第九章浸出和萃取复习课程

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第九章__食品分离技术

第九章__食品分离技术

七、超临界流体萃取技术
超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术。 该技术利用流体(溶剂)在临界点附近某一区域 (超临界区)内与呆分离混合物中的溶质具有异 常相平衡行为和传递性能,且它对溶质溶解能力 随温度和压力改变而在相当宽的范围内变动这一 特性而达到溶质分离的一项技术。 1897年Hannay等发现超临界乙醇具有极佳的 溶解能力,60年代德国Zosel利用其从羊毛油中提 取羊毛脂,现代应用较广泛。
萃取工艺流程图
自动控制系统流程图
(三)特点
1. 超临界流体具有良好的渗透性和溶解性,可快速提 取有效成分。 2. 在临界点附近,流体温度、压力的变化微小变化会 引起溶解能力的极大变化,这种强选择性对分离溶 解度接近的两种成分有利,并且萃取后的溶质和溶 剂分离也很容易。 3. 选用CO2,可在t=31.1℃,p=7.38mPa下操作,可阻 止高温和氧气对食品影响。 4. 溶剂回收重复使用,无污染。 5. 能耗低。 6. 设备投资大。
传统的“碱溶酸沉”法: 水↓
豆粕→提取→蛋白浆液→离心分离→渣子→干燥 ↓ 离心分离←沉淀←蛋白提取液←酸 ↓ 蛋白乳清水←凝乳蛋白←碱 ↓ ↓ 净化处理 解析中和 ↓ ↓ 废水排放 蛋白液→喷雾干燥→蛋白成品→包装
膜法: 水↓

(二)膜分离的类型和基本原理
1.微滤(microfiltration, MF )
分离范围 0.02 ~ 2μm ,可截留微细物质,可 滤除细菌和细小的悬浮颗粒。以孔径 102 ~ 104 nm的多孔膜过滤溶液。
2.超滤(ultrafiltration, UF )
分离范围 0.002 ~ 0.2μm ,可滤除大分子物质 和微粒,以孔径1~100 nm的膜过滤。

第9章第五节浸出技术PPT课件

第9章第五节浸出技术PPT课件
新鲜及易于膨胀的中药、价格低廉的芳香性中药; 不适用贵重中药、毒性中药及高浓度制剂; 耗时长,不宜用水为溶剂。
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㈢渗漉法——将药材粗粉置渗漉器内,溶剂连续地
从渗漉器的上部加入,渗漉液不断的从下部流出, 从而浸出所含成分的一种方法。
1.渗漉法的类型与设备: ⑴单渗漉法:单个渗漉装置 ①操作流程
成分多,主要用于除去药液中粒度较
大且有沉降趋势的悬浮颗粒;常用的
澄清剂有壳聚糖、101果汁澄清剂、 ZTC1+1天然澄清剂等。
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47
3.透析——利用小分子物质在溶液中可通过半透膜, 而大分子不能通过的性质,借以达到分离的方 法。
特点:用于除去中药提取液中的鞣质、蛋白质、 树脂等高分子杂质和纯化某些具有生物活性的 植物多糖。
解吸—溶剂解除细胞中各种成分间的亲和力作用; 溶解—经解吸的各种成分溶解或胶溶于溶剂中,使细
胞膜内外产生浓度差和渗透压差。
3、扩散与置换——植物细胞膜内外溶
剂中药物浓度的高低差别产生的渗透压差, 使细胞内外溶液互相渗透直至内外浓度相 等、渗透压平衡时,扩散终止。
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6
(二)影响浸提的因素
1.药材的粉碎程度
.
30
§3 浸出液的纯化技术
.
31
一、分离:将固体–液体非均相体系用适当方法 分开的过程。
目前常用的分离方法有: ①沉降分离 ②离心分离 ③过滤分离
.
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㈠沉降法——利用固体物与液体介质密度相差悬殊,
固体物靠自身重量自然下沉,用虹吸法吸取上层澄 清液,使固体与液体分离的方法。
特点:
分离力:重力
.
51
• (2)液体蒸发面的面积 在 一定温度下,单位时间内一定 量蒸汽蒸发速度与蒸发面的大 小成正比,即蒸发的表面积愈 大,蒸发速度愈快。故常压蒸 发时应采用直径大、锅底浅的 广口蒸发锅。

