Difúzni separační techniky
Dělení liquid -solid (loužení, leaching)
Macerace - vyluhovávání z pevných látek studeným rozpouštědlem Digesce - macerace horkým rozpouštědlem (príklad - varení čaje)
Dělení liquid - liquid (extrakce, ectraction)
Vytřepávání- prerušovaná operace, při níž se do studeného rozpouštědla dostávají látky z lehčí (kapalina s nižší hustotou) nebo těžší kapalíny (s vyšší hustotou). Provádí se v dělicích nálevkách
Perforace - horkým rozpouštědlem (je účinnější)
Extrakce
Ternární soustavy typu
liquid-liquid
s vhodně skloněnými tie-lines
separatory C	"\               © 1 996 B. M. Tissue
funnel ^J-	
	.    ./solute in
\ * • \* ** *	.'•*./ organic phase
\	/ / solute in
stopcock	IE aqueous phase
Laboratoř: vícenásobná extrakce čistým extrahovadlem (kterým šetříme). Technologie: vícenásobná extrakce extrahovadlem obohaceým o solut (extrahovadlo regenerujeme např. destilací)
MONO-STACK C K VI'RIFlľCAL EXTRACTORS:
it h" n ■ nm L
Extrakční systémy iquid-liquid
We can use also system with two liquid-liquid immiscible sub systems.
Type I System - technology (tie-lines slope goes down to the carrier. I. e. in two phase region: solut concentration in carrier higher then in solvent )
In a Type I System consisting of 3 components A, B and C, liquid C dissolves completely in A and B, but A and B dissolve only to a limited extent in each other.
Extrahovaná látka
Solute
c
PURE
ACETONE
Homogeneous single-phase
Type I system:
A and B partially miscible
Carrier A Extrahovadlo1
Primarni rozpouštědlo
Phase P, (Raffinate)
C
http://www.separationprocesses.com/Extraction/SE_Chp01b.htm
Extrahovadlo, obohaceno o látku C, se nazývá extrakt. Původní roztok, naopak ochuzen o rozpuštěnou látku se nazývá rafinát
Solvent (Raffinat«
1 B
PURE /
b.htm WATER
PURE
TRICHLOROETHANE
https ://ww w.y outube. com/watch ?v=J3 QFoXRoKEg
Type II - preferred in laboratory (tie-lines slope goes down to the Solvent. I. e. in two phase region: solut concentration in carrier lower then in solvent).
In Type II System with 3 components A, B and C, only A and C are completely soluble, while the pairs A-B and B-C showed only limited solubility.
Solute c
Type II system: A and B, B and C partially miscible
Butyric Acid
o.o.
Solvent B
The extraction is possible but More solvent would have to use
The final extract would not be as rich in desired
0.0      0.1      0.2      0.3      0.4      D.S      0.6      0.7      0.B      0.9 1.0
Cvclohexane
Water
https://www. sciencedirect.com/science/article/pii/SO 167732214001214
Laboratory extraction (type II + one immiscible
subsystem)
ner
/
Pozor změna orientace R-E a označení složek oproti předchozím slidům
kladný vtiv   h*   \ŕf4ez.*k he*6cc
- yozíUíUhí    objekt*,   etihkkct*/  UMch     ( vto/ \ioClo*   S (f S Je tonu (ex*ft*lioK)oofk )
- sfozzu! ÍL  *  ý.' c o   hl j loti it   $h*ln&i*\ A č;.thiH.
4    ZH&yn<fc4 7b
)
Negative effects of extraction
Solutropní efekt
Alutropní efekt
tí H/Z 4')
Kr > 1 (A přechází do extrahovadla) a pak
Kr < 1 (A přechází z extrahovadla do primárního roztoku) Nesnižuje se koncentrace A v R A v E je menší, extrakce jde pomalu
Přídavek E nevede k změně (snížení) koncentrace A v extrahovaném zbytku (A+R). (Pouze této fáze ubývá díky vzájemé rozpustnosti R-E)
Solutrope
0.0 0.1  0.2 0.3 0.4  D.5 0.6 0.7 O.B 0.9 1.0
hexane
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 5 0 6 07 0.8 0.9 1.0
hexane _[N11 ^OH^NTfJ
[C2mim][NTf2] hexane
0.0 0.1 0.2 0.3 0 4 OS 0 6 0 7 OS 0.9 1.0
hexane _ [pE6 6i4)tNTy
Fig. 2 Experimental (solid circles, solid lines) tie-lines for the LLE at 40 ° C of the ternary systems (a) (hexane + benzene + [C2mim][NTf2]), (b) ( + benzene + [C2py][NTf2]), and (c) ( + benzene + [Nx l ^OH)][NTf2]); and for the LLEat 25 ° C
of the ternary system ( + benzene + [P66614][NTf2]). For the novel two systems reported in the present work, the correlated tie-
lines (NRTL, with a = 0.30 and a = 0.20 respectively) are also drawn (open squares, dashed lines).
Solutrop:
http ://pubs .rsc.org/en/content/articlehtml/2009/gc/b814189d
Extrakční soustavy examples
Type!
