Diskussion:Extraktionskolonne
Hallo Wiki!
Der Artikel Extraktionskolonne enthält den groben Fehler, dass die spezifisch leichtere Phase durch die schwerere Phase nach oben Diffundiert: es handelt sich dabei jedoch klar um eine konvektive Strömung. Viele andere Aussagen in diesem Artikel sind unklar formuliert, deshalb habe ich den Artikel neu verfasst. Da ich als Neuling nicht mit Links klarkomme (ich habe ein par eingeführt, aber ich habe keine Ahnung, wo die hin führen, habe ich den Artikel hier und nicht auf der Seite gespeichert. Als Quellen habe ich lediglich mein Gedächtnis verwendet, jedoch bin ich ziemlich sicher, dass in Standartlehrbüchern der technischen Chemie oder der Verfahrenstechnik entsprechendes zu finden ist. (z.B. Gmehling Onken: Grundoperationen). Der Artikel unten ist sicherlich nicht vollständig, aber meiner Ansicht nach deutlich besser, als die bisherige Version.
Die Extraktion großer Volumenströme wird in der Industrie oft in Kolonnen durchgeführt. Kolonnen sind hohe, senkrecht stehende zylindrische Gebilde, durch die Fluide strömen. Diese haben gegenüber den Mixer-Settler-Batterien(Link?) den Vorteil, dass der benötigte Energieeintrag zur Dispersion der Phasen geringer ausfällt. Es werden verschiedene Typen unterschieden, denen jedoch ein gemeinsames Prinzip zu Grunde liegt.
Bei allen Extraktionskolonnen wird die spezifisch schwerere Phase am oberen und die spezifisch leichtere Phase am unteren Ende der Kolonne zugegeben. Die schwere Phase sinkt nach unten und wird dort abgenommen, die leichtere steigt nach oben und wird dort entnommen. Die Kolonne arbeitet also nach dem Gegenstromprinzip.(Hier wäre ein Link schön, aber ich bin neu und weiß nicht, wie das geht) An der Phasengrenzfläche findet der Stoffaustausch statt, das heißt, der Extraktstoff geht vom Trägerstoff in das Extraktionsmittel über. Je größer die Phasengrenzfläche ist, desto besser ist die Extraktionsleistung der Kolonne. Zum Erreichen einer hohen Phasengrenzfläche durch Dispersion der Phasen in kleine Tröpfchen werden verschiedene Ansätze verfolgt. Grob unterscheidet man zwischen aktiven und passiven Varianten. Bei aktiven Varianten wird mechanische Energie eingetragen, wodurch an bestimmten Orten in der Kolonne turbulente Strömungen erzeugt werden, die zu einer feinen Dispersion der Phasen führen. Bei den passiven Varianten wird keine mechanische Energie eingetragen, lediglich der Auftrieb der spezifisch leichteren Phase erzeugt eine relative Bewegung der Phasen zueinander. Aktiv gepulste oder gerührte Kolonnen haben eine wesentlich höhere Extraktionsleistung bezogen auf die Kolonnenhöhe, passive Varianten kommen jedoch mit einem Bruchteil des Energieeintrages aus.
Eine weitere Unterteilung der Varianten findet an Hand der verschiedenen Einbauten statt. Es gibt Varianten mit verschiedenen Füllkörpern oder mit Böden.
Beispiele
Bei der gepulsten Siebbodenkolonne werden die einzelnen Extraktionsstufen durch Siebböden voneinander getrennt. Zwischen den Böden findet eine teilweise Trennung der Phasen statt. Die schwerere Phase, die sich auf dem Boden ansammelt kommt dabei mit der leichten Phase, die sich unter dem Bdon ansammelt in Kontakt. Durch die Pulsation eines Hubkolbens(Link?) am Boden der Kolonne wird eine turbulente Strömung durch die Löcher des Siebes(Link?) erzeugt, die zu einer feinen Dispersion der Phasen ineinander, und somit zu einem schnellen Stoffaustausch führt.
Bei der Rotationskolonne wird mechanische Energie durch mehrere Rührblätter eingetragen, die an einer gemeinsamen Rührwelle durch die Längsachse der Kolonne befestigt sind. Auch hier ist die Kolonne durch Böden kompartimentiert, um eine mehrfache Mischung/ Trennung der Phasen zu gewährleisten.