第九章浸出和萃取复习课程
第九章__食品分离技术
七、超临界流体萃取技术
超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术。 该技术利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域 （超临界区）内与呆分离混合物中的溶质具有异 常相平衡行为和传递性能，且它对溶质溶解能力 随温度和压力改变而在相当宽的范围内变动这一 特性而达到溶质分离的一项技术。 1897年Hannay等发现超临界乙醇具有极佳的 溶解能力，60年代德国Zosel利用其从羊毛油中提 取羊毛脂，现代应用较广泛。
萃取工艺流程图
自动控制系统流程图
（三）特点
1. 超临界流体具有良好的渗透性和溶解性，可快速提 取有效成分。 2. 在临界点附近，流体温度、压力的变化微小变化会 引起溶解能力的极大变化，这种强选择性对分离溶 解度接近的两种成分有利，并且萃取后的溶质和溶 剂分离也很容易。 3. 选用CO2，可在t=31.1℃,p=7.38mPa下操作，可阻 止高温和氧气对食品影响。 4. 溶剂回收重复使用，无污染。 5. 能耗低。 6. 设备投资大。
传统的“碱溶酸沉”法： 水↓
豆粕→提取→蛋白浆液→离心分离→渣子→干燥 ↓ 离心分离←沉淀←蛋白提取液←酸 ↓ 蛋白乳清水←凝乳蛋白←碱 ↓ ↓ 净化处理 解析中和 ↓ ↓ 废水排放 蛋白液→喷雾干燥→蛋白成品→包装
膜法： 水↓
（二）膜分离的类型和基本原理
1．微滤（microfiltration, MF ）
分离范围 0.02 ～ 2μm ，可截留微细物质，可 滤除细菌和细小的悬浮颗粒。以孔径 102 ～ 104 nm的多孔膜过滤溶液。
2．超滤（ultrafiltration, UF ）
分离范围 0.002 ～ 0.2μm ，可滤除大分子物质 和微粒，以孔径1～100 nm的膜过滤。
第9章第五节浸出技术PPT课件
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23
㈢渗漉法——将药材粗粉置渗漉器内,溶剂连续地
从渗漉器的上部加入,渗漉液不断的从下部流出， 从而浸出所含成分的一种方法。
1.渗漉法的类型与设备: ⑴单渗漉法：单个渗漉装置 ①操作流程
成分多，主要用于除去药液中粒度较
大且有沉降趋势的悬浮颗粒；常用的
澄清剂有壳聚糖、101果汁澄清剂、 ZTC1+1天然澄清剂等。
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47
3.透析——利用小分子物质在溶液中可通过半透膜， 而大分子不能通过的性质，借以达到分离的方 法。
特点：用于除去中药提取液中的鞣质、蛋白质、 树脂等高分子杂质和纯化某些具有生物活性的 植物多糖。
解吸—溶剂解除细胞中各种成分间的亲和力作用； 溶解—经解吸的各种成分溶解或胶溶于溶剂中，使细
胞膜内外产生浓度差和渗透压差。
3、扩散与置换——植物细胞膜内外溶
剂中药物浓度的高低差别产生的渗透压差， 使细胞内外溶液互相渗透直至内外浓度相 等、渗透压平衡时，扩散终止。
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6
（二）影响浸提的因素
1.药材的粉碎程度
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30
§3 浸出液的纯化技术
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一、分离:将固体–液体非均相体系用适当方法 分开的过程。
目前常用的分离方法有： ①沉降分离 ②离心分离 ③过滤分离
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㈠沉降法——利用固体物与液体介质密度相差悬殊，
固体物靠自身重量自然下沉，用虹吸法吸取上层澄 清液，使固体与液体分离的方法。
特点：
分离力：重力
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51
• （2）液体蒸发面的面积 在 一定温度下，单位时间内一定 量蒸汽蒸发速度与蒸发面的大 小成正比，即蒸发的表面积愈 大，蒸发速度愈快。故常压蒸 发时应采用直径大、锅底浅的 广口蒸发锅。
萃取与浸提
到纯化或浓缩的单元操作叫做萃取