萃取与浸提

萃取与浸提
241混合澄清槽物料和萃取剂在混合器中借叫板作用而密切接触传质然后进入澄清器分离萃取相对于以澄清的混合液可以利用两相间的密度差进行重力沉降对于难分离的混合液可采用离心式澄清器加速两相的分离特点优点缺点结构简单操作方便运行稳定效率高设备占地面积大能耗较大设备费和操作费较高242填料萃取塔与吸收和蒸馏使用的填料塔基本相同塔内底部支撑板上充填一定高度的填料层重液作为连续相自塔顶引入轻液做为分散相自塔底进入逆流接触传质填料萃取塔填料层作用
到纯化或浓缩的单元操作叫做萃取
属于两相之间的传质过程
初步分离纯化技术
应用:
石油化工、湿法冶金、医药、食品、环境
固液萃取(浸取) 物理状态 液液萃取
有机溶液萃取
双水相萃取
液膜萃取 反胶束萃取
超临界萃取
分 物理萃取 萃取原理 化学萃取 分批萃取 操作方式 连续萃取 单级萃取 操作方式 多级萃取
第二种情况较常见,第三种情况应
避免,第一种情况较少
2.2.1 溶解度曲线与连接线
右图,为典型的平衡相图,表示 在一定温度和压力下,A、B、和
S三组分混合达平衡的相图,其
中B、S是部分互溶
图中,
溶解度曲线
共轭线与连接线 混溶点与两个相区
连接线倾斜,方向一致,但不平行
2.3 杠杆规则
如图所示,设点M为三组分混合物的总组成点,M 与料液F和萃取剂S之间,M与萃取相E和萃余相R 之间符合杠杆规则。即符合以下比例关系
采用以下模型:
假定在不溶性的多孔惰性固体 (A量)内部含有不被固体所吸附的溶质B。
溶质量B对所加溶剂量S而言,假定是在饱和溶解度以下。如果固体与
溶剂经过长时间的充分接触,则溶质完全溶解,并且固体空隙中的液体 浓度等于周围液体的浓度,这时液体的组成不随更长的接触时间而改变。 这种级接触则称为理论级。或称理论效。

溶剂萃取和浸取

溶剂萃取和浸取

用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取 到溶液中的过程称为浸取或浸出。
用温水从甜菜中提取糖, 用有机溶剂从大豆、花生等油料作物中提取食用油, 用水或有机溶剂从植物中提取药物、香料或色素等。
几种萃取方法的比较
萃取方法
液-固萃取


应 用
属于用液体提取固体原料中有 多用于提取存在于胞内的有效 用成分的扩散分离操作。 成分。 利用溶质在两个互不混溶的液 相(通常为水相和有机溶剂相) 可用于有机酸、氨基酸、维生 中溶解度和分配性质上的差异进 素等生物小分子的分离纯化。 行的分离操作。
超临界流体萃取
第一节 溶剂萃取
一、溶剂萃取过程的理论基础
1.物质的溶解和相似相溶原理
从热力学角度考虑,一个过程要能自动进行,体系的自
由能应下降,自由能的变化包括焓变化和熵变化两部分:
为了简单起见,忽略熵的变化,并忽略压力和体积变化(一般溶解过 程压力和体积的变化很小),这样只要考虑体系能量的变化即可。
若原来料液中除溶质A以外,还含有溶质B,则由于A、
B的分配系数不同,萃取相中A和B的相对含量就不同于萃 余相中A和B的相对含量。如A的分配系数较B大,则萃取
相中A的含量(浓度)较B多,这样A和B就得到了一定程度
的分离。 β越大,A、B的分离效果越好,即产物与杂质越容易 分离。
5.水相条件的影响
发酵液中存在与产物性质相近的杂质、未完全利用的底物、无机
溶剂萃取应用
1)青霉素萃取
青霉素是有机酸 , pH 值对 其分配系数有很大影响。很 明显 , 在较低 pH 下有利于青 霉素在有机相中的分配 , 当 pH 大于 6.0 时 , 青霉素几乎完 全分配于水相中。从图中可 知 , 选择适当的 pH, 不仅有利 于提高青霉素的收率 , 还可 根据共存杂质的性质和分配 系数 , 提高青霉素的萃取选择 性。

