化工原理课堂讲稿(北京中医药大学)
化工原理的说课稿

《化工原理》教材分析本教材是以化工生产中的流体流动及输送机械、非均相物系分离、传热、蒸发、结晶、蒸储、吸收、干燥、萃取、冷冻等物理加工过程为背景,学习化工单元过程及设备的基本知识、基本理论和基本技术,是一门工程技术性较强、既为后续课程服务,又有较强技术性的专业基础课程,是高职化工、制药类专业学生必修课程。
其主要任务是介绍流体流动、传热、传质的基本原理及主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算、选型及实验研究方法;培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种工程实际问题的能力。
主要介绍了化工过程与单元操作的概念、分类,给出了课程的内容、性质和任务,简介了常用的单位、单位制和单位换算,从整体上分析了两大衡算和“三传”。
为以后的学习奠定了概念和工程意识基础。
学情分析技校由于生源多元化,学生组成复杂、层次不齐,学生个性和水平差异大,所以教学设计要有梯度,由浅入深,注意层次性。
要注意抓住学生的心理,激发学生的学习兴趣,让他们在学习中学会参与,在参与中学会学习。
根据学生的心理特征,采用视、听、说、做的教学方法,从感性认识入手,逐渐上升到理性认识,培养学生理解和运用理论知识并付诸实践的能力。
教学中要强调技术、技能和应用,因为技校的学生一样有强烈的求知欲望,也需要创新精神。
教学方法采用“四导”教学法,即导入教学目标、导入教学内容、导入实践环节、导入评价机制。
组织以学生为主的教学方式,可以分组讨论、类比归纳、实验实训探究、着重采用启发式教学。
本节内容具体采用讲解教学法、讨论教学法等。
教学目标1、使学生了解本课程的性质、内容和任务2、化工过程的基本计算3、熟悉单位制和单位换算4、了解本课程学习的基本要求5、逐步使学生建立基本的工程意识和职业素质意识学习方法本节内容主要是举例说明,可了解概念、建立工程意识。
学习重点1、课程的性质和任务2、“三传”和“两大平衡”3、单位、单位制和单位换算教学程序设计1、创设情景通过生活生产中的例子引入课题2、提出问题让学生总结各种例子的共同点3、解决问题根据学生总结的共同点提出单元操作的概念及“三传”和“两大平衡”4、构建新的知识体系引入单元操作中的单位、单位制和单位换算5、知识的应用举例说明知识的运用6、课堂小结7、提出学习要求和学习方法8、学生讨论9、布置作业板书设计什么是化工原理生活和工业生产实例什么是单元操作单元操作的基本规律:“三传”基本计算单位、单位制和单位换算学习基本要求学习任务:单元操作基本概念、工程概念和工程问题的处理方法、作业。
化工原理基本知识点讲课讲稿

第一章 流体流动一、压强1、单位之间的换算关系:1atm = 101.33kPa = 10330kgf / m 2 = 10.33mH 2 O = 760mmHg2、压力的表示 (1)绝压:以绝对真空为基准的压力实际数值称为绝对压强(简称绝压) ,是流 体的真实压强。
(2)表压:从压力表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压高出的值。
表压=绝压-大气压(3)真空度:从真空表上测得的压力,反映表内压力比表外大气压低多少真空度=大气压-绝压 3、流体静力学方程式p = p 0 + p gh 二、牛顿粘性定律F du A dyτ为剪应力;dudy为速度梯度; 为流体的粘度; 粘度是流体的运动属性, 单位为 Pa ·s ;物理单位制单位为 g/(cm · s),称为 P(泊), 其百分之一为厘泊 cp1Pa g s = 1P = 1cP液体的粘度随温度升高而减小,气体粘度随温度升高而增大。
三、连续性方程若无质量积累,通过截面 1 的质量流量与通过截面 2 的质量流量相等。
p 1u 1A 1 = p 2u 2 A 2对不可压缩流体u 1A 1 = u 2 A 2即体积流量为常数。