属于两相之间的传质过程
初步分离纯化技术
应用：
石油化工、湿法冶金、医药、食品、环境
固液萃取（浸取） 物理状态 液液萃取
有机溶液萃取
双水相萃取
液膜萃取 反胶束萃取
超临界萃取
分 物理萃取 萃取原理 化学萃取 分批萃取 操作方式 连续萃取 单级萃取 操作方式 多级萃取
第二种情况较常见，第三种情况应
避免，第一种情况较少
2.2.1 溶解度曲线与连接线
右图，为典型的平衡相图，表示 在一定温度和压力下，A、B、和
S三组分混合达平衡的相图，其
中B、S是部分互溶
图中，
溶解度曲线
共轭线与连接线 混溶点与两个相区
连接线倾斜，方向一致，但不平行
2.3 杠杆规则
如图所示，设点M为三组分混合物的总组成点，M 与料液F和萃取剂S之间，M与萃取相E和萃余相R 之间符合杠杆规则。即符合以下比例关系
采用以下模型：
假定在不溶性的多孔惰性固体 (A量)内部含有不被固体所吸附的溶质B。
溶质量B对所加溶剂量S而言，假定是在饱和溶解度以下。如果固体与
溶剂经过长时间的充分接触，则溶质完全溶解，并且固体空隙中的液体 浓度等于周围液体的浓度，这时液体的组成不随更长的接触时间而改变。 这种级接触则称为理论级。或称理论效。
溶剂萃取和浸取
用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取 到溶液中的过程称为浸取或浸出。
用温水从甜菜中提取糖， 用有机溶剂从大豆、花生等油料作物中提取食用油， 用水或有机溶剂从植物中提取药物、香料或色素等。
几种萃取方法的比较
萃取方法
液-固萃取
原
理
应 用
属于用液体提取固体原料中有 多用于提取存在于胞内的有效 用成分的扩散分离操作。 成分。 利用溶质在两个互不混溶的液 相（通常为水相和有机溶剂相） 可用于有机酸、氨基酸、维生 中溶解度和分配性质上的差异进 素等生物小分子的分离纯化。 行的分离操作。
超临界流体萃取
第一节 溶剂萃取
一、溶剂萃取过程的理论基础
1．物质的溶解和相似相溶原理
从热力学角度考虑，一个过程要能自动进行，体系的自
由能应下降，自由能的变化包括焓变化和熵变化两部分：
为了简单起见，忽略熵的变化，并忽略压力和体积变化(一般溶解过 程压力和体积的变化很小)，这样只要考虑体系能量的变化即可。
若原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则由于A、
B的分配系数不同，萃取相中A和B的相对含量就不同于萃 余相中A和B的相对含量。如A的分配系数较B大，则萃取
相中A的含量(浓度)较B多，这样A和B就得到了一定程度
的分离。 β越大，A、B的分离效果越好，即产物与杂质越容易 分离。
5．水相条件的影响
发酵液中存在与产物性质相近的杂质、未完全利用的底物、无机
溶剂萃取应用
1）青霉素萃取
青霉素是有机酸 , pH 值对 其分配系数有很大影响。很 明显 , 在较低 pH 下有利于青 霉素在有机相中的分配 , 当 pH 大于 6.0 时 , 青霉素几乎完 全分配于水相中。从图中可 知 , 选择适当的 pH, 不仅有利 于提高青霉素的收率 , 还可 根据共存杂质的性质和分配 系数 , 提高青霉素的萃取选择 性。
浸出法取油—溶剂(油脂制取技术课件)
工艺流程选择依据
根据原料的品种和性质进行选择
依
据
根据对产品和副产品的要求进行选择
根据生产能力进行选择
根据原料品种的不同 加工棉籽 其工艺流程为：棉籽→清洗→脱绒→剥 壳→仁壳分离→软化→轧坯→蒸炒→预 榨→浸出
加工油菜籽 工艺流程则是：油菜籽→清选→轧坯→ 蒸炒→预榨→浸出
外观与性状： 无色透明液体，有煤油气味。
苯
戊烷
乙醇
苯与苯基
己烷
四氯化碳
二、油脂在有机溶剂中的溶解度和混合油的性质
溶解度取决于溶剂极性、溶解温度、溶剂中含 水。 两种体的相互溶解度，取决于其分子极性的 相似性。 如果这两种液体的分子极性越相近，那么它们 的相互溶解度就越大。
通常用介电常数表示分子极性的大小。
6号抽提溶剂油
别 名：6号溶剂，6号溶剂油，工业用轻质溶剂
产品性能：
外观为无色透明液体，是各种低级烷烃的混 合物。产品馏份范围较工业己烷宽，具有工业己 烷类似的性质。能与除蓖麻油以外的多数液态油 脂混溶，可溶解低级脂肪酸。
生产方法：
主要以催化重整抽余油为原料，经精制、分 馏制成。
石油醚
主要成分： 戊烷、己烷。
浸出法出油率较压榨法提高（%）
浸出法较压榨法增产的百分率（%）
大豆 低
