第九章 液-液萃取2

解: 单级萃取的萃取因子：E = 57*39/450 = 4.94
单级萃取率： = 0.832
= 4.94/（1+4.94）
2 多级错流接触萃取
多级错流接触过程
2 多级错流接触萃取
假设每一级溶质分配均达到线性 平衡, 即
且每一级萃取剂流量相等(= L), 则 第i级物料衡算式为
其中，
萃余率:
萃取率：
可计算采用三级逆流接解萃取的收率为99.3%, 高 于例2的错流萃取, 说明多级逆流接触萃取效率优 于多级错流萃取.
3 多级逆流接触萃取
当萃取平衡关系为非线性 方程时, 上述解析解不 再适用, 此时可采用图 解法. 设平衡线方程为 式 y = f(x), 对整个萃取 流程作物料衡算, 得操 作线方程:
3）、脂类的分级分离（营养、诊断试剂、脂质体）
刘海若 --- 牛黄？胎盘 – 老年哮喘？盐制的中药 – 肾病？
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萃余率为 萃取率为
3 多级逆流接触萃取
萃余率为
萃取率为
例3：设例2中操作条件不变(L = 39 l/h), 计算采用多 级逆流接触萃取时使收率达到99% 所需的级数。
解：E = mL/H = 4.94; 因为收率为99%, 即 1 - n = 0.99, 则上式得n = 2.74, 故需要三级萃取操作。
(a) 利用多级逆流接触萃取, H = 9.6 l/h，L = 0.51 l/h，回收90%的头孢 菌素A, 计算所需级数及萃取相和萃余相浓度;
(b) 若用10级分馏萃取设备，L = 1.02, H = 9.6, F = 9.6 l/h, 收率仍为 90%, 确定进料位置及每一级中溶质浓度。
解: (a) 因为y0 = 0, xA,1 = 1 - 0.9, 利用总物料衡算式得:
时的萃取率。
解: 萃取剂流量相等时，E = 1.65
用右侧方程得：1-3 = 0.946。 若各级萃取剂流量不等, 则E1 = 2.53，E2 = 1.27，E3 = 1.14，由右式得 1-’3 = 0.942. 所以，1-3 > 1-’3
1 - ’n
单级萃取的萃取率 = 0.832
2 多级错流接触萃取
上次课内容
Questions
具体的萃取路线？ 萃取的效率？ 萃取的效率是否达到要求？ 萃取剂的流量？
具体的设计计算
中药如何走向现代化？
第九章
萃取过程设计
1 混合-澄清式萃取 2 多级错流接触萃取 3 多级逆流接触萃取 4 分馏萃取
液-液萃取
液-液萃取技术在实验技术中的应用
1 药代动力学 2 氰化物投毒致死案
4 分馏萃取
分馏萃取(Fractional extraction)是对多级逆流接触萃取的改进, 料液从中间的某一级加入. 如图所示, 萃取剂(L)从左端第 一级加入, 而从右端第n级加入纯重相(H). 此纯重相除不含 溶质外, 与进料的组成相同(如某种缓冲溶液), 在进料级(K) 的右端起洗涤作用, 使萃取相中目标溶质纯度增加(但浓度 下降), 因此第k级右则的各级称为洗涤段, 重相H称为洗涤 剂. 在第K级的左侧, 溶质从重相被萃取进入萃取相, 因此 这段称为萃取段.与多级逆流接触萃取相比, 分馏萃取可显 著提高目标产物的纯度。
10. 液-固萃取应用
冶金
10. 液固萃取应用
食品工业上的应用 咖啡分离
10. 液固萃取应用
食品工业上的应用
10. 液-固萃取应用
中药现代化的重要工具 1）、雷公藤总甙片 --- 70%乙醇 --- 柱层析精制 2）、地高辛(digaxin)
10. 液-固萃取应用
中药现代化的重要工具
10. 液-固萃取应用
当萃取平衡不符合 线性关系时, 采用 图解法分析多级 萃取更方便
设平衡方程为
由衡算方程得
3 多级逆流接触萃取
将多个混合-澄清器单元串联起来,分别在左右两端的混合 器中连续通入料液和萃取液,使料液和萃取液逆流接触,即 构成多级逆流接触萃取.