3f\ kůél$/%&
A - wgJUcrtef ArodwÁ P*&tM<^
Type I     (jbiU*z>. fo*£ u) - ^vUx. - búg^iM^
4--tautet
9/mmMS\ - ÄH^tí^L Ha ~7~C
Ethylene Glycol (B)
Type I
Furfural
Water
<C) D   0.9        0.8        0.7        0.6        0.5        0.4        0.3        0.2        0.1 G (A)
Mass fraction furfural
Solution of 30 wt% ethylene glycol in water is to be extracted with furfural.
httpsV/wwwxheggxoiJ^homewo
ethylene-glycol-water-extracted-furfural-using-figure-413-cal-ql 1178009
Extrakce v technologii
V extraktoru přejde tát k;i   z původního rozpouštědla   do extrahovadla í, a protože R a E jsou nemísitelné, spodem extraktoru se vypouští samotné původní rozpouštědlo R, zatímco vrchem extraktoru se odebírá extrakt (X rozpuštěné v E), Rektifikační kolony slouží k oddestilování extrahovadla, které se znovu použije v extraktoru.
Extrahovadlo
Extrakt X + E
s H
*- O
■
Obr. 17: extrakce
Ol
V
Oddělená Látka X
_
https://www.slideserve.com/anne-cash/extrakce
Vstup lehké fáze
MÍS i Č
Výstup lehké fáze
Nastavitelný přepad ' těžké fáze
Výstup těžké fáze
Vstup těžké fáze
Míchací a čerpací turbína
2 stupňová extrakce odstředivá
Roussetet-Robatel Model BXP 2 stupňová protiproude extrakce
vývooma ventilator
ok lehké faze
mezifAze
tělo - - ■ erpací T jrbiína
přítok těžké faze
hřídel
přepad lehké
fáze
přepad těžké faze
odtok těžké fáze
rotační miska míchací talíř
přítok lehké faze
odtok
Vícestupňová extrakce
Jednostupňovou extrakcí se surovina (X) neoddělí dokonale, proto se radí více stupňů za sebou - rafinát (R) z jednoho stupně se vede jako surovina do následujícího s čistým extrahovadlem (E),
I Surovina (X + R)
ExtfáhovadlůjE]
Každý další extrakt obsahuje méně extrahované látky.
Nevýhoda - velká spotřeba extrahovadla.
Míchačka 1
^ 1
Extrakt (X+ E)
Rafinát (R)
Extrahovalo (E}
Míchačka 2
T> 1
Extrakt (X + E)
Raiin.it (R}
Extrahovadlo (E)
Obr 20: třístupňová extrakce
https ://www. slideserve.com/anne-cash/extrakce
Míchačka 3
> o
n
Extrakt (X + E) RatÍnát (R)
Více stupňová extrakce
(extrakční kolona, řešení metodou
Hunter - Nash)
Extract
Solvent S
!
I
Feed
l f„ _£» + tl
t t
■*■//-
*2
í
í
ft
t
v-1
Raffinate
Tie Lines
Plynová chronatografie a separační metody jsou založeny na podobném principu
Extrakční kolona (Hunter-Nash method, extraction type I)
plot points	mixing point	operating point	count stages
grid lines P earner compositions W
show £'i I-
solute
Ei
F ...reprezentativní bod chemického složení směsi určené k rafinaci v místě nátoku (feed).
S...reprezentativní bod chemického složení extrahovadla (carrier,)
M...reprezentativní bod celkového chemického složení extrakční směsi. Jeho poloha je dána poměrem rychlostí nátoku (wF) feedu a extrahovadla (carrier ws):
solvent
0 1 02 0.3 0.4 05 0.6 0.7 03 09 solvent mass fraction
V jednostupňovém reaktoru se ustaví rovnováha dle tieline probíhající bodem M tj. Fázové složení bude E1 a
F M _ Ws
SM Wp
http://facstaff.cbu.edu/rprice/lectures/extract.html wei    wf ~ ws    wRi ~ wp
solute
o
-I—1
(J CD
!_ H—
CD CO CD
E
O Cß
^—I—.........
carrier   o 1 0 2 0 3 0 4 0 5
0.6 0.7 0.S 0.9
solvent mass fraction
solvent
Wolfram 3pr Demonstrations Project
demon strat io n & .wo Lfra m .com
Pak doplníme EiaRi_1 , koncové body tileline a určíme teoretický počet pater extrakční kolony s přihlédnutím k tomu jakou čistotu rafinátu Rn chceme získávat, polopřímky R^Ei.
draw tie lineš ■-- 4
solute 5
o
-1—I 03
!_ 4—
ff)
u) 03
E
(D
O
			t3							
1		2	%	3		4	r7	5		6
number of orange lines = number of stages needed
stages drawn
®t -
carrier   O 1 02 03 04 05 06 07 08 0.9
solvent
solvent mass fraction
Wolfram    Demonstrations Project
d &m o n Nitrat ions .wo Ifra rn. com
stage 1
stage 2
stage 3
stage 4
t\<us
https://www.youtube.corn/watch?v=JZuavrt8ksQ
https://slideplayer.com/slide/6136283/
Leaching - loužení
Surovina se pohybuje po dopravníku tvořeném sítem a je sprchována rozpouštědlem (extrahovadlem), které postupuje pritiproudné (přívod na konci pásu, postupně se stává koncentrovanější, odvod extrakt na začátku pásu). se ještě následně zbaví zbytku rozpouštědla
odpařením.
		i ^	• t ■	A * > ■	í" ■ ■ -	■. ■ ■ ■ 1	
							r
Obr i 2; pásový extraktor
https ://www. slideserve.com/anne-cash/extrakce
Leaching
\ aal I iii\iiMt\ <>i I L*ohnolt>tt>
Your **. v /. / r. • .t ttctfter fufum
PRINCIPLES OF LEACHING: Equilibrium Relationship in Leaching
Equilibrium data for leaching is usually plotted as /V, vs y, as shown in the
figure below:
N
N vs. yA
Tumi Seodigeng, PhD
xa* yA
Typical Equilibrium Diagram for Leaching Data whereyA *xA
https://www.youtube.com/watch?v