浸出法取油—溶剂(油脂制取技术课件)

浸出法取油—溶剂(油脂制取技术课件)
因此,所采用溶剂的成份和性质对浸出生产的 技术指标和产品质量都产生不同程度的影响。
工艺流程选择依据
根据原料的品种和性质进行选择


根据对产品和副产品的要求进行选择
根据生产能力进行选择
根据原料品种的不同 加工棉籽 其工艺流程为:棉籽→清洗→脱绒→剥 壳→仁壳分离→软化→轧坯→蒸炒→预 榨→浸出
加工油菜籽 工艺流程则是:油菜籽→清选→轧坯→ 蒸炒→预榨→浸出
外观与性状: 无色透明液体,有煤油气味。

戊烷
乙醇
苯与苯基
己烷
四氯化碳
二、油脂在有机溶剂中的溶解度和混合油的性质
溶解度取决于溶剂极性、溶解温度、溶剂中含 水。 两种体的相互溶解度,取决于其分子极性的 相似性。 如果这两种液体的分子极性越相近,那么它们 的相互溶解度就越大。
通常用介电常数表示分子极性的大小。
6号抽提溶剂油
别 名:6号溶剂,6号溶剂油,工业用轻质溶剂
产品性能:
外观为无色透明液体,是各种低级烷烃的混 合物。产品馏份范围较工业己烷宽,具有工业己 烷类似的性质。能与除蓖麻油以外的多数液态油 脂混溶,可溶解低级脂肪酸。
生产方法:
主要以催化重整抽余油为原料,经精制、分 馏制成。
石油醚
主要成分: 戊烷、己烷。
浸出法出油率较压榨法提高(%)
浸出法较压榨法增产的百分率(%)
大豆 低
18.6 12.4 69.0
15.0 3.6 4.8 9.0 80.6
18.0 0.6 0.84 9.0 96.7 3.0 20.0
棉仁 中等
32.5 7.5 60.0
29.8 2.7 4.1 5.0 91.7
32.0 0.5 0.80 5.0 98.5 2.2 7.4

《浸出和萃取》课件

《浸出和萃取》课件

在制药工业中的应用
提取药物有效成分: 通过浸出和萃取技术, 从植物、动物、微生 物等天然资源中提取 药物有效成分
提高药物纯度:通过 浸出和萃取技术,提 高药物纯度,降低杂 质含量,提高药物安 全性和有效性
药物合成:通过浸出 和萃取技术,合成药 物中间体和原料药, 提高药物生产效率和 质量
药物分离:通过浸出 和萃取技术,分离药 物中的有效成分和杂 质,提高药物纯度和 安全性
浸出和萃取的经济性比较
浸出:设备投资大,运行成本低,适合大规模生产 萃取:设备投资小,运行成本高,适合小规模生产 浸出:能耗高,环境污染大,需要处理废液 萃取:能耗低,环境污染小,无需处理废液
浸出和萃取的适用范围比较
浸出:适用于处理低浓度、难溶性物质,如矿石、煤等 萃取:适用于处理高浓度、易溶性物质,如金属离子、有机物等 浸出:适用于大规模生产,如工业废水处理、矿山开采等 萃取:适用于实验室研究,如化学分析、药物合成等
步骤
浸出效果:取 决于浸出剂的 选择、浸出温 度、时间等因

