萃取技术2.ppt

1、（一）、影响液液萃取的因素,1、被分离物系本身 2、萃取剂的选择及用量 3、操作条件（pH、温度、盐析） 4、设备,五、液液萃取过程问题分析及处理,（1）、pH pH影响弱酸或弱碱性药物的分配系数,在中药和生物活性物质中，多数为极性分子弱电解质，在水相中不完全解离。 弱电解质在萃取时，只有分子形式才能进入有机相，在两相产生分配平衡，所以达到平衡状态时，弱电解质存在两个平衡，水相的解离平衡和两相中的分配平衡。 HAA-+H+ BH+B+H+,pH影响药物的稳定性,pH4.4时，k1 pH4.4时，青霉素能被萃取到醋酸丁酯相中 pH4.4时，青霉素从醋酸丁酯相转移到水相，称为反萃取,青霉素萃取pH

2、选择,（2）、萃取温度和时间 高温药物不稳定 温度， 溶剂间互溶度 时间，收率 （考虑稳定性）,（3）、盐析作用 盐析剂与水分子结合，降低药物水中溶解度 盐析剂降低有机溶剂在水中的溶解度 盐析剂使萃余相比重加大，有利于分离,1、分配系数 K K 被萃取组分在萃取剂中含量越高，萃取分离越易进行 “相似相溶”原则,（二）萃取剂的选择,2、萃取剂的选择性及选择性系数,值的大小，说明溶萃取剂对原溶液中各组分的分离能力。 越大，越有利于萃取分离。 萃取操作中值均应大于1。 =1即没有分离效果，换言之，该溶剂不能用作原料液的萃取剂。,（3）、萃取剂S与原溶剂B的互溶度,互溶度小，有利于萃取分离，可能得到最

3、高浓度的萃取液。,（4）、萃取剂的物理、化学性质,a 密度：所选的萃取剂应与原料液有较大的密度差，以利于两相分离。 b 界面张力：通常选用界面张力较大的萃取剂。 c 黏度：黏度低，有利于传质也有利于两相的混合与分离，也能节省操作与输送过程的能量。 d 化学性质与其它：应具有化学稳定性，热稳定性以及抗氧化稳定性。此外，萃取剂还应具有不易燃，无毒，对设备腐蚀性小等特性。,（5）、萃取剂的经济指标,价格便宜，来源方便，对环境污染小，便于回收等 溶剂回收操作往往是费用最多的环节。所选萃取剂回收的难易，直接影响萃取操作的经济效益。回收方法有蒸馏和蒸发。 a 用蒸馏方法回收，希望萃取剂与被分离组分的相对挥

4、发度较大，不形成衡沸物，并最好是含量低的组分易挥发，以接生能量。 b 蒸发方法回收（A不挥发或挥发度很低），则萃取剂的汽化潜能要小，以节约热能。,（三）、乳化和破乳化,1、乳化是指一种液体以细小液滴（分散相）的形式均匀分散在另一不相溶的液体（连续相）生成的液体称为乳状液或乳浊液。 在液-液萃取过程中，往往会在两相界面产生乳化现象，使有机相与水相分层困难。影响分离进行，因出现了两种夹带，萃余液中夹带溶剂，使收率降低；萃取液夹带萃余液，给以后的精制造成困难。,乳状液是一个不稳定的热力学体系，易聚集分层，成为稳定的两相。 若要形成稳定的乳剂，需要加入稳定剂使其形成稳定的体系，这种稳定剂即为乳化剂。,

