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Vorrichtung zum kontinuierlichen Extrahieren eines Flüssigkeits-Flüssigkeits-Systems
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Extrahieren
eines Flussigkeits-Flüssigkeits-Systems, bestehend aus einem Medium, das aus einem
Lösungsmittel, in welchem das Medium kaum aufgelöst ist, extrahiert werden soll,
wobei das spezifische Gewicht des Lösungsmittels von demjenigen des Mediums verschieden
ist.
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Es war Wkannt, daß wenn eine geringe Menge sowohl eines zu extrahierenden
Mediums als auch eines Lösungsmittels, die kaum in gegenseitiger Lösung miteinander
vorliegen, in der anderen Komponente in Form einer Mehrzahl von sehr kleinen
flüssigen
Tröpfchen dispergiert ist, die Extraktion der lösliehen Komponenten des in das Lösungsmittel
selbst extrahierten Mediums beschleunigt wird, wobei jedoch die Vorrichtung zum
Trennen des Mediums, das dem Extraktionsverfahren unterworfen worden ar, und des
Lösungsmittels einschließlich der löslichen Komponenten des in dem Lösungsmittel
gelösten Mediums für die Herausnahme desselben notwendigerweise mit großen Abmessungen
ausgebildet werden muß oder der Aufbau derselben kompliziert ausgeführt ist, wobei
die Wirksamkeit der Vorrichtung verringert oder die Qualität des Extraktes verschlechtert
ist, wenn für die Entnahme der der Extraktionsbehandlung unterworfenen Flüssigkeit
eine lange Zeitdauer erforderlich ist.
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Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der vorstehend geschilderten
Nachteile der bisherigen Technik und die Schaffung einer kompakten und einladen
Extraktionsvorrichtung, mit welcher eine Extraktionsbehandlung eines Flüssigkeits-Flüssigkeits-Systems,
bestehend aus einem Medium und einem Lösungsmittel, die kaum ineinander gelöst sind,
ausgeführt werden kann, wobei die spezifischen Gewichte der beiden Komponenten voneinander
verschieden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung einer neuartigen und
brauchbaren Extraktionsvorrichtung für ein Flüssigkeits-Flüssigkeits-System, bestehend
aus einem Medium und einem Lösungsmittel, die kaum ineinander gelöst sind und voneinander
verschiedene spezifische Gewichte aufweisen.
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Diese Zwecke werden gemäß der Erfindung durch die Schaffung einer
Vorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Füllstoffeinrichtung
aus einem Sammler-oder Anhäufungsmaterial (aggregating material) zwischen einem
mit einer Rühreinrichtung ausgestatteten Rührgefäß und einem Trenngefäß der Vorrichtung
angeordnet ist.
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Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein Flüssigkeits-Flüssigkeits-System,
bestehend aus einem Medium, das einer Extraktionsbehandlung unterworfen werden soll,
und einem Lösungsmittel,in indem Rührgefäß ausreichend gemischt, wodurch die Berührung
von beiden Flüssigkeiten in wirksamer Weise beibehalten werden kann, so daß das
Extraktinnsausmaß erhöht wird, und wobei das Rührgefäß kompakt ausgebildet werden
kann. Die feinen Tröpfchen entweder von dem Lösungsmittel oder dem Medium, die in
dem Rührgefäß erzeugt werden, können in die Form einer Schicht in dem Trenngefäß
mit Hilfe des Sammlermaterials gebracht werden, so daß das Trenngefäß ebenfalls
klein gehalten werden kann, wodurch eine einfache Konstruktion oder Bauform und
eine Erniedrigung der Kosten ermöglicht werden, wobei die Instandhaltung und Wartung
vereinfacht sind.
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Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist die für die Extraktion
und Trennung erforderliche Zeitdauer kurz, so daß das Medium rasch behandelt werden
kann, ohne irgendeine Anderung im Verlauf der Zeit nach dem Aussetzen an das Extraktionsverfahren
herbeizuführen. Auf diese Weise wird die Verschlechterung der Qualität der Produkte
verhindert.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Die Zeichnung ist eine übliche Aufrißansicht im Querschnitt einer
Ausführungsform der Vorrichtune; gemäß der Erfindung.
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Mit Bezug auf die Zeichnung enthalten ein Behälter 1 und ein Behälter
2 Jeweils ein Medium 3, das der Extraktion unterworfen werden soll, und ein Lösungsmittel
4.
