第6章 新型萃取分离技术
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新萃取技术
实例： b) Yu用超临界CO2萃取去除废水中杀螟松、 a) 于恩平等利用超临界CO2处理被PCBs污染 二嗪农、甲胺磷、乙酰甲胺磷、倍硫磷等 的土壤，在10MPa、33.4℃条件下，经过 有机磷农药的研究表明，在温度90℃、压 1-3.5min萃取即可使土壤中PCBs的质量浓 力32.9MPa、萃取时间大于40min的条件下， 度从247mg/mL降到2-3mg/mL，去除率高 可将各种农药成分基本除尽。 达99%以上；
确定萃合物 的组成和萃 取反应的平 衡常数。
萃取体系的研究 新萃取剂 的研发
开发溶剂萃 取，提出分 离效果与经 济效益
萃取机理 研究
新萃取技术 的研发
萃取剂的结构与 萃取性能的关系
科学选择和 研制新的高 效萃取剂的 有效途径
萃取速率研究
新型萃取技术
20世纪80年代后，资源的综合利用、 环境治理的严格标准等都迫切要求更为 有效的分离提纯技术。 萃取分离与反应的结合、萃取分离与 其它单元操作的结合以及对萃取分离过 程的强化已经成为萃取技术发展的方向， 出现了一些新型的萃取技术。
3
超临界气体萃取
原理：超临界流体萃取是以超临界点流体作 为溶剂，利用超临界状态气体的溶解度增加 进行萃取的，然后在减压或升温下回收溶质。 所谓超临界流体，是指温度和压力处于 临界点以上的流体。
1.气体的 低黏度和 高扩散系 数
CO2 2.液体相近 的密度和良 好的溶解物 质的能力
3
超临界气体萃取
3
超临界气体萃取
缺点：超临界流体萃取需要高压操作，所以相 对于一般溶剂萃取较昂贵，因此，只有用在高 价值产品的萃取或常规技术不适用时才有经济 意义。
12 3 4膜Fra bibliotek取液膜萃取
确定萃合物 的组成和萃 取反应的平 衡常数。
萃取体系的研究 新萃取剂 的研发
开发溶剂萃 取，提出分 离效果与经 济效益
萃取机理 研究
新萃取技术 的研发
萃取剂的结构与 萃取性能的关系
科学选择和 研制新的高 效萃取剂的 有效途径
萃取速率研究
新型萃取技术
20世纪80年代后，资源的综合利用、 环境治理的严格标准等都迫切要求更为 有效的分离提纯技术。 萃取分离与反应的结合、萃取分离与 其它单元操作的结合以及对萃取分离过 程的强化已经成为萃取技术发展的方向， 出现了一些新型的萃取技术。
3
超临界气体萃取
原理：超临界流体萃取是以超临界点流体作 为溶剂，利用超临界状态气体的溶解度增加 进行萃取的，然后在减压或升温下回收溶质。 所谓超临界流体，是指温度和压力处于 临界点以上的流体。
1.气体的 低黏度和 高扩散系 数
CO2 2.液体相近 的密度和良 好的溶解物 质的能力
3
超临界气体萃取
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超临界气体萃取
缺点：超临界流体萃取需要高压操作，所以相 对于一般溶剂萃取较昂贵，因此，只有用在高 价值产品的萃取或常规技术不适用时才有经济 意义。
12 3 4膜Fra bibliotek取液膜萃取
新一代萃取分离技术──固相微萃取
Ｓ ｌｄ Ｐｈ ｓ Ｍ ｉｒ － ｔａ ｔｏ ｏ ｉ － ａ ｅ ｃ ｏ Ｅｘ ｒ ｃ ｉｎ
Ｌｕ ｎｉｇ ｉＪ ｔ ｕ ｎ
（ ｅａｔｅｔ Ｆ ｒ ｓ Ｃ ｅ ｉｒ， ｈ ａ ｄｃｌ ｉｅ ｉ ， ｎａ ｇ １ ００） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｏ ｏ ｎｉ ｈｍ ｓｙ Ｃ ｉ Ｍｅｉ Ｕ ｕｒ ｔ Ｓ ｅｙｎ ， １０１ ｍ ｆ ｅ ｃ ｔ ｎ ａ ｎ ｓｙ ｈ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｐｉ ｉｅ ｄ ｌａｏ ｏ ａ ｗ ｍ ｌ ｐｅａａ ｏ ｍ ｔｏ—ｓｌ－ｈｓ ｍｃｏ ｘｒ ｔ ｎ ｂｔ ｃ Ｔ ｅ ｎ ｐ ａ ａｐｉ ｔ ｎ ｎ ｓ ｐｅ ｐｒｔ ｎ ｈ ｄ ｏｄｐａｅ ｒ－ ｔ ｃ ｏ ｒ ｒ ｃ ｌ ｎ ｐ ｃ ｉ ｆ ｅ ａ ｒ ｉ ｅ ｉ ｉ ｅ ａｉ
～ ｍ 厚得多。 １ ） μ
３ ＭＥ法萃取条件的选择 Ｓ Ｐ
３ １ 萃取头 ．
装置， 在分析化学领域引 极大的反响。１９年 起了 ９４
被美国权威杂志《 ｅｅｒｈ＆Ｄｖｌ ｍ ｎ》 Ｒｓａｃ ｅｅ ｐ ｅｔ评为最 ｏ
优秀 的 １０ ０ 项新 产品之 一 。 Ｐ Ｓ ＭＥ法最 初只用于环
萃取头应由欲萃取组分的分配系数、 极性、 沸点 等参数来确立， 在同一个样品中， 因萃取头的不同可
