Nella moderna produzione industriale, la separazione e la purificazione delle sostanze sono collegamenti cruciali. Come dispositivo di trasferimento di massa liquido-liquido efficiente, il torre di estrazione solvente Ha un ruolo chiave in molti campi. Utilizza la differenza nella solubilità o nel coefficiente di distribuzione di diverse sostanze in due solventi immiscibili per raggiungere l'estrazione, la separazione, l'arricchimento e la purificazione dei componenti target nella miscela. Che si tratti di industria chimica, raffinazione del petrolio, idrometallurgia, protezione ambientale e altre industrie, le torri di estrazione di solventi occupano una posizione indispensabile.
1. UNnalisi del principio di lavoro
(1) Principio di base - Legge sulla distribuzione
La base teorica principale dell'estrazione del solvente è la legge di distribuzione. Quando una sostanza solubile viene aggiunta a due solventi impossibili (o leggermente solubili), la sostanza può essere sciolta rispettivamente nei due solventi. UN una certa temperatura, se il composto non subisce decomposizione, elettrolisi, associazione e solvatazione con i due solventi, allora il rapporto tra la sua concentrazione nei due strati liquidi è una costante, che può essere espressa dalla formula:
K = c A /C B , dove c A e c B sono le concentrazioni del composto in due solventi immiscibili A e B, rispettivamente, e K è il coefficiente di distribuzione a una certa temperatura. Ad esempio, quando si estrae sostanze fenoliche dalle acque reflue contenenti fenolo, se viene selezionato un estrattore adatto, la concentrazione di fenoli nell'estrattore e la fase acquosa seguirà questa legge per la distribuzione.
(2) processo di estrazione
Costruzione di un sistema bifase: Il processo di estrazione prevede due fasi liquide immiscibili, più comunemente fasi acquose e organiche. Una fase è la fase continua (di solito la fase con una quantità maggiore) e l'altra fase è la fase dispersa. Ad esempio, quando si estrae acidi organici dal brodo di fermentazione, il brodo di fermentazione acquoso può essere la fase continua, mentre l'estrattore organico è la fase dispersa.
Introduzione di mangimi e solventi: Il materiale da separare viene alimentato nella torre di estrazione e viene aggiunto un solvente di estrazione che ha un'alta selettività per il componente target ed è incompatibile o ha una solubilità molto bassa con altri componenti nella materia prima. Ad esempio, quando si estraggono gli aromatici dalle frazioni di petrolio, viene selezionato un solvente di estrazione aromatica specifica.
Si verificano contatto e distribuzione: La fase dispersa entra nella fase continua attraverso un ugello o altri mezzi per formare piccole goccioline. Queste goccioline sono completamente in contatto con la fase continua e il componente target viene trasferito dal materiale originale al solvente di estrazione secondo la legge di distribuzione. Prendendo l'estrazione di litio dalla salamoia del lago Salt come esempio, dopo che la salamoia contenente al litio contatta l'estrattore, l'elemento di litio viene trasferito dalla salamoia all'estrattore.
Promozione di miscelazione e separazione: La struttura speciale all'interno della torre di estrazione promuove la completa miscelazione delle due fasi, quindi le due fasi vengono gradualmente separate da dispositivi di gravità o meccanica. La fase più pesante si deposita sul fondo della torre e la fase più leggera sale sulla parte superiore della torre. Ad esempio, quando si estraggono impurità nell'olio commestibile, la fase più pesante in cui le impurità si trovano i lavelli e la fase dell'olio puro aumenta.
Recisioni di raccolta e circolazione: La fase di estrazione ricca del componente target e della fase della materia prima impoverita nel componente target viene raccolta in diverse posizioni nella torre. In alcuni casi, il solvente di estrazione può essere riciclato. Ad esempio, nell'industria farmaceutica, dopo l'estrazione di alcuni intermedi farmacologici, il solvente di estrazione può essere riciclato dopo il trattamento.
