AFT090 고액 추출 열공학 실험 장비 (교육용/실습용)1. 제품 개요
추출(Extraction)은 증류, 증발, 막 분리 기술과 같은 기존의 분리 방법을 대체할 수 있는, 더욱 효율적이고 선택적이며 비용 효율적인 방법입니다. 이 방법의 응용 분야로는 유지종자(oilseeds)로부터 오일을 추출하거나 광석에서 금속염을 용출해 내는 작업 등이 있습니다.
고액 추출 실험 장비는 고체 혼합물을 분리하기 위해 고액 추출(용출) 방식을 활용합니다. 고액 추출이란 추출제를 사용하여 고체 내에 함유된 가용성 성분을 분리해 내는 과정을 의미합니다.
본 실험 장비의 활용 범위는 다음과 같은 영역을 포함합니다.
고액 추출의 기본 원리 이해 및 숙지
고액 추출이 연속 공정 및 비연속 공정으로 수행될 수 있음을 입증
단일 단계, 2단계, 3단계 추출 공정에 대한 연구
추출제의 유량 및 온도가 추출 공정에 미치는 영향 분석
추출 대상 고체 물질의 질량 유량 및 캐러셀(carousel) 회전 속도가 추출 공정에 미치는 영향 분석
1.1 사용 지침
본 장비는 열처리 공정 및 계측 기기 제조 분야의 교육 및 실습 목적으로 활용될 수 있습니다. 본 장비는 교육용으로 설계되었으므로 산업 현장에서의 실제 생산용으로는 적합하지 않습니다.
1.2 제품 제원
치수 (길이x너비x높이): 1360 x 780 x 1900mm
중량: <180kg
전원 공급: 단상 AC 230V, 50Hz
2.2 주요 기능
추출 훈련 장치의 작동은 향류(countercurrent) 원리에 기초합니다. 이 방식을 채택함에 있어, 농도 구배가 물질 전달의 구동력 역할을 합니다. 즉, 신선한 추출제를 회전식 추출기(rotary extractor)로 공급하여 추출 대상 물질을 추출합니다. 회전식 추출기는 천공된 베이스 위에서 서서히 회전하며, 추출 대상 물질은 스크류 컨베이어를 통해 회전식 공급 장치(rotary feeder unit)로 지속적으로 공급됩니다. 이 장치 내부에서 추출제가 분사되는데, 추출제 밸브를 조작하여 1단, 2단 또는 3단 연속 추출 운전 모드를 선택할 수 있습니다. 추출이 완료된 잔사(residue)는 공급 장치가 한 바퀴 회전한 후 지정된 수거 용기로 낙하합니다. '중단(interrupt)' 모드를 사용하여 회전식 추출기의 작동을 정지시킬 수도 있습니다. 3개의 펌프를 사용하여 추출제 용기에서 추출제를 이송하며, 각 단(stage)별로 펌프의 속도를 개별적으로 조절할 수 있습니다. 작동 중에는 3개의 공정 펌프 중 적어도 하나가 가동되며, 배출 펌프가 자동으로 작동하여 추출액을 지정된 수거 용기로 이송합니다. 온도 조절 기능이 있는 히터를 사용하여 해당 단(stage)의 추출제 온도를 조절하고 그 값을 표시할 수 있습니다. 각 단에는 전도도 센서가 장착되어 있어 분리 공정을 모니터링할 수 있습니다. 모든 측정값은 소프트웨어를 통해 화면에 표시됩니다.
2.3 공정 설명
특정 장치(1단)에는 신선한 추출제가 분사되며, 이 장치에서 추출된 액체는 지정된 수거 용기로 배출됩니다. 그 앞의 두 장치(2단)에는 1단에서 배출된 추출제가 분사됩니다. 2단 바로 앞의 두 장치는 3단을 구성하며, 3단에는 2단에서 배출된 추출제가 분사됩니다. 따라서 추출 대상 물질은 일련의 장치들을 거치며 완전히 추출됩니다. 장치 중 하나는 물질 투입용으로, 다른 하나는 배출용으로 사용되며, 또 다른 하나는 비어 있는 상태로 유지됩니다. 첫 번째 추출 실험이 정상 상태(steady state)에 도달한 후부터 데이터 수집이 유의미해지므로, 실제 데이터 분석은 두 번째 추출 실험부터 이루어집니다. 회전 속도를 조절함으로써 추출 대상 물질의 체류 시간(residence time)을 변경할 수 있습니다.