5、在进行萃取时特别是中药水提物及生物过程所得到的发酵液（如抗菌素发酵液），往往含有多种物质，其中杂质的比例很大，很多具有表面活性剂的性质，起到稳定乳状液的作用，使萃取时易发生乳化。,2、乳状液的去除,萃取前，对发酵液和中药浸出液进行过滤或絮凝沉淀处理，除去大部分蛋白质及固体微粒，可防止乳化现象的发生。 萃取后，如果有乳化发生，可采取如下措施破乳化 （1）物理法 加热法、稀释法、吸附法,加热：运动加快使絮凝加快，降低黏度 稀释法：加入连续相，降低浓度，可使乳化剂浓度降低而减轻乳化 吸附法破乳吸附乳化剂,（2）化学法 即盐析作用，中和分散相电荷，使其聚凝沉淀 （3）顶替法 （4）转型法 加入表面活性

6、剂-转型 （5）机械方法：过滤和离心，加速碰撞而聚集,（四）萃取剂回收 1、单组分溶剂回收 简单蒸馏 2、低浓度溶剂回收 精馏,3、与水部分互溶并形成恒沸混合物的溶剂回收 简单蒸馏和精馏,4、完全互溶但并不形成恒沸物的溶剂回收 精馏,五、液液萃取设备及操作,萃取过程,混合设备,分离设备,混合设备,（一）混合设备,萃取操作中，用于两液相混合的设备有混合罐、混合管、喷射萃取器及泵等。,混合罐 混合罐的结构类似于带机械搅拌的密闭式反应罐。,1、搅拌式混合器,2流动式混合器,通常采用混合排管。 为了保证较高的萃取效果，料液在管道内应维持足够的停留时间，并使流动呈完全湍流状态，强迫料液充分混合。 一般要

7、求 Re=（510）104，流体在管内平均停留时间1020s。 混合管的萃取效果高于混合罐，且为连续操作。,（1）混合管(注入式流动混合器）,（2）喷射式混合器（喷嘴式混合器）,喷射式混合器是一种体积小效率高的混合装置，特别适用于低粘度、易分散的料液。 这种设备投资小，但需要料液在较高的压力下进入混合器。 另外，若两液相容易混合时，可直接利用离心泵在循环输送过程中进行混合。,（c）混合孔板,（a）交错喷嘴混合,（b）同向射流混合,喷射式混合器,（二）分离设备,由于欲萃取分离的发酵液中常含有一定量的蛋白质等表面活性物质，致使混合后形成相当稳定的乳浊液，一般采用分离因数很大的碟式高速离心机和管式超

8、速离心机进行分离操作。,工作过程：,分离乳浊液：密度大的重液趋向外周，沿转鼓的内壁，被挤压上升到上方的重液口排出。轻液则趋向中心，由轻液口排出。 分离混悬液：可关闭重液出口，则固体颗粒在转鼓内壁处沉降，可间歇清除，轻液可由上部轻液口排出。 碟片的作用：将料浆分成许多薄层，使料液在狭缝中受到快速流动产生的剪切力的作用，将液膜破坏，并能缩短沉降距离，有利于两相分离。,1、碟片式离心机,2、管式高速离心机,管式高速离心机的工作原理与碟片式离心机相似，是一种能产生强离心力场的离心机，分离效率高 构造：细长的管状机壳、转鼓 工作过程：空机启动，运转平稳后，由下部进料管将混悬液或乳浊液压进管状转鼓内，转鼓

9、中心带有纵向叶片的转轴高速旋转，使料浆随之高速旋转，从而产生很强的离心力场，密度大的液相形成外环，密度小的液相形成内环，其流动到转鼓上部从各自的排液口排出，微量固体沉积在转鼓壁上，待停机后人工卸出。,管式离心机能澄清及分离流体物质，被应用于化学、生物化学、制药、血浆等研究领域。,（三）离心萃取机,l多级离心萃取机（分级接触） 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。,1、芦威式三级离心萃取机结构,多级离心萃取机分上、中、下三段，下段是第三级混合与分离区，中段是第二级，上段是第一级。 新鲜的萃取剂由第一级加入，待萃取料液则由第三级加入，萃取轻液相在第三级引出，萃余重液则在第一级引出。,重液,重液,轻液,轻液,2、POD离心萃取机（波德式离心萃取机） 微分接