151614. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyadékok folyadékkal, többfokozatú keverő-ülepítő rendszerben való extrahálására
5 kerületi sebesség számértéke elsősorban a két nem elegyedő folyadékfázis faj súlyviszonyától, továbbá felületi feszültség' értékeitől függ és minden feladatnál, ill. folyadékpárnál külön kísérlettel meghatározandó. A találmány értelmében alkalmazásra kerülő centrifugálkeverőknél az edény fenekére gyakorolt szívóhatás elhanyagolhatóan kismértékű, az oldalfalakra gyakorolt nyomóhatás pedig csupán a járókerék ,(:ill. keverőkarok) közvetlen környezetére korlátozódik. így tehát az ilyen keverők által a folyadékfázisok belépési helyeire, ill. az emulzió elvezetési helyére gyakorolt hidrosztatikus hatás szintén elhanyagolható. Így a folyadékbevezető, ill. — elvezető csövek -'- a járókerék '(keverőkarok) közvetlen környezetén fcivül — bármely magassági szintben lehetnek; a folyadékfázisok folyamatos ellenáramú áramlását zavaró hidrodinamikai hatások nem lépnek fel. A találmány értelmében alkalmazásra kerülő centrifugálkeverők az ábrákon példaképpen bemutatott kiviteli alakokon kivül más, önmagukban ismert szerkezeti felépítésben is alkalmazhatók. Így a centrifugaikeverő szívócsöves tengelyén egymás felett több, pl. két járókerék is lehet, ilyen esetben is olyan magassági szinteken rendezzük el ezeket, hogy mindegyik a beszívott fázissal ellentétes fázisba diszpergálja a folyadékot. Alkalmazhatunk továbbá a keverőtartályban — főként olyan esetben, amikor különösen nagy fordulatszámmal kívánjuk a keverőt járatni — terelőlapokat is, a legkedvezőbb hidrodinamikai viszonyok biztosítása céljából; általában azonban a találmány szerinti berendezés ilyen terelőlapok nélkül is kifogástalanul működik. A találmány az ismert, szokásos típusú (lapátos, egyszerű, szívócső nélküli centrifugál vagy propelleres) keverőket alkalmazó berendezésekkel szemben a. már említetteken túlmenően az alábbi fontos előnyöket mutatja: 1. A találmány szerinti berendezés teljesítményszükséglete kisebb, mint az ismert típusú keverőké. Ezeknél az ismert keverőknél a felvett teljesítmény nagy része a folytonos fázis keverésére fordítódik és csak a másodlagosan kialakuló vertikális áríamlás okozza a könnyű és a nehéz fázis összekeveredését. A szívócsöves eentrifugálkeverőnél viszont a beszívott fázis áramlása kényszerített; A keverő beszívja ezt a fázist és a másik fázisban diszpergálja. Ezáltal a felvett teljesítmény nagy része a beszívott fázisnak a másik fázisban való diszpergálására 'hasznosítódik. így a keverőt kisebb fordulatszámimal is járathatjuk, ami' még inkább hozzájárul a nem kívánatos hidrodinamikai hatások kiküszöböléséhez. 2. Minthogy a szívócsöves keverő szívó-, ill. nyomóhatása jóval kisebb, mint az egyéb típusú keverőké, az extraktor szerkezeti felépítése is lényegesen egyszerűbb lehet. Nincsen szükség a másfajta berendezésekben, fellépő hidrodinamikus hatások terelőlapokkal való csökkentésére, az egyéb berendezésekben alkalmazott bonyolult túlfolyó és folyadéktovábbító rendszerekre, az egyes készülékelemek lépcsőzetes elhelyezésére vagy a folyadékáramlás egyéb .mesterséges módon történő elősegí-5 lésére. Így a találmány szerinti berendezés üzemeltetési költsége is jelentősen kisebb, mint az említett ismert berendezéseké. 3. A megépített extraktor bármely folyadékpárral üzemeltethető, minthogy annak műkö-10 dése tág határok között független a két fázis mennyiségi arányától i(folyadékarány) és a két fázis fajsúlykülönbségétől. Kísérleteink során tág határok között változó fajsúlyviszonyú folyadékpárokat és 0,5-től 9,5-ig változtatott fo-15 lyadékarányt alkalmaztunk; az extraktor folyamatos üzemeltetése során az egyes lépcsők hatásfoka minden esetben 100% volt. A találmány szerinti eljárás, ill. berendezés tehát kiválóan alkalmas a legkülönfélébb anya-20 gokkal és oldószerekkel történő laboratóriumi és ipari folyadék-folyadék extrakciós műveletek lefolytatására. Így pl. jó eredménnyel alkalmazható műanyag-monomerek tisztítására, kaprolaktám-olaj extrahálására, gyógyszergyári 25 készítmények és közbenső termékek tisztítására, fermentációs levek extrahálására, fenoltartalmú vizes oldatok fenolmentesítésére, ritka elemek tisztítására, ill. dúsítására és számos más hasonló célra, tekintet nélkül arra, hogy 30 az extrákció könnyebb fázisból nehezebb fázisba, szerves fázisból vizes fázisba vagy ellenkező irányban történik-e. A találmány gyakorlati megvalósítási módjait közelebbről az alábbi példák szemléltetik. 1. példa: Laboratóriumi 4 lépcsős ellenáramú keverő-40 ülepítő üveg extraktor keverő és ülepítő edényeinek mérete egyformán 0 55 X140 mm, hasznos űrtartalma 300 cm3, a keverő az 1. ábra szerinti kivitelű centrifugális keverő, melynek lapátátmérője 40 mim, fordulatszáma 45 600/perc, a keverőlapát kerületi sebessége 1,25 m/sec. Az extraktorba betáplálunk óránként 1 kg 62 súly% kaprolaktámot tartalmazó ún. „laktámolajat" és 3,75 liter triklóretilént. Az ex-50 traktor egyes ülepítőiből kivett extraktum, ill. raffinátum koncentrációk !(kaprolaktám súly%): (1) 10—31,6; í(|2) 3—12,8; <3) 0,9—5,0; i(4) 0,6—2. A keverőből kivett emulziómintákat választótölcsérben összerázva a kapott egyensúlyi kon-55 centrációk megegyeztek az ülepítőkből vett minták összetételével, tehát minden lépcsőben beállt az egyensúly. Az extraktorból távozó raffinátum 2% lak-60 támot tartalmaz, mennyisége: 0,3J» kg/ó, azaz a veszteség 1,1%. Az extraktum mennyisége: 6,14 kg/ó Kaprolaktam koncentráció az extr aktumban: 65 10% 3