四、柏努利方程式单位质量流体的柏努利方程式:g z +u 22+ pp= We xhfgz + + = E 称为流体的机械能2 p单位重量流体的能量衡算方程:u 2 pz ++ = He Hf2g pgT = =u 2 p(1)阻力系数法z :位压头(位头);u 2:动压头(速度头) ; p:静压头(压力头) 2g p g有效功率: Ne = WeWs 轴功率: Nen 五、流动类型雷诺数: Re =dup 山Re 是一无因次的纯数,反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。
(1)层流:Re 共 2000: 层流 (滞流), 流体质点间不发生互混, 流体成层的向前流动。
圆管内层流时的速度分布方程:u r = u max (1- r 2R 2) 层流时速度分布侧型为抛物线型 (2)湍流Re > 4000 :湍流(紊流),流体质点间发生互混,特点为存在横向脉动。
化工原理第五章第三节讲稿-文档资料49页

解:
逆流时: 热流体: 10 0 40 冷流体: 3015
70 25
tm,逆
t2 t1 ln t2 t1
70 25 ln 70
25
43.70C
并流时: 热流体 : 10 0 40
冷流体 : 1530
85 10
2019/10/29
tm,并
QKAtm
K——换热器的平均传热系数,W/m2·K
或
Q
tm
/
1 KA
1 ——总传热热阻 KA
注意:其中K必须和所选择的传热面积相对应,选择的
传热面积不同,总传热系数的数值不同。
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传热基本方程可分别表示为:
Q K iA i tm K 0 A 0 tm K m A m tm
2、传热系数K的计算
流体通过管壁的传热包括:
T Tw
冷 流 体
Q
热
tw
流
体 t
对流 导热 对流
1) 热流体在流动过程中把热量传递给管壁的对流传热
dQ oTT wdoA
2019/10/29
2) 通过管壁的热传导
dQ Tw t w b
dA m
3) 管壁与流动中的冷流体的对流传热 dQ itwtdiA
流动形式
逆流 : 两流体平行而反向的流动 错流 : 两流体垂直交叉的流动
2019/10/29
折流 :一流体只沿一个方向流动,而另一流体 反复折流
逆流
T1 t2
并流
错流
折流
T1
t1
t1
T2
t2 T2
2019/10/29
1、逆流和并流时的传热温差
化工原理第四章第六节讲稿

lim E0 dE0
0 d
E0
2020/9/26
E0 0 E0d
绝对黑体的单色发射能力Eλ0随波长的变化的规律 :
E 0
C15
C2
e
T
1
2020/9/26
•当λ=0时,单色发射能力Eλ0均等于零; •波长增加时,单色发射能力也随之增加,达到一最高
值后 ,Eλ0又随λ的增加而减小; •λ=∞时,又回到零。
QC c AW tw t
由于辐射而散失的热量 :
QR
c1
2
Aw
Tw 100
4
T
4
100
∵设备向大气辐射传热, 1
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QR
c12
Aw
Tw 100
4
T
4
100
改成对流传热系数的形式
QR R AW tw t
R
c12
Tw 100
4
T 100
4
1 R1R2 R12R22
1 1 R1R2
2020/9/26
2020/9/26
E1'
E1 R1E2 1 R1R2
同理,从壁面2辐射和反射的能量之和E2’
E2 ' E2 R1R2E2 R12R22E2 R2E2 R1R22E1 R12R23E1
E2 1 R1R2 R12 R22 R2 E1 1 R1R2 R12 R22
第四章 传热
第六节 辐射传热
一、基本概念和定律 二、两固体间的辐射传热 三、对流和辐射的联合传 热
2020/9/26
一、基本概念和定律
1、热辐射
热辐射 :物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射 辐射传热 :不同物体间相互辐射和吸收能量的综合过程
化工原理第1章第5节讲稿

一、流体在直管中的流动阻力 二、管路上的局部阻力 三、管路系统中的总能量损失
2013-8-7
流体具有粘性,流动时存在内部摩擦力.