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Eine Rohrleitung 5 ist mit dem Behälter 1 verbunden, während eine
Rohrleitung 6 mit dem Behälter 2 verbunden ist.
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Eine Abmeßpumpe 7 und eine Abmeßpumpe 8 sind jeweils in den Rohr-leitungen
5 bzw. 6 vorgesehen. Ein Motor 9 betätigt einen Rührer .10, der in einem Rührgefäß
11 angeordnet ist. Das Medium 3 und das Lösungsmittel 4 werden durch die jeweiligen
Rohieitungen 5,6 in das Gefäß 11 mit vorbestimmten Zuführungsausmaßen und mit einem
vorbestimmten Verhältnis zwischen dem Zuführungsausmaß des Mediums 3 und is Lösungsmittels
4 go zu-geführt, daß das Medium 3 und das Löaungsmittel in dem Gefäß 11 in ausreichendem
Ausmaß gemischt werden. Das Lösungsmittel 4 wird in die Form einer Vielzahl von
sehr kleinen Tröpfchen 16, disperg-iert in dem Medium 3,gebracht. Demgemäß werden
die Komponenten in dem Medium 3, die in dem Lösungsmittel 4 löslich sind, in dem
Lösungsmittel 4 extrahiert, das nunmehr in Form von sehr kleinen Tröpfchen 16 vorliegt.
Andererseits wird das Medium 3 in die Form von einer Mehrzahl von sehr kleinen Tröpfchen
in Abhängigkeit von dem #1i1ihrun#ä1tnis zwischen dem Medium 3 und dem Lösungsmittel
4 gebracht.
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Eine Füllstoffeinrichtung 15, die mit einem Sammler-oder Anhäufungsmaterial
14 (aggregating material) gefüllt ist, ist in einer Leitung 13 vorgesehen, die das
Rührgefäß 11 mit dem Trenngefäß 12 verbindet. Irgendein Material, z.B. Glaswolle,
Glasperlen (glass heads), Absorptionsbaumwolle, Metallnetz oder -sieb kann als Sammler-
oder Anhäufungsmaterial 14 verwendet werden, insofern als diese gegenüber dem Medium
3 und dem Lösungsmittel 4 inaktiv sind und eine Vielzahl von kleinen Löchern oder
dünnen Schlitzen besitzen, durch welche verhältnismäßig große Tröpfchen, die durch
die Ansammlung der Tröpfchen 15, die in dem Rührgefäß 11 erzeugt werden, gebildet
sind, durchgeleitet werden. Die Tröpfchen 16, in welchen die Extraktion des Mediums
3 ausgeführt wurde, werden zu verhältnismäßig großen Tröpfchen durch das Sammeln
oder Anhäufen bei deren Durchgang durch das Füllstoffmaterial 15 gebildet, so daß
das Medium 3 und das Lösungsmittel 4 aufgrund des Unterschiedes im spezifischen
Gewicht zwischen dem Medium 3 und dem Lösungsmittel4 mühelos getrennt werden können.
Auf diese Weise wird das Medium 3 und das Lösungsmittel 4 in dem Trenngefäß 12 von
dem Auslaß der Füllstoffeinrichtung 15 in Form von voneinander getrennten Flüssigkeitsphasen
abgegeben. Wenn der Bodenteil oder untere Teil des Rührgefäßes 11, der Leitung 13
und des Trenngefässes 12 auf der gleichen Höhe gehalten werden, ist es einfach,
getrennte Flüssigkeitsschichten von den großen Tröpfchen, die duch das Ansammeln
mit Hilfe des Sammler- oder Anhäufungsmaterials 14 erzeugt wurden, ZU bilden, und
die getrennte Flüssigkeit abzugeben, sowie die ruhenden Flüssigkeiten, die in der
Apparatur nach deren Unterbrechung gehalten werden, abzuführen.