3 多级逆流接触萃取
第i级的物料衡算式为
(i = 1, 2, 3, …, n)
第十章
液-固萃取应用
1 混合-澄清式萃取
混合-澄清式萃取器(Mixer-settler, 最常用的液液萃取设备)
1 混合-澄清式萃取
物料衡算:
如存在线性平衡,H和L 为常数,有
萃取因子：
萃余率：
萃取率：
意义： 问题:
效率低, 为达到一 定的萃取率, 间需 大量萃取剂
1 混合-澄清式萃取
例1：利用乙酸乙酯萃取发酵液中的放线菌 素D(Actinomycin D), pH3.5时分配系数m =57。令H = 450 l/h,单级萃取剂流量为39 l/h。计算单级萃取的萃取率。
. 意义：
2 多级错流接触萃取
如每一级溶质分配为非线性平衡, 或每一级萃取剂流量不 等, 则各级的萃取因子Ei也不相同,可采用逐级计算法，为 萃余率:
萃取率： = 1 - ’n
2 多级错流接触萃取
例2：利用乙酸乙酯萃取发酵液中的放线菌 素D(Actinomycin D), pH3.5时分配系数m =57。采用三级错流萃取, 令H = 450 l/h, 三 级萃取剂流量之和为39 l/h。分别计算L1 = L2 = L3 = 13 l/h和L1 = 20, L2=10, L3 = 9 l/h
L/H = 100%
=0.5528.,5从%;而萃根取据相式中(4浓.5度3)得为xyBB,,n1
因此,萃取相中头孢菌素A和B活性之从初始1:2提高到16.9:19.8=1:1.17.
4 分馏萃取
(b) 因为收率为90%, 故xA,1 = HxF (1-0.9)/(H +F) = 0.05. 利用总物料
4 分馏萃取
.
5 液-液萃取在实验技术中Baidu Nhomakorabea应用 1 药代动力学 2 氰化物中毒致死案
10. 液-固萃取应用
最生活化的分离技术 1）、茶 2）、药酒 --- 人参，鹿茸、红花草 雷公藤 3）、张光101毛发再生精
最古老的分离技术 1）、箭毒、印第安人、乙酰胆碱受体 2）、金鸡纳（奎宁，金鸡纳树皮） 3）、青蒿素
4 分馏萃取
对整个萃取系统作总物料衡算：
第k级左端萃取段的各级作物料衡算： (i = 1, 2, …, k-1)
第k级右端洗涤段的各级作物料衡算 ； (i = k+1, k+2, …, n)
在萃取阶段； (i = 1, 2, …, k)
最终得
4 分馏萃取
例4 pH3.8的发酵液中含有两种化学修饰的头孢菌素A和B, 活性分别为1 和2(任意单位). 用醋酸戊酯萃取, 分配系数分别为mA = 31和mB = 11。
yA,n = (9.6/0.51)(1-0.1) = 16.9
取因子
EA = mA L/H = 31* 0.51/9.6 = 1.65
所需级数计算, 即:
1 = 0.1 * (1.65n+1 – 1)/(1.65 – 1)
得n = 3, 即需要3级.
对 == (0于9.9.6头5/,0孢其.51菌收)(素率2 –B为0, [.萃9(x5B取),F=因–1x9子B.8,E1。)B/x=B,Fm] B*
yA,10 = 8.65, xA,1 = 0.041 实际收率达到92%, 高于预设值.
这样, 利用式(4.57)和(4.63)联立求解, 可计算得到:
yB,10 = 3.99, xB,1 = 0.787 与(a)相比, 萃取相中A浓度降低, 但纯度提高: yA,10:yB,10 = 8.65:3.99, 远 高于(a)的结果。
衡算式
得:
yA,10 = [xA,F F – xA,1(H + F)]/L = [1* 9.6 –0.05 * (9.6 + 9.6)]/1.02 = 8.47 从1至k - 1级 E’A = mA L/(H + F) = 31 * 1.02/(9.6 + 9.6) = 1.65
E’B = mB L/(H + F) = 11 * 1.02/(9.6 + 9.6) = 0.584 从k+1至10级 EA = mA L/H = 3.29, EB = mB L/H = 1.17 将E’A, EA和yA,10代入式 , 用试差法解出k=3.6, 取整数k=4 将k=4代入 式和 重新解出: