Спосіб екстрагування з твердого тіла

Спосіб екстрагування з твердого тіла шляхом контактування його з розчинником в основному і додатковому об'ємах при періодичній зміні тиску, який відрізняється тим, що зміну тиску здійснюють в інтервалі від атмосферного до розрідження, а як додатковий об'єм використовують тверде тіло. Корисна модель відноситься до способів загального призначення для здійснення різноманітних фізичних та хімічних процесів, зокрема розділення екстракцією розчинниками, і може використовуватись в різних галузях хімічної, фармацевтичної і харчової промисловості. Відомий спосіб екстрагування з твердого тіла шляхом його контактування з розчинником при пониженні і підвищенні тиску над розчином, причому підвищення тиску проводять при закипанні попередньо нагрітого розчину в замкнутому об'ємі, а при пониженні тиску підтримують перегрів на 515 градусів від точки кипіння при частоті зміни тиску 0,1-2Гц [а.с. СССР №1286232, МКИ B01D11/02, Бюл. №4, 1987]. В даному способі екстрагування в системі тверде тіло-рщина відбувається за рахунок хвильових процесів, що виникають в середовищі при періодичному утворенні бульбашок пари. Однак при частоті зміни тиску 0,1-2Гц закипання розчинника відбуватиметься в основному біля поверхні твердого тіла і, як правило, не досягатиме більш глибоких шарів, що призводитиме до зниження інтенсивності масообміну. Таким чином, даний спосіб екстрагування є недостатньо ефективним. Відомий спосіб екстрагування з твердого тіла шляхом контактування його з розчинником в основному і додатковому об'ємах при періодичній зміні тиску. При цьому впливу змінного тиску з частотою 0,1-2Гц піддають середовище в додатковому об'ємі [Деклараційний патент №14797А, Спосіб екстрагування з твердого тіла, МПК B01D11/04, Бюл. №3, 1997]. Зміну тиску при цьому здійснюють в межах від 101325Па до 168919,4Г)а, а час екстра гування до повного вилучення продукту становить 45хв. Однак, даний спосіб не дозволяє проводити екстрагування цільового компонента з глибинних шарів твердого тіла. Екстрагування в даному способі відбувається завдяки впливу хвильових процесів на пограничний шар на границі розділу тверде тіло-рідина, а також за рахунок наявності контура макроциркуля ції в основному об'ємі. Створювані додатковим об'ємом пульсаційні струмені руйнують пограничний шар тільки на поверхні твердої частинки, а всередині Ті пор циркуляція розчинника практично відсутня. При цьому екстрагування з глибинних шарів відбуватиметься в основному за рахунок молекулярної дифузії. Встановлення додаткових об'ємів у цьому способі вимагає використання додаткового обладнання, що пов'язане зі зростанням матеріальних затрат. Зміна тиску в додатковому об'ємі вимагає наявності джерела надлишкового тиску та джерела вакууму. Здійснення процесу при цьому веде до збільшення затрат енергії. В основу корисної моделі поставлено завдання вдосконалити відомий спосіб екстрагування з твердого тіла, в якому проведення процесу в новому інтервалі зміни тиску та використання в якості додаткового об'єму твердого тіла дозволило 6 інтенсифікувати масообмін, що сприяло б зростанню швидкості процесу екстрагування і скороченню часу розчинення, при цьому зменшення кількості обладнання дозволило б зменшити матеріальні та енергетичні затрати. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі екстрагування з твердого тіла шляхом контактування його з розчинником в основному і до in 6651 датковому об'ємах при періодичній зміні тиску, згідно з корисною моделлю, зміну тиску здійснюють в інтервалі від атмосферного до розрідження, а як додатковий об'єм використовують тверде тіло. Зміна тиску в інтервалі від атмосферного до розрідження при екстрагуванні веде до утворення бульбашок пари не тільки на поверхні, але і в глибинних порах твердого тіла. Це стає причиною виникнення хвильових процесів всередині пор твердого тіла. За таких умов бульбашки пари спочатку виштовхують з пор твердого тіла насичений розчин цільового компонента. Подальше проведення процесу екстрагування при атмосферному тиску веде до зменшення об'єму бульбашок в порах твердого тіла, в результаті чого в більш глибокі шари проникає свіжа порція розчинника. Крім того, велика кількість парової фази може створювати контур макроциркуля ції розчинника в порах твердої фази. Таким чином, досягається збільшення швидкості і виходу цільового продукта. Здійснення даного способу не вимагає обладнання для створення додаткового об'єму, а зміна тис Комп'ютерна верстка А. Рябко ку забезпечується одним джерелом вакууму. Це дозволяє знизити витрати енергії та матеріалів. Пропонований спосіб екстрагування здійснюється наступним чином. В об'єм розчинника, попередньо підігрітий до потрібної температури, завантажується тверде тіло, з якого проводять екстрагування цільового компонента. Після цього в системі періодично змінюють тиск від атмосферного до розрідження. При цьому пониження тиску викликає періодичне закипання розчинника. Приклад. Проводили водну екстракцію хлориду калію з глинистих полімінеральних руд Калуського родовища (вміст КСІ 34%, середній розмір частинки 5мм). Об'єм реактора 6х10"3м . Джерело вакууму - вакуум-насос марки ВН-494. Вагове співвідношення твердої і рідкої фаз 1:10. Температура середовища 75°С. Вміст хлориду калію визначали титруванням отриманого розчину нітратом срібла. Тиск змінювали в інтервалі від 101325Па до 60795Па. Час екстрагування до повного вилучення хлориду калію становить 10хв., тоді як тривалість екстрагування в способіпрототипі становить 45хв. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601