2. Diversi tipi strutturali
(1) Torre di estrazione imballata
Caratteristiche strutturali: La torre è piena di vari tipi di imballaggio, come anelli Raschig, anelli pallisti, anelli di sella, ecc. Questi imballaggi forniscono un'enorme area di contatto con gas-liquido, consentendo alle due fasi di essere completamente miscelate e trasferite in serie. Ad esempio, nel trattamento delle acque reflue contenenti fenolo, l'imballaggio ad anello Raschig può aumentare effettivamente il contatto tra l'estrattore e le acque reflue.
Processo di lavoro: La fase continua scorre dall'alto verso il basso attraverso lo strato di imballaggio sotto l'azione di gravità, mentre la fase dispersa entra dalla parte inferiore della torre attraverso il distributore. Sotto l'ostruzione e la dispersione dell'imballaggio, scorre verso l'alto attraverso la fase continua sotto forma di goccioline sottili. In questo processo, il componente target viene trasferito tra le due fasi. Assumendo l'estrazione di ioni metallici pesanti dalle acque reflue come esempio, le goccioline estratteri si spostano tra l'imballaggio e lo scambio con gli ioni metallici pesanti nelle acque reflue.
Vantaggi: Struttura semplice, basso costo, adatto per il trattamento di materiali corrosivi e un'efficienza di trasferimento di massa relativamente elevata. Ad esempio, nella produzione chimica fine, per la separazione di alcuni prodotti con uscita ridotta ma elevati requisiti per la resistenza alla corrosione delle attrezzature, sono ampiamente utilizzate le torri di estrazione confezionata.
Limitazioni: Il flusso è relativamente piccolo, il volume di elaborazione è limitato e quando il carico del liquido è basso, la canalizzazione e altri fenomeni sono soggetti a verificarsi, influenzando l'effetto di trasferimento di massa. Nella produzione industriale su larga scala, se la domanda di volume di elaborazione è grande, potrebbe non essere in grado di soddisfare i requisiti di produzione.
(2) Torre di estrazione della piastra del setaccio
Caratteristiche strutturali: Esistono diversi strati di piastre di setaccio nella torre e molti piccoli fori sono distribuiti uniformemente sulle piastre di setaccio. Ad esempio, il diametro del foro del setaccio è generalmente compreso tra 3 e 8 mm e la dimensione specifica dipende dalle proprietà dei materiali elaborati e dai requisiti di processo.
Processo di lavoro: La fase continua viene dispersa in goccioline sottili attraverso i piccoli fori sulla piastra del setaccio ed entra nello strato successivo e i contatti con la fase dispersa dello strato successivo in controcorrente per il trasferimento di massa. La fase dispersa scorre come una fase continua nella torre nel suo insieme e scorre verso lo strato successivo attraverso il downcome sulla piastra della torre. Ad esempio, quando si estraggono componenti specifici dai prodotti petroliferi, i prodotti petroliferi passano attraverso i fori del setaccio come fase continua e l'estrattore scorre nella torre nella direzione inversa.
Vantaggi: Struttura semplice, basso costo, grande capacità produttiva e forte adattabilità ai cambiamenti nel flusso liquido. In alcune produzioni industriali con un rigoroso controllo dei costi e un grande volume di lavorazione, come la separazione di alcune materie prime chimiche di base, sono ampiamente utilizzate le torri di estrazione della piastra di setaccio.
Limitazioni: L'efficienza di trasferimento di massa è relativamente bassa e problemi come le inondazioni sono soggetti a verificarsi sulla piastra della torre, che influenzano la stabilità dell'operazione di estrazione. Quando si elaborano materiali con requisiti di precisione di separazione estremamente elevati, potrebbero non soddisfare i requisiti di processo.
(3) Torre di estrazione del disco rotante
Caratteristiche strutturali: Esistono più dischi (dischi rotanti) della stessa dimensione e spaziatura collegate da un albero rotante nel mezzo, che ruotano a una velocità costante mentre l'albero ruota. I dischi rotanti sono separati da dischi anulari (dischi fissi) della stessa dimensione e spaziatura fissata sulla parete della torre. Ad esempio, la spaziatura tra il disco rotante e il disco fisso è generalmente compresa tra 10 e 50 cm, che viene regolata in base al diametro della torre e alle caratteristiche del materiale trasformato.
