萃取ppt

传质系数小。
轻相
2、填料萃取塔
轻液 重液 液－液相 界面
特点：填料萃取
塔结构简单，造
价低廉，操作方
使溶质A富集于萃取剂S中，然后对萃取相进行蒸馏，如 以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分离咖啡因。 2、恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通蒸馏方法不 适用，如催化重整油中芳烃与烷烃的分离因沸点相近 而 需要塔板数太多，工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、 甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍生物。
3、需分离的组分不耐热，蒸馏时易分解、聚合或发
第3组： 2.2 t/批；
第4组： 3 t/批；
第7组：5.2t/批；
第9组：5.8t/批；
第5组： 3.6 t/批；
第10组：6.2 t/批；
完成下列任务
1）确定回收方法； 2）选用适宜的萃取剂； 3）设计醋酸水溶液中回收醋酸操作程； 4）计算萃取剂用量； 5）若将萃取相E中萃取剂S全部回收，图解法计算萃取液的量和 萃余液的量及其组成；
萃 取 塔
萃余相
残 液
二、萃取设备
（一）、澄清萃取器 （二）、萃取塔 萃 取 设 备 （三）、机械搅拌塔 （四）、脉冲塔 （五）、离心萃取器
（一）澄清萃取器
优点
① 处理量大，级效率高；
② 结构简单，容易放大和操作； ③ 两相流量比范围大，运转稳定可靠，易于开、停工； 对物系的适应性好，对含有少量悬浮固体的物料也能处理； ④ 易实现多级连续操作，便于调节级数。不需高大的厂房和
（比水轻）、苯（比水轻）、四氯化碳
（比水重）等。
一、萃取相关概念
液液萃取是分离均相液体混合物的单元操作。
（一）萃取单元操作
1、萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其基 本不相混溶的液体作为溶剂，造成第二相，利用原料 液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混 合物得以分离的单元操作。亦称溶剂萃取，简称萃取
3、萃余相
一定量萃取剂加入原料液中，形成两液相，两液相因密 度不同而分层：另一层以原溶剂（稀释剂）B为主，且
含有未被萃取完的溶质，称为萃余相，以R表示。
4、萃取液/萃余液
萃取操作并未有得到纯净的组分，而是新的混合液：萃取 相E和萃余相R。为了得到产品A，并回收溶剂以供循环使
用，尚需对这两相分别进行分离。脱除溶剂后的萃取相和
萃余相分别称为萃取液和萃余液，以E’和R’表示。
（三）萃取操作分类 1、按组分数目分
按组分数目分
多组元体系：原料液中有两个以上组分或溶 剂为两种不互溶的溶剂
三元体系：原料液中含有两个组分，溶剂为单 溶剂
2、按有无化学反应分
按有无化学反应分 物理萃取：萃取过程中，萃取剂与原料液 中的有关组分不发生化学反应 化学萃取 本模块主要讨论三元体系的物理萃取。
1
2
n
SE
A、多级错流萃取流程
SE
xF F
x1 R1
x2 R2
xn-1 Rn-1
xn Rn
SR
1
E1 y1 E2 y2
2
E3 y3 En yn
n
S yS
B、多级逆流萃取流程
3、项目流程
萃 取 相 萃取剂 冷凝器 冷凝器 醋酸
水 原 料 液 循 环 塔 分离器 洗 涤 塔 冷凝器 溶 剂 汽 提 塔
生其他变化，如从发酵液中提取青霉素时采用醋酸丁
酯为萃取剂进行萃取。
（五）、萃取操作流程 1、单级萃取流程
原料液 A+B 萃取剂 S S 萃取液 E A(大量),B(少量) S 萃余液 R B(大量),A(少量)
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
单级萃取流程
2、多级萃取流程
S1
S2
二氧化碳
31.04
7.38
丙烷
96.6
4.25
超临界流体萃取的原则流程
等温法代表性流程
a. 变压萃取分离流程(等温法)
等压法代表性流程
b. 变温萃取分离流程(等压法)
吸附法代表性流程
c. 吸附萃取分离流程(吸附法)
惰性气体法代表性流程
d. 稀释萃取分离流程(惰性气体法)
超临界流体萃取的原则流程的过程分析
模 块 三
Extraction
萃 取 子 模 块
（一）能力目标
1、具有萃取设备的初步认识能力； 2、具有操作萃取设备的初步能力；
3、具有萃取设备故障及其处理和日常维护和检修的能力；具
有萃取操作温度压力的调节和控制的能力。
4、具有萃取剂用量计算的初步能力。
（二）知识目标
1、了解萃取设备结构及其工作原理； 2、萃取剂的选择； 3、掌握萃取塔的操作、控制及其工艺参数的调节； 4、萃取流程， 5、掌握液液萃取的基础知识，相组成图表示方法；掌握萃 取过程计算，萃取剂用量的计算。
反胶束萃取技术的应用 ①分离蛋白质混合物
