برج های استخراج

نام انگلیسی: Extraction Tower

در استخراج مایع- مایع مانند تقطیر، دو فاز را باید در تماس با یکدیگر قرار داد تا عمل انتقال جزء مورد نظر انجام شده و سپس جداسازی صورت می گیرد. در تقطیر عمل اختلاط و جداسازی آسان و سریع است . اما در استخراج، چون چگالی دو فاز نزدیک به یکدیگر می باشد برای اختلاط و جداسازی نیروی محرکه کمی در دسترس است. در این حالت عمل مخلوط کردن دو فاز مشکل و جداسازی آنها مشکلتر است. ویسکوزیته هر دو فاز نسبتاً بالا و سرعت حرکت مواد در بیشتر قسمتهای دستگاه های استخراج پایین است. در نتیجه در بسیاری از دستگاه های استخراج، نیروی محرکه لازم برای اختلاط و جداسازی با روشهای مکانیکی تامین می شود.
محصول استخراج ممکن است سبکتر یا سنگینتر از محصول پس ماند باشد در نتیجه محصول استخراج در بعضی از دستگاهها از قسمت فوقانی و در بعضی دیگر از قسمت تحتانی دستگاه خارج می شود . اگر به بیش از یکبار تماس بین مایعات نیاز باشد، عملیات تکرار می شود. اما وقتی تعداد کمیت ها زیاد و نیاز به چند بار تماس باشد، از جریان پیوسته استفاده می شود.

کاربرد برج های استخراج
اگر جداسازی از طریق تقطیر کارایی لازم را نداشته و یا خیلی دشوار باشد به جای آن می توان از استخراج مایع- مایع استفاده کرد. مخلوط هایی که نقطه جوش نزدیک به هم دارند را می توان به وسیله این روش از هم جدا کرد. اجزای روغن های مخصوص روغن کاری با نقطه جوش بالاتر از ۳۰۰ درجه را با حلالهایی نظیر فنل، فورفورال یا متیل پیرولیدون که قطبیت کمی دارند جدا می کنند. در انتخاب یکی از دو عمل استخراج یا تقطیر، معمولاً تقطیر انتخاب می شود هرچند که نیاز به سیستمهای گرم کننده و سردکننده می باشد. در استخراج، حلال را مجدداً باید بازیابی کرد که این راه معمولاً از طریق تقطیر صورت می گیرد. البته تلفیق این دو عملیات پیچیده تر و گرانتر از تقطیر معمولی بدون استخراج است. بعضی از بر ج های جداسازی کاربردهای ویژه ای دارند. مثلاً برج های ضربه ای برای استخراج مایعات رادیواکتیو و بسیار خورنده استفاده می شود. همچنین برای استخراج محصولات حساسی مانند ویتامین ها معمولاً از دستگاههای گریز از مرکز که در آنها زمان ماند بسیار کوتاه است استفاده می شود.

مشکلات موجود در برج های استخراج
همانطور که توضیح داده شد در بر ج های جداسازی پس از اینکه عمل اختلاط صورت گرفت ، ذرات مایع پراکنده شده به هم ملحق می شود و جریان خروجی از برج را تشکیل می دهند. اما مشکل عمده با مایعاتی است که به راحتی امولسیون تشکیل می دهند ، زیرا ذرات این مایعات به همان صورت مجزا باقی مانده و عمل جداسازی را بسیار مشکل می کنند. یکی از راههای رفع این مشکل این است که خروجی مخلوط شده را از صفحه ای از جنس فایبرگلاس عبور دهند تا قطره های پر اکنده شده به یکدیگر متصل و در اثر نیروی وزن ته نشین شوند. در جداسازی هایی که این روش به خوبی عمل نکند از دستگاههای گریز از مرکز استفاده می شود. مشکل عمده دیگری که در برج های استخراج روی می دهد به هم پیوستن قطرات پخش شده قبل از انتقال جرم کامل و رسیدن به خروجی برج است. برای رفع این مشکل گاهی داخل برج های استخراج سینی های سوراخ داری قرار می دهند تا عمل ریز کردن قطرات کامل شود. البته در این حالت به دلیل کوچکی سوراخها احتمال گرفتگی آنها بالا می رود.

