第6章 新型萃取分离技术
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第6章 新型萃取分离技术
6.1 超临界流体萃取 6.2 双水相萃取 6.3 凝胶萃取 6.4 膜基溶剂萃取
现 代 分 离 技 术
萃取
• 利用在两个互不相溶的液相中各种组分 （包括目的产物）溶解度的不同，从而达
到分离的目的
• 液-液萃取
• 固-液萃取
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
超临界流体 (SCF)
液体(L)
超临界流体（SCF）兼有气液两重性 的特点，它既有与气体相当的高渗透能力 和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 17
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
密度、黏度介于液体与气体之间，扩散系 数则高于液体一个数量级，黏度小于液体 一个数量级。 具有较高的密度值(0.3～0.9g/mL)，对大 而不具挥发性分子有较好之溶解度。 超临界二氧化碳可溶解5～30个碳之正烷 类。 常温下可挥发，适用于热敏性物质的萃取 分离。 廉价、无毒、无害。
现 代 分 离 技 术
当流体的温度和压力处于它的临界温 度和临界压力以上时，称该流体处于超临 界状态。
流体处于临界温度以上时，不能被液 化，但是其密度随压力增高而增加。
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
22
现 代 分 离 技 术
吸 附 分 离
液相萃取和吸收
超临界萃取和色谱
精馏操作
超临界流 体对液体或固 体溶质的溶解 能力也将与液 体溶剂相仿， 因此，可进行 萃取分离。
10
现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
11
现 代 分 离 技 术
连续逆流萃取装置
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
12
现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
1.0
A
yA ZA xA
E M R S
0
B
液液组成的表示方法 图11－6 液液组成的表示法
常规液-液萃取是利用液液混合物各 组分在另一溶剂中溶解度的差异而实现 分离。 A：溶质； B：溶剂； S：萃取剂。
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第6章 新型萃取分离技术来自百度文库
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现 代 分 离 技 术
Light phase
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
两相接触方式 喷洒萃取塔 微分接触：塔式设备 振动筛板塔 单级萃取 分级接触：槽式设备 混合沉降槽 多级错流
多级逆流
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
单级萃取
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第6章 新型萃取分离技术
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CO2的压力-温度-密度关系
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
很多物质具有超临界流体效应，如书 P193表7-1所示。 临界温度31.0℃ CO2 临界压力7.39MPa 临界密度0.468g/cm3 对大多数溶质具有较强的溶解能力， 而对水的溶解度却很小，有利于在近临界 或超临界下萃取分离有机水溶液。 不燃、不爆、不腐蚀、无毒害 化学稳定性好、廉价易得 第6章 新型萃取分离技术 2018/11/2 24 极易与萃取产物分离
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
应用 食品工业 茶叶处理和脱咖啡因 啤酒花有效成分、香料等的萃取 医药工业 从植物中提取抗癌药物 从油子中提取保健品 其他 金属直接从固体和液体中提取出来 聚合物混合物进行分离
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 20
6.1 超临界流体萃取
溶剂的选择性：萃取相内A、B两组分 之比大于萃余相内 A、B两组分之比。
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
完整的萃取过程：萃取-反萃取 稀醋酸水溶液的分离
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 14
xs ZS yS
1.0
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
6.1.1 基本概念 超临界流体萃取(Supercritical F1uid Extraction) 也叫气体萃取 (Gas Extraction) 、流体萃取 (F1uid Extraction)、稠密气体萃取(Dense Gas Extraction)、 蒸馏萃取 (Destraction) ，或称之为压力流体萃取 (Pressure Fluid Extraction)。是以超临界条件下的 流体为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成 分，以达到某种分离目的的一种化工新技术。
现 代 分 离 技 术
6.1.2 超临界流体及其性质 （1） 超临界流体的p-V-T性质 临界点的概念可用临界温度和临界压 力来解释。 临界温度是指高于此温度时，无论加 压多大也不能使气体液化。 临界压力是指在临界温度下，液化气 体所需的压力。
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 21
6.1 超临界流体萃取
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 18
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体萃取特点： 萃取剂在常压和室温下为气体，萃取 后易与萃余相和萃取组分分离。 操作温度较低，适合天然物质的分离 T和P都可以成为调节萃取过程的参数 样品回收简单
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第6章 新型萃取分离技术
萃取剂 气体 高压或高密度
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 16
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
气体、液体与超临界流体特性比较
相 气体(G) 密度 (g/ml) 10-3 0.3～0.9 1 扩散系数 (cm2/s) 10-1 10-3～10-4 10-5 粘度 (g/cm.s) 10-4 10-4～10-3 10-2
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第6章 新型萃取分离技术
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体（SCF）是温度和压力同 时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接 近液体密度的气体。
超临界流体的密度和溶剂化能力接 近液体，粘度和扩散系数接近气体 在临界点附近流体的物理化学性质 随温度和压力的变化极其敏感。
6.1 超临界流体萃取 6.2 双水相萃取 6.3 凝胶萃取 6.4 膜基溶剂萃取
