第九章 萃取過程與設(shè)備

1、第九章第九章萃取過程與設(shè)備萃取過程與設(shè)備萃取操作是利用物質(zhì)溶解于某種液體的一種提取方法。將選定的某種溶劑加入到混合物中，因混合物中的各組分在同種溶劑中的溶解度不同，因此就可將所需提取的組分加以分離出來，這個操作過程叫做萃取。在生物合成工業(yè)上，萃取是一個重要的提取方法和分離混合物的單元操作。這是因為萃取法具有：①傳質(zhì)速度快、生產(chǎn)周期短，便于連續(xù)操作、容易實現(xiàn)自動控制；②分離效率高、生產(chǎn)能力大等一系列優(yōu)點，所以應(yīng)用相當(dāng)普遍；③能量消耗較少，

2、設(shè)備投資費用不高；④采用多級萃取可使產(chǎn)品達(dá)到較高純度，便于下一步處理，減少以后工序的設(shè)備和操作費用。若萃取的混合物料是液體，則此過程是液—液萃取。至于哪些產(chǎn)品可以采用萃取方法來提取，主要是根據(jù)物料的理化性質(zhì)來決定：首先應(yīng)該了解需要提取的產(chǎn)品是極性化合物還是非極性化合物，如果水溶液是極性化合物，一般可以采用離子交換方法提取較為有利；非極性的化合物，可以采用萃取法提取；非水溶性化合物或既能溶于水又能溶于溶劑的極性化合物，也可以采用萃取法提取

3、。常用的萃取方法有溶媒萃取法、雙水相萃取法和超臨界萃取法。如果被處理的物料是固體，則此過程稱為液—固萃?。ㄒ卜Q為提取或浸?。磻?yīng)用溶液將固體原料中的可溶組分提出來的操作。進(jìn)行浸取的原料，多數(shù)情況下是溶質(zhì)與不溶性固體所組成的混合物。溶質(zhì)是浸取所需的可溶組分。對于在溶劑中不溶解的固體，稱為載體或惰性物質(zhì)。液－固萃取廣泛應(yīng)用于生物質(zhì)原料中有效成分的提取中。進(jìn)行提取的生物質(zhì)原料大多是植物，由于植物組織的復(fù)雜、多樣性，使提取過程很復(fù)雜，其中包括

4、溶劑將濕潤原料，可溶性物質(zhì)溶解，物質(zhì)在原料內(nèi)部擴(kuò)散，物質(zhì)從原料表面向溶液擴(kuò)散等。超臨界萃取過程是介于蒸餾和液－液萃取過程之間的分離過程。蒸餾是物質(zhì)在流動的氣體中，利用不同的蒸汽壓進(jìn)行蒸發(fā)分離；液－液萃取是利用溶質(zhì)在不同的溶液中溶解能力的差異進(jìn)行分離；而超臨界流體萃取是利用臨界或超臨界狀態(tài)的流體，使被萃取的物質(zhì)在不同的蒸汽壓力下所具有的不同化學(xué)親和力和溶解能力進(jìn)行分離、純化的操作，即此過程同時利用了蒸餾和萃取的現(xiàn)象——蒸汽壓和相分離均在起

5、作用。第一節(jié)第一節(jié)液—液萃取分離過程與設(shè)備液萃取分離過程與設(shè)備一、液一、液液萃取分類液萃取分類溶媒萃取法是用一種溶劑將物質(zhì)從另一種溶劑中提取出來的方法，這兩種溶劑不能互溶或只部分互溶，能形成便于分離的兩相，利用混合物中不同組分在同種溶劑中的溶解度不同，而將所需要的組分分離出來。溶劑萃取法又分為物理萃取和化學(xué)萃取。物理萃取的理論基礎(chǔ)是分配定律，而化學(xué)萃取服從相律及一般化學(xué)反應(yīng)的平衡規(guī)律。（一）物理萃取在溶劑萃取中，被提取的溶液稱為料液，其

6、中欲提取的物質(zhì)稱為溶質(zhì)，而用以進(jìn)行萃取的溶劑稱為萃取劑。經(jīng)接觸分離后，大部分溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到萃取劑中，得到的溶液稱為萃取液，而被萃取除溶質(zhì)以后的料液稱為萃余液。將萃取劑和料液放在萃取器中，經(jīng)充分振蕩，靜置待分層形成兩相，即萃余相和萃取相，進(jìn)行萃取的體系是多相多組分體系。在一個多組分兩相體系中，溶質(zhì)自動地從化學(xué)位大的一相轉(zhuǎn)移到化學(xué)位小的一相，其過程是自發(fā)進(jìn)行的。單級萃取只包括一個混合器和一個分離器。料液F和溶劑S加入混合器中經(jīng)接觸達(dá)到平衡后，用

7、分離器分離得到萃取液L和萃余液R。如分配系數(shù)為K，料液的體積為VF，溶媒的體積為VS，則經(jīng)過萃取后，溶質(zhì)在萃取相與萃余相中數(shù)量之比值為式中——萃取因素。由E可求得未被萃取的分率和理論收得率1：（二）多級錯流萃取在此法中，料液經(jīng)萃取后，萃取液再與新鮮萃取劑接觸，再進(jìn)行萃取。圖91表示三級錯流萃取過程，第一級的萃余液進(jìn)入第二級作為料液，并加入新鮮萃取劑進(jìn)行萃取。第二級的萃余液再作為第三級的料液，也同樣用新鮮萃取劑進(jìn)行萃取。此法特點在于每級中