第九章 萃取過程與設備

1、第九章第九章萃取過程與設備萃取過程與設備萃取操作是利用物質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，所以應用相當普遍；③能量消耗較少，

2、設備投資費用不高；④采用多級萃取可使產(chǎn)品達到較高純度，便于下一步處理，減少以后工序的設備和操作費用。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)物料的理化性質來決定：首先應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?。环撬苄曰衔锘蚣饶苋苡谒帜苋苡谌軇┑臉O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?。?，即應用溶液將固體原料中的可溶組分提出來的操作。進行浸取的原料，多數(shù)情況下是溶質與不溶性固體所組成的混合物。溶質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。液－固萃取廣泛應用于生物質原料中有效成分的提取中。進行提取的生物質原料大多是植物，由于植物組織的復雜、多樣性，使提取過程很復雜，其中包括

4、溶劑將濕潤原料，可溶性物質溶解，物質在原料內部擴散，物質從原料表面向溶液擴散等。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。蒸餾是物質在流動的氣體中，利用不同的蒸汽壓進行蒸發(fā)分離；液－液萃取是利用溶質在不同的溶液中溶解能力的差異進行分離；而超臨界流體萃取是利用臨界或超臨界狀態(tài)的流體，使被萃取的物質在不同的蒸汽壓力下所具有的不同化學親和力和溶解能力進行分離、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備液萃取分離過程與設備一、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萃取。物理萃取的理論基礎是分配定律，而化學萃取服從相律及一般化學反應的平衡規(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、中欲提取的物質稱為溶質，而用以進行萃取的溶劑稱為萃取劑。經(jīng)接觸分離后，大部分溶質轉移到萃取劑中，得到的溶液稱為萃取液，而被萃取除溶質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，溶質自動地從化學位大的一相轉移到化學位小的一相，其過程是自發(fā)進行的。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，再進行萃取。圖91表示三級錯流萃取過程，第一級的萃余液進入第二級作為料液，并加入新鮮萃取劑進行萃取。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行萃取。此法特點在于每級中