萃取效率的优化方法技术

本发明专利技术提供了萃取效率的优化方法，具体为：体积V、浓度C的被萃取溶液加入到离心管中，与萃取剂混合；封闭所述离心管，移至涡旋模块内萃取，设置涡旋转速R和萃取时间t；离心管内萃取剂和被萃取溶液分层，被萃取溶液转移到样品杯；使用纯水对萃取剂进行洗涤，分层后将水层转移到所述样品杯；所述样品杯处于滴定位，进行滴定，达到滴定终点时，使用了体积V1、浓度C1的滴定剂，得出萃取效率；判断所述萃取效率是否达到设定值；若达到设定值，无需调整涡旋转速和涡旋时间；若未达到设定值，根据目标萃取效率E调整优化萃取时间T。本发明专利技术具有自动化、实现未知萃取剂的萃取效率优化等优点。实现未知萃取剂的萃取效率优化等优点。实现未知萃取剂的萃取效率优化等优点。

【技术实现步骤摘要】
萃取效率的优化方法


[0001]本专利技术涉及萃取，特别涉及萃取效率的优化方法。

技术介绍

[0002]萃取又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。萃取的效率主要取决于萃取剂的性质和用量，同时也受到萃取时间、萃取的温度等条件的影响。
[0003]通常，萃取操作都是人工使用分液漏斗振荡实现，振荡频率不够，萃取不完全，回收率难以满足需求；萃取频率过大，极易发生乳化现象，导致两相分层困难。操作者会通过不断变化萃取剂用量和振荡萃取时长进行反复尝试，以便达到最佳的萃取效果。凭借经验进行振荡萃取，必要时少量多次萃取，可以有效提高萃取效率。但是更换不同的萃取剂时，又需要重新摸索萃取剂用量和萃取时间，这往往需要耗费大量的人力时间成本。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种萃取效率的优化方法。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：萃取效率的优化方法，所述萃取效率的优化方法为：体积V、浓度C的被萃取溶液加入到离心管中，与萃取剂混合；封闭所述离心管，移至涡旋模块内萃取，设置涡旋转速R和萃取时间t；离心管内萃取剂和被萃取溶液分层，被萃取溶液转移到样品杯；使用纯水对萃取剂进行洗涤，分层后将水层转移到所述样品杯；所述样品杯处于滴定位，进行滴定，达到滴定终点时，使用了体积V1、浓度C1的滴定剂，得出萃取效率；判断所述萃取效率是否达到设定值；若达到设定值，无需调整涡旋转速R和萃取时间t；若未达到设定值，根据目标萃取效率E调整优化萃取时间T。
[0006]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：1.自动化；萃取剂、被萃取溶液和滴定剂等的转移、离心管的转移及滴定过程、优化萃取时间T的计算均是自动化运行，节省人力和时间；2.优化效果好；本专利技术技术方案实现了未知萃取剂萃取效率的自动优化，优化效果好。
附图说明
[0007]参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。
图中：图1是根据本专利技术实施例的萃取效率的优化方法流程示意图。
具体实施方式
[0008]图1和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
[0009]本专利技术实施例的萃取效率的优化方法，如图1所示，所述萃取效率的优化方法为：体积V、浓度C的被萃取溶液加入到离心管中，与萃取剂混合；封闭所述离心管，移至涡旋模块内萃取，设置涡旋转速R和萃取时间t；离心管内萃取剂和被萃取溶液分层，被萃取溶液转移到样品杯；使用纯水对萃取剂进行洗涤，分层后将水层转移到所述样品杯；所述样品杯处于滴定位，进行滴定，达到滴定终点时，使用了体积V1、浓度C1的滴定剂，得出萃取效率；判断所述萃取效率是否达到设定值；若达到设定值，无需调整涡旋转速R和萃取时间t；若未达到设定值，根据目标萃取效率E调整优化萃取时间T。
[0010]为了准确地得出优化萃取时间T，进一步地，所述调整的方式为：，，n是被萃取溶液与萃取剂的体积比。
