有机溶剂萃取装置是一种用于从混合物(如水相、植物提取液、反应液或工业废液)中选择性分离目标有机或无机成分的实验或工业设备,其核心原理是利用目标物质在两种互不相溶溶剂(通常为水相与有机相)中溶解度的差异实现高效分离与富集。该装置广泛应用于化学、制药、环境监测、食品分析、冶金及生物工程等领域,是实验室研究和工业化生产中不可少的关键设备。
根据操作方式和规模,有机溶剂萃取装置可分为手动分液漏斗、自动液液萃取仪、连续萃取器及大型多级逆流萃取塔等类型。实验室常用的小型装置多采用密闭振荡或磁力搅拌方式,配合高精度控温与定时功能,确保萃取过程安全、重复性好;而工业级装置则常集成多级混合-澄清单元,通过泵送系统实现连续进料、相分离与溶剂回收,大幅提升处理效率和溶剂利用率。
一、基础连续萃取装置
基础连续萃取装置通常由萃取器、烧瓶和冷凝器三部分组成,适用于分配比较小的溶质的萃取。
萃取器:是样品溶液和有机溶剂混合并进行萃取的部分。根据有机溶剂与水的密度差异,萃取器的设计有所不同。例如,当有机溶剂比水轻时,萃取器可能包含细长玻璃漏斗管、细孔玻璃板等结构,用于分散溶剂形成细滴流进样品中;当有机溶剂比水重时,萃取器可能采用玻璃圆筒等结构,使溶剂流经样品水相层后沉至底部。
烧瓶:既作萃取液接受器,也是萃取剂的蒸发器。
冷凝器:将萃取剂蒸气冷凝后回滴到萃取器中,进行下一级萃取。
二、液-液萃取装置
液-液萃取装置用于两种互不相溶(或微溶)的液体之间的萃取,其结构通常包括以下部分:
萃取器:是核心部分,常见的有分液漏斗、旋转蒸发器、萃取瓶等形式。内部具有液体收集区和液体释放区,用于容纳待萃取的混合液与萃取剂,并使两者充分接触进行萃取分离。
搅拌器:通过搅拌促使液滴破碎和均匀混合,加快相间的传质过程,提高萃取效率。常见的搅拌器类型有机械搅拌器、磁力搅拌器等。
溶液泵:能够在一定压力下将萃取液、废液等输送到各个系统中,保证萃取过程中液体的正常流动和循环。例如离心泵、螺杆泵等循环泵都可作为溶液泵使用。
分离器:用于将萃取后的两种液体进行分离,通常采用离心分离或重力分离等方式。常见的分离器有离心分离器、重力分离器、分液漏斗等。
其他辅助部件:如分相传感器(实时监测萃取后液体的分相情况)、进样针(负责将样品准确地引入萃取装置中)、进样室(为样品提供暂时储存和预处理的空间)、温控系统(将样品以恒定的温度加热,保证萃取过程的稳定性和重复性)、控制器(自动化地控制萃取过程)、操作界面(方便设置参数、查看运行状态和数据等)、收集瓶(收集经过萃取和分离后的目标液体)、过滤器(对萃取后的液体进行过滤,去除其中的杂质或固体颗粒)等。
三、微分半连续固液萃取设备
微分半连续固液萃取器是一类固定床固液接触设备,主要是一个萃取塔,常见的典型设备结构包括:
多层填料萃取塔:塔内装有适宜的填料,轻液相由塔底进入,从塔顶排出;重液相由塔顶进入,由塔底排出。萃取操作时连续相充满整个塔中,分散相由分布器分散成液滴进入填料层,并与连续相接触传质。
多级搅拌萃取塔:通过多级搅拌促进液相间的混合和传质。
转盘萃取塔:在塔体内壁的面上按一定间距安装有若干个环形挡板(固定环),将塔内分成若干个小空间。两个固定环之间安装一转盘,转盘固定在中心轴上。萃取操作时,转盘随中心轴高速旋转,液体产生的剪力使分散相破裂成许多细小液滴,并使液相中产生强烈的涡旋运动,增大相际接触面积和传质系数。
四、快速溶剂萃取装置
快速溶剂萃取装置是一种通过高温高压加速溶剂渗透效率的全自动化分析仪器,其核心结构包含溶剂预热装置、压力控制单元和智能温控系统。装置采用可分离式设计,配备反向加压装置与柔性囊式内胆结构。其结构组成如下:
控制主机:集成溶剂预热装置、双路温控模块(含加热器与制冷器)以及触摸式控制面板。
溶剂萃取装置:包含支撑托架、冷凝回收单元和带防爆设计的收纳底座。主体与萃取瓶采用硬质不锈钢外壳与聚四氟乙烯柔性内胆双层结构。
