LETAGE THEORIQUE est une partie dextracteur o le

L’ETAGE THEORIQUE est une partie d’extracteur où le contact entre les phases est suffisamment intime pendant un temps assez long pour que l’équilibre de distribution du soluté entre phases soit atteint. Le raffinat et l’extrait sortant d’un étage théorique sont donc en équilibre entre eux. Deux grands groupes de méthodes : les extractions à courants parallèles (en discontinu) les extractions à contre-courant (en continu).

Classement des méthodes L’extraction en N étages peut être réalisée en discontinu ou en continu En discontinu, après avoir ajouté une charge de solvant à une charge de produit à extraire, on agite, on laisse reposer pour décanter, puis on sépare les deux phases. On répète N fois cette suite d’opérations en utilisant chaque fois du solvant neuf. En continu, l’appareil est conçu de façon que l’on puisse continuellement y introduire le mélange à traiter ainsi que le solvant, et en sortir continuellement les deux phases séparées après mise en contact et séparation

4. 1 Extractions à courants parallèles (en discontinu) L’extraction à courants parallèles est un procédé dans lequel le solvant est ajouté au mélange diluant - soluté. • mise en contact intime • l’équilibre est atteint • les phases non miscibles sont séparées L’extrait est soutiré et le raffinat est à nouveau traité par du solvant frais.

4. 1. 1 Extraction à un étage(à simple contact) Le solvant (S) est mélangé intimement à l’alimentation (F) pour extraire un soluté (C). Deux phases non miscibles saturées apparaissent après décantation : l’EXTRAIT E (phase enrichie en soluté et riche en solvant appelée aussi “ phase solvant ” souvent organique ) • le RAFFINAT R (phase appauvrie en soluté et riche en diluant appelée aussi “ phase diluant ” souvent aqueuse)

Alimentation : F = fraction massique de soluté C dans F Fraction massique de solvant dans F = 0 Masse de F = f Raffinat R = fraction massique de soluté C Masse de R = r Extrait E = fraction massique de soluté C Masse de E = e Solvant : S = fraction massique de soluté C dans S Fraction massique de diluant dans S = 0 Masse de S = s E et R en équilibre Fig. 4. 1

POUR QUE L’EXTRACTION AIT LIEU: • Conditions sur la composition de l’alimentation F • Conditions sur la composition de S

Conditions sur la composition de l’alimentation F On rajoute du solvant pur (sans soluté et sans diluant)=> S=B C Pour que l’extraction puisse avoir lieu: la composition de l’alimentation F est telle que F situé entre A et T T F Menons par S, la tangente à l’isotherme de solubilité en E’. Elle coupe AC en T P E’ A Fig. 4. 2 B =S

Conditions sur la COMPOSITION DE S En fonction des masses de F (f) et de S (s) on place M, point représentant la composition du mélange F+S, sur FS de telle façon que f/s = MS/FM T C La droite FS coupe l’isotherme de solubilité en D et D’ Les points G et G’ sont les conjugués de D et D’ L’extraction ne peut avoir lieu que si M situé entre D et D’ F Si M en D: la quantité de solvant S est minimale D P G E’ M Fig. 4. 3 G’ A Si M est en D’: la quantité de solvant est maximale D’ B =S

Question 1: Connaissant les masses de S (s) et de F (f) trouver • les masses (e) et (r) • les compositions de l’extrait E et du raffinat R

Question 1: Connaissant les masses de S (s) et de F (f) trouver les masses (e, r) et les compositions de l’extrait E et du raffinat R On place le point M sur FS en utilisant la relation On trace la conodale ou droite de conjugaison RE passant par M -à l'aide du faisceau de conodales (seules conodales DG et G'D' sont représentées) M E R B=S Fig. 4. 4

Question 1: Connaissant les masses de S (s) et de F (f) trouver les masses (e, r) et les compositions de l’extrait E et du raffinat R On applique la « règle du levier » pour les points R, M et E D’où: (1) Bilan total de matière: r+e = m = f+s (2) Les compositions de E et de R se déterminent sur le diagramme ternaire B=S Fig. 4. 5 On détermine e et r à l'aide de (1) et (2)

QUESTION 2 Connaissant • la composition et la masse (f) de l’alimentation F • la composition de S (B pur) • le titre en soluté C du raffinat R : déterminer s On se fixe le titre en soluté C dans le raffinat. Il faut trouver la masse de solvant S nécessaire pour obtenir un tel raffinat

on place immédiatement R sur l’isotherme de solubilité on en déduit le point conjugué E La droite FS coupe RE en M Pour qu’il y ait extraction , le point R doit être situé entre G’ et D sur l’isotherme de solubilité. s est donnée par : D M E Fig. 4. 6 R La teneur minimale de C dans le raffinat sera La séparation parfaite du diluant et du soluté n’est pas possible avec un étage

Extraction liquide - liquide avec récupération de solvant Il s’agit de récupérer le solvant présent dans le raffinat et l’extrait résultant de l’extraction. ELL Le raffinat R passe dans une colonne de distillation qui sépare le raffinat R’ purifié du solvant SR L’extrait E passe dans une autre unité de distillation pour donner l’extrait E’ et du solvant SE Les solvants ainsi récupérés sont envoyés dans l’étage d’extraction Fig. 4. 7