

저주받은 말년 2분 3초

- 액체 추출 장치는 기체 흡수나 증류처럼 두 상이 잘 접촉하여 물질전달이 원활하도록 하는 것
- 흡수나 증류 조작은 기상과 액상의 밀도차가 크므로 쉽고 신속하게 분리할 수 있지만 액체 추출은 밀도차가 작으므로 분리가 어렵다.
- 액체 추출 장치는 기계적 교반을 하는 형식과 유체 자신의 흐름에 의해 교반하는 형식으로 분류
- 액체 추출 조작은 회분식도 가능하나 다회 추출, 향류 다단 추출, 연속 미분 추출 및 환류 추출과 같은 연속식을 주로 사용
(1) 회분식 추출 장치
- 혼합과 침강이 동일한 용기에서 이루어진다.
- 혼합을 위해서는 추출 용기에 터빈이나 프로펠러 교반기를 설치
- 우선 추출 대상 물질과 용매를 혼합 용기에 넣고 충분한 추출이 이루어질 수 있도록 교반을 실시
- 추출이 완료된 후에는밀도차에 의해 추출상과 추잔상 간의 상분리가 이루어지도록 한다.
- 혼합 시간과 상분리에 필요한 시간은 추출 대상 물질 및 용매의 특성에 따라 탈라지며 이는 실험을 통해 결정

회분식 추출 장치
(2) 연속식 추출 장치

- 혼합 침강기는 회분식 추출 장치와는 달리 혼합기와 침강기가 별도로 분리되어 있는 장치
- 두 용액을 흔합시키는 흔합조와 분리 후에 두 용액을 밀도차에 의해 분리시카는 침강조를 연결한 장치
- 혼합은 교반기를 통해 기계적으로 이루어질 수도 있으나 노즐이나 관을 통해 액체를 펌핑 (pumping)하여 수행될 수도 있다.
- 일반적으로 흔합-침강기는물질 전달효율이 높아 물질 전달 데이터 없이 평형 데이터를 기초로 평형단 해석만을 통해서도 신뢰성 높은 장치 설계가 기능하고, 조업이 간단하다는장점
- 다른 연속 추출 장치에 비해 장치가 복잡할 뿐 아니라 상대적으로 차지하는 공간이 크다는 단점.
- 공업적으로 보통 쓰이는 방법으로 추출조 안에 원료와 용매를 넣고 교반기로 교반하여 추출하는 장치
- 혼합조(mixer)와 침강조(settler)가 직렬로 연결된 것으로 여러 개를 조합하여 병류 및 향류 조작
- 장치의 구조가 간단하여 고정비가 적게 들고 조작 조건과 추료나 추제의 종류도 광범위하여 수용액으로부터 우라늄염이나 구리염의 추출에 이용
- 대표적인 장치는 믹서 세틀러 추출 장치로 두 용액을 혼합시키는 혼합조와 분리 후에 두 용액을 비중차에 의해 분리시키는 침강조를 연결한 장치로 구조가 간단하고, 조작을 간단하게 할 수 있는 장점

그림 Ⅳ-16 믹서 세틀러 추출 장치

혼합 침강기


- 무거운 액(heavy liquid)이 탑상에서 들어가서 연속상(continuous phase)으로 탑을 채운 상태로 바닥으로, 가벼운 액(light liquid)은 바닥에 있는 노즐을 통하여 분산 또는 액체 방울로서 위쪽으로 상승하여 탑상부에서 합쳐진 후 나간다.
- 다른 방식으로 무거운 액이 연속상으로 가벼운 액속으로 분무되는 것
- 탑 내부에 벌 새들(berl saddle)이나 라시히 링(resching ring)을 충전하여 액체 방울이 합쳐지거나 재분산되는 것을 원활하게 해주면 더욱 효과적
- 구조가 간단하고, 조작하기 쉬우며 많은 양을 처리할 수 있는 장점, 물질 전달 효과가 좋지 않으므로 추출 효과는 적다.
그림
Ⅳ-17 분부탑 추출 장치

분무 추출탑

- 다공판 탑은 액제 방울의 생성 소멸이 1회에 그치는 분무탑의 단점을 해결한 것으로 다공판을 통해 액체 방울의 재형성 및 재분산이 일어나도록 여러 변 반복하여 효율을 높이게 된다.
- 일반적으로 가벼운 액체는 분산상(dispersed phase)으로 도입되고 일류관(downcomer)에은 다음 단으로 무거운 액체를 옮겨주는 역할을 한다.
- 다공판으로 단을 만들었기 때문에 분무탑에서 문제가 되는 역혼합(back mixing)을 줄일 수 있다.
- 방해판 탑(baffle column) : 다공판의 변형으로 유로에 디스크 도넛형(disc and doughnut), 측부 조립형(side to side) 및 중심 조립형(center to side)과 같은 수평 방해판(baffle)을 설치하여 접촉을 원활히 하도록 한 방해판 탑
- 방해판의 간격은 보통 10~15cm이며 부식에 의해 구멍이 커지거나 막히는 일이 없으므로 현탁된 고체를 함유한 용액의 취급에 적당

그림 Ⅳ-18 다공판 탑과 방해판 탑

- 터빈이나 중심에 회전축이 있는 교반기로 기계적 에너지를 공급하여 두 상을 혼합하는 것으로 교반 날개 사이에는 혼합 침강기의 효과를 얻기 위하여 간막이나 무풍구역(calming section)을 설치
- 무풍 구역은 상(phase)들의 혼합과 분리를 촉진하기 위해 철망(wire mesh)으로 설치
- 이 탑은 부식 액체를 사용하면 내부 장치가 침식되므로 사용할 수 없다.
- 그림 Ⅳ-19은 패들(paddle)형 교반기를 사용하는 쉬벨 탑(Scheibel tower)이며 원판형 날개를 사용하는 회전 원판탑도 있다.

그림Ⅳ-19 교반 및 맥동 추출탑

- 원심 추출기는 고속 회전에 의한 원심력을 이용히는 것이기 때문에 비중차가 적을 때 적합
- 포드비엘니악(Podbielniak) 추출기는 무거운 금속통 속에 액이 들어오고 나갈수 있도록 속이 비어 있는 횡축에 나선형의 리본이 감겨져 있다.

- 무거운 액제는 나선형의 바깥변을 따라 외측으로 이동하고, 가벼운 액체는 안쪽면을 따라 내측으로 이동
- 원심 추출기는 적은 공간에서 이론적 접촉이 많고 짧은 제류 시간에 비해 처리량이 큰 장점이 있으나 구조가 복잡하고 값이 비싸서 사용이 제한되는편
원심 추출기
2020년 동기부여 영상 "타인의 시선을 죽여라 4분 47초