（Ｐ ） ｉｒｄｃ ｉｔｉｐｐｒ Ａ Ｓ ＭＥ ｉｃｎｉｓ ａ ｔｎ ｇｈ ｆｓｄ ｃ ｆｅ ｃａ ｄ Ｓ ＭＥ ａｅ ｏｕｅ ｎ ｓ ｅ． ｎ ｒｎ ｔ ｄ ｈ ａ Ｐ ｕ ｔ ｓｔｏ ｃｒ ｉ ｌ ｔ ｏ ｕｅ ｓｉ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｓ ｆ ａ ｅ ｅ ｎ ｆ ｉ ａ ｏ ｅ ｌ ｂ
Ｓ ＭＥ的应用范围得到大大地扩展。 Ｐ
可改善组分 的亲脂性 ， 而大大提高萃取效率 。 从 表 １ 种萃取方法的比较 ３
目前 ，ａ ｌｚｎ在 这一 领 域仍 然处 于 领先 地 Ｐ ｗｉ ｙ ｓ
Ｌｕ ｎｉｇ ｉＪ ｔ ｕ ｎ
（ ｅａｔｅｔ Ｆ ｒ ｓ Ｃ ｅ ｉｒ， ｈ ａ ｄｃｌ ｉｅ ｉ ， ｎａ ｇ １ ００） Ｄ ｐ ｒ ｎ ｏ ｏ ｎｉ ｈｍ ｓｙ Ｃ ｉ Ｍｅｉ Ｕ ｕｒ ｔ Ｓ ｅｙｎ ， １０１ ｍ ｆ ｅ ｃ ｔ ｎ ａ ｎ ｓｙ ｈ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｐｉ ｉｅ ｄ ｌａｏ ｏ ａ ｗ ｍ ｌ ｐｅａａ ｏ ｍ ｔｏ—ｓｌ－ｈｓ ｍｃｏ ｘｒ ｔ ｎ ｂｔ ｃ Ｔ ｅ ｎ ｐ ａ ａｐｉ ｔ ｎ ｎ ｓ ｐｅ ｐｒｔ ｎ ｈ ｄ ｏｄｐａｅ ｒ－ ｔ ｃ ｏ ｒ ｒ ｃ ｌ ｎ ｐ ｃ ｉ ｆ ｅ ａ ｒ ｉ ｅ ｉ ｉ ｅ ａｉ
～ ｍ 厚得多。 １ ） μ
３ ＭＥ法萃取条件的选择 Ｓ Ｐ
３ １ 萃取头 ．
装置， 在分析化学领域引 极大的反响。１９年 起了 ９４
被美国权威杂志《 ｅｅｒｈ＆Ｄｖｌ ｍ ｎ》 Ｒｓａｃ ｅｅ ｐ ｅｔ评为最 ｏ
优秀 的 １０ ０ 项新 产品之 一 。 Ｐ Ｓ ＭＥ法最 初只用于环
萃取头应由欲萃取组分的分配系数、 极性、 沸点 等参数来确立， 在同一个样品中， 因萃取头的不同可
（Ｐ ） ｉｒｄｃ ｉｔｉｐｐｒ Ａ Ｓ ＭＥ ｉｃｎｉｓ ａ ｔｎ ｇｈ ｆｓｄ ｃ ｆｅ ｃａ ｄ Ｓ ＭＥ ａｅ ｏｕｅ ｎ ｓ ｅ． ｎ ｒｎ ｔ ｄ ｈ ａ Ｐ ｕ ｔ ｓｔｏ ｃｒ ｉ ｌ ｔ ｏ ｕｅ ｓｉ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｓ ｆ ａ ｅ ｅ ｎ ｆ ｉ ａ ｏ ｅ ｌ ｂ
Ｓ ＭＥ的应用范围得到大大地扩展。 Ｐ
可改善组分 的亲脂性 ， 而大大提高萃取效率 。 从 表 １ 种萃取方法的比较 ３
目前 ，ａ ｌｚｎ在 这一 领 域仍 然处 于 领先 地 Ｐ ｗｉ ｙ ｓ
第六章 萃取分离技术(1)
生物产品溶剂萃取的典型应用主要在两个方面： ❖ 从发酵培养液中萃取产物； ❖ 从生物反应液或生物转化液中萃取产物。
根据被萃取物的分子大小，一般可区分为两种主要类型： ❖ 小分子类 ❖ 大分子类
4、其它萃取技术
近年来，溶剂萃取法与其他技术相结合发展了一些新 的萃取技术，如：
超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction） 反胶团萃取（Reversed micelle extraction） 双水相萃取（Partition of two aqueous phase system） 微波萃取（Microwave Extraction) 固相萃取（Solid Phase Extraction) 固相微萃取（Solid Phase Micro Extraction） 液-液-液三相萃取 ……等
第六章 Extraction Technology
萃取分离技术
——溶剂萃取
Solvent Extraction
以液体为萃取剂，含 有目标产物原料为液
体
萃取
含目标产物的原料为固体
以超临界流体为 萃取剂，含有目 标产超临界 或浸取 流体萃取
根据萃取剂的种类和形式的不同分为：
萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元操作，在发酵 和其它生物工程生产上的应用也相当广泛。
萃取操作可以提取和增浓产物，使产物获得初步的纯化， 所以广泛应用在抗生素、有机酸、维生素、激素等发酵产 物 的提取上。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液 溶质：欲提取的物质 萃取剂：用以进行萃取的溶剂 萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液 余液：被萃取出溶质的料液
根据其相似相溶机理可分为四种： 反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。
根据被萃取物的分子大小，一般可区分为两种主要类型： ❖ 小分子类 ❖ 大分子类