浸出过程
浸出剂的选择:根据待浸出物质 的性质选择合适的浸出剂
搅拌和混合:通过搅拌和混合, 使浸出剂与待浸出物质充分接触题
添加标题
浸出温度和时间:控制浸出温度 和时间,以获得最佳浸出效果
过滤和分离:将浸出液与待浸出 物质分离,得到浸出液和待浸出 物质
感谢观看
汇报人:
浸出影响因素
浸出剂的性质:如酸碱性、浓度、温度等
固体物料的粒度大小
浸出时间的长短
浸出剂与固体物料的接触面积
浸出温度的高低
浸出剂的流速和搅拌速度
浸出设备
浸出罐:用于盛放浸出液和固体物料
冷却器:降低浸出液的温度,便于后 续处理

(食品工程原理)09浸出与萃取9-1

(食品工程原理)09浸出与萃取9-1

第九章浸出与萃取加热水+甜菜→浸出蔗糖;水+咖啡粉→咖啡概述萃取操作原理和分类(1)浸出:用有机或无机溶剂将固体物料中的可溶解组分溶解,使其进入液相,从而将它从固体原料中分离出来的操作称浸出、固液萃取、液固浸取,简称‐‐浸取,也称浸滤、蒸煮、溶出等。

(2)萃取:在液体混合物(原料液)中加入一个与其在液体混合物原料液)中加入个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,利用原料液中个组分在溶剂中溶解度的差异来分离液体混合物,此即液‐液萃取,也称溶剂萃取,简称萃取或抽提。

萃取也称溶剂萃取简称萃取或抽提第1节浸出一、浸出理论浸出理论1、浸出体系组成的表示方法浸出体系为三组分体系:①溶质A;②溶剂S;③惰性固体B。

组成关系常用等腰直角三角形相图表示。

般质量分数表组也一般用质量分数表示组成,也可用摩尔分数表示。

1、浸出体系组成的表示方法三角形相图‐①三个顶点分别表示三种纯组分(100%);)②三角形的任一边表示一个两组分混合物;组分混合物③三角形内的任一点表示一个三组分混合物;三组分混合物④平行于任意一边的直线表示其所对顶角组分的一个恒定组成,如图中的JK直线上的任一点均表示B组分的组成为40%。

图中M点的组成为:x A= 0.30;x B= 0.40;x S= 0.300300400302、浸出系统的平衡关系浸出程是将定量的溶剂和固体物料加入浸出浸出过程:是将一定量的溶剂和固体物料加入浸出器,使之充分混合,经充分长时间接触达到平衡,形成上层澄清液和底部残渣,然后将它们分离。

溢流:上层澄清液称为浸出液、上清液或溢流;上层澄清液称为浸出液上清液或溢流底底部浸底底流:底部残渣称为浸取渣或底流。

浸出平衡:固体空隙中溶液的浓度等于固体周围溶液的浓度。

理论级:能够达到浸出平衡的浸出级(器)。

理论级能够达到浸出平衡的浸出级(器)3 溢流与底流平衡关系的表达在三角形相图上溢流的组•在三角形相图上,溢流的组成点位于AS 边上(E 点)A+S•底流的组成位于BE 联线上(R点)B+A+S•溢流E 组成:sB A y y y ,,•底流R 组成:sB A x x x ,,•混合物M 组成:s B A z z z ,,三浸出操作的流程三、浸出操作的流程1、简单接触法为间歇式浸出操作,基本过程为:混合、浸出→分离得溢流和底流。

