Zentrifugalextraktoren für die Wertstoffgewinnung Extrahieren mit dem richtigen Dreh

Autor M.A. Manja Wühr

Für die Flüssig-Flüssig-Extraktion kommen häufig Mixer-Settler-Systeme oder Extraktionskolonen zum Einsatz. Wenn aber platzsparende Prozesse mit reduziertem Lösungsmittelverbrauch gefordert sind, bieten Zentrifugalextraktoren eine Alternative.

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3-stufige Gegenstromextraktion mit unterschiedlicher Mischzeit pro Stufe.
3-stufige Gegenstromextraktion mit unterschiedlicher Mischzeit pro Stufe.
(Bilder: Cinc)

Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie Biotechnologie, aber auch die Mineralöl- und Biodieselproduktion nutzen Zentrifugalextraktoren für kontinuierliche Extraktions-, Wasch- und Separationsprozesse. So lassen sich beispielsweise Wertstoffe wie Wirkstoffe, Aromen, Vitamine oder auch Polymere gewinnen. Diese werden aus einer flüssigen Phase mithilfe der Zentrifugalkraft in eine weitere flüssige Phase überführt.

Aufbau und Funktionsweise

Über die zwei Zuläufe werden eine Geberphase mit Wertstoff und ein Lösungsmittel dem Mischbereich der Zentrifuge zugeführt. Der Mischbereich wird entsprechend der benötigten Verweilzeit dimensioniert. Zwischen dem sich drehenden Rotor und der statischen Gehäusewand, werden sehr kleine Tropfen mit großen Oberflächen geschaffen. Die ermöglicht einen optimalen Stoffübergang des Wertstoffs aus der Geberphase in das Lösungsmittel. Bei Lösemitteln, die schwerer als die wässrige Fermentationsbrühe sind, kann direkt aus der unfiltrierten Fermentationsbrühe extrahiert werden.

Um auch bei Stofftransport gehemmten Systemen, etwa in der Metallextraktion, die Ausbeute zu verbessern, wurde der Mischbereich vergrößert und somit die Mischzeit von fünf Sekunden auf bis zu 500 Sekunden gesteigert. Dies gewährleistet, dass das optimale Verteilungsgleichgewicht erreicht wird.

So konnte beispielsweise bei der Kobaltextraktion die Ausbeute pro Stufe von zwölf Prozent auf mehr als 99 Prozent gesteigert werden. Im sich drehenden Rotor werden bei Verweilzeiten von zehn bis 100 Sekunden die zwei Flüssigkeiten durch die Zentrifugalkräfte von 200 bis 2000 Gramm sicher getrennt und über den jeweiligen Ablauf (schwere oder leichte Phase) drucklos abgeleitet.

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