4、其它萃取技术
近年来，溶剂萃取法与其他技术相结合发展了一些新 的萃取技术，如：
超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction） 反胶团萃取（Reversed micelle extraction） 双水相萃取（Partition of two aqueous phase system） 微波萃取（Microwave Extraction) 固相萃取（Solid Phase Extraction) 固相微萃取（Solid Phase Micro Extraction） 液-液-液三相萃取 ……等
第六章 Extraction Technology
萃取分离技术
——溶剂萃取
Solvent Extraction
以液体为萃取剂，含 有目标产物原料为液
体
萃取
含目标产物的原料为固体
以超临界流体为 萃取剂，含有目 标产超临界 或浸取 流体萃取
根据萃取剂的种类和形式的不同分为：
萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元操作，在发酵 和其它生物工程生产上的应用也相当广泛。
萃取操作可以提取和增浓产物，使产物获得初步的纯化， 所以广泛应用在抗生素、有机酸、维生素、激素等发酵产 物 的提取上。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液 溶质：欲提取的物质 萃取剂：用以进行萃取的溶剂 萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液 余液：被萃取出溶质的料液
根据其相似相溶机理可分为四种： 反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。
新型分离超临界萃取
33
六、超临界流体萃取应用
（1）食品工业
咖啡因、尼古丁的脱除，啤酒花（也叫蛇麻、香蛇 麻、蛇麻花、酵母花、酒花、忽布花 ,用于酿造啤酒， 给予啤酒香气和苦味）的萃取，动植物油脂（如大豆油、 沙荆油、蒜油、鱼油、米糠油）的提取，鱼油中EPA （二十碳五烯酸）与DHA （二十二 碳六烯酸）的提取， 蛋黄磷脂与大豆磷脂的萃取，植物色素的萃取,食品脱 色、脱臭等。
13
有机物在超临界 C02 中的溶解规律
一般规律： 分子量增加，溶解度降低 芳香族比脂肪族难溶解 双键提高溶解度 支链比直链易溶解 带极性官能团的难溶解 氟化的化合物易溶解
14
烃：12个碳以下的正构烃类能互溶，超过12个碳,溶解 度锐减。 醇：6个碳以下的正构醇能互溶。 酚：苯酚溶解度为 3%（质量）,邻、间和对甲苯酚的溶 解度分别为 30% 、20% 和 30% 。醚化的酚羟基能提高 溶解度。 羧酸：C9 以下的脂肪族羧酸能互溶 ，卤素、羟基和芳 香基的存在降低溶解度 。 酯：酯化明显增加溶解度。 醛：简单的脂肪族醛能互溶。 萜：萜类化合物是各种天然香料的关键成分。溶解度随 分子量增大、极性增加而下降。
一般地，加入极性共溶剂（如甲醇、水）对于提高 极性成分的溶解度有帮助，但对非极性溶质作用不大。
加入非极性共溶剂（如烷烃、苯），对极性和非极 性溶质都可能有增加溶解度的效能。
31
共溶剂丙烷的加入， 提高了萘在CO2中的 溶解度,也提高了溶解 度对压力的敏感性。
32
甲醇加入量（质量分率 W2）对溶解度的影响
5
超临界流体与气体、液体比较
气体
超临界流体
常温常压 Tc ,Pc Tc ,4Pc
液体 常温
密度 (0.6~2) (g/mL) ×10-3
六、超临界流体萃取应用
（1）食品工业
咖啡因、尼古丁的脱除，啤酒花（也叫蛇麻、香蛇 麻、蛇麻花、酵母花、酒花、忽布花 ,用于酿造啤酒， 给予啤酒香气和苦味）的萃取，动植物油脂（如大豆油、 沙荆油、蒜油、鱼油、米糠油）的提取，鱼油中EPA （二十碳五烯酸）与DHA （二十二 碳六烯酸）的提取， 蛋黄磷脂与大豆磷脂的萃取，植物色素的萃取,食品脱 色、脱臭等。
13
有机物在超临界 C02 中的溶解规律
一般规律： 分子量增加，溶解度降低 芳香族比脂肪族难溶解 双键提高溶解度 支链比直链易溶解 带极性官能团的难溶解 氟化的化合物易溶解
14
烃：12个碳以下的正构烃类能互溶，超过12个碳,溶解 度锐减。 醇：6个碳以下的正构醇能互溶。 酚：苯酚溶解度为 3%（质量）,邻、间和对甲苯酚的溶 解度分别为 30% 、20% 和 30% 。醚化的酚羟基能提高 溶解度。 羧酸：C9 以下的脂肪族羧酸能互溶 ，卤素、羟基和芳 香基的存在降低溶解度 。 酯：酯化明显增加溶解度。 醛：简单的脂肪族醛能互溶。 萜：萜类化合物是各种天然香料的关键成分。溶解度随 分子量增大、极性增加而下降。