湿法冶炼中的浸出与萃取

湿法冶炼中的浸出与萃取

利用化学或生物方法将污染物从固相中转移到液相中,实现污染物的初步分离。
浸出
将污染物从液相中提取出来,进行富集和浓缩,便于后续处理。
萃取
土壤和地下水的修复过程中,通过浸出和萃取技术,有效去除重金属和有机污染物。
实例
在太阳能电池制造过程中,通过化学浸出技术制备薄膜材料。
浸出
萃取
实例
在燃料电池中,利用萃取剂将氢气和氧气分别提取出来,为燃料电池提供反应物质。
萃取剂的选择
选择合适的萃取剂是实现有效萃取的关键。萃取剂应具备对目标金属离子高选择性、良好的萃取性能和分离效果、低能耗和环境污染小的特点。同时,萃取剂还应具备稳定性好、不易分解和易于再生等优点,以保障萃取过程的长期稳定运行。
萃取过程
利用溶质在两种不互溶的溶剂中溶解度的差异,实现溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的分离过程。
相关案例研究
总结词:详细描述了某矿物冶炼厂如何通过浸出与萃取工艺流程提取有价值的金属,包括浸出和萃取的原理、工艺流程、设备选择以及操作要点等。详细描述:某矿物冶炼厂采用湿法冶炼技术,首先通过浸出工艺将矿石中的有价金属以离子形式溶解在溶液中,然后通过萃取工艺将有价金属离子从浸出液中提取出来,最终得到高纯度的金属。在浸出过程中,矿石经过破碎、磨细后与酸或碱等浸出剂进行反应,使金属离子进入溶液中。在萃取过程中,使用有机溶剂将金属离子从浸出液中提取出来,再通过反萃取和置换等操作,最终得到纯度较高的金属。该工艺流程具有较高的提取率和较低的环境污染,是当前矿物冶炼领域中较为先进的工艺技术之一。
相似相溶原理
萃取过程中,溶质在两相之间的分配达到动态平衡状态,遵循质量作用定律和分配定律。
平衡理论
萃取过程涉及相际传质,即溶质在两相界面处进行传递,实现分离。
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温度对相平衡关系的影响
温度对溶解度的影响
萃取过程在三角形相图上的表示
9-2-2萃取过程的计算
单级萃取计算举例
解:(1)萃取液量与萃余液量的比值
解析法: REF Rx0AEy0A FxF
ExFx0A0.30.21 R y0AxF 0.60.3 3
F, xF S,yS
S R, xR
E,yE S
往复筛板塔
往复筛板萃取塔的效 率与塔板的往复频率密 切相关。当振幅一定时, 在不发生液泛的前提下, 效率随频率的增大而提 高。
往复筛板萃取塔可较 大幅度地增加相际接触 面积和提高液体的湍动 程度,传质效率高,生 产能力大,在石油化工、 食品、制药等工业中应 用广泛。
离心萃取器
波德式离心萃取器
超临界流体萃取的流程和应用
❖ 超临界流体萃取的典型流程
等温法 吸附法
等压法
❖ 超临界流体萃取技术在食品工业中的应用
1萃取罐
2水洗塔
3蒸馏塔
咖啡豆萃取
4脱气罐
超临界CO2萃取啤酒花的生产装置流程示意图
1传送罐 2、7压缩罐 3、8 CO2气罐 4后冷却器
6热交换器
9深冷器
5预热器
请进入第十章!
第九章 浸出和萃取
本章学习目的与要求
通过学习本章内容,了解浸出的基本概念、浸 出过程和浸出理论;了解常用的几种浸出装置 及其工作原理。
掌握浸出速率的计算方法,重点掌握浸出级数 的求取方法。
了解萃取的基本概念、萃取体系相平衡及操作 原理,了解萃取剂的选择原则,掌握萃取过程 的基本计算,重点掌握完全不互溶体系的有关 计算。
9-3 超临界流体萃取
超临界流体萃取的原理和特性
❖ 超临界流体的基本性质
✓ 密度 ✓ 粘度 ✓ 扩散系数
❖ 超临界CO2流体的基本性质
✓ 变化规律的特点 ✓选择参数的重要依据
❖夹带剂效应