Processo di lavoro: La soluzione con una densità inferiore entra continuamente dalla parte inferiore della torre, scorre verso l'alto sotto l'azione della galleggiabilità ed è rotta e dispersa in goccioline dall'azione centrifuga del disco rotante. Il solvente con una maggiore densità entra continuamente dalla parte superiore della torre, scorre verso il basso sotto l'azione di gravità e riempie l'intera torre. Le goccioline disperse trasferiscono la massa attraverso il contatto nel solvente continuo. Prendendo l'estrazione di acidi grassi liberi dall'olio vegetale come esempio, l'olio vegetale in fase leggera viene disperso sotto l'azione del disco rotante e dei contatti e reagisce con l'estrattore di fase pesanti.
Vantaggi: Elevata efficienza di trasferimento di massa, grande capacità di produzione, buona adattabilità alle variazioni delle portate a due fasi e può effettivamente ridurre il backmix assiale. Nelle industrie chimiche e farmaceutiche, per alcuni materiali che richiedono una separazione efficiente e un grande volume di lavorazione, la torre di estrazione del disco rotante è ampiamente utilizzata.
Limitazioni: La struttura è relativamente complessa, il consumo di energia è elevato e il costo di manutenzione dell'attrezzatura è relativamente elevato. In alcuni processi di produzione con requisiti di consumo di energia estremamente rigorosi, potrebbe essere necessario prendere in considerazione la sua applicabilità.
(4) Torre della piastra setaccio vibria
Caratteristiche strutturali: Esistono una serie di piastre di setaccio fissate sull'asse centrale nella torre e l'asse centrale viene vibrato su e giù dal dispositivo di trasmissione. La frequenza di vibrazione e l'ampiezza della piastra del setaccio possono essere regolate in base ai requisiti di processo. La frequenza di vibrazione generale è compresa tra 1-10Hz e l'ampiezza è nell'intervallo di 3-50 mm.
Processo di lavoro: La fase continua e la fase dispersa passano attraverso la piastra del setaccio in controcorrente. La vibrazione della piastra del setaccio fa disperdere il liquido e aggrega continuamente, migliorando notevolmente il trasferimento di massa tra le due fasi. Ad esempio, quando si estraggono elementi di terre rare dal percolato di minerale di terre rare, la vibrazione della piastra del setaccio promuove la miscelazione completa e il trasferimento di massa dell'estrattore e del percolato.
Vantaggi: Elevata efficienza di trasferimento di massa, grande capacità di elaborazione, buon effetto sulla bassa concentrazione e un sistema di separazione ad alta difficoltà e può ridurre efficacemente la miscelazione della schiena assiale. Nei campi di estrazione di terre rare, sostanze chimiche fine, ecc., Per l'estrazione di alcune sostanze difficili da separarsi, la torre vibrante della piastra di setaccio presenta vantaggi unici.
Limitazioni: La struttura dell'attrezzatura è relativamente complessa e i requisiti di precisione e installazione della produzione di attrezzature sono elevati. Le parti vibranti sono facili da danneggiare e difficili da mantenere. Durante il funzionamento dell'attrezzatura, le parti vibranti devono essere ispezionate e mantenute regolarmente, il che aumenta il costo operativo.
(5) Torre di estrazione centrifuga a più stadi
Caratteristiche strutturali: È costituito da più unità di estrazione centrifuga collegate in serie, ogni unità ha un rotore rotante ad alta velocità. La velocità del rotore è generalmente compresa tra 1000-5000R/min e può essere regolata in base alle proprietà del materiale e ai requisiti di separazione.
Processo di lavoro: Il liquido a due fasi viene rapidamente miscelato e separato sotto la forza centrifuga generata dalla rotazione ad alta velocità del rotore. La fase più pesante viene lanciata sul bordo esterno del rotore e la fase più leggera si raduna al centro e viene quindi scaricata attraverso diverse prese. Ad esempio, quando si estraggono antibiotici dal brodo di fermentazione biologica, la forza centrifuga viene utilizzata per ottenere una separazione rapida ed efficiente.