一般地，加入极性共溶剂（如甲醇、水）对于提高 极性成分的溶解度有帮助，但对非极性溶质作用不大。
加入非极性共溶剂（如烷烃、苯），对极性和非极 性溶质都可能有增加溶解度的效能。
31
共溶剂丙烷的加入， 提高了萘在CO2中的 溶解度,也提高了溶解 度对压力的敏感性。
32
甲醇加入量（质量分率 W2）对溶解度的影响
5
超临界流体与气体、液体比较
气体
超临界流体
常温常压 Tc ,Pc Tc ,4Pc
液体 常温
密度 (0.6~2) (g/mL) ×10-3
新型萃取技术课程设计
新型萃取技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解新型萃取技术的原理和分类，掌握其基本操作步骤。
2. 学生能够掌握新型萃取技术在环保、医药、食品等领域的应用。
3. 学生能够了解新型萃取技术与传统萃取方法的区别和优势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的新型萃取实验方案。
2. 学生能够独立操作新型萃取实验，并正确处理实验数据。
3. 学生能够通过对比实验，分析新型萃取技术的优缺点。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到新型萃取技术在现代社会中的重要作用，增强对科技创新的兴趣。
2. 学生能够关注新型萃取技术对环境、健康等方面的影响，培养环保意识和责任感。
3. 学生能够通过团队合作，培养良好的沟通能力和团队精神。
课程性质：本课程为高二化学选修课程，旨在拓展学生对萃取技术的认识，提高实验操作能力和科学素养。
学生特点：高二学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的实验操作能力和探究精神。
教学要求：结合学生特点，课程设计注重理论与实践相结合，注重培养学生的动手能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在学习过程中能够明确自身进步，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 新型萃取技术原理- 超临界流体萃取- 膜分离技术- 离子液体萃取- 微波辅助萃取2. 新型萃取技术的应用- 环保领域：土壤和水源污染处理- 医药领域：中药有效成分提取- 食品领域：食品添加剂提取- 其他领域：化妆品、香精等行业的应用3. 新型萃取技术与传统萃取方法的对比- 萃取效率- 选择性- 环保性- 经济性4. 实验操作与数据处理- 实验原理与步骤- 实验设备与材料- 数据处理与分析方法教学大纲安排：第一课时：新型萃取技术原理及分类介绍第二课时：新型萃取技术在各领域的应用第三课时：新型萃取技术与传统方法的对比分析第四课时：实验操作与数据处理教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，确保科学性和系统性。
现代萃取分离技术
900
1200 550 800 415 550 >1000
注：PS-聚苯乙烯；DVB-二乙烯苯；EVB-乙烯基乙苯；NVP-N-乙烯基吡咯烷酮。
5. 固相萃取操作
固相萃取操作基本步骤：
固相萃取柱的预处理（活化）：目的是打开碳链、湿 润和活化固定相，增大固定相的表面积，使目标物与
表面紧密接触，易于发生分子间相互作用；增加萃取
样品进入固定相的方法
干扰物洗脱：选择合适的溶剂强度和体积的溶剂（清洗剂） （一般是较弱的溶剂）将保留的杂质或基体物质洗脱。 一般选择中弱强度的混合溶剂，尽可能除去基体中干扰 组分，又不会导致目标物流失。如反相萃取体系常选用一
定比例组成的有机溶剂/水混合液，有机溶剂比例应大于
样品溶液，而小于洗脱剂溶液。
常用的商品C18 和C8键合硅胶固相萃取吸附剂
制造商
Varian Varian Varian J.T. Baker J.T. Baker J.T. Baker
孔径(Å)
60 60 60 60 60 60
粒径(µ m)
40 40 40 40 40 40
封端
是 否 是 是 否 否
含碳量(%)
18 13.5 12.5 17～18 16～17 12～13
正相萃取，适合于极性化合物；弱阴离子交换萃取，适合 于弱阴离子和有机酸化合物 强阴离子交换萃取，适合于有机酸，核酸，核苷酸, 表面活 化剂 强阳离子交换萃取，适合于阳离子，抗菌素，有机碱，氨 基酸，儿茶酚胺，核酸碱，核苷，表面活化剂。
表2
吸附剂
