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Liquid-Liquid Extraction

1850
Appareil d'extraction liquide-liquide dans un laboratoire de génie chimique.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'extraction liquide-liquide (LLE) est une technique de séparation méthode Ce processus repose sur la différence de solubilité d'un soluté entre deux phases liquides non miscibles ou partiellement miscibles. Un composé se répartit d'une phase d'alimentation (souvent aqueuse) vers une phase solvant (souvent organique). Ce transfert est induit par les différences de potentiel chimique et cesse lorsque l'équilibre est atteint et que le soluté est réparti entre les deux phases.

Le principe fondamental de l'extraction liquide-liquide, également appelée extraction par solvant, repose sur le concept d'équilibre de phases. Lorsqu'un soluté est introduit dans un système contenant deux phases liquides non miscibles, il se répartit entre elles jusqu'à ce que son potentiel chimique soit égal dans les deux phases. Cet état d'équilibre est décrit par le coefficient de partage, qui quantifie le rapport des concentrations du soluté dans les deux phases. Le choix du solvant est crucial ; un solvant idéal doit présenter une forte affinité pour le soluté cible (coefficient de partage élevé), une faible solubilité dans la phase d'alimentation, une différence de densité significative avec cette dernière pour faciliter la séparation, et être non toxique, peu coûteux et facilement récupérable.

The process involves three main steps: contacting, separation, and solvent recovery. In the contacting stage, the feed solution and the extraction solvent are mixed vigorously to create a large interfacial area, which facilitates rapid mass transfer of the solute from the feed to the solvent phase. Following this, the mixture is allowed to settle in a separation stage, where the two immiscible phases separate due to their density difference, forming a distinct interface. The solvent phase, now enriched with the solute, is called the extract, while the depleted feed phase is termed the raffinate. Finally, the solute is typically recovered from the extract, and the solvent is regenerated for reuse, often through another separation process like distillation or stripping. This principle is highly versatile and can be applied to a wide range of chemical species, from small organic molecules to large metal complexes.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Génie chimique

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • concept de solubilité et « qui se ressemble s’assemble »
  • discovery of immiscible liquids
  • alchemical practices of distillation and separation
  • understanding of chemical equilibrium and thermodynamics

Applications

  • purification of pharmaceuticals
  • extraction of metals from ores (hydrometallurgy)
  • nuclear fuel reprocessing
  • production of fine organic chemicals
  • removal of pollutants from wastewater
  • food processing (e.g., decaffeination)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • development of smart solvents that change polarity with external stimuli (light, temperature) for on-demand extraction
  • microfluidique LLE systems for high-throughput screening in drug discovery
  • integration of LLE with membrane technology to prevent emulsification
  • use of ionic liquids and deep eutectique solvents as green alternatives to volatile organic compounds
  • automated LLE systems for real-time environmental monitoring of pollutants
  • supercritical fluid extraction coupled with LLE for complex natural product isolation
  • in-situ LLE for bioreactors to remove inhibitory byproducts and improve yield
  • development of biodegradable solvents for food and cosmetic applications
  • LLE-based systems for carbon capture from industrial flue gases
  • miniaturized LLE devices for point-of-care medical diagnostics
En lien avec : extraction liquide-liquide, extraction par solvant, équilibre de phase, transfert de masse, solubilité, procédé de séparation, potentiel chimique, raffinat, extrait, liquides non miscibles.

Contexte historique

Liquid-Liquid Extraction

1834
1850
1850
1850
1850
1867
1875-01-01
1807-01-01
1850
1850
1850
1850
1860
1870
1876

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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