Vantaggi: L'efficienza di estrazione è estremamente elevata ed è possibile ottenere una separazione efficiente in breve tempo. L'attrezzatura occupa una piccola area ed è adatta per i sistemi di elaborazione con una piccola differenza di densità tra le due fasi e una facile emulsificazione. In settori come i biofarmaceutici e la protezione ambientale che hanno elevati requisiti di spazio e proprietà materiali speciali, le torri di estrazione centrifuga a più fasi hanno ampie prospettive di applicazione.
Limitazioni: L'investimento per le attrezzature è grande, il consumo di energia è elevato e i requisiti di funzionamento e manutenzione dell'attrezzatura sono severi, che richiedono tecnici professionisti per operare. A causa dell'elevato costo delle attrezzature e del costo operativo, potrebbe non essere adatto ad alcune imprese su piccola scala con fondi limitati.
Confronto delle prestazioni di diversi tipi di torri di estrazione:
Tipo di torre di estrazione | Efficienza di trasferimento di massa | Capacità produttiva | Complessità strutturale | Consumo di energia | Scenari applicabili |
Torre di estrazione imballata | Più alto | Più piccolo | Semplice | Inferiore | Piccola produzione, materiali corrosivi |
Colonna di estrazione della piastra del setaccio | Inferiore | Più grande | Semplice | Inferiore | Grande capacità di elaborazione, requisiti di precisione a bassa separazione |
Torre di estrazione del disco rotante | Alto | Più grande | Più complesso | Più alto | Grande capacità di elaborazione, separazione efficiente |
Torre di schermo vibria | Alto | Grande | Più complesso | Più alto | Sistemi difficili da separare, materiali ad alta concentrazione |
Torre di estrazione centrifuga a più stadi | Molto alto | Grande | Complesso | Alto | Materiali speciali, spazio limitato |
3. Aree di applicazione ampie
(1) Industria chimica
Sintesi organica: Nel processo di sintesi organica, è spesso necessario separare e purificare i prodotti di reazione. Ad esempio, nel processo di sintetizzazione degli intermedi farmacologici, il prodotto target può essere estratto dalla miscela di reazione utilizzando una torre di estrazione solvente, è possibile rimuovere impurità e la purezza del prodotto può essere migliorata. Ad esempio, quando si preparano gli intermedi di paracetamolo, il prodotto target può essere separato da una torre di estrazione per fornire materie prime ad alta purezza per le successive fasi di sintesi.
Produzione di polimeri: Nella produzione di polimeri, le torri di estrazione di solventi vengono utilizzate per rimuovere impurità come monomeri residui e catalizzatori nelle soluzioni polimeriche. L'assunzione di produzione di polipropilene come esempio, monomeri propilene non reagiti e residui di catalizzatore può essere effettivamente rimosso mediante torri di estrazione per migliorare la qualità dei prodotti in polipropilene.
(2) raffinazione del petrolio
Raffinazione del petrolio: Nel processo di raffinazione del petrolio, al fine di migliorare la qualità dei prodotti petroliferi, è necessario rimuovere impurità come zolfo e azoto e componenti indesiderati come gli aromatici nei prodotti petroliferi. Le torri di estrazione di solventi possono utilizzare estrattori specifici per estrarre queste impurità dai prodotti petroliferi. Ad esempio, nella raffinazione del diesel, la tecnologia di estrazione liquida-liquida viene utilizzata per rimuovere impurità come i mercaptani nel diesel attraverso una torre di estrazione, riducendo così il contenuto di zolfo del diesel e migliorando il grado di qualità del diesel.
Estrazione aromatica: Separare e purificare gli aromatici dalle frazioni di petrolio è una parte importante dei petrolchimici. Le torri di estrazione di solventi svolgono un ruolo chiave nel processo di estrazione aromatica e possono separare efficacemente gli aromatici dai non aromatici, fornendo materie prime per la successiva elaborazione aromatica. Ad esempio, quando si estraggono aromatici come benzene, toluene e xilene da benzina riformata, si possono ottenere prodotti aromatici di alta pureggia selezionando estrattanti adeguati e torri di estrazione.