Bond-Elut C18 Bond-Elut C18/OH Bond-Elut C8 Bakerbond C18 Bakerbond C18-Polar Plus Bakerbond C18-light
新型提取分离技术在食品加工中的应用
新型提取分离技术在食品加工中的应用一、前言食品工业是一个高速、成熟、关键的行业，为国民经济拉动和人民生活贡献巨大。
但一直以来，保留在食品中的剩余物、杂质、致敏物、产生的有害物质，会对食品品质和人身健康带来挑战。
如何提高食品质量、食品安全，一直是食品工业重点关注的问题。
而新型提取分离技术，由于其高效、精简、可控、可重复性好等特点，正逐渐走进食品加工领域。
本文将对新型提取分离技术在食品加工中的应用做出介绍和分析。
二、新型提取分离技术概述新型提取分离技术包括超声波提取、微波辅助提取、超临界流体萃取、固相微萃取、固相萃取、毛细管电泳、气相色谱、液相色谱、电化学分离等。
而其中超声波提取、微波辅助提取、超临界流体萃取和固相微萃取的应用广泛，对此进行介绍。
2.1 超声波提取技术超声波提取技术，是采用超声波作用，实现样品的加速收敛，加快质量转移界面，增大物质间的质量转移系数，减小传质距离，从而加快提取过程。
它具有操作简单、操作条件温和、提取速度快、提取效率高等优点。
超声波提取技术还可用于分离、萃取和浸渍，其优点在于提取速度快、操作简便、成本低，并且提取效率高、重现性好。
注意到，在应用时，应注意溶剂种类、超声波功率和时间、样品比例、恒温加热等参数的规律选择。
2.2 微波辅助提取技术微波辅助提取技术，是一种采用微波作用，利用物质与微波共存时，微波与分子间的相互作用来提高样品的温度及内能的技术，该技术在食品加工中最常用的是微波辅助萃取。
与传统萃取方法相比，微波辅助提取技术具有提取时间短、溶剂消耗少、不易污染、重现性好等优点，能够提高提取速率和收率。
同时，应注意温度、溶剂种类、微波功率、微波作用时间和模式、样品比例等参数的调整以达到最佳效果。
2.3 超临界萃取技术超临界萃取技术是指在超临界流体原则条件下，将在正常温度和压力下无法熔化的成分与提取剂接触，享受物理稳定性、溶解力和反应活性的独特性质，通过调节压力、温度、溶剂和流动速度等参数来提高提取效率。
萃取分离技术PPT讲稿
→氯仿-丙酮(95+5)
→苯-乙酸乙酯(1+1)
→苯-丙酮(9+1)
→氯仿-甲醇(95+5)
→苯-乙酸乙酯(8+2)
→氯仿-丙酮(7+3)
→氯仿-乙醚(9+1)
→苯-乙酸乙酯(3+7)
→苯-甲醇(95+5)
→苯-乙醚(1+9)
→苯-乙醚(6+4)
→乙醚-甲醇(99+1)
→环己烷-乙酸乙酯(1+1)
→氯仿-乙醚(8+2)
• 强极性溶剂 • 乙醇 • 甲醇 •水
单一溶剂的极性大小顺序为：
石油醚（小） →环己烷 →四氯化碳 →三氯乙烯 →苯 →甲苯 →二氯甲烷 →氯仿 →乙醚 →乙酸乙酯 →乙酸甲酯 →丙酮 →正丙醇 →甲醇 →吡啶 →乙酸（大）
混合溶剂的极性顺序：
苯-氯仿(1+1)
→氯仿-丙酮(85+15)
→环己烷-乙酸乙酯(8+2) →苯-乙醚(4+6)
第1次萃取后，有机溶剂中的溶质量为W g，残留在水溶
液中的溶质量为W1 g。则有：
W1
K V0 W
W W 1 V
KV 0
V
W0
W1W
W1W1
V KV0
W1(1
V KV0
)
W
1
W
1
0
V
W
KV 0
0KVຫໍສະໝຸດ 0 VKV 0萃取 2 次以后，原溶液中的溶质残留量为：
2
W
2 W
KV 0
1
KV
0 V
W
0
0.68—0.72
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现 代 分 离 技 术
当流体的温度和压力处于它的临界温 度和临界压力以上时，称该流体处于超临 界状态。
流体处于临界温度以上时，不能被液 化，但是其密度随压力增高而增加。
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
22
现 代 分 离 技 术
吸 附 分 离
液相萃取和吸收
超临界萃取和色谱
精馏操作
超临界流 体对液体或固 体溶质的溶解 能力也将与液 体溶剂相仿， 因此，可进行 萃取分离。
现 代 分 离 技 术
6.1.2 超临界流体及其性质 （1） 超临界流体的p-V-T性质 临界点的概念可用临界温度和临界压 力来解释。 临界温度是指高于此温度时，无论加 压多大也不能使气体液化。 临界压力是指在临界温度下，液化气 体所需的压力。
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 21
6.1 超临界流体萃取
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
15
