萃取与浸出设备

600~1600 (2~30)×10-5 (0.2~3)×10-9 (70~250)×1
0-3
流体名称
二氧化碳 水 氨 乙烷
氧化二氮
分子式
CO2 H2O NH3 C2H6 N2O
临界压力 (bar)
72.9 217.6 112.5 48.1 71.7
临界温度 (℃)
31.2 374.2 132.4 32.2 36.5
11
在萃取过程中起转移溶质作用的溶剂称为萃取剂，由萃
取剂和溶质组成的溶液叫萃取相，原来的溶液在萃取后 则称为萃余液。如果萃取前的体系是液态则称为液—液 萃液，如果是固态则称为液——固萃取，又称浸取，浸 出，提取，如用石油醚萃取青蒿中的青蒿素就是典型的 固液浸取实例。
液—液萃取设备
混合设备
搅拌罐 管路萃取 喷射萃取
萃取釜
工业化超临界CO2萃 取设备
1.国产设备的生产情况
南通市华安超临界萃取有限公司
南通市华安超临界萃取有限公司
美晨集团股• 份Βιβλιοθήκη Baidu有限公司
北京超流萃取技术 研究所
北京天安嘉华超临界科技发展有限公司
云南亚太致兴生物工程研究所
2.国外设备的生产情况
1.德国伍德公司
银广厦
1998年引进德国伍德公司的3×500L的设备 1999年引进德国伍德公司的6×1500L的设备 2000年引进德国伍德公司的3×3500L的设备
11.1 液－液萃取设备
液—液萃取
溶剂萃取法：小分子提取 双水相萃取法：蛋白质等大分子提取
萃取基本原理 假设一种溶液的溶剂A与另一个溶剂B互不相容，
且溶质C在B中的溶解度大于在A中的溶解度，当将溶 剂B加入到溶液中经振摇静置后，则会发生分层现象， 且大部分溶质C转移到了溶剂B中。这种溶质从一种体 系转移到另一个体系的过程称为萃取过程。
优点：提取时升温快，浓缩时消泡性好，操作 时间短，设备利用率高，占地面积小，投资少。
渗漉设备
★ 渗漉器
★ 多级逆流渗漉器 克服了普通渗漉器操作周期长， 渗漉液浓度低的缺点。
连续提取器
★ U形螺旋式提取器
密闭容器，适用 于挥发性有机溶剂的 提取，加料卸料均为 自动连续操作，劳动 强度低，且浸出效率 高。
★ 超声提取特点
超声提取的影响因素：
时间：10～100min 超声频率
温度 药材组织结构 超声波的凝聚机制
超声提取设备分类
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/m.2.s-1 /W.m-1.K-1
气体
101.3kPa,15~ 30ºC
2~6 (1~3)×10-5 (1~4)×10-5 (5~30)×10-3
超临界流体
tc,pc
tc,4pc
液体 15~30ºC
200~300 (1~3)×10-5
7×10-8
400~900 (3~9)×10-5
2×10-8
(30~70)×10-3
设备：二氧化碳升压装置（高压柱塞泵或压缩机）、 萃取釜、萃取系统、解析釜（或称分离釜）、二氧化 碳贮罐、冷水机、锅炉等。
二氧化碳升压装置 压缩机和高压泵
优缺点： 压缩机体积和噪声较大，维修难度大，输送二氧化碳的 流量较小，不能满足工业化过程对大流量二氧化碳要求， 仅在一些实验室规模的装置上采用。
高压泵具有积二氧化碳流量大，噪声小，能耗低，操 作稳定可靠等优点，但进泵前需经冷凝系统冷凝液体。
应用范围 功能性油脂
品种 沙棘油、小麦胚芽油、鱼油、葡萄籽油、耐鹊油等
中药及中药提取物
穿心莲提取物、当归油、丹参提取物、厚朴提取物、 薄荷油、五味子油、车前子油、柴胡油、川穹油、姜 黄色素、菟丝子油、枸杞子油、鸦胆子油、天然咖啡 因、紫草素、丹皮酚、乳香提取物、野菊花油、苍术 油、我术油、香附油、青蒿素、霍香游、紫苏叶油、 熊果酸
美国 Supercritical Processing Inc
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热回流循环提取浓缩机
多功能提取罐
静态多功能提取罐 正锥式 斜锥式 直筒式
多功能提取罐
动态多功能提取罐 A型为桨式搅拌 B型为搅笼式搅拌
11.3 超临界流体萃取设备