(3) idrometallurgia
Estrazione del metallo: Nel campo dell'idrometallurgia, le torri di estrazione di solventi vengono utilizzate per estrarre i metalli dal percolato del minerale. Ad esempio, per estrarre il rame dal percolato del minerale di rame, viene selezionato un estrattore con elevata selettività per ioni di rame e viene contattato controcesso con il percolato nella torre di estrazione per trasferire ioni di rame dal percolato all'estrattore. Quindi, attraverso operazioni successive come l'estrazione della schiena, l'arricchimento del rame e la purificazione vengono raggiunti.
Rara separazione dei metalli: Per la separazione di metalli rari, come la separazione di diversi elementi di terre rare dal percorso del minerale di terre rare, la torre di estrazione del solvente utilizza la differenza nei coefficienti di distribuzione di diversi elementi della terra rara nell'estrattore per raggiungere la separazione di più elementi della terra rara uno per uno, fornendo un supporto tecnico chiave per l'utilizzo completo delle risorse della terra rara.
(4) Protezione ambientale
Trattamento delle acque reflue: Nel trattamento delle acque reflue industriali, le torri di estrazione di solventi possono essere utilizzate per rimuovere le sostanze dannose nelle acque reflue, come ioni metallici pesanti, fenoli, acidi organici, ecc. Ad esempio, nel trattamento del trattamento delle acque reflue che si contengono le acque di emissione per il contenuto di fenolini per soddisfare le acque di emissione per soddisfare le acque di emissione per soddisfare le acque di emissione per soddisfare le acque di emissione per soddisfare le acque di emisi. Allo stesso tempo, le sostanze fenoliche possono anche essere riciclate per ottenere il riciclaggio delle risorse.
Trattamento del gas di rifiuti: In alcuni casi, le torri di estrazione di solventi possono anche essere utilizzate per trattare determinati inquinanti nei gas di scarto. Passando il gas di scarto in una torre di estrazione contenente un estrattore specifico, gli inquinanti nei gas di scarto vengono sciolti nell'estrattore, raggiungendo così lo scopo di purificare i gas di scarto. Ad esempio, nel trattamento dei gas di rifiuti organici, viene selezionato un solvente organico adatto come estrattore per purificare i gas di rifiuti organici nella torre di estrazione.
(5) Industria alimentare e delle bevande
Estrazione naturale del prodotto: Nell'industria alimentare e delle bevande, le torri di estrazione solvente vengono utilizzate per estrarre ingredienti attivi da materie prime naturali. Ad esempio, i polifenoli del tè possono essere estratti dalle foglie di tè usando un estrattore adatto in una torre di estrazione per estrarre estratti di tè. I polifenoli di tè ad alta purezza possono essere ottenuti e utilizzati negli additivi alimentari, prodotti per la salute e altri campi.
Separazione del sapore: Nella produzione di bevande, al fine di ottenere un sapore unico, è necessario separare ed estrarre sostanze aromatiche da spezie naturali o brodo di fermentazione. Le torri di estrazione di solventi possono utilizzare le caratteristiche di distribuzione delle sostanze aromatiche in diversi solventi per ottenere la separazione e l'arricchimento di sostanze aromatiche, aggiungendo un sapore unico ai prodotti per bevande.
4. Vantaggi significativi sono completamente dimostrati
(1) Separazione efficiente
Attraverso la progettazione ottimizzata e la selezione di condizioni operative appropriate, le torri di estrazione di solventi possono utilizzare la differenza nei coefficienti di distribuzione tra le due fasi per ottenere una separazione efficiente dei componenti target in una miscela. Per alcuni sistemi di miscela che sono difficili da separare con altri metodi, come sostanze con punti di ebollizione simili e sostanze sensibili al calore, le torri di estrazione con solvente hanno vantaggi unici. Ad esempio, quando si separano ingredienti attivi dagli estratti di medicina delle erbe cinesi, i metodi tradizionali come la distillazione possono causare il decomporre gli ingredienti attivi a causa delle alte temperature, mentre le torri di estrazione con solvente possono ottenere una separazione efficiente in condizioni lievi.