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体（SCF）是温度和压力同 时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接 近液体密度的气体。
超临界流体的密度和溶剂化能力接 近液体，粘度和扩散系数接近气体 在临界点附近流体的物理化学性质 随温度和压力的变化极其敏感。
常规液-液萃取是利用液液混合物各 组分在另一溶剂中溶解度的差异而实现 分离。 A：溶质； B：溶剂； S：萃取剂。
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
3
现 代 分 离 技 术
Light phase
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
4
现 代 分 离 技 术
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 14
xs ZS yS
1.0
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
6.1.1 基本概念 超临界流体萃取(Supercritical F1uid Extraction) 也叫气体萃取 (Gas Extraction) 、流体萃取 (F1uid Extraction)、稠密气体萃取(Dense Gas Extraction)、 蒸馏萃取 (Destraction) ，或称之为压力流体萃取 (Pressure Fluid Extraction)。是以超临界条件下的 流体为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成 分，以达到某种分离目的的一种化工新技术。
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
8
现 代 分 离 技 术
两相接触方式 喷洒萃取塔 微分接触：塔式设备 振动筛板塔 单级萃取 分级接触：槽式设备 混合沉降槽 多级错流
多级逆流
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
9
现 代 分 离 技 术
单级萃取
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
第6章 新型萃取分离技术
6.1 超临界流体萃取 6.2 双水相萃取 6.3 凝胶萃取 6.4 膜基溶剂萃取
现 代 分 离 技 术
萃取
• 利用在两个互不相溶的液相中各种组分 （包括目的产物）溶解度的不同，从而达
到分离的目的
• 液-液萃取
• 固-液萃取
2018/11/2
第6章 新型萃取分离技术
2
现 代 分 离 技 术
超临界流体 (SCF)
液体(L)
超临界流体（SCF）兼有气液两重性 的特点，它既有与气体相当的高渗透能力 和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 17
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
密度、黏度介于液体与气体之间，扩散系 数则高于液体一个数量级，黏度小于液体 一个数量级。 具有较高的密度值(0.3～0.9g/mL)，对大 而不具挥发性分子有较好之溶解度。 超临界二氧化碳可溶解5～30个碳之正烷 类。 常温下可挥发，适用于热敏性物质的萃取 分离。 廉价、无毒、无害。
萃取剂 气体 高压或高密度
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 16
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
气体、液体与超临界流体特性比较
相 气体(G) 密度 (g/ml) 10-3 0.3～0.9 1 扩散系数 (cm2/s) 10-1 10-3～10-4 10-5 粘度 (g/cm.s) 10-4 10-4～10-3 10-2
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 18
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体萃取特点： 萃取剂在常压和室温下为气体，萃取 后易与萃余相和萃取组分分离。 操作温度较低，适合天然物质的分离 T和P都可以成为调节萃取过程的参数 样品回收简单
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