超临界萃取是近二十多年来发展起来的一种新型 分 离 技 术 。 它 是 以 处 于 临 界 温 度 （ tc ） 和 临 界 压 力 （pc）以上的超临界流体作为萃取剂，提取分离与纯 化液体或固体中的有效成分的一种单元操作。它与一 般萃取和浸取操作相比，由于它用超临界状态下的流 体作萃取剂 ，具有气体和液体之间的性质，它的密度 接近于液体，比气体的密度大数百倍，其粘度仍接近 于气体，比液体的粘度要小两个数量级，扩散系数介 于气体与液体之间（大约是气体的1/100,比液体的扩 散系数要大数百倍）。所以超临界流体对许多组分具 有很强的选择性和融解能力，又具有气体易扩散的特 性，使传质速率大大高于溶剂萃取，可以实现物质的 高效率分离提纯。
11.5 微波提取设备
微波：波长介于1mm～1m（频率3～3000MHz）
基本原理：
微波直接与被分离物作用，微波的激活作用导致 样品基体内不同成分的反应差异使被萃取物与基体快 速分离，并达到较高的产率。 微波萃取的特点：
快速，节能，节省溶剂，污染小，而且有利于萃 取液不稳定的物质，可以避免长时间的高温引起物质 的分解，特别适合于处理热敏性组分或天然物质中提 取有效成分。
下表为气体、液体和超临界流体的性质比较。从表中数 据清楚的看到，超临界流体兼有气体和液体的某些特征。另 外，更重要是在临界点附近，压力和温度的微小变化，都会 引起流体的密度有很大的变化，溶解度也相应的变化。所以
可以利用压力、温度的变化来实现萃取和分离的过程。
性质
密度/kg.m-3 粘度/Pa.s
11.4 超声提取设备
★ 超声提取基本原理 频率高于20KHz
利用超声波的空化作用加速植物有效成分的浸出提 取，另外，超声波的次级效应，如机械振动、乳化、 扩散、击碎、化学效应等也能加速提取成分的扩散 释放并充分与溶剂混合，利于提取。
原理
空化效应 机械效应 热效应 次级效应
增大介质分子运动 速度，增大介质的 穿透力以提取中药 有效成分的方法。
第11章 萃取与浸出设备 （P120）
11.1 液－液萃取设备 11.2 浸出设备 11.3 超临界流体萃取设备 11.4 超声提取设备 11.5 微波提取设备
发展 传统制药行业
溶剂萃取法 双水相萃取法
中药传统浸出方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流 提取法、水蒸气蒸馏法等。
现代：超临界流体萃取法、微波萃取法、超声提取法、 酶法提取等。
临界密度 (g/cm3)
0.433 0.332 0.235 0.203 0.450
• 超临界萃取法的优点： （1）萃取分离效率高、产品质量好。 （2）适合于含热敏组分的原料。 （3）节省热能。 （4）可以采用无毒无害气体做溶剂。
二氧化碳
⑴ 在35～40℃下提取 ⑵ 干净的提取方法 ⑶ CO2是一种不活泼的气体。 ⑷ 循环使用，降低成本。 ⑸ 参数可以调节
11.2 浸出设备
浸出设备分类
煎煮设备 砂锅、铜锅、多功能提取罐、夹层锅
浸
缸、坛
浸渍设备
出
不锈钢罐、搪瓷罐、多功能提取罐
方
渗漉设备 圆锥形、圆柱形渗漉器
法
回流设备 索式提取器、煎药浓缩机、多功能提取罐
单级浸出工艺设备
浸
出 工
多级浸出工艺设备
艺
连续逆流浸出工艺设备
煎药浓缩机
提取 浓缩
适用医院制剂室生产
分离设备 离心机
萃取机
溶剂回收设备 蒸馏设备
一、混合设备 混合罐 混合管 喷射式混合器
二、分离设备
★ 离心机
蝶式高速离心机 管式超速离心机
三、离心萃取机
多级离心萃取机 是在一台设备中装有 两级或三级混合及分 离装置的逆流萃取设 备。
★ 立式连续逆流离心萃取机
★ 三相倾析式离心机 同时分离重液、清液、固体
调味品
姜油、辣素、辣椒色素、花椒油、胡椒油
香料、香精
辛夷花精油、烟叶精油
超临界二氧化碳萃取的工艺流程
萃取段 解析段
萃取过程特殊性 解析方式不同分
常规萃取 夹带剂萃取
喷射萃取
等温法 等压 吸附法 多解析法
常规萃取
含夹带剂萃取
超临界二氧化碳萃取设备
组成：冷水系统、热水系统、萃取系统、分离系统、 夹带剂循环系统、二氧化碳循环系统和计算机控制系 统。