(2) forte adattabilità
Le torri di estrazione di solventi sono adatte per una varietà di diversi sistemi chimici e condizioni operative. Sia che si tratti di solventi di proprietà diverse (come solventi polari e solventi non polari) o in diversi intervalli di temperatura e ambienti di pressione, è possibile ottenere buoni effetti di estrazione regolando la struttura dell'attrezzatura e i parametri operativi. Nella produzione chimica, per alcuni sistemi con condizioni di reazione dure, le torri di estrazione di solventi possono adattarsi in modo flessibile per soddisfare le esigenze di produzione.
(3) Funzionamento continuo
Molti tipi di torri di estrazione con solvente supportano l'alimentazione e lo scarico continui, che sono molto adatti per i processi di produzione industriale su larga scala. Il funzionamento continuo non può solo migliorare l'efficienza della produzione, ma anche ridurre il consumo di energia e i costi di produzione per unità di prodotto. Rispetto al funzionamento intermittente, il funzionamento continuo riduce il numero di avviamenti e fermate dell'attrezzatura, aumenta la durata dell'attrezzatura e allo stesso tempo rende la qualità del prodotto più stabile. Ad esempio, nella produzione industriale su larga scala come la raffinazione del petrolio e la produzione di materie prime chimiche, sono ampiamente utilizzate torri di estrazione azionate continuamente.
(4) elevata flessibilità
La progettazione della torre di estrazione del solvente consente la regolazione di una varietà di parametri operativi, come portata, rapporto solvente, temperatura, pressione, ecc. Per soddisfare diverse attività di separazione. Modificando questi parametri, il processo di estrazione può essere ottimizzato e la velocità di estrazione e la purezza del componente target possono essere migliorate. Inoltre, la configurazione di estrazione a più stadi può migliorare ulteriormente l'effetto di separazione e soddisfare i requisiti di accuratezza di separazione per diversi processi. Nella produzione effettiva, i parametri operativi e il numero di fasi della torre di estrazione possono essere regolati in modo flessibile in base alla composizione delle materie prime e ai requisiti di qualità del prodotto.
(5) Facile manutenzione
Il design delle moderne torri di estrazione di solventi considera completamente la facilità di pulizia e manutenzione dell'attrezzatura. Ad esempio, l'uso di imballaggio rimovibile o struttura della piastra della torre rende facile la pulizia e la sostituzione dell'attrezzatura dopo che è stata in esecuzione per un periodo di tempo, riducendo i tempi di inattività e i costi di manutenzione dell'attrezzatura. Allo stesso tempo, l'apparecchiatura è dotata di vari strumenti di monitoraggio e sistemi di controllo automatico, che possono monitorare lo stato operativo dell'apparecchiatura in tempo reale, rilevare e risolvere potenziali problemi in modo tempestivo e garantire il funzionamento stabile dell'apparecchiatura.
5. Considerazioni sulla progettazione e operativa
(1) Punti chiave del design
Determinazione della dimensione della torre: L'altezza e il diametro del corpo della torre devono essere calcolati accuratamente in base al volume di elaborazione, alle condizioni operative e all'efficienza di separazione richiesta. Quando il volume di elaborazione è grande, di solito è necessario un corpo a torre di diametro maggiore per soddisfare i requisiti di flusso; Mentre per le situazioni in cui la separazione è difficile ed è necessario un numero di targa teorica più elevata, è necessario aumentare l'altezza del corpo della torre. Ad esempio, nei progetti di raffinazione del petrolio su larga scala, la dimensione della torre di estrazione è accuratamente progettata in base al volume di lavorazione del petrolio greggio e ai requisiti di separazione dei prodotti petroliferi.
