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液液抽出

1850
化学工学研究室の液液抽出装置。.

(画像はイメージです)

液液抽出(LLE)は分離法である 方法 溶質が混ざり合わない、または部分的に混ざり合う2つの液相間で異なる溶解度に基づいている。化合物は供給相(多くの場合水相)から溶媒相(多くの場合有機相)へと分配される。この移動は化学ポテンシャルの差によって駆動され、平衡状態に達して溶質が両相に分配されると停止する。

液液抽出(溶媒抽出とも呼ばれる)の基本原理は、相平衡の概念に基づいています。混ざり合わない2つの液相を含む系に溶質を導入すると、溶質は両相における化学ポテンシャルが等しくなるまで両相に分配されます。この平衡状態は分配係数または分配係数によって表され、これは2つの相における溶質の濃度比を定量化したものです。溶媒の選択は非常に重要です。理想的な溶媒は、目的の溶質に対する親和性が高く(分配係数が高い)、供給相への溶解度が低く、分離を容易にするために供給相との密度差が大きく、無毒で安価であり、容易に回収できるものでなければなりません。

このプロセスは、接触、分離、溶媒回収の3つの主要なステップから構成されます。接触段階では、供給溶液と抽出溶媒を激しく混合して大きな界面面積を作り出し、溶質が供給相から溶媒相へ迅速に移動できるようにします。続いて、分離段階で混合物を静置すると、混ざり合わない2つの相が密度差によって分離し、明確な界面を形成します。溶質が濃縮された溶媒相は抽出液と呼ばれ、溶質が枯渇した供給相はラフィネートと呼ばれます。最後に、通常は抽出液から溶質を回収し、溶媒は蒸留やストリッピングなどの別の分離プロセスによって再生され、再利用されます。この原理は非常に汎用性が高く、小さな有機分子から大きな金属錯体まで、幅広い種類の化学物質に適用できます。

UNESCO Nomenclature: 3305
化学工学

タイプ

化学プロセス

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 溶解度の概念と「似たものは似たものを溶かす」
  • 混ざり合わない液体の発見
  • 錬金術における蒸留と分離の実践
  • 化学平衡と熱力学の理解

アプリケーション

  • 医薬品の精製
  • 鉱石からの金属抽出(湿式冶金)
  • 核燃料再処理
  • 精密有機化学品の製造
  • 廃水からの汚染物質の除去
  • 食品加工(例:カフェイン除去)

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • development of smart solvents that change polarity with external stimuli (light, temperature) for on-demand extraction
  • マイクロ流体 LLE systems for high-throughput screening in drug discovery
  • integration of LLE with membrane technology to prevent emulsification
  • use of ionic liquids and deep 共晶 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
関連キーワード:液液抽出、溶媒抽出、相平衡、物質移動、溶解度、分離プロセス、化学ポテンシャル、ラフィネート、抽出物、非混和性液体。

歴史的背景

液液抽出

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

(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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