18.6 12.4 69.0
15.0 3.6 4.8 9.0 80.6
18.0 0.6 0.84 9.0 96.7 3.0 20.0
棉仁 中等
32.5 7.5 60.0
29.8 2.7 4.1 5.0 91.7
32.0 0.5 0.80 5.0 98.5 2.2 7.4
《浸出和萃取》课件
在制药工业中的应用
提取药物有效成分： 通过浸出和萃取技术， 从植物、动物、微生 物等天然资源中提取 药物有效成分
提高药物纯度：通过 浸出和萃取技术，提 高药物纯度，降低杂 质含量，提高药物安 全性和有效性
药物合成：通过浸出 和萃取技术，合成药 物中间体和原料药， 提高药物生产效率和 质量
药物分离：通过浸出 和萃取技术，分离药 物中的有效成分和杂 质，提高药物纯度和 安全性
浸出和萃取的经济性比较
浸出：设备投资大，运行成本低，适合大规模生产 萃取：设备投资小，运行成本高，适合小规模生产 浸出：能耗高，环境污染大，需要处理废液 萃取：能耗低，环境污染小，无需处理废液
浸出和萃取的适用范围比较
浸出：适用于处理低浓度、难溶性物质，如矿石、煤等 萃取：适用于处理高浓度、易溶性物质，如金属离子、有机物等 浸出：适用于大规模生产，如工业废水处理、矿山开采等 萃取：适用于实验室研究，如化学分析、药物合成等
步骤
浸出效果：取 决于浸出剂的 选择、浸出温 度、时间等因
素
浸出过程
浸出剂的选择：根据待浸出物质 的性质选择合适的浸出剂
搅拌和混合：通过搅拌和混合， 使浸出剂与待浸出物质充分接触题
添加标题
浸出温度和时间：控制浸出温度 和时间，以获得最佳浸出效果
过滤和分离：将浸出液与待浸出 物质分离，得到浸出液和待浸出 物质
感谢观看
汇报人：
浸出影响因素
浸出剂的性质：如酸碱性、浓度、温度等
固体物料的粒度大小
浸出时间的长短
浸出剂与固体物料的接触面积
浸出温度的高低
浸出剂的流速和搅拌速度
浸出设备
浸出罐：用于盛放浸出液和固体物料
冷却器：降低浸出液的温度，便于后 续处理
(食品工程原理)09浸出与萃取9-1
第九章浸出与萃取加热水+甜菜→浸出蔗糖；水+咖啡粉→咖啡概述萃取操作原理和分类（1）浸出：用有机或无机溶剂将固体物料中的可溶解组分溶解，使其进入液相，从而将它从固体原料中分离出来的操作称浸出、固液萃取、液固浸取，简称‐‐浸取，也称浸滤、蒸煮、溶出等。
（2）萃取：在液体混合物（原料液）中加入一个与其在液体混合物原料液）中加入个与其基本不相混溶的液体作为溶剂，利用原料液中个组分在溶剂中溶解度的差异来分离液体混合物，此即液‐液萃取，也称溶剂萃取，简称萃取或抽提。
萃取也称溶剂萃取简称萃取或抽提第1节浸出一、浸出理论浸出理论1、浸出体系组成的表示方法浸出体系为三组分体系：①溶质A；②溶剂S；③惰性固体B。
组成关系常用等腰直角三角形相图表示。
般质量分数表组也一般用质量分数表示组成，也可用摩尔分数表示。
1、浸出体系组成的表示方法三角形相图‐①三个顶点分别表示三种纯组分（100%）；）②三角形的任一边表示一个两组分混合物；组分混合物③三角形内的任一点表示一个三组分混合物；三组分混合物④平行于任意一边的直线表示其所对顶角组分的一个恒定组成，如图中的JK直线上的任一点均表示B组分的组成为40%。
图中M点的组成为：x A= 0.30；x B= 0.40；x S= 0.300300400302、浸出系统的平衡关系浸出程是将定量的溶剂和固体物料加入浸出浸出过程：是将一定量的溶剂和固体物料加入浸出器，使之充分混合，经充分长时间接触达到平衡，形成上层澄清液和底部残渣，然后将它们分离。
溢流：上层澄清液称为浸出液、上清液或溢流；上层澄清液称为浸出液上清液或溢流底底部浸底底流：底部残渣称为浸取渣或底流。
浸出平衡：固体空隙中溶液的浓度等于固体周围溶液的浓度。
理论级：能够达到浸出平衡的浸出级（器）。
理论级能够达到浸出平衡的浸出级（器）3 溢流与底流平衡关系的表达在三角形相图上溢流的组•在三角形相图上，溢流的组成点位于AS 边上（E 点）A+S•底流的组成位于BE 联线上（R点）B+A+S•溢流E 组成:sB A y y y ,,•底流R 组成：sB A x x x ,,•混合物M 组成：s B A z z z ,,三浸出操作的流程三、浸出操作的流程1、简单接触法为间歇式浸出操作，基本过程为：混合、浸出→分离得溢流和底流。
湿法冶炼中的浸出与萃取
利用化学或生物方法将污染物从固相中转移到液相中，实现污染物的初步分离。
浸出