Selezione della struttura interna: Secondo le proprietà del materiale e i requisiti di processo, la struttura interna è ragionevolmente selezionata, come il tipo di imballaggio, l'apertura della piastra del setaccio, le dimensioni del giradischi e la spaziatura, ecc. Per i materiali che sono facili da emulsionare, è possibile selezionare un imballaggio con una struttura semplice che non è facile causare l'intasamento; Per sistemi con grandi volumi di elaborazione e requisiti di efficienza di trasferimento di massa, è possibile utilizzare una struttura della torre di estrazione del giradischi. Nella produzione chimica fine, la struttura interna della torre di estrazione è attentamente progettata in base alle caratteristiche di diversi prodotti.
Selezione del materiale: Considerando fattori come la corrosività, la temperatura e la pressione del materiale, selezionare il corpo della torre appropriato e i materiali dei componenti interni. Quando si tratta di materiali altamente corrosivi, come soluzioni di lisciviazione contenenti acidi nell'idrometallugia, acciaio inossidabile resistente alla corrosione o materiali in lega speciali vengono generalmente utilizzati per produrre la torre di estrazione per garantire la durata e il funzionamento sicuro dell'attrezzatura.
(2) Ottimizzazione dei parametri operativi
Controllo della portata: Controllare accuratamente le portate della fase continua e la fase dispersa è la chiave per garantire il pieno contatto tra le due fasi ed evitare condizioni anormali come inondazioni. Una portata troppo veloce comprimerà il tempo di contatto tra le due fasi, con conseguente riduzione significativa dell'efficienza di trasferimento di massa; Una portata troppo lenta ridurrà l'efficienza della produzione e aumenterà i costi del consumo di energia. Nelle operazioni industriali effettive, è necessario ottimizzare dinamicamente la portata a due fasi in base al carico in tempo reale e all'effetto di separazione della torre di estrazione attraverso un sistema di controllo automatizzato composto da un misuratore di flusso e una valvola di regolazione. Ad esempio, in una linea di produzione chimica fine, la portata viene monitorata e regolata in tempo reale attraverso un PLC (controller logico programmabile) per garantire un processo di trasferimento di massa efficiente e stabile.
Regolazione della temperatura e della pressione: I parametri di temperatura e pressione del sistema di estrazione influenzano direttamente il coefficiente di solubilità e distribuzione della sostanza e sono le variabili core che determinano l'efficienza di estrazione. Le variazioni di temperatura non solo cambieranno l'equilibrio di distribuzione dei soluti nelle due fasi, ma possono anche influire sulla stabilità del prodotto target; La regolazione della pressione svolge un ruolo decisivo nel processo di estrazione delle sostanze volatili. Nel processo di estrazione delle sostanze bioattive termosensibili, vengono generalmente adottate a bassa temperatura e a bassa pressione e il sistema di controllo della temperatura ad alta precisione e il sistema di compensazione della pressione sono equipaggiati per controllare le fluttuazioni della temperatura nell'intervallo di ± 0,5 ℃ per garantire l'attività e la resa dei componenti target.
Ottimizzazione del rapporto solvente: Secondo le caratteristiche di composizione delle materie prime e i requisiti di purezza dei prodotti target, la regolazione scientificamente del rapporto tra solvente di estrazione e materie prime è un collegamento importante nel raggiungimento della produzione economica ed efficiente. Se il rapporto solvente è troppo grande, causerà i rifiuti di solvente e aumenterà i successivi costi di recupero; Se il rapporto solvente è troppo piccolo, può portare a estrazione incompleta e influire sulla qualità del prodotto. Nella moderna produzione industriale, viene spesso utilizzato software di simulazione dei processi come Aspen, combinato con i dati dei test di laboratorio, viene stabilito un modello matematico dinamico per ottimizzare il rapporto solvente per diversi lotti di materie prime. Prendendo l'industria farmaceutica come esempio, attraverso la tecnologia di analisi online della spettroscopia del vicino infrarosso, le variazioni della composizione delle materie prime possono essere monitorate in tempo reale e il rapporto solvente può essere regolato dinamicamente per aumentare la purezza del prodotto del 10%-15%riducendo il consumo di solventi di oltre il 20%.