现 代 分 离 技 术
萃取
• 利用在两个互不相溶的液相中各种组分 （包括目的产物）溶解度的不同，从而达
到分离的目的
• 液-液萃取
• 固-液萃取
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
超临界流体 (SCF)
液体(L)
超临界流体（SCF）兼有气液两重性 的特点，它既有与气体相当的高渗透能力 和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 17
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
密度、黏度介于液体与气体之间，扩散系 数则高于液体一个数量级，黏度小于液体 一个数量级。 具有较高的密度值(0.3～0.9g/mL)，对大 而不具挥发性分子有较好之溶解度。 超临界二氧化碳可溶解5～30个碳之正烷 类。 常温下可挥发，适用于热敏性物质的萃取 分离。 廉价、无毒、无害。
现 代 分 离 技 术
当流体的温度和压力处于它的临界温 度和临界压力以上时，称该流体处于超临 界状态。
流体处于临界温度以上时，不能被液 化，但是其密度随压力增高而增加。
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
22
现 代 分 离 技 术
吸 附 分 离
液相萃取和吸收
超临界萃取和色谱
精馏操作
超临界流 体对液体或固 体溶质的溶解 能力也将与液 体溶剂相仿， 因此，可进行 萃取分离。
10
现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
连续逆流萃取装置
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
12
现 代 分 离 技 术
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
1.0
A
yA ZA xA
E M R S
0
B
液液组成的表示方法 图11－6 液液组成的表示法
常规液-液萃取是利用液液混合物各 组分在另一溶剂中溶解度的差异而实现 分离。 A：溶质； B：溶剂； S：萃取剂。
2018/11/2
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3
现 代 分 离 技 术
Light phase
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
2018/11/2
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4
现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
8
现 代 分 离 技 术
两相接触方式 喷洒萃取塔 微分接触：塔式设备 振动筛板塔 单级萃取 分级接触：槽式设备 混合沉降槽 多级错流
多级逆流
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
9
现 代 分 离 技 术
单级萃取
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
23
CO2的压力-温度-密度关系
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
很多物质具有超临界流体效应，如书 P193表7-1所示。 临界温度31.0℃ CO2 临界压力7.39MPa 临界密度0.468g/cm3 对大多数溶质具有较强的溶解能力， 而对水的溶解度却很小，有利于在近临界 或超临界下萃取分离有机水溶液。 不燃、不爆、不腐蚀、无毒害 化学稳定性好、廉价易得 第6章 新型萃取分离技术 2018/11/2 24 极易与萃取产物分离
19
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
应用 食品工业 茶叶处理和脱咖啡因 啤酒花有效成分、香料等的萃取 医药工业 从植物中提取抗癌药物 从油子中提取保健品 其他 金属直接从固体和液体中提取出来 聚合物混合物进行分离
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 20
6.1 超临界流体萃取
溶剂的选择性：萃取相内A、B两组分 之比大于萃余相内 A、B两组分之比。
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
5
现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
6
现 代 分 离 技 术
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
7
现 代 分 离 技 术
完整的萃取过程：萃取-反萃取 稀醋酸水溶液的分离
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 14
xs ZS yS
1.0
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
6.1.1 基本概念 超临界流体萃取(Supercritical F1uid Extraction) 也叫气体萃取 (Gas Extraction) 、流体萃取 (F1uid Extraction)、稠密气体萃取(Dense Gas Extraction)、 蒸馏萃取 (Destraction) ，或称之为压力流体萃取 (Pressure Fluid Extraction)。是以超临界条件下的 流体为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成 分，以达到某种分离目的的一种化工新技术。
现 代 分 离 技 术
6.1.2 超临界流体及其性质 （1） 超临界流体的p-V-T性质 临界点的概念可用临界温度和临界压 力来解释。 临界温度是指高于此温度时，无论加 压多大也不能使气体液化。 临界压力是指在临界温度下，液化气 体所需的压力。
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 21
6.1 超临界流体萃取
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 18
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体萃取特点： 萃取剂在常压和室温下为气体，萃取 后易与萃余相和萃取组分分离。 操作温度较低，适合天然物质的分离 T和P都可以成为调节萃取过程的参数 样品回收简单
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
萃取剂 气体 高压或高密度
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 16
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
气体、液体与超临界流体特性比较
相 气体(G) 密度 (g/ml) 10-3 0.3～0.9 1 扩散系数 (cm2/s) 10-1 10-3～10-4 10-5 粘度 (g/cm.s) 10-4 10-4～10-3 10-2
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第6章 新型萃取分离技术
15
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体（SCF）是温度和压力同 时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接 近液体密度的气体。
超临界流体的密度和溶剂化能力接 近液体，粘度和扩散系数接近气体 在临界点附近流体的物理化学性质 随温度和压力的变化极其敏感。