将污染物从液相中提取出来，进行富集和浓缩，便于后续处理。
萃取
土壤和地下水的修复过程中，通过浸出和萃取技术，有效去除重金属和有机污染物。
实例
在太阳能电池制造过程中，通过化学浸出技术制备薄膜材料。
浸出
萃取
实例
在燃料电池中，利用萃取剂将氢气和氧气分别提取出来，为燃料电池提供反应物质。
萃取剂的选择
选择合适的萃取剂是实现有效萃取的关键。萃取剂应具备对目标金属离子高选择性、良好的萃取性能和分离效果、低能耗和环境污染小的特点。同时，萃取剂还应具备稳定性好、不易分解和易于再生等优点，以保障萃取过程的长期稳定运行。
萃取过程
利用溶质在两种不互溶的溶剂中溶解度的差异，实现溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的分离过程。
相关案例研究
总结词：详细描述了某矿物冶炼厂如何通过浸出与萃取工艺流程提取有价值的金属，包括浸出和萃取的原理、工艺流程、设备选择以及操作要点等。详细描述：某矿物冶炼厂采用湿法冶炼技术，首先通过浸出工艺将矿石中的有价金属以离子形式溶解在溶液中，然后通过萃取工艺将有价金属离子从浸出液中提取出来，最终得到高纯度的金属。在浸出过程中，矿石经过破碎、磨细后与酸或碱等浸出剂进行反应，使金属离子进入溶液中。在萃取过程中，使用有机溶剂将金属离子从浸出液中提取出来，再通过反萃取和置换等操作，最终得到纯度较高的金属。该工艺流程具有较高的提取率和较低的环境污染，是当前矿物冶炼领域中较为先进的工艺技术之一。
相似相溶原理
萃取过程中，溶质在两相之间的分配达到动态平衡状态，遵循质量作用定律和分配定律。
平衡理论
萃取过程涉及相际传质，即溶质在两相界面处进行传递，实现分离。
有色金属冶金-冶金原理第九章 浸出液的净化与沉积
第九章 浸出液的净化与沉积
上一章
概述
矿物在浸出过程中，当欲提取的有价金属从原料 中浸出来时，原料中的某些杂质也伴随进入溶液。
为了便于沉积欲提取的有价主体金属，在沉积前必 须将某些杂质除去，以获得尽可能纯净的溶液。
例如，将锌浸出液中的铁、砷、锑、镉、钴等除至 规定以下，将镍浸出液中的铁、铜、钴等除至规定的 限度以下。这种水溶液中主体金属与杂质元素分离的 过程叫做水溶液的净化。
焓 ΔGθ（2）（KJ·mol-1）
形成碱式盐的 PH 值
5Fe2(SO4)3·Fe(OH)3
-820.06
<0
Fe2(SO4)3·Fe(OH)3
-305.43
<0
CuSO4·Cd(OH)2
-253.13
3.1
2CdSO4·Cd(OH)2
-123.43
3.9
ZnSO4·Zn(OH)2
-116.73
3.8
金属从净化后的水溶液中沉积出来，是整 个湿法冶金的最后一个主要过程。
常用的沉积方法有电解沉积、电解精炼、置 换沉积、加压氢还原等。
在冶金生产中，置换既可用于溶液的净化， 也可用于金属的沉积，它们的基本原理是一样的， 将合并讨论。
电解沉积用于铜、锌、镉、镓、铼等金属的 湿法冶金中，电解精炼用于合金的电解和粗金属 的提纯。
第一节 离子沉淀法
所谓离子沉淀法，就是溶液中某种离子在 沉淀剂的作用下，形成难溶化合物而沉淀的过 程。
为了达到使主体有价金属和杂质彼此分离的 目的，工业生产中有两种不同的做法：一是使 杂质呈难溶化合物形态沉淀，而有价金属留在 溶液中，这就是所谓的溶液净化沉淀法；二是 使有价金属呈难溶化合物沉淀，而杂质留在溶 液中，这个过程称为制备纯化合物的沉淀法。
《浸出和萃取》课件
结果分析
根据实验结果，分析浸出和萃取的原 理、影响因素和应用前景。
图表制作
根据实验数据制作图表，直观展示实 验结果。
结论总结
总结实验的结论和收获，提出改进意 见和建议。
05
浸出和萃取的工业应用
在矿物加工中的应用
浸出
将矿石破碎、磨细后与浸出剂混合， 使有用组分溶解于浸出液中，再对浸 出液进行提取。这种方法广泛应用于 铜、铀等金属的提取。
优化浸出和萃取工艺，降低资源与能 源消耗，提高资源利用效率。
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THANKS
原理
浸出过程基于化学反应，通过反应使目标物质从固体中溶解到液体中；萃取则 是利用溶质在两种不混溶的溶剂中的溶解度差异，实现组分的分离。
历史与发展
历史
浸出和萃取技术起源较早，随着 科技的发展和工业需求，不断得 到改进和完善。
发展
现代浸出和萃取技术正朝着高效 、环保、节能的方向发展，不断 有新的技术涌现，如超声波辅助 萃取、微波辅助萃取等。
