萃取ppt

二、 分配定律与分配平衡
不同溶质在两相中分配平衡的差异是 实现萃取分离的主要因素。 1.分配常数A 在两相中达到分配平衡时候 A= c 2 / c 1 为常数
分配常数是以相同分子形态(相对分 子质量相同)存在于两相中的 溶质浓度之 比，但在多数情况，溶质在各相中并非 以同一种分子 形态存在，因此，萃取过 程中常用溶质在两相中的总浓度之比表 示溶质的分配平衡，该比值称为 分配系 数。 分配常数是分配系数的一种特殊情况, 用K表示。
三、有机溶剂萃取
（一）水相物理条件的影响 1、 pH的影响 水相 pH 值对弱电解质分配系数具有显 著影响；弱酸性电解质的分配系数随 pH 降低(即氢离子浓度增大)而增大，而弱碱 性电解质则正相反。
2. 温度的影响 温度升高则引起两相互溶的程度增加，甚至可使 两相区消失。 故降低系统的温度可提高萃取效率与料液的分离 程度。
2.混合管 萃取剂及料液在一定流速下进入管道一端，混合后从另一端导 出，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，并使流动呈完全涡流状态，强迫料液充分混合。混合管的 萃取效果高于混合罐，且为连续操作。
3. 喷射式混合器 其中（a）为器内混合过程，即萃取剂及料液由各自导管进入器 内进行混合；（b）、（c）则为两液相已在器外汇 合，后经喷嘴或 孔板进入器内，从而加强了湍流程度，提高了萃取效率。
五、萃取分离的理论计算
（一）单级萃取 单级萃取只包括一个混合器和一个分离器
设K-分配系数: 即萃取相中 溶质浓度与萃余相中溶 质浓度的比值（C1/C2) E—萃取因数 ( extraction factor )，即溶质在萃取 相中的数量与在萃余相 中的数量 （重量或摩尔 量）的比值； m—体积浓缩倍数，即料液 体积与溶剂体积的比值。 VF/VS 另外，用 φ 表示萃余分率， 1- φ为理论得率，则在单 级萃取时有：
（二）多级萃取
1. 多级错流萃取
当 n ∞ 时，萃取分率 1 - φ n =1 （ E>0 ）
(三）多级逆流萃取
六、萃取设备
（一）混合设备
1. 混合罐
为防止中心液面下凹，在罐壁设置挡板。 罐顶上有萃取剂、料液、调节pH的酸（碱）液及 去乳化剂的进口管，底部有排料管。搅拌混合使 得罐内两相的平均浓度和出口浓度基本相等。
双水相萃取法的一个主要应用是胞内酶提 取。目前已知的胞内酶2000多种，由于提取困 难而很少用于生产。 采用双水相系统可使欲提取的酶与细胞碎 片以较大的分配系数分配在不同的相中，省去 了离心分离或膜分离的步骤。 分离的纯度与色 谱层析还有一定的距离。因此该技术用于初步 纯化。
1一细胞悬浮液 2一细胞破碎机 3一冷却器 4 －PEG、盐贮罐 5一混合器 6一离心机 7一废渣相贮罐 8一暂存罐 9一盐贮罐 10一酶液贮罐
（二）有机溶剂的选择 (1)价廉易得； (2)与水相不互溶； (3)与水相有较大的密度差，并且粘度小，表面张力 适中，相分散和相分离较容易；
(4)容易回收和再利用；
(5)毒性低，腐蚀性小，闪点高，使用安全； (6) 不与目标产物发生反应 。
（三）化学萃取剂
有些极性较大的物质在有机相中的分 配系数很小。因此加入化学萃取剂与之 形成复合物，疏水性高，在有机相中分 配系数增加。
第一节 萃取分离原理及设备
一. 简介 萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂 提取原料中目标产物的分离纯化操作。 液-液萃取: 以液体为萃取剂时，如果含有 目标产物的原料也为液体。 液 -固萃取: 如果含有目标产物的原料为 固体，则称此操作为或浸取。 超临界流体萃取: 以超临界流体为萃取剂 时，含有目标产物的原料可以是液体，也可 以是固体。
四 、双水相萃取的原理
（一）双水相的形成原理 聚合物的不相溶性 ： 当两种高分子聚合物之间存在 相互排 斥作用时，一种聚合物分子的周围将聚集 同种分子而排斥异种 分子，当达到平衡 时，即形成分别富含不同聚合物的两相。 这种含有聚合物分子的溶液发生分相 的现象称为聚合物的不相容性。
几种典型的双水相系统
为了加大罐内两相间的传质推动力，可用 带有中心孔的圆形水平隔板将混合罐分 隔成上下连通的几个混合室，每个室中 都设有搅拌器。这样只有底 部一个室中 的混合液浓度与出口浓度相同。除机械 搅拌混合罐外，尚有气流搅拌混合罐， 即将压缩空气通入料液中，借鼓泡作用 进行搅拌，特别适用于化学腐蚀性强 的 料液，但不适用搅拌挥发性强 的料液。
（四）乳化现象
乳化：是两相互不相溶的液体（极性不同的液体）， 在搅拌或活化 剂等条件的影响下，其中一种液体以极细微液滴分散到另一相中 去，形成一种相对稳定的悬浊液。 破坏乳浊液的方法有很多，一般使用的有： ①加热：使乳浊液粘度降低而被破坏（产物热稳定较高时）； ②过滤或离心分离：当乳化不严重时，可采用此法使分散的微细 颗 粒互相碰撞而聚析； ③加电解质：乳浊液常因分散相带电荷而稳定，加入适量电解质 后 可使其电荷中和而聚析； ④使用去乳化剂：去乳化剂为阳离子或阴离子表面活性剂。
降低温度对热敏产物的提取有利。
但另一方面，降低操作温度会使粘度增大，扩散系 数减少， 并增加整个系统的冷却负荷和动力消耗，所 以应对这些因素加以 综合考虑，然后选取适合的温度。
3.盐的影响 无机盐的存在可降低溶质在水相中的 溶解度，有利于溶质向有机相中分配。 盐加入料液中，使萃余相的密度增大， 有利于相分离。
（二）分离设备 1、填料萃取塔
重相作为连续相由上部进入，下部排出；而 轻相作为分散相从下部进入，顶部排出。 填料的作用：填料可以减少连续相的纵向返 混，有助于分散的液滴不断地破裂与再生， 促使表面不断更新。 填料的选择： （1）、填料对物料有耐腐蚀性。 （2）、填料只能被连续相所润湿，而不被 分散相所润湿，有利于液滴的生成和稳定。 一般情况，陶瓷易被水相所润湿，塑料和石 墨填料易被有机相所润湿，而金属填料对水 溶液、有机溶液均可润湿，且润湿性能无显 著差别。 特点：结构简单，操作方便，处理量大，适 合于处理腐蚀性液体。
聚丙二醇
聚丙二醇 聚丙二醇 聚乙二醇、聚乙烯醇 葡聚糖（ Dex ） 羟丙基葡聚糖
聚乙二醇（ PEG ）
聚乙二醇（ PEG ） 聚乙二醇（ PEG ）
聚乙烯醇、 Dex
磷酸钾、硫酸铵 硫酸钠、硫酸镁
硫Hale Waihona Puke 葡聚糖钠盐羧基甲基葡聚糖钠盐 羧甲基葡聚糖钠盐
聚丙烯乙二醇
甲基纤维素 羧甲基甲基纤钠盐
（二）双水相的应用优势