——流动阻力产生的根源
固定的管壁或其他形状的固体壁面
——流动阻力产生的条件 流体流经一定管径的直管时由 直管阻力 :
管路中的阻力
于流体的内摩擦而产生的阻力
c k 2
以b,k,q表示a,c,j,则有:
a b k q c 2k j 1 k
代入(1)式,得:
p f Kd bk ql bu 2k 1k k q
2013-8-7
k b q f l du 整理,得: K d 2 d u p
式中各项的因次必然相同,也就是说,物理 量方程式左边的因次应与右边的因次相同。 π定理:
f (1, 2 ,... i ) 0,
i=n-m
湍流摩擦系数的无因次数群: 湍流时影响阻力损失的主要因素有: 管径 d 管长 l 平均速度 u
流体密度 ρ 粘度μ 管壁粗糙度ε
2013-8-7
p f (d , l , u, , , )
实验研究建立经验关系式的方法
e
基本步骤:
1) 通过初步的实验结果和较系统的分析,找出影响过程的 主要因素,也就是找出影响过程的各种变量。 2) 利用因次分析,将过程的影响因素组合成几个无因次数 群,以期减少实验工作中需要变化的变量数目。
2013-8-7
3) 建立过程的无因次数群,一般常采用幂函数形式,通过
4l hf d
4l 比较,得: h f d
——圆形直管内能量损失与摩擦应力关系式
化工原理第四章第一节讲稿优秀课件

一、传热在化工生产中的应用
传热:就是热的传递,是自然界和工程技术领域中极普遍的 一种传递过程 。
1、化工与传热
1)绝大多数化学反应过程都要求在一定的温度下进行,为 了使物料达到并保持指定的温度,就要预先对物料进行加 热或冷却,并在过程中及时取出放出的热量或补充需要吸 收的热量。
2)一些单元操作过程,例如蒸发、蒸馏、干燥等,需要按 一定的速率向设备输入或输出热量。 3)在高温或低温下操作的设备,要求保温,以减少它们和 外界传热。 4)对于废热也需合理的利用与回收。 2、化工生产中传热过程的两种情况 1)强化传热:各种换热设备中的传热。 2)削弱传热:如对设备和管道的保温,以减少热损失
3、间壁式换热
间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开,分别在壁 的两侧流动,不相混合,通过固体壁进行热量传递。 传热过程可分为三步: •热流体将热量传给固体壁面(对流传热) •热量从壁的热侧传到冷侧(热传导) •热量从壁的冷侧面传给冷流体(对流传热) 壁的面积称为传热面,是间壁式换热器的基本尺寸。
四、两种流体热交换的基本方式
1、直接接触式传热 直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接 混合的方式进行热量交换,也称混合式换热。
2、蓄热式换热
蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充填耐 火砖作为填料,当冷、热流体交替的通过同一室时,就可 以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体,达到 两流体换热的目的。
五、典型的间壁式换热器及其传热过程
1、套管式换热器
套管式换热器是由两种直径大小不同的直管组成的同心 管,一种流体在内管中流动,另一种流体在内、外两壁 间的环隙中流动,通过内管管壁进行热量交换。内管壁 的表面积即为传热面积。
化工原理第3章第3节讲稿
u d 2p
32l
滤液通过饼床层的流速与压强降的关系为:
u1
de2pc
L
(2)
在与过滤介质层相垂直的方向上床层空隙中的滤液流
速u1与按整个床层截面积计算的滤液平均流速u之间的 关系为 :
u1 u /
(3)
将(1)、(3)代入(2)并写成等式
u
1 K'
3 a2 (1 )2
2023/12/26
5、过滤基本方程式 滤饼厚度L与当时已经获得的滤液体积V之间的关系为:
LA V L V A
ν——滤饼体积与相应的滤液体积之比,无因次,m3/m3 。
同理 :
Le vVe
A
Ve——过滤介质的当量滤液体积,或称虚拟滤液体积,m3
在一定的操作条件下,以一定介质过滤一定的悬浮液
时,Ve为定值,但同一介质在不同的过滤操作中,Ve值不 同。
2、压缩性指数s的测定
由 K 2kp1s 两端取对数,得 lg K (1 s) lg( p) lg( 2k)
k 1 =常数
r ' v
∴lgK与lg(△p)的关系在对数坐标纸上标绘时应是
直线,直线的斜率为1-s,截距为lg(2k)。由此可得到 滤饼的压缩性指数s及物料特性常数k。
2023/12/26
2023/12/26
设想以一层厚度为Le的滤饼来代替滤布,
rLe Rm
故(6)式可写为
式中:
dV P P
Ad (rL rLe ) r(L Le )
(7 )
Le—过滤介质的当量滤饼厚度,或称为虚拟滤饼厚度,m
在一定的操作条件下,以一定介质过滤一定悬浮液时,
Le为定值,但同一介质在不同的过滤操作中,Le值不同。
化工原理第一章第6节讲稿.
