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