连续逆流萃取装置
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
1.0
A
yA ZA xA
E M R S
0
Bபைடு நூலகம்
液液组成的表示方法 图11－6 液液组成的表示法
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
应用 食品工业 茶叶处理和脱咖啡因 啤酒花有效成分、香料等的萃取 医药工业 从植物中提取抗癌药物 从油子中提取保健品 其他 金属直接从固体和液体中提取出来 聚合物混合物进行分离
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6.1 超临界流体萃取
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CO2的压力-温度-密度关系
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第6章 新型萃取分离技术
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
很多物质具有超临界流体效应，如书 P193表7-1所示。 临界温度31.0℃ CO2 临界压力7.39MPa 临界密度0.468g/cm3 对大多数溶质具有较强的溶解能力， 而对水的溶解度却很小，有利于在近临界 或超临界下萃取分离有机水溶液。 不燃、不爆、不腐蚀、无毒害 化学稳定性好、廉价易得 第6章 新型萃取分离技术 2018/11/2 24 极易与萃取产物分离
溶剂的选择性：萃取相内A、B两组分 之比大于萃余相内 A、B两组分之比。
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
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现 代 分 离 技 术
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
完整的萃取过程：萃取-反萃取 稀醋酸水溶液的分离
当流体的温度和压力处于它的临界温 度和临界压力以上时，称该流体处于超临 界状态。
流体处于临界温度以上时，不能被液 化，但是其密度随压力增高而增加。
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
吸 附 分 离
液相萃取和吸收
超临界萃取和色谱
精馏操作
超临界流 体对液体或固 体溶质的溶解 能力也将与液 体溶剂相仿， 因此，可进行 萃取分离。
现 代 分 离 技 术
6.1.2 超临界流体及其性质 （1） 超临界流体的p-V-T性质 临界点的概念可用临界温度和临界压 力来解释。 临界温度是指高于此温度时，无论加 压多大也不能使气体液化。 临界压力是指在临界温度下，液化气 体所需的压力。
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6.1 超临界流体萃取
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第6章 新型萃取分离技术
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体（SCF）是温度和压力同 时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接 近液体密度的气体。
超临界流体的密度和溶剂化能力接 近液体，粘度和扩散系数接近气体 在临界点附近流体的物理化学性质 随温度和压力的变化极其敏感。
常规液-液萃取是利用液液混合物各 组分在另一溶剂中溶解度的差异而实现 分离。 A：溶质； B：溶剂； S：萃取剂。
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
Light phase
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
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xs ZS yS
1.0
6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
