо разделение двух близкородственных соединений путем экстракции жидкости жидкости, общепринятая мудрость указывает на то, что необходимо найти селективный экстрагент, который будет различать между ними, связывая каждый с разными составами равновесия.
Тонкое извлечение слоя рекомендуется для разделения высококачественных продуктов, которые производятся в умеренных объемах (например, разделение хиральных молекул [ 4 ] [ 5 ] ).
Оборудование
[ редактировать ]Тонкий слой извлечение используется в специализированном оборудовании, работающем в качестве роботов, состоящих из:
- Картридж состоит из проницаемой, открытой макропористого матрицы, изготовленной из микропористого твердого субстрата, совместимой с фазой экстрагента и доступным от/во внешний мир. Заменяемая микропористая матрица изначально смачивается экстрагентом, обнажая тонкий жидкий слой на ее поверхности, не препятствуя макро-автозами.
- Средства для привлечения альтернативных небольших партий донорских и полосовых решений для покрытия, так как тонкие слои тонкий экстрагирующий слой, содержащийся в определенных секциях матрицы в течение контролируемого времени, а затем собирать решения продукта. Один из методов состоит из опрыскивания решений по разделам матрицы, которые периодически обмениваются поэтапными позициями, которые должны быть попеременно выявляются донорам и решениям.
- Водные слои затем стягивают от матрицы и собирают в виде двух отдельных продуктов. Второй метод состоит из пневматической накачки с контролируемой скоростью, в направлении против тока чередующиеся небольшие партии растворов доноров и полосок через пакет микропористых капилляров. Этот второй метод позволяет программируемому количеству этапов, но не позволяет изменять соотношение органического и водного водного отношения (O/W).
- Программируемая система управления.
Тонкая ячейка для извлечения слоя состоит из секции матрицы, которая по очереди попеременно подвергается воздействию донора, а затем для полосовых решений. Каждая ячейка принимает две чередующиеся партии водных подач и генерирует две соответствующие чередующиеся партии продуктов.
В многоступенчатой операции трасса ячеек работает синхронно с продуктами из одной ячейки, направленной на подачу в следующую верхнюю или нижнюю ячейку.
Многоступенчатое оборудование для извлечения тонкого слоя является линейно масштабируемым, что позволяет получить результаты, полученные на лабораторных устройствах настольного вершины, будут непосредственно масштабироваться до полномасштабных производственных заводов.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Lavie R., «Извлечение тонкого слоя-новый метод экстракции с жидкостью жидкости», Aiche Journal, 54, выпуск 4, стр. 957-964, 2008. два : 10.1002/aic.11445 .
- ^ Ven_lucassen, I., "Диффузионные коэффициенты в жидких системах", Тезис - Технический университет Eindhoven, 1999, ISBN 90-3862551-0 .
- ^ Рам Лави, «Кинетическая реактивная извлечение тонкого слоя», Исследования промышленной и инженерной химии, том 53, выпуск 47, страницы 18283–18290, Два : 10.1021/IE5026387 .
- ^ Lavie R. и Wajc S., «Хиральное разрешение с помощью тонкого уровня экстракции», Химическая инженерная транзакция, том 24, стр. 739-744, 2011, doi : 10.3303/cet1124124 .
- ^ Lavie R., "Хиральное разрешение ионных соединений с помощью тонкого слоя экстракции", Ind. & Eng. Химия исследования, 2011, вып. 50, выпуск 22, страницы 12311-12844, Два : 10.1021/IE201596N .