二烷基磷酸盐/异辛烷反胶束溶液萃取分离溶菌酶和肌红蛋白。
②浓缩α-淀粉酶 如用TOMAC/异辛烷反胶束溶液萃取水相中的α-淀粉酶，以实现 α-淀粉酶的浓缩。 ③直接提取细胞内酶
如用CTAB/己醇-辛烷反胶束溶液直接从棕色固氮菌细胞内提取
胞内脱氢酶，既不破坏菌细胞，也可保持酶的活性。 ④从动植物资源中提取蛋白质 可利用反胶束溶液直接从大豆、菜籽、蚕蛹等残渣中提取分离 有用的蛋白质。
⑤反胶束中心池的大小可在一定范围内变化，当Wo值超过
一定限度后，反胶束将发生破裂，溶液将变浑浊。
常见的反胶束系统
反胶束萃取原理
影响反胶束萃取的主要因素 (1)与反胶束有关的因素 表面活性剂的种类、浓度，有机溶剂的种类，助表面活性
剂及其浓度。
(2)与水相有关的因素
pH值，离子种类，离子强度。
(3)与萃取物有关的因素 分子大小，浓度，电荷情况等。 (4)与环境有关的因素 系统温度、压力等。
尺度的一种聚集体。 反胶束的形成
表面活性剂通常都有一个亲水的极性头和疏水的非极性尾。
当表面活性剂在有机溶剂中的浓度超过其临界胶束浓度后，其 疏水的非极性尾向外伸入有机溶剂主体中，亲水的极性头则自 发向内聚集排列成一个极性核。核中的空间具有溶解水和大分 子的能力，称为池(pool)。表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)可 通过表面活性剂手册查得，通常在1×10-4~1×10-3mol/L范围。
或抽提。
（二）相关概念
原料液，用F表示；
选用的溶剂称为萃取剂，以S表示，要有较好的溶解选择性；
原料液中易溶于S的组分，称为溶质，以A表示；
难溶于S的组分称为原溶剂（或稀释剂），以B表示
1、萃取剂
用于从原料剂中萃取一种或多种溶质的不互溶的液 体称为萃取剂，以S表示；
2、萃取相
一定量萃取剂加入原料液中，形成两液相，两液相 因密度不同而分层：一层以溶剂S为主，并溶有较 多的溶质，称为萃取相，以E表示；
• 分离：杂质保留或目标化合物保留。
• 富集：目标化合物保留，化合物极性与吸附剂极性越
接近，保留越强。
• 分离机理：利用杂质或目标化合物与样品基体溶剂和
吸附剂之间亲和力的相对大小。
（四）萃取操作的应用
1、溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度大且为易挥发组分
时，直接用蒸馏的方法能耗是很大，这时可以先萃取 ，
化妆品原料提取精制
超临界流体萃取装置
压缩机
萃取釜
制冷MVC-760L
二氧化碳循环泵
超临界流体萃取的特点
优点：
①用超临界流体萃取具有与液体相近的溶解能力，比液体
溶剂渗透快，渗透深，能更快达到萃取平衡。
②操作参数主要为压力和温度，比较容易控制。 ③超临界流体萃取集精馏和液液萃取特点于一体，可能分 离一些常规方法难以分离的物系。 ④超临界流体可在常温下操作，故特别适合于热敏性、易 氧化物质的提取和分离。
手工洗衣服为例
打完肥皂、揉搓后，如何将肥皂沫去除呢？用清水多次漂 洗
经验表明：每盆水揉搓的时间越长（即萃取越接近平 衡），拧得越干（即萃取与萃余相相分离越彻底），所用 漂洗次数越少（即错流级数越少）。
醋酸乙酯萃取醋酸水溶液中的醋酸
四氯化碳可用于萃取碘的饱 和水溶液中的碘
用于分离不相溶解会分层的液体混合物。 下层经过活塞从分液漏斗下端流出，上 层从上倒出。常用的萃取剂有：汽油
3、按照萃取原理分
固相萃取
液液萃取
萃取
双水相萃取
反胶束萃取
超临界萃取
（1）
双水相萃取
双水相体系就是由两个互不相容的水相合在一起
构成的体系。
双水相体系的形成主要是由于水相中高聚物之间
的互不相容性，即高聚物分子的空间阻碍，导致相互
不能渗透，不能形成均一相而产生的。 通常，只要两聚合物水溶液的憎水程度有所差异， 混合时就可能发生相分离。憎水程度相差越大，相分 离倾向就越大。
反胶束的形成
亲水极 性头 疏水非 极性尾
pool
一种阴离子型表 面活性剂
可游离 离子
反胶束溶液的性质 ①反胶束溶液是透明的、热力学稳定的系统。
②反胶束溶液体系的特性受表面活性剂结构、溶剂种类、 温度和压力等因素有关。 ③反胶束中心约束的水量通常用束水比来表示，即： Wo=[约束水摩尔数]/[表面活性剂摩尔数]。 ④Wo值与表面活性剂和溶剂的种类、助表面活性剂、水相 中盐的种类和浓度等有关。
（3）超临界流体萃取 什么是超临界流体：物质在的温度
和压力分别超过其临界温度(Tc)和
临界压力(pc)时形成的流体(SCF)。Βιβλιοθήκη •处于临界点状态的物质可实现液
态到气态的连续过渡，两相相界面 消失，汽化热为零。 •超过临界点的物质，无论加多大 的压力都不会液化，而只会引起密 度变化。
超临界流体萃取的基本原理 超临界流体的基本性质 流体 常压气体 15-30℃ 临界流体 Tc，Pc 超临界流体 Tc，4Pc 密度(g/cm3) (0.6~2)×10-3 粘度(Pa.s) 扩散系数(cm2/s) (1~3)×10-5 0.1~0.4