6.1.1 基本概念 超临界流体萃取(Supercritical F1uid Extraction) 也叫气体萃取 (Gas Extraction) 、流体萃取 (F1uid Extraction)、稠密气体萃取(Dense Gas Extraction)、 蒸馏萃取 (Destraction) ，或称之为压力流体萃取 (Pressure Fluid Extraction)。是以超临界条件下的 流体为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成 分，以达到某种分离目的的一种化工新技术。
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
两相接触方式 喷洒萃取塔 微分接触：塔式设备 振动筛板塔 单级萃取 分级接触：槽式设备 混合沉降槽 多级错流
多级逆流
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第6章 新型萃取分离技术
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现 代 分 离 技 术
单级萃取
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第6章 新型萃取分离技术
第6章 新型萃取分离技术
6.1 超临界流体萃取 6.2 双水相萃取 6.3 凝胶萃取 6.4 膜基溶剂萃取
现 代 分 离 技 术
萃取
• 利用在两个互不相溶的液相中各种组分 （包括目的产物）溶解度的不同，从而达
到分离的目的
• 液-液萃取
• 固-液萃取
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超临界流体 (SCF)
液体(L)
超临界流体（SCF）兼有气液两重性 的特点，它既有与气体相当的高渗透能力 和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
密度、黏度介于液体与气体之间，扩散系 数则高于液体一个数量级，黏度小于液体 一个数量级。 具有较高的密度值(0.3～0.9g/mL)，对大 而不具挥发性分子有较好之溶解度。 超临界二氧化碳可溶解5～30个碳之正烷 类。 常温下可挥发，适用于热敏性物质的萃取 分离。 廉价、无毒、无害。
萃取剂 气体 高压或高密度
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气体、液体与超临界流体特性比较
相 气体(G) 密度 (g/ml) 10-3 0.3～0.9 1 扩散系数 (cm2/s) 10-1 10-3～10-4 10-5 粘度 (g/cm.s) 10-4 10-4～10-3 10-2
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
超临界流体萃取特点： 萃取剂在常压和室温下为气体，萃取 后易与萃余相和萃取组分分离。 操作温度较低，适合天然物质的分离 T和P都可以成为调节萃取过程的参数 样品回收简单
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连续逆流萃取装置
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液液组成的表示方法 图11－6 液液组成的表示法
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
应用 食品工业 茶叶处理和脱咖啡因 啤酒花有效成分、香料等的萃取 医药工业 从植物中提取抗癌药物 从油子中提取保健品 其他 金属直接从固体和液体中提取出来 聚合物混合物进行分离
2018/11/2 第6章 新型萃取分离技术 20
6.1 超临界流体萃取
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CO2的压力-温度-密度关系
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6.1 超临界流体萃取
现 代 分 离 技 术
很多物质具有超临界流体效应，如书 P193表7-1所示。 临界温度31.0℃ CO2 临界压力7.39MPa 临界密度0.468g/cm3 对大多数溶质具有较强的溶解能力， 而对水的溶解度却很小，有利于在近临界 或超临界下萃取分离有机水溶液。 不燃、不爆、不腐蚀、无毒害 化学稳定性好、廉价易得 第6章 新型萃取分离技术 2018/11/2 24 极易与萃取产物分离
溶剂的选择性：萃取相内A、B两组分 之比大于萃余相内 A、B两组分之比。
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完整的萃取过程：萃取-反萃取 稀醋酸水溶液的分离