[0011]为了根据现有涡旋模块科学地给出与涡旋模块匹配的最佳萃取时间t，进一步地，所述涡旋转速R、萃取时间t满足：R=δlnt+b，δ、b分别是常数，与涡旋模块相关。
[0012]为了自动化地转移液体及涡旋和滴定，进一步地，使用机械臂搭载移液器抽取萃取剂，并施加到所述离心管内；使用加液针转移被萃取溶液至所述离心管内；使用开关盖单元实现所述离心管的封闭和打开。
实施例2
[0013]根据本专利技术实施例1的萃取效率的优化方法的应用例。
[0014]在该应用例中，P507是一种酸性高效有机磷萃取剂，它对金属离子具有萃取能力，同时在一定条件下对某些含氧酸也有一定的萃取能力，工业中常利用它对各种阳离子萃取能力的微小差别达到分离的目的，目前主要被应用于稀土元素的萃取分析中，通常经过稀释剂（航空煤油）稀释后使用，不同稀释比例的P507萃取剂萃取性能有很大区别。
[0015]使用本专利技术方法能够对未知稀释比例P507萃取剂的萃取参数进行自动优化，使其在特定参数下达到最佳的萃取效率，如图1所示，优化方法具体为：机械臂搭载移液器抽取一定体积的P507萃取剂（本实施例为5mL）离心管中，通过加液针向离心管中加入体积V（本实施例为10mL）、浓度C（本实施例为0.5 mol/L）的被萃取溶液（NaOH溶液）；自动关盖后，移至涡旋模块，根据R=δlnt+b，（受到装置机械结构性能的限制，常数δ、b会有不同。获得δ、b的方式为：调整涡旋转速R，得到与涡旋转速R对应的最佳萃取时间t，利用多组R、t建模，从而得到与装置对应的常数δ、b。本实施例δ=1000，b=3332.8），设置涡旋转速R及与其对应的最佳萃取时间t，在此给定条件下，进行涡旋萃取；涡旋后通过静置使P507萃取剂和被萃取溶液（NaOH溶液）分层，使用移液器将被萃取溶液全部转移至样品杯中；加入定量纯水对萃取剂进行洗涤，分层后将水层转移至所述样品杯中；将样品杯移至分析位，使用滴定剂（HCL溶液）对被萃取溶液（NaOH溶液）进行酸碱滴定，到达终点时使用了体积V1（本实施例为4.6mL）、浓度C1（本实施例为0.2 mol/L）的滴定剂（HCL溶液），从而得出此条件下的萃取效率E1=[1
‑
C1V1/(CV)]×
100%；判断所述萃取效率E1是否达到设定值（本实施例为95%，该设定值根据使用者的萃取需求确定，没有固定的值）；若达到设定值，则无需进行自动优化，以后同种类型的萃取剂均按此涡旋转速R的最低萃取时间t，进行处理分析；若未达到设定值，E1无法满足萃取需求，根据目标萃取效率E（本实施例为100%）调整优化萃取时间T，调整的方式为：，n=10mL/5mL=2，依据，得到ε=0.62。
[0016]本实施例的参数如下：
[0017]由上可见，在满足R=δlnt+b的情况下，涡旋转速R越高，萃取时间t越短，萃取效率
E1越大，后续优化时间T越短。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.萃取效率的优化方法，其特征在于，所述萃取效率的优化方法为：体积V、浓度C的被萃取溶液加入到离心管中，与萃取剂混合；封闭所述离心管，移至涡旋模块内萃取，设置涡旋转速R和萃取时间t；离心管内萃取剂和被萃取溶液分层，被萃取溶液转移到样品杯；使用纯水对萃取剂进行洗涤，分层后将水层转移到所述样品杯；所述样品杯处于滴定位，进行滴定，达到滴定终点时，使用了体积V1、浓度C1的滴定剂，得出萃取效率；判断所述萃取效率是否达到设定值；若达到设定值，无需调整涡旋转速R和萃取时间t；若未达到设定值，根据目标萃取效率E调整优化萃取时间T。2.根据权利要求1所述的萃取效率的优化方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭红巧，卢水淼，陈健松，夏晓峰，胡建坤，林旭东，潘农普，刘昌盛，张冰冰，
申请(专利权)人：浙江省杭州生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：