➢ 增加溶解度 ➢提高溶质的分离因子 ➢增加溶质溶解度对温度、压力的敏感程度 ➢可用作反应物 ➢能改变溶剂的临界参数
影响浸出速率的因素
ln
xa xa
x
KA V
9-1-3 浸出操作的流程
简单浸出法 多级接触法 ❖ 并流多级接触法 ❖ 逆流多级接触法 连续微分逆流接触法
9-1-4 浸出操作计算
浸出级数的计算
❖ 浸出所需的时间 ❖ 浸出器的大小 ❖ 溶剂的需要量 ❖ 浸出器的级数
浸出级数的计算方法
❖浸出级数的代数计算法
9-2-1液—液相平衡关系
液液相平衡关系在三角相图上的表示
均相区 溶解度曲线
两相区 混溶点/分层点
联结线
混合物的和点和差点
A
F E
RM
B
S
辅助曲线和临界混溶点
分配系数和选择性系数
kA 溶 溶质 质 A A在 在萃 萃余 取R E中 中 相 相的 的组 组成 成 xyAA kB 原 原溶 溶B B剂 剂 在 在萃 萃余 取R E中 中 相 相的 的质 质量 量分 分xyBB数 数
了解超临界萃取的基本原理、超临界流体的特 点,了解超临界萃取的一般流程与应用。
9-1 浸出
浸出操作特点 浸出过程 ❖原料预处理(破碎或切片) ❖混合浸出 ❖分离
9-1-1浸出理论
❖ 浸出体系组成的表示方法 ❖ 浸出系统的平衡关系
固液系统的三角相图表示
❖ 单级浸出过程的表示
9-1-2 浸出速率与溶剂的条件
E1,yE
y2
V,y3 V,yi
V,yi+1 V,yn-1 V,yn
S,yn+1=yS
12
i
F,xF
L,x1
i
L,x2 L,xi-1
xi
n-1 n L,xn-2 L,xn-1 L=W,xn=xw
多级逆流浸出系统
❖浸出级数的三角形相图计算法
溢流 E1,y1A,y2S
V2,y ,2A y2S
V3,y ,3A y3S
S1
S2
1
2
n SE
多级逆流萃取
SE
xF
x1
F
R1
x2
xn-1
R2
Rn-1
xn
SR
Rn
1
2
n
E1 y1
E2 y2
E3
En
y3
yn
S yS
-3萃取操作的设备
混合澄清槽
筛板塔
筛板萃取塔是逐级接触式萃取设备,依 靠两相的密度差,在重力的作用下,使 得两相进行分散和逆向流动。若以轻相 为分散相,则轻相从塔下部进入。轻相 穿过筛板分散成细小的液滴进入筛板上 的连续相—重相层。液滴在重相内浮升 过程中进行液-液传质过程。穿过重相层 的轻相液滴开始合并凝聚,聚集在上层 筛板的下侧,实现轻、重两相的分离, 并进行轻相的自身混合。当轻相再一次 穿过筛板时,轻相再次分散,液滴表面 得到更新。这样分散、凝聚交替进行, 直至塔顶澄清、分层、排出。而连续相 重相进入塔内,则横向流过塔板,在筛 板上与分散相即轻相液滴接触和萃取后, 由降液管流至下一层板。这样重复以上 过程,直至塔底与轻相分离形成重液相 层排出。
溶剂 S,xA,XS
F,x ,FA XFS 原料
1
2
3
L1,x ,1A x1S
L2,x ,2A x2S
三级逆流浸出
LN,x ,NA xNS 底流
底流和溢流组成的表示
求理论级数和实际级数
9-1-5 浸出装置
径向流快速浸出机
单级浸出罐图
豆式浸出机
平转式浸出机
平转浸出器
9-2 萃取
液-液萃取的操作过程 ❖ 混合 ❖ 分离 ❖ 回收
R ,xR E , yE
单级萃取的计算
纯溶剂,xF=0.3 ,选择性系数为6, kA < 1 xA xB0.25
A
解:(2)溶剂比S/F是 最小溶剂比(S/F)min多 少倍?(用线段表示) E 0
SF
MF MS
S F min
M F
M S
F
R0
M•
MF M S R
M F MS B
M
E

S
多级错流萃取
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