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Ein Regler 18 für die Regelung des Flüssigkeitsverhältnisses, der
in der Weise wirkt, um das Verhältnis von der Menge zwischen der schweren und der
leichten Flüssigkeit in dem Rührgefäß 11 und dem Trenngefäß 12 konstant zu halten,
ist mit dem Trenngefäß 12 durch eine Leitung 19 verbunden. Ein Uberlaufdamm 21 ist
in dem Regler 18 vorgesehen und e in Fe ein Feineinstellmechanismus 22 regelt die
Höhe des Dammes 21 in der Weise, um den Spiegel der schweren Flüssigkeit, die von
der leichten Flüssigkeit getrennt ist, in dem Trenngefäß 12 zu regeln und in den
Regler 18 durch die Leitung 19 zu führen. Ein Abgaberohr für die schwere Flüssigkeit
23 ist am Boden des Reglers 18 in Verbindung mit dem Damm 21 vorgesehen.
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Ein Abgaberohr 20 für die leichte Flüssigkeit ist in dem Trenngefäß
an dessen oberen Endteil vorgesehen.
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Wie vorstehend beschrieben, wird die Berührung zwischen dem Medium
und dem Lösungsmittel in wirksamer Weise gemäß der Erfindung sichergestellt, da
das Medium und das Lösungsmittel in dem Rührgefäß mit Hilfe der Rühreinrichtung
in ausreichendem Ausmaß gemischt werden, wodurch eine Erhöhung des Extraktionsausmaßes
ermöglicht wird, wobei eine kompakte Ausbildung des Rührgefäßes ermöglicht wird.
Auf diese Wise werden die Kosten für die Herstellung der Vorrichtung und für deren
Wartung oder Instandhaltung aufgrund des einfachen Aufbaus herabgesetzt.
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Uberdies kann die Zeitdauer, die für die Extraktion und die Trennung
erforderlich ist, kurz gehalten werden, wodurch gewährleistet wird, daß die extrahierten
Substanzen während der Extraktions- und Trennårbeitsweisen stabil beibehalten werden,
so daß die Qualität der extrahierten Substanzen nicht verschlechtert wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels näher erläutert,
worin lediglich eine bevorzugte Ausführungs form gemäß der Erfindung dargestellt
ist. Gemäß der Erfindung können jedoch weitere Abänderungen vorgenommen werden.
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Beispiel Eine 25ige wäßrige Lösung von Natriumhydroxyd (spezifisches
Gewicht 1,029) wurde als Lösungsmittel zum Extrahieren von Hydrochinon aus Butylmethacrylat
(spezifisches Gewicht 0,894) mit einem Gehalt von 1o Teilen je Million Hydrochinon,
das als Medium verwendet wurde, das der Extratkion unterworfen werden soll, verwendet.
Das Verhältnis der Menge zwischen dem der Vorrichtung zugeführten Medium und dem
der Vorrichtnng zugeführten Lösungs -mittel wurde auf 2:1 eingestellt, und diese
Komponenten wurden in das Rührgefäß 11 mit einer Kapazität von 4 1 zugeführt. Der
Rührer 10 wurde in der Weise betätigt, daß das Lösungsmittel in das Medium in Form
von sehr feinen Tröpfchen 16 dispergiert wurde.
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Das Butyltethacrylat, in welches die feinen Tröpfchen 16 dispergiert
wurden, wurde durch die Füllstoffeinrichtung 15, die mit dem Anhäufungs- oder Sammlemittel
14, bestehend aus Glaswolle, gefüllt war, geleitet und die Tröpfchen 16 sammelten
sich unter Bildung von großen Tröpfchen und schließlich wurden die getrennten Schichten
von den flüssigen Phasen des Mediums und des Lösungsmittels in das Trenngefäß 12
abgegeben. Das Butylmethacrylat und das Lösungsmittel, die in dem Trenngefäß 12
vollständig voneinander getrennt waren, wurden aus der Vorrichtung durch das Abgaberohr
20 für
die leichte Flüssigkeit und das Abgaberohr 23 für die schwere
Flüssigkeit nach dem ueberlauf über den Damm 21 für die Einstellung der Höhe der
schweren Flüssigkeit abgegeben.
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Die Abmessungen der in dem vorstehenden Beispiel verwendeten Vorrichtung
waren etwa 1/20 oder weniger als 1/20 im Vergleich mit denjenigen der in der Technik
bisher bekannten Vorrichtung. überdies kann die für das Verfahren erforderliche
Zeitdauer auf weniger als 1/2c, verglichen mit der Zeitdauer, die gemäß der bisherigen
bekannten Vorrichtung erforderlich war, erniedrigt werden.
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Somit kann das Verfahren gemäß der Erfindung in wirksamer Weke und
unter stabilen Bedingungen ausgeführt werden.