萃取
在食品工业中，萃取技术常用于提取食品中的有效成分，如咖啡因、香精等。通 过选择合适的萃取剂，可以将所需成分从原料中提取出来，用于食品添加剂或调 味品生产。
在环境保护中的应用
浸出
在环境保护领域，浸出技术可用于处理土壤、污泥等固体废物。通过将溶剂浸入废物中 ，可以将有害物质溶解于溶剂中，再通过蒸发、分离等方法回收或处理有害物质，达到
净化废物的目的。
萃取
在环境保护领域，萃取技术可用于处理废水、废气等污染物。通过选择合适的萃取剂， 可以将废水、废气中的有害物质提取出来，进行分离、转化或回收利用，达到治理污染
的目的。
06
浸出和萃取的未来发展与 挑战
第九章浸出技术与中药制剂综述
串油法
含糖较多的粘性药 熟地、麦冬
含油较多的药 杏仁、桃仁
二、浸出过程
浸润、渗透阶段：
溶剂进入细胞内 表面活性剂，易润湿。 脱脂、脱蜡（水） 药材先行干燥（非极性溶剂提取）
解吸、溶解阶段：
有效成分从组织中解吸、溶解 溶剂不同，溶解成分不同 水、醇——含胶质 非极性——不含胶质
扩散阶段：
（二）中药剂型改革的程序
1. 制剂学的研究 2. 质量标准的研究 3. 稳定性研究
1.制剂学的研究
（1）处方来源
1）根据疾病选定处方 2）从传统古方中筛选 3）从整理中医药文献中发掘新药 4）从民间单方、验方、祖传秘方、少数民族药中
开发新药 5）从中成药中开发新药 6）从中医长期临床实践中开发中药新药
成分非单一，综合疗效； 作用缓和持久，毒性较低； 与原药材相比，提高了有效成分的浓度， 减少了用量，便于服用； 因含一定量的胶性物质等无效成分，在 贮存过程中，常因胶体老化，某些成分 的水解或氧化，而产生沉淀、变质，影 响外观和药效。
中药剂型的改革
（一）中药剂型的改革原则
1.坚持中医中药理论体系，突出中医药的特点。 2.改革后的中药新剂型，必须保持或高于原疗效。
常温浸渍法(冷浸法)， 加热浸渍法， 多次浸渍法(重浸渍法)。 单级浸出工艺：溶剂一次加入 多级浸出工艺：溶剂分次加入
工艺流程如下：
药材 适当粉碎 加溶剂适量 密盖，时时振摇
倾 取
置于有盖容器中
常温暗处浸渍规定时间
上清液 滤过
滤液 压榨
合并 滤过 即得
残渣
压榨液 静置24h
（三）渗漉法
药材粉碎后装入渗漉筒内，在药材粉上方添加 浸出溶剂使其渗过药粉，在流动中浸出有效成 分的方法。
第九章 主要公式
第9章 浸出和萃取9.1 主要公式 浸出9.1.1 浸出速率)(x x KA U a −= （9-1）式中：U-浸出速率，kg/s ； A-固液接触面积，m 2；x-溶液主体内溶质的浓度，kg/m 3； x a -固体表层溶质的浓度，kg/m 3； K-质量传送系数，m/s 。
对间歇式浸出装置，有τVKAx x x x Lna a =−−0 （9-2） 式中：x 0，x 分别为浸出前后-溶液主体内溶质的浓度，kg/m 3；V-溶液的体积，m 3； τ-浸出时间，s 。
9.1.2 浸出操作计算 1）单级浸出（1）物料衡算关系F+S=E+R （9-3） 式中：F ，S-分别为原料处理量和所用溶剂量，kg 或kg/s ； E ，R-分别为溢流和底流的量，kg 或kg/s 。
（2）杠杆规则MEMRR E =（9-4） 式中：ME MR ,-分别为R 和E 点到其内分点M 的线段长度。
2) 多级逆流浸出 （1）物料衡算关系F+S=E+B+L （9-5） 式中：F ，S-分别为原料处理量和溶剂用量，kg/s ；B ，L-分别为惰性固体量和末级底流中夹带的溶液量，kg/s ，B+L=W 为总底流量； E-溢流量，kg/s 。
（2）浸出级数的求法①代数计算法 （适用于恒底流）)1(111111a a a a a x y a a a R NWS N −−+−−−+= （9-6） 若y S =0（新鲜溶剂），则 aa a R N −−+=11111 （9-6a ）式中： R-溶质损失率； L E a =1 ，L V a = ；N-理论级数。
