Экстракция

Экстракция, экстрагирование, технологии. процесс, при помощи которого смесь веществ (сырье) разделяется на составные части на основе большей растворимости в данном ра створителе одного или нескольких входящих в состав сырья соединений. Обработке могут подвергаться как твердые или жидкие, так и газообразные продукты, причем в последнем случае процесс Э. может совпадать с адсорбцией (смотрите).

В качестве растворителя обычно применяются жидкие при t° проведения Э. вещества; в широком же смысле слова к Э. могут быть отнесены процессы, при которых извлекаемое вещество образует соединения, легко разлагающиеся с обратным выделением извлекаемого продукта в чистом виде. В этих случаях для Э. могут применяться твердые вещества. Технологии, процесс Э. распадается на следующие стадии: обработка сырья растворителем, отделение полученного раствора извлекаемого вещества (мис-целлы) от остатка (шрота), отделение извлеченного вещества от растворителя (в большинстве· случаев осуществляемое отгонкой при обычном давлении или в вакууме), извлечение растворителя, удерживаемого экстрагируемым сырьем, и регенерация и улавливание растворителя при отгонке. В зависимости от природы сырья первая стадия технологически может значительно различаться. В простейшем случае извлекаемое вещество находится на поверхности сырья (шерстяной жир) или оно легко выщелачивается (неорганич. соли из осадков). В этом случае при расчетах исходят из предпосылки устанавливающегося равновесия между твердой и жидкой фазой, и полнота извлечения при п заливках растворителем определяется из ф-лы:

b=—jj-y* > ^гДе а—отношение объёма растворителя, слитого с сырья, к объёму растворителя, оставшегося на сырье, а b—отношение первоначально содержавшегося в сырье вещества к оставшемуся после п-й заливки. Для

Э., производящейся по принципу противотока,

^ь=ϊ^₊₀,+Ιι,₊. + α» ^пРОДесс Э. значительна замедляется и отступает от этой закономерности, если извлекаемое вещество адсорбировано экстрагируемым сырьем, например Э. масел из отбельных земель. Гораздо сложнее процесс Э. протекает, когда извлекаемое вещество включено в особые вместилища, ограниченные полупроницаемыми перегородками, каковыми являются например стенки клеток растительного сырья при Э. сахара из свекловицы, дубильных экстрактов из дубителей и т. д. В этих случаях Э. зависит от процессов диффузии, и помимо разности концентраций извлекаемого вещества приходится учитывать время, потребное для процесса, что в свою очередь часто приводит к экономии, нецелесообразности извлечения небольших остаточных количеств экстрагируемого вещества. Ускорение процесса Э. достигается: а) увеличением поверхности соприкосновения растворителя с сырьем, то есть измельчением сырья, причем ограничения в данном случае возникают из-за большой плотности загрузки при слишком мелком измельчении, б) перемешиванием растворителя, чем достигается выравнивание концентраций в разных слоях растворителя, а следовательнb поддержание наибольшей разности концентраций на поверхности соприкосновения растворителя и сырья, и в) повышением t°. Кроме этих общих моментов для отдельных случаев необходима для ускорения и достижения“ полноты Э. предварительная подготовка сырья, например подсушивание, свертывание белковых веществ и тому подобное. Принцип устройства экстрак-

ционной аппаратуры основан либо на многократной обработке загрузки сырья свежим растворителем (тип экстрактора Сокслета, Мер-ца и др.) либо на систематическом выщелачивании, при котором свежий растворитель поступает на загрузку, уже почти исчерпанную, затем на менее истощенное сырье и перед спуском—в упариватель на свежее сырье. Аппаратура последнего типа конструируется также для непрерывного процесса (системы Дорра, Доунса, Вильбушевича, Больмана и др.). Кроме этих систем существуют типы вращающихся экстракторов (смотрите Батарея экстракционная и Маслоэкстракционное производство). Весьма существенным вопросом для Э. является выбор растворителя, т. к. от этого зависят экономичность процесса и качество конечного продукта; поэтому от растворителя требуется: а) чтобы он извлекал по возможности только те вещества, которые желательны, и не извлекал балластных веществ, б) чтобы он химически был инактивен по отношению к извлекаемому продукту и сырью в целом, в) чтобы растворимость в нем извлекаемого вещества была очень велика, г) чтобы при прочих равных условиях он обладал наи-низшим уд. в., низкой t°_Kunmi небольшой скрытой теплотой парообразования и уд. теплоемкостью, а также был по возможности огнебезопасен. Большое значение как растворители приобрели продукты разгонки нефти (бензин, петролейный эфир), ароматич. углеводороды и .продукты их гидрирования (тетралин), а также хлорированные углеводороды жирного ряда (четыреххлористый углерод, трихлорэтилен и др.), а также жидкий сернистый ангидрид. Э. применяется в различных отраслях пром-сти, являясь одним из распространеннейших элементов переработки растительного, животного и отчасти минерального сырья, например при получении растительных масел, животных жиров, сахара, дубителей, озокерита, а также при использовании многих отбросов и отходов.

Лит.: Шехтерле Э., Экстракционные аппараты, пер. с нем., М., 1929; Гавриленко И., Маслоэкстрак-цион. завод, М., 1932; Schechterle E., Extraktions-Apparatur, В., 1927; Pollmann F., Extraktion, Ullm. Enz., 2 Aufl., B. 4; Badger W., Me C a b e, Elemente der Chemie-Ingenieur-Technik, B., 1932.