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ミキサーセトラーユニット

1940
Vintage mixer-settler unit for liquid-liquid extraction in chemical engineering.

(画像はイメージです)

A mixer-settler is a standard industrial apparatus for liquid-liquid extraction. It comprises a mixing chamber, where an impeller disperses the two immiscible phases to facilitate mass transfer, followed by a settling chamber, where the phases separate via gravity. These units are often arranged in series to form a multi-stage counter-current cascade for high-efficiency separations.

The mixer-settler is a cornerstone of industrial liquid-liquid extraction due to its simple design, reliability, and scalability. Each unit functions as a discrete equilibrium stage. In the mixer, a motor-driven impeller provides the energy to break up the dispersed phase into fine droplets, creating a large interfacial area essential for rapid mass transfer of the solute. The design of the impeller and the mixing intensity are critical; insufficient mixing leads to slow extraction, while excessive mixing can create a stable emulsion that is difficult to separate in the settler.

混合後、分散液ははるかに大きな静止した沈降槽に流れ込む。ここで、重力の影響下で、分散相の液滴が合体し、連続相とは別の明確な層に分離する。沈降槽の性能は、相間の密度差、界面張力、および 粘度 連続相の分離。通常、沈殿槽の出口には堰が設けられ、界面レベルを制御し、軽相(抽出液)と重相(ラフィネート)を別々に排出します。多くの理論段を必要とする複雑な分離の場合、複数のミキサーセトラーユニットが向流方式で接続されます。この構成では、供給液と抽出溶媒がカスケード内を逆方向に流れ、濃縮駆動力と全体的な分離効率が最大化されます。ミキサーセトラーは、設置面積が大きく、液体の貯蔵量も多いにもかかわらず、反応速度が遅く、処理量が多いプロセスで依然として広く利用されています。

UNESCO Nomenclature: 3305
化学工学

タイプ

物理デバイス

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 基本的な実験室用分液漏斗
  • 工業用混合タンクおよび沈殿池
  • 流体力学と液滴合体の理解
  • 蒸留から始まる多段階処理コンセプトの開発

アプリケーション

  • 鉱業における大規模な銅の採掘
  • 核燃料再処理(例: PUREXプロセス)
  • リン酸の製造
  • 石油化学産業における芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素の分離
  • 大規模な医薬品製造

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • compact mixer-settler designs using centrifugal forces to reduce footprint
  • integrated mixer-settler units with internal recycling for improved efficiency
  • use of static mixers to reduce energy consumption and shear, preventing emulsification
  • 3d-printed mixer-settlers for rapid prototyping and small-scale specialty chemical production
  • smart mixer-settlers with embedded sensors for real-time monitoring of phase separation and interface level
  • membrane-assisted settlers to break difficult emulsions
  • computational fluid dynamics (cfd) modeling to optimize impeller design and flow patterns
  • mixer-settlers designed for handling three-phase systems (e.g., with solids)
  • solar-powered mixer-settlers for off-grid mining operations
  • modular, skid-mounted mixer-settler units for flexible plant configurations
関連: ミキサーセトラー、液液抽出、化学工学、向流カスケード、物質移動、相分離、湿式冶金、 ピュレックス プロセス、産業機器、インペラ。

歴史的背景

ミキサーセトラーユニット

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1945-01-01
1949
1950

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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