② 三角形相图法 （作图求解） 萃取9.1.3 相平衡关系 1) 分配系数AAA x y k =（9-7） BBB x y k =（9-7a ） 式中：k A ，k B -分别为溶质A 和稀释剂B 的分配系数，无因次； y A ，y B -分别为溶质A 和稀释剂B 在萃取相中的浓度，质量分数， x A ，x B -分别为溶质A 和稀释剂B 在萃余相中的浓度，质量分数， 2) 选择性系数BB AA B A x y x y k k //==β （9-8） 式中：β-萃取剂对溶质A 的选择性系数，无因次；9.1.4萃取操作计算 1) 单级萃取（1）物料衡算关系F+S=E+R （9-9） F=E 0+R 0 （9-10） 式中：F ，S-分别为原料液处理量和所用溶剂量，kg ； E ，R-分别为萃取相和萃余相的量，kg ； E 0，R 0-分别为萃取液和萃余液的量，kg ； （2）杠杆规则MEMR R E = （9-11） 000FE FR R E =（9-12） 式中：ME MR ,-分别为R 和E 点到其内分点M 的线段长度；00,FE FR -分别为R 0和E 0点到F （进料组成）点的线段长度。
萃取与浸提
3.4 固体的浸提过程的步骤
1. 溶剂浸润进入固体内，溶质溶解 2. 溶解的溶质从固体内部流体中扩散达到固体表面 3. 溶质继续从固体表面通过液膜扩散到达外部溶剂的主体。
溶剂S 原料F0 溢流E1
底流W
3.5 萃取设备
单级浸取罐 级式固定床浸取装置 多级固定床浸取系统 设备 U型管式浸取器 连续移动床浸取装置 平转式浸取器
到纯化或浓缩的单元操作叫做萃取
属于两相之间的传质过程
初步分离纯化技术
应用：
石油化工、湿法冶金、医药、食品、环境
固液萃取（浸取） 物理状态 液液萃取
有机溶液萃取
双水相萃取
液膜萃取 反胶束萃取
超临界萃取
分 物理萃取 萃取原理 化学萃取 分批萃取 操作方式 连续萃取 单级萃取 操作方式 多级萃取
类
多级错流萃取 多级逆流萃取 微分萃取
2. 液液萃取
定义：
液-液萃取又称溶剂萃取，简称萃取，是两个完全或部分不互溶的
液相接触后，一个液相中的组分转移到另一液相，活在两液相中
重新分配的过程。 萃取剂(溶剂)S：所 用的溶剂；solvent 原料液F：所处理的 混合液；feed 溶质A：原料液中易 溶于溶剂的组分； 原溶剂（稀释剂） B：难溶或不溶组分。
浸取是固-液萃取，又称浸出、提取或浸提。由于食品加工 的原料大多为固体，要分离提取其中的成分，往往采取浸
取的方法，因此浸取在食品工业中得到广泛应用
应用
食用油的浸提
香料的浸提
咖啡豆可溶性成分的浸提 甜菜中糖分的浸提 天然色素的浸提
3.1 浸提的基本概念
浸提是将溶剂加入固相或另一液相混合物中，其中所
热浸
提取过 程
由于提高温度有利于有效成分的溶解 度故提取效果较冷浸好。该方法操作 时间长，浸出溶剂用量大往往浸出效 率差，不易完全浸出，不适合有效成 分含量低的原料
浸出—萃取—电积法工艺实例
浸出—萃取—电积法工艺实例浸出—萃取—电积法工艺实例萃取法以主主要用于提取稀有金属。
由于萃取剂价格昂贵，故对铜的萃取工艺应用受到限制。
70年代以来，由于有机化学和石油化学工业的迅速发展，为制造和使用新型价廉、有效的萃取剂提供了条件，从而在铜的工业生产中采用萃取法成为可能。
溶剂萃取的显著特点是生产效率高、连续作业性强、适用于工业规模的生产、分离效果好、提取率高、操作简便、生产时“三废”少。
所以，近年来国外采取萃取法提铜的工业化生产逐年增加。
1968年美国亚利桑那州大牧场勘探和开发公司的兰乌矿，首先建成世界第一座铜的萃取—电积厂。
世界上铜的溶剂萃取—电积厂有十多座(表1)，这些厂所采用的萃取剂几乎都是Lix-64N。
表1 国外铜浸出—萃取—电积厂国铜产量，工厂处理原料投产日期备注家 t/a大牧厂勘探和开发公司兰世界第一座萃7000 氧化铜矿石稀硫酸浸出 1968 乌矿取厂巴格达德(亚利桑那州) 7000 氧化铜矿石稀硫酸浸出 19702+卡皮塔尔线材公司卡萨格Cu的萃取氨美 2500 铜屑和海绵铜的氨浸液 1970 兰德厂再生循环用从电介车间来的酸性萃取铜时需调SEC公司埃尔帕索厂 7000 Cu-Ni溶液 pH值国阿纳康达公司(美国蒙大36000 氨浸25%的硫化物精矿 1974 拿州) 采用乙稀稀释金属化学公司梅萨厂铜屑剂恩昌加联合公司坎松希矿 26000 氧化矿酸浸液 1977 赞比低品位氧化矿尾矿浸出三级萃取、二恩昌加联合铜矿公司 90000 1973 亚液级反萃普照达惠尔矿业公司 18000 氧化铜矿硫酸浸出 1977 Lix-64N 智国立铜公司丘基卡马塔矿 36000 氧化铜矿硫酸浸出 1977 189/e铜薄层两段浸出一段富液世界第一座薄利阿吉雷厂(C.P.A公司) 17000 1981.11 含铜5.5克/升层浸出厂秘氧化铜矿堆浸液含铜5三级萃取、三塞罗维尔德(米尼诺公司) 33000 1977 鲁克/升级反萃在国外由于环境保护的严格要求和氧化矿的普遍开采，对铜的溶剂萃取给予了广泛的注意和重视。
