在化工、制药及新能源材料领域,液液萃取作为分离纯化的核心工艺,其效率直接影响产品纯度与生产成本。传统萃取设备因传质效率低、分离时间长、溶剂损耗大等问题,难以满足高附加值成分提取需求。山东联萃流体技术有限公司研发的LC-50型离心萃取机,通过超重力场强化分离技术与智能化控制系统,重新定义了液液萃取的效率标准,成为实验室研发与中试放大的理想选择。
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一、工艺流程:四阶协同实现分子级分离
LC-50型离心萃取机采用连续逆流离心分离工艺,其核心流程可拆解为四个精密协同阶段:
1. 预处理模块:破壁增效与杂质拦截
原料经破碎机粉碎至80-100目后,通过碱化处理破坏细胞壁结构,释放目标成分。LC-50型设备内置动态膜过滤系统,在3000rpm转速下,10秒内完成茶渣与浸提液的分离,固相残留率低于0.5%,同时拦截粒径大于5微米的悬浮颗粒,避免转鼓堵塞。例如,在茶多酚提取项目中,预处理模块使后续萃取工序的乳化率从12%降至0.5%,设备寿命延长3倍。
2. 混合传质:微米级液滴强化分子迁移
溶剂与原料液按比例注入转鼓后,涡轮盘与叶轮以8000rpm高速旋转,将两相液体剪切为50-200μm液滴,传质界面面积较传统设备扩大5倍。在虾青素提取中,该工艺使萃取效率提升30%以上。物料通过阿基米德螺旋通道时,经历8-12级逆流混合,利用浓度梯度差驱动溶质分子从高浓度相向低浓度相定向迁移,实验表明溶质回收率可达95%以上。
3. 离心分离:超重力场实现毫秒级相界面更新
混合液进入转鼓后,在5000-8000rpm转速形成的超重力场(分离因数300-500g)作用下,密度差异使两相在轴向形成清晰界面:重液沿鼓壁流向底部出口,轻液向中心迁移至顶部收集口。耐腐蚀双相界面探测器实时监测界面位置,系统动态调整转速与进料量,确保分离效率稳定。例如,在钴镍分离项目中,通过调节pH至弱酸性环境,P507萃取剂对钴的分配系数提升至200以上,乳化夹带率降至0.1%以下。
4. 智能调控:多参数闭环控制保障工艺稳定性
PLC控制系统集成pH、密度、流量传感器,实现温度(±1℃精度)与转速的闭环调控。可视化界面实时反馈关键参数,支持多因素实验设计。在某抗病毒药物项目中,8级逆流萃取系统使年产能从800吨提升至1200吨,故障诊断预警功能使设备综合效率(OEE)提升至92%。
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二、技术突破:从实验室到工业化的全场景适配
LC-50型设备通过模块化设计与材料创新,构建了覆盖实验室研发、中试放大及工业生产的完整产品线:
- 实验室级:处理量50-500L/h,支持单台设备模拟多级逆流萃取,72小时内完成工艺包设计,效率提升80%。某高校实验室采用该机型进行新药萃取工艺开发,萃取剂单耗降低40%。
- 中试级:LC-350型处理量3000-5000L/h,在某锌冶炼厂项目中,钴回收率从82%提升至96.5%。
- 工业级:LC-650型通量5000-60000L/h,某铜钴矿项目年处理量超50万吨,资源利用率提升40%。
设备主体可选304、316L不锈钢或氟材料,哈氏合金C-276转鼓可耐受pH=0-14强腐蚀环境。分子蒸馏单元使溶剂循环使用次数超过200次,损耗率低于0.8%,吨原料电耗从2800kWh降至1650kWh,废水排放量减少60%。
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离心萃取技术:绿色制造时代的分离科学革命
在“双碳”目标驱动下,LC-50型离心萃取机不仅实现了工艺效率的飞跃,更通过资源化利用将环保合规转化为经济效益。其“萃取-精馏-反萃”闭环工艺,使DMAC回收率突破99%,出口订单量增长40%。每吨产品碳足迹从4.8吨CO₂eq降至1.9吨CO₂eq,助力企业通过ISO 14064-1温室气体核查。
在新能源材料领域,该设备通过多级串联工艺实现锂、镍、钴同步回收:P507萃取剂在弱酸性环境下对钴的分配系数达200以上,年回收钴金属超500吨,纯度99.9%,直接用于高端合金生产。某退役锂电池项目每处理1万吨废旧电池可减少碳排放1.2万吨,形成“资源-产品-再生资源”的绿色循环模式。
从实验室研发到万吨级生产线,LC-50型离心萃取机以超重力场分离技术、全场景适应能力与智能化控制系统,重新定义了天然植物提取与湿法冶金的效率标准。对于追求高效、绿色、可持续生产的企业而言,这项技术不仅是设备升级,更是通向未来制造的钥匙。
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