Extracción de capa delgada
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Extracción de capa delgada es un tiempo periódico extracción de líquido reactiva proceso que proporciona excelente transferencia de masa manteniendo la separación de fases.[1] Se realiza a través de un periódico producción por lotes proceso mediante el control total del tiempo de cada uno reacción química..
Contenido
- 1 Concepto
- 2 Características únicas
- 3 Aplicación en capa fina reactivos cinética de extracción
- 4 Condiciones de proceso
- 5 Posibles nuevas aplicaciones
- 6 Equipo
- 7 Referencias
Concepto
Se extiende una pequeña cantidad de un extracto orgánico líquido, como una capa fina, sobre una matriz hecha de un fino material microporoso cuyas superficies son libremente accesibles desde y hacia el exterior. El extracto es firmemente sostenido por fuerzas capilares y de otros. Esta delgada capa orgánica permanente es traída alternativamente y en varias ocasiones en breve contacto con capas delgadas de los donantes y el líquido acuoso de la tira. En el paso de extracción, las especies seleccionadas, presentes en la solución de donantes, son transportadas desde la solución acuosa del donante a la fase orgánica donde sobreviene una reacción. En el paso de extracción se invierte la reacción y la especie extraída se pelan en la solución acuosa de la tira. Así, se generan dos lotes de producto alternativo: un refinado de y un producto de la tira. Como cada una de las especies a separar asociados diferentemente con el anfitrión, se distingue la composición del producto refinado y tira.
Características únicas
CON una difusividad de masa líquido típico en la orden de 10−9 m2/ s,[2] el tiempo característico para difusión a través de una capa líquida gruesa de 20 micrones es de 0.4 s. Por lo tanto, la delgadez de ambas fases (orgánicas y acuosas) causa a una transferencia de masa relativamente «inmediata» de especies huéspedes de una fase a la otra, que significa que este proceso tiene una resistencia de baja transferencia de masa. Transferencia de la masa baja resistencia permite el desacoplar de efectos atribuidos para transferencia de masa de los efectos atribuido a los tipos de reacción; también permite un ciclo relativamente frecuente que ayuda a mitigar la capacidad limitada debido a los pequeños lotes de alimentación acuosa procesado dentro de cada ciclo.
Aplicación en capa fina reactivos cinética de extracción
Una segunda característica de la extracción de la capa delgada se presenta de los lotes periódicos de operación. Permite un control preciso en tiempo y espacio sobre pequeños elementos procesados en el curso del proceso, un grado de control que no es posible en cualquier otro método de extracción líquido-líquido. Este control es fundamental para hacer posible la explotación de las diferencias en las tasas de reacción de las diferentes especies (véase Termodinámico contra control cinético de la reacción) y la "cosecha" de especies separadas desde el principio las trayectorias de reacción donde el pariente las diferencias en la concentración más grandes. Esto forma la base para la extracción de la capa fina reactivos cinético.[3]
Condiciones de proceso
El solvente de extracción, incluyendo el host, debe ser sustancialmente insoluble en las soluciones acuosas procesadas para evitar ser arrastrados. Sin embargo, la diferencia de densidad entre las fases inmiscibles, que juega un papel importante en la extracción líquido-líquido convencional, es irrelevante en la extracción de capa delgada.
Posibles nuevas aplicaciones
Cuando la separación de dos compuestos estrechamente relacionados por extracción líquido – líquido es necesaria, la sabiduría convencional indica que hay que encontrar un solvente de extracción selectiva que discierne entre las dos asociando cada una a las composiciones de equilibrio diferentes.
Extracción de capa delgada se recomienda para la separación de productos de alto valor que se producen en volúmenes moderados (por ejemplo la separación de quirales moléculas de[4][5]).
Equipo
Extracción de capa fina se utiliza en equipos especializados que funcionan como robots consisten en:
- El cartucho. Consisten en una matriz macro poroso, permeable y abierta, hecha de un sustrato sólido microporoso, compatible con la fase del solvente de extracción y accesible desde/hacia el mundo externo. La matriz microporosa reemplazable es inicialmente húmeda con el solvente de extracción, exponiendo una capa delgada de líquido en su superficie sin obstruir los poros de la macro.
- Significa llevar alternativamente pequeñas cantidades de las soluciones donantes y tira para cubrir como capas delgadas de la capa del solvente de extracción fina contenida en secciones definidas de la matriz durante un tiempo controlado y entonces recoge las soluciones de producto. Un método consiste en rociar las soluciones sobre las secciones de la matriz que intercambian posiciones periódicamente para ser expuestos alternativamente a los donantes y las soluciones de la tira.
Las capas acuosas son entonces liberadas de la matriz y como dos productos distintos. Un segundo método consiste en bombeo neumático a una velocidad controlada, en dirección contracorriente alterna lotes pequeños del donante y tiras de soluciones a través de un haz de tubos capilares microporosa. Este segundo método permite un número programable de etapas pero no permite cambios en orgánica relación acuosa (O/W).
- Un sistema de control programable.
Una célula de extracción de la capa fina consiste en una sección de la matriz que toma en ser expuestos alternativamente a la donante y luego las soluciones de la tira. Cada célula acepta dos alternando acuosa feed lotes y genera dos tandas alternas correspondientes de los productos.
En la operación de multietapa, un tren de células funciona sincrónicamente con los productos de una célula dirigida como alimenta a una celda siguiente aguas arriba o aguas abajo.
El equipo de extracción de multietapas de capa delgada es linealmente escalable, permitiendo resultados obtenidos en aparatos de laboratorio de sobremesa para ser escalar directamente a las plantas de producción a gran escala.
Referencias
- ^ R. Lavie, "Extracción de capa delgada – un método de extracción líquido-líquido novela", AIChE Journal, 54, número 4, páginas 957-964, 2008. DOI: 10.1002/aic.11445.
- ^ Ven_Lucassen, I., "coeficientes de difusión en sistemas líquidos", tesis – Technische University Eindhoven, 1999, ISBN 90-3862551-0.
- ^ RAM Lavie, "Cinética reactiva delgada capa de extracción", Industrial & investigación en ingeniería química, volumen 53, número 47, páginas 18283-18290, DOI: 10.1021/ie5026387.
- ^ Lavie R. y S. Wajc, "Resolución quiral por fina extracción capa", operaciones de ingeniería química, volumen 24, páginas 739-744, 2011 DOI: 10.3303/CET1124124.
- ^ R. Lavie, "Quiral resolución de iónico compuestos por delgada capa de extracción", Ind y la Ing. química, 2011, Vol. 50, número 22, páginas 12311-12844, DOI: 10.1021/ie201596n.
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