浸出和萃取
6.2.1 液－液相平衡关系 A
M
B
S
（1） 液-液相平衡关系在三角形相图上的表 示
根据各组分的互溶性，三元物系可分为三种情况：
A
1) 溶解度曲线和联结线：
D` F` C`
B L C D FJ S
2) 混合物的和点、差点
M：和点
A
E，R：差点
qm,E MR qm,R ME
qm,S MF qm,F MS
E3 E2 E1
qE,A / qR,A yA / yB kA
S
q q E ,B
R,B
xA / xB
kB
A
5) 温度对相平衡关系的影响
P1
P2 T1
T2
P3
T3
B
S
（2） 萃取过程在三角形相图上的表示
A
`
`
q MR m,E`
q` m,R`
MF `
E`
R
F`
R`
E
M
R
B
S
6.2.2 萃取过程的计算
第六章 浸出和萃取
重点：浸出速率的计算方法；浸出级数 的求取方法；相图
6.1 浸取
浸取：固-液萃取，浸出，提取，浸沥，洗涤
6.1.1 浸出理论
（1）浸取体系组成的表示方法
A
（2）平衡关系
A原来呈固态
G M
A原来呈液态，与S完全互溶
A原来呈液态，与S部分互溶
B
S
（3） 溢流与底流平衡关系的表达
BR RE
惰性固体的带液量 惰性固体量
A
F
E
M
（
（4） 单级浸取过程的表示
汞精矿的浸出提取与萃取技术
汞精矿的浸出提取与萃取技术汞精矿是一种含有高浓度汞的矿石，其开采和处理需要采用特殊的浸出提取与萃取技术。
本文将介绍汞精矿的浸出提取与萃取技术的原理、方法和应用。
1. 汞精矿的浸出提取技术汞精矿的浸出提取是将汞从矿石中溶解出来的过程。
常用的浸出剂有酸性溶液、氧化剂和汞络合剂。
酸性溶液浸出是一种常见的浸出提取方法。
主要以氯化汞和硫酸汞为目标产物，采用稀硫酸、盐酸等酸性溶液进行浸出。
浸出过程中，酸性溶液与汞矿石接触，使汞与酸溶液发生反应溶解。
氧化剂浸出是另一种常用的浸出提取方法。
通常采用过氧化氢、高锰酸钾等氧化剂作为浸出剂。
氧化剂能够与矿石中的硫化汞发生反应，将硫化汞氧化成汞的高价态，使其溶解于溶液中。
汞络合剂浸出是一种相对较新的浸出提取技术。
这种方法利用特殊的络合剂与汞反应，形成具有较高稳定性的汞络合物，使其溶解于溶液中。
常用的络合剂有硫脲、硫代硫酸盐、硫氰酸和氨基酸等。
2.汞精矿的萃取技术汞精矿的萃取是指将溶解在浸出液中的汞分离出来的过程，实现对汞的富集和纯化。
常用的萃取剂有有机溶剂和固相吸附材料。
有机溶剂萃取是一种常用的汞分离方法。
常用的有机溶剂有煤油、石油醚等。
通过适当的萃取剂选择和操作条件的控制，将汞从浸出液中分离出来。
有机溶剂萃取的优点是操作简单、适应性广，适用于各种类型的汞矿石。
固相吸附材料萃取是一种新兴的汞分离技术。
该方法利用特殊的吸附材料，将汞从溶液中吸附到固相吸附材料上。
常用的吸附材料有活性炭、树脂和分子筛等。
固相吸附材料具有较高的吸附容量和选择性，适用于处理高含汞溶液。
此外，固相吸附材料可以经过再生，提高汞回收效率。
3. 汞精矿浸出提取与萃取技术的应用汞精矿的浸出提取与萃取技术广泛应用于汞矿石的处理和汞废料的回收。
汞矿的加工工艺中，浸出提取技术被用于将汞从矿石中提取出来，达到富集和纯化的目的。
而汞废料的处理中，浸出提取和萃取技术可以将溶解在废液中的汞分离出来，并对废液进行处理和回收。
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温度对相平衡关系的影响
温度对溶解度的影响
萃取过程在三角形相图上的表示
9-2-2萃取过程的计算
单级萃取计算举例
解：（1）萃取液量与萃余液量的比值
解析法： REF Rx0AEy0A FxF
ExFx0A0.30.21 R y0AxF 0.60.3 3
F， xF S，yS
S R， xR
E，yE S
往复筛板塔
往复筛板萃取塔的效 率与塔板的往复频率密 切相关。当振幅一定时， 在不发生液泛的前提下， 效率随频率的增大而提 高。
往复筛板萃取塔可较 大幅度地增加相际接触 面积和提高液体的湍动 程度，传质效率高，生 产能力大，在石油化工、 食品、制药等工业中应 用广泛。
离心萃取器
波德式离心萃取器
超临界流体萃取的流程和应用
❖ 超临界流体萃取的典型流程
等温法 吸附法
等压法
❖ 超临界流体萃取技术在食品工业中的应用
1萃取罐
2水洗塔
