Для переработки различных растворов применяется экстракционный метод. Технология экстракции широко применяется на предприятиях химической и металлургической промышленности. Экстракционная технология позволяет получать растворы практически любой чистоты, извлекать металлы из бедных по составу растворов, регенерировать растворы. Одной из разновидностей экстракции является твердофазное разделение (ТФЭ), которое осуществляется с помощью твердых сорбентов. Данная технология широко применяется в аналитической химии на стадии пробоподготовки.

Главные преимущества экстракции

Экстракция в любом виде и исполнении имеет большое количество преимуществ, которые заключаются в следующем:

  • Процесс позволяет получать очень чистые растворы;
  • Высокая селективность, благодаря применению сорбентов, которые могут поглощать только определенные химические элементы или соединения;
  • Высокая степень разделения по сравнению с процессом фильтрации;
  • Простота исполнения;
  • Возможность высокой степени автоматизации в условиях промышленного объекта.

Твердофазная экстракция

Сущность твердофазной экстракции заключается в том, что сорбентом выступает твердое вещество. ТФЭ в аналитической химии чаще всего применяется на стадии подготовки пробы к анализу. Оборудование для проведения таких процессов несколько отличается от оборудования для жидкостной экстракции. Камеры твердофазной экстракции представляют небольшие вакуумные фильтры в виде колб (вакуумные емкости прямоугольной формы). Выглядит каждая колба как шприц без поршня, изготавливаются они из пластика, диаметр может варьироваться. Длина также может быть различна. Камера для твердофазной экстракции может обрабатывать одновременно от 12 до 24 проб. Снизу камеры, подобно вакуумному фильтру, устанавливается вакуумный насос, за счет которого исходный раствор просачивается вниз колбы. В каждой колбе устанавливаются картриджи с сорбентом, за счет которых происходит экстракция.
Исходный раствор выливают в одну из колб, за счет разрежения он проходит из картридж с сорбентом, где происходит очистка от примесей. Также существует метод ТФЭ под давлением, однако он не так распространен, поскольку намного сложнее в реализации.
Процесс твердофазной экстракции включает в себя следующие этапы:

  • Кондиционирование, которое представляет собой химическую активацию твердого сорбента, кондиционирование проводится метанолом;
  • После активации происходит непосредственная загрузка раствора;
  • Промывка;
  • Элюирование.

Твердофазная экстракция используется для подготовки проб, после чего полученные растворы направляются на химический анализ. Также камеры твердофазной экстракции могут использоваться для фильтрации.

Достоинства ТФЭ по сравнению с жидкостной экстракцией

Твердофазная экстракция имеет большое количество преимуществ по сравнению с жидкостной:

  • Более высокая степень разделения;
  • Высокое количественное извлечение, более 80 %;
  • Экономичность. Поскольку отпадает необходимость покупки дорогих растворителей;
  • Простота исполнения;
  • Высокая скорость процесса за счет вакуума.
  • Данная технология широко применяется во всем мире в пищевой, химической и фармацевтической промышленности.

В пищевой промышленности метод ТФЭ применяется в следующих случаях:

  • Как метод извлечения синтетических красителей (СК) из пищевых продуктов. Наиболее часто применяется ТФЭ для извлечения СК из различных напитков, конфет, мармелада, концентратов сока, реже – для извлечения СК из сиропов, желе, мороженого, джема, жевательной резинки, соусов, некоторых рыбных продуктов;
  • Для выделения и концентрирования ароматизаторов сыров;
  • Для анализа пищевых продуктов на пестициды.

В химической промышленности метод ТФЭ широко используется при анализе различных нефтепродуктов.

В фармацевтической промышленности твердофазная экстракция применяется:

  • Для определения гидрохлоротиазида в сыворотке крови;
  • Для совместного извлечения золпидема и его метаболитов из мочи.

Таким образом, твердофазная экстракция – это очень действенный и эффективный метод разделения различных элементов.