انواع برج های استخراج
مهمترین دستگاه ها و برج هایی که در استخراج بکار برده می شوند عبارتند از :

-دستگاه های مخلوط کننده / ته نشین کننده
نام انگلیسی: Mixer – Settlers
مخزن همزن دار که فازهای مورد نظر پس از ورود با یکدیگر مخلوط می شوند. پس از اختلاط کامل همزن خاموش شده و فازها تحت تاثیر نیروی وزن خود از هم جدا می شوند. محصول استخراج شده به همراه حلال از طریق مجرایی در بالا و یا پایین دستگاه خارج می شود.

– برج های سینی دار مشبک
نام انگلیسی: Plate Tower

– برج های استخراج پاششی(اسپری)
نام انگلیسی: Spray and packed extraction tower
دراین برج ها مخلوط و ته نشین شدن به طور همزمان و پیوسته صورت می گیرد. در برج پاششی مایع سبک تر از پایین وارد و با عبور از قسمتی شبیه به آب پاش به صورت قطرات کوچک پخش می شود. قطرات مایع سبک از داخل توده مایع سنگین که به طور پیوسته به طرف پایین حرکت می کند عبور کرده و به طرف بالا می روند .این قطرات در حین بالا رفتن انتقال جرم را انجام داده و بالای برج به هم ملحق می شوند. در روش گفته شده فاز سبک پراکنده و فاز سنگین پیوسته است. عکس این حالت نیز ممکن است، بدین صورت که فاز سنگین در قسمت فوقانی ستون در فاز سبک پاشیده می شود و به صورت پراکنده از داخل جریان پیوسته مایع سبک، به طرف پایین حرکت کند. به منظور ایجاد سطح تماس بیشتر فاز دارای شدت جریان بیشتر را پراکنده می کنند، اما اگر اختلاف ویسکوزیته بالا باشد، فاز دارای ویسکوزیته بالاتر را برای افزایش سرعت ته نشینی پراکنده می کنند.

– برج های استخراج کننده با همزن مکانیکی
نام انگلیسی: Extraction Tower with Mixer

– استخراج کننده CM
نام انگلیسی: CM extraction
توربینی دیسکی با پره های ساخت برای پخش و مخلوط کردن مایعات استفاده می کند و صفحات افقی برای کاهش اختلاط محوری استفاده می نماید.

– تماس دهنده با دیسک چرخان RDC
نام انگلیسی:Contact Server (extraction) with spinning disk RDC

– ستون ضربه ای
نام انگلیسی: Pulsed Columns
در این دستگاه پالسی به صورت هیدرولیکی به مایع داخل ستون اعمال می شود. چون این استخراج کننده ها هیچ قسمت متحرکی ندارند خیلی عملی هستند. صفحات سوراخ دار ، طوری سوراخ شده اند که جریان عادی در آنها رخ نمی دهد. عمل نوسان که روی مایعات انجام می شود، مایعات سبک و سنگین را از سوراخ ها عبور می دهد. ستون های پر شده نیز می توانند به صورت ضربه ای عمل کنند. در این دستگاه شدت انتقال جرم در برابر افزایش هزینه انرژی ، افزایش می یابد. در این نوع از ستون ها فرایند هم زدن با دستگاههای خارجی انجام می گیرد. یک پمپ رفت و برگشتی با ضربه های متوالی تمام محتویات برج را در فواصل زمانی خاصی حرکت می دهد تا این حرکت تناوبی باعث ایجاد اختلاط در فازهای موجود در برج گردد.

-استخراج کننده سانتریفوژی/ گریز از مرکز
نام انگلیسی: Centrifugal Extractors
این دستگاه دارای محفظه ای معمولاً استوانه ای شکل است که حول محوری با سرعت بالا می تواند بچرخد .حلال و ترکیب مورد نظر در داخل محفظه قرار داده شده و نیروی گریز از مرکز به وجود آمده باعث می شود که انتشار و جداسازی فازها شتاب بیشتری بگیرد. دستگاههای گریز از مرکز گران قیمت بوده و کاربردهای نسبتاً محدودی دارند. از مزایای این دستگاه تعداد تماس زیاد در یک فضای کوچک و در زمان کوتاه است.

-برج های استخراج صفحه ای
نام انگلیسی: Baffle tower
این گونه از برج های استخراج صفحه هایی افقی دارند که مایع سنگین از بالای هر صفحه جریان یافته و از لبه به داخل فازسنگین و به طرف بالا پاشیده می شود. در این نوع از برج ها فاصله بین صفحه ها در حدود ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی متر است.

0 پاسخ

ارسال یک پاسخ

در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *


سه + یک =