3蒸馏塔
咖啡豆萃取
4脱气罐
超临界CO2萃取啤酒花的生产装置流程示意图
1传送罐 2、7压缩罐 3、8 CO2气罐 4后冷却器
6热交换器
9深冷器
5预热器
请进入第十章！
第九章 浸出和萃取
本章学习目的与要求
通过学习本章内容，了解浸出的基本概念、浸 出过程和浸出理论；了解常用的几种浸出装置 及其工作原理。
掌握浸出速率的计算方法，重点掌握浸出级数 的求取方法。
了解萃取的基本概念、萃取体系相平衡及操作 原理，了解萃取剂的选择原则，掌握萃取过程 的基本计算，重点掌握完全不互溶体系的有关 计算。
9-3 超临界流体萃取
超临界流体萃取的原理和特性
❖ 超临界流体的基本性质
✓ 密度 ✓ 粘度 ✓ 扩散系数
❖ 超临界CO2流体的基本性质
✓ 变化规律的特点 ✓选择参数的重要依据
❖夹带剂效应
➢ 增加溶解度 ➢提高溶质的分离因子 ➢增加溶质溶解度对温度、压力的敏感程度 ➢可用作反应物 ➢能改变溶剂的临界参数
影响浸出速率的因素
ln
xa xa
x
KA V
9-1-3 浸出操作的流程
简单浸出法 多级接触法 ❖ 并流多级接触法 ❖ 逆流多级接触法 连续微分逆流接触法
9-1-4 浸出操作计算
浸出级数的计算
❖ 浸出所需的时间 ❖ 浸出器的大小 ❖ 溶剂的需要量 ❖ 浸出器的级数
浸出级数的计算方法
❖浸出级数的代数计算法
9-2-1液—液相平衡关系
液液相平衡关系在三角相图上的表示
均相区 溶解度曲线
两相区 混溶点/分层点
联结线
混合物的和点和差点
A
F E
RM
B
S
辅助曲线和临界混溶点
分配系数和选择性系数
kA 溶 溶质 质 A A在 在萃 萃余 取R E中 中 相 相的 的组 组成 成 xyAA kB 原 原溶 溶B B剂 剂 在 在萃 萃余 取R E中 中 相 相的 的质 质量 量分 分xyBB数 数
了解超临界萃取的基本原理、超临界流体的特 点，了解超临界萃取的一般流程与应用。
9-1 浸出
浸出操作特点 浸出过程 ❖原料预处理（破碎或切片） ❖混合浸出 ❖分离
9-1-1浸出理论
❖ 浸出体系组成的表示方法 ❖ 浸出系统的平衡关系
固液系统的三角相图表示
❖ 单级浸出过程的表示
9-1-2 浸出速率与溶剂的条件
E1,yE
y2
V,y3 V,yi
V,yi+1 V,yn-1 V,yn
S,yn+1=yS
12
i
F,xF
L,x1
i
L,x2 L,xi-1
xi
n-1 n L,xn-2 L,xn-1 L=W,xn=xw
多级逆流浸出系统
❖浸出级数的三角形相图计算法
溢流 E1,y1A,y2S
V2,y ,2A y2S
V3,y ,3A y3S
S1
S2
1
2
n SE
多级逆流萃取
SE
xF
x1
F
R1
x2
xn-1
R2
Rn-1
xn
SR
Rn
1
2
n
E1 y1
E2 y2
E3
En
y3
yn
S yS
-3萃取操作的设备
混合澄清槽
筛板塔
筛板萃取塔是逐级接触式萃取设备，依 靠两相的密度差，在重力的作用下，使 得两相进行分散和逆向流动。若以轻相 为分散相，则轻相从塔下部进入。轻相 穿过筛板分散成细小的液滴进入筛板上 的连续相—重相层。液滴在重相内浮升 过程中进行液-液传质过程。穿过重相层 的轻相液滴开始合并凝聚，聚集在上层 筛板的下侧，实现轻、重两相的分离， 并进行轻相的自身混合。当轻相再一次 穿过筛板时，轻相再次分散，液滴表面 得到更新。这样分散、凝聚交替进行， 直至塔顶澄清、分层、排出。而连续相 重相进入塔内，则横向流过塔板，在筛 板上与分散相即轻相液滴接触和萃取后， 由降液管流至下一层板。这样重复以上 过程，直至塔底与轻相分离形成重液相 层排出。
溶剂 S,xA,XS
F,x ,FA XFS 原料
1
2
3
L1,x ,1A x1S
L2,x ,2A x2S
三级逆流浸出
LN,x ,NA xNS 底流
底流和溢流组成的表示
求理论级数和实际级数
9-1-5 浸出装置
径向流快速浸出机
单级浸出罐图
豆式浸出机
平转式浸出机
平转浸出器
9-2 萃取
液-液萃取的操作过程 ❖ 混合 ❖ 分离 ❖ 回收
R ，xR E ， yE
单级萃取的计算
纯溶剂，xF=0.3 ，选择性系数为6， kA < 1 xA xB0.25
A
解：（2）溶剂比S/F是 最小溶剂比（S/F）min多 少倍？（用线段表示） E 0
SF
MF MS
S F min
M F
M S
F
R0
M•
MF M S R
M F MS B
M
E
•
S
多级错流萃取