단위공정관리(6) 추출 목차 정리

1. 추출

1. 추출(Extraction)

  : 고체나 액체 중 가용성 성분을 적당한 용제로 용해, 분리하는 조작

 

 - 추출상 : 추제가 풍부한 상

 - 추잔상 : 불활성 물질이 풍부한 상

 

2. 추출장치

1) 고액추출

 (1) 굵은 입자

    - 다중단 추출장치, 침출조

    - 연속추출기 : Bollmann형(Basket), Hildbrandt형(Screw), Rotocel형(회전)

 

 (2) 잔물질

    - Dorr 교반기

 

2) 액액추출

 (1) 혼합침강기(Mixer - Settler) : 혼합조와 침강조가 연결된 것으로 장치의 구조가 간단하여 고정비가 적게 들고 조작조건과 추료나 추제의 종류도 광범위하다. 

 

 (2) 분무탑·충전탑 : 액체의 연속추출장치이다. 무거운 액을 상부로부터, 가벼운 액을 하부로부터 접촉시킨다. 

 

 (3) 다공판탑·방해판탑 : 다공판을 통해 액체 방울의 재형성, 재분산이 일어나도록 여러 번 반복하여 효율을 높이는 것이다. 다공판탑의 변형인 방해판탑은 부식에 의해 구멍이 커지거나 막히는 일이 없으므로 현탁된 고체를 함유한 용액의 취급에 적당하다. 

 

 (4) Scheibel 탑 : 교반형 날개가 있으며 많이 사용된다. 

 

 (5) Podbielniak 추출기 : 비중차가 적은 액체에 이용된다. 

 

3. 추출계산

1) 고액추출

 (1) 다회추출 : 동일한 추료에 추제를 나누어 반복처리 하는 것이다. 

   - 추제비 = (분리된 추제의 양)/(남은 추제의 양)

   - 추잔율, 추출률

 

 (2) 향류 다단식 추출 계산

   - 이상단 : 고체 - 액체 추출에서 추출상으로 나가는 용액의 농도와 추잔상의 고체에 붙어 있는 용액의 농도가 같은 것

 

   - 고 - 액 추출(3성분) : 추질, 불활성 물질, 추제

 

   - 물질수지

 

2) 액액추출

 (1) 추질(Solute), 원용매(Diluent), 추제(Solvent)

 (2) 초산 - 물 - 벤젠의 평형 도표

• 용해도 곡선 : 용액이 완전용해하여 균일상이 되는 점을 연결한 곡선 (SPB 곡선)
• M7 : 두 액상의 중량비
• P(상계점, 임계점, 상접점) : 추출상과 추잔상에서의 추질의 조성이 같은 점. Tie line(대응선)의 길이가 0이 된다. 2상이 1상이 된다. 이 점에서는 추출이 불가능하다. 
• 용해도 곡선 내의 한 점 M7 : 두 액상이 되며, 추제가 많은 E7(추출상)과 원용매가 많은 R7(추잔상)이 평형상태이다. 
• 평형곡선 : 추잔상에서 추질의 농도를 x, 추출상에서 추질의 농도를 y로 하여 액 - 액평형치를 나타낸 것을 평형곡선 또는 x - y 곡선이라 한다. 
• 분배율과 분배법칙 : 농도가 묽을 경우 추출액상에서의 용질의 농도와 추잔액상의 용질의 농도의 비는 일정하다. 이 법칙을 분배법칙이라 하고, 그 비를 분배율이라 한다.

        k = y/x = 추출상/추잔상 => 추제의 능력을 판단

• 공액선 : 대응선의 양 점으로 부터 수직·수평선을 그어 만나는 점을 공액선이라 하고, 이것과 용해도 곡선의 교점이 상계점이다. 

 (3) 추제의 선택

• 선택도가 커야한다.    

            상계점에서 선택도 = 1로 분리가 가능하다. 

• 회수가 용이해야 한다. 
• 값이 싸고 화학적으로 안정해야 한다. 
• 비점 및 응고점이 낮으며 부식성과 유동성이 적고 추질과의 비중차가 클수록 좋다. 

  (4) 액액 추출계산

    - 병류다단 추출

    - 향류다단 추출 

    - 회분단 추출

    - 삼각 도표

삼각 도표