萃取设备__错流萃取_逆流萃取.ppt

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1、第八章萃取设备及计算第1节萃取设备一、萃取原理和基本过程1、基本概念溶剂萃取法：是指利用物质在互不混溶的两相（有机相和水溶液相）中溶解度的不同，依据分配定律，提取和分离物质的一种方法。在萃取过程中,所用的溶剂称为萃取剂。混合液中欲分离的组分称为溶质。混合液中的原溶剂称稀释剂。萃剂提取了溶质成为萃取相，分离出萃取相后剩余的混合液成为萃余相。2、液-液萃取的分类（1）物理萃取①概念：进行萃取的体系是多相多组分体系，在萃取过程中不发生化学反应。在一个多组分两相体系中，溶质自动地从化学位大的一相转移到化学位小的一相，其

2、过程是自发进行的。萃取过程符合Nerst分配定律。②分配定律的应用条件必须是稀溶液溶质对溶剂的互溶度没有影响溶质在两相中必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。③萃取工艺操作方式单级萃取多级萃取多级错流萃取多级逆流萃取2、液-液萃取的分类（2）化学萃取在萃取过程中常伴随有化学反应，包括相内反应与相界面上的反应。这类萃取统称为化学萃取（反应萃取）。根据溶质与萃取剂之间发生的化学反应机理，大致可分为五类，即络合反应、阳离子交换反应、离子缔合反应、加合反应和带同萃取反应等。3、萃取的基本过程流程：混合→分离→溶剂回

3、收（见图）4、影响溶剂萃取的主要因素（1）主要影响因素pH：根据萃取药物性质确定温度：低温操作盐析作用：增大萃取度，有助于分相。溶剂的性质（2）溶剂的选择分配系数尽量大分离因素大于1料液与萃取溶剂互溶度尽量小毒性低化学性质稳定，腐蚀性小价格便宜，来源方便——常用：乙酸乙酯、乙酸戊酯、丁醇5、双水相萃取（1）概念双水相现象：当两种聚合物或一种聚合物与一种盐溶于同一溶剂时，由于聚合物之间或聚合物与盐之间的不相容性，当聚合物或无机盐浓度达到一定值时，就会分成不互溶的两相。双水相萃取：利用物质在不相溶的两水相间分配系数

4、的差异进行萃取的方法。5、双水相萃取（2）可以构成双水相的体系有：离子型高聚物－非离子型高聚物（分子间斥力）：如PEG－DEXTRAN高聚物－相对低分子量化合物（盐析作用）：如PEG－硫酸铵基本原理5、双水相萃取（3）影响双水相萃取的主要因素界面张力、成相高聚物的分子量、电化学分配、疏水反应、生物亲和分配、温度等。（4）应用生物大分子（蛋白质、酶、核酸、干扰素等）及细胞和细胞器（病毒、叶绿体、线粒体、细胞膜等）的提取。5、双水相萃取（5）特点操作条件温和，在常温常压下进行；两相的界面张力小，一般在10-4N／c

5、m量级，两相易分散；两相的相比随操作条件而变化；上下两相密度差小，一般在10g/L，因此两相分离较困难；易于连续操作，处理量大，成本较低，适合工业应用。二、萃取设备（一）组成、功能及分类1、萃取体系的组成及功能液-液萃取设备应包括3个部分：混合设备、分离设备和溶剂回收设备。混合设备：使料液与萃取剂充分混合形成乳浊液，欲分离的生物产品自料液转入萃取剂中。分离设备：将萃取后形成的萃取相和萃余相进行分离。溶剂回收设备：把萃取液中的生物产品与萃取溶剂分离并加以回收。2、分类（二）混合设备1、混合管（1）工作原理萃取剂及

6、料液在一定流速下进入管道一端，混合后从另一端导出，依靠管内特殊设计的内部单元和流体流动实现液体混合。强迫湍流状态；料液在管内平均停留时间10~20s。（2）特点混合管的萃取效果高于混合罐，且为连续操作。流程简单、结构紧凑、能耗小、萃取效率高。适于各种黏度的流体。2、喷射式混合器（1）类型及作用弯头交错喷嘴混合器、同向射流混合器、孔板射流混合器弯头交错喷嘴混合器同向射流混合器孔板射流混合器两液相已在器外汇合，然后进入器内经喷嘴或孔板后，加强了湍流程度，从而提高了萃取效率。（2）特点喷射式混合器是一种体积小效率高的

7、混合装置，特别适用于低黏度、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。（三）混合清澄槽混合清澄槽是一种单件组合式萃取设备，每一级均由一个混合器与一个澄清器组成。优点：级数可增减，既可连续操作也可间歇操作，级效率高，操作稳定，操作弹性大，结构简单；缺点是动力消耗大，占地面积大。原料液及溶剂同时加入混合器内，经搅拌后流入澄清器，进行沉降，即重相沉至底部形成重相层，而轻相浮入器上部，形成轻相层。轻相层及重相层分别由其排出口引出。（四）分离设备1、离心分离设备高速离心机：碟片式，4000~600

8、0rpm超速离心机：管式，＞10000rpm三相倾析式：固体、重液、轻液2、离心萃取设备（萃取分离同设备）重液、轻液两相快速充分混合并快速分离分为逐级接触式和微分接触式两类优点：结构紧凑，生产强度高，物料停留时间短、分离效果好缺点：结构复杂，制造困难，造价高，能耗大芦威式离心萃取器三、液-液萃取操作要点1、选择合适的分散相2、选择合适的各相流速，使各相能够充分分散3、开车前，应先确认系