第七节 流速和流量的测量
一、测速管 二、孔板流量计 三、文丘里流量计 四、转子流量计
2019/10/17
变压头流量计 将流体的动压头的变化以静压头
的变化的形式表示出来。一般,
流量计
读数指示由压强差换算而来。 如:测速管、孔板流量计和文丘
里流量计
变截面流量计 流体通过流量计时的压力降是固
定的,流体流量变化时流道的截
面积发生变化,以保持不同流速
下通过流量计的压强降相同。
如:转子流量计
2019/10/17
一、测速管
1、测速管(皮托管)的结构
2019/10/17
2、测速管的工作原理
对于某水平管路,测速管的内管A点测得的是管
口所在位置的局部流体动压头与静压头之和,称为
冲压头 。
hA
u2 2g
孔板的缩口愈小,孔口速度愈大,读数就愈大,阻力 损失愈大。所以,选择孔板流量计A0/A1的值,往往是设计 该流量计的核心问题。
2019/10/17
三、文丘里流量计
管道中的流量为
Vs Cv A0
2gR A
Cv的值一般为0.98 ~ 0.99。
优点:阻力损失小,大多数
用于低压气体输送中的测量
2019/10/17
二、孔板流量计
1、孔板流量计的结构
2019/10/17
2、孔板流量计的工作原理
流体流到孔口时,流股截面收缩,通过孔口后,流股还 继续收缩,到一定距离(约等于管径的1/3至2/3倍)达到最 小,然后才转而逐渐扩大到充满整个管截面,流股截面最小 处,速度最大,而相应的静压强最低,称为缩脉。因此,当 流体以一定的流量流经小孔时,就产生一定的压强差,流量 越大,所产生的压强差越大。因此,利用测量压强差的方法 就可测量流体流量。
化工原理第二章第四节讲稿-31页文档资料
变温差传热:传热温度差随位置而改变的传热。一侧或两侧的
流体,温度随着流动方向而发生变化。
1).恒温传热温度差:
设横坐标为换热器壁面,纵坐标为温度,因为冷热两种流 体的温度均不发生变化,所以,传热的温度差也就始终不
th tc
会发生变化,则 Δtm=th -tc
2019/9/22
2)变温传热平均温度差 : (1)流动型式:
2) 通过管壁的传导传热
2AmTWtW或 TWtW A 2m
3) 管壁与流动中的冷流体的对流给热
32A 2tWt或 tWt 2A 32
2019/9/22
此过程为稳态传热,所以Ф1 = Ф2= Ф3 = Ф,把以上三式相加
则: 11A 1TT W 或 TT W 1A 11 2AmTWtW或 TWtW A 2m 32A 2tWt或 tWt 2A 32
d(Tt)qm,1 1cp,1qm,2 1cp,2d
d(Tt) d
11 qm ,1cp,1 qm ,2cp,2 K(Tt)dA d(Tt)
11 qm,1cp,1 qm,2cp,2
2019/9/22
f
即: ( 1 1 )Kd A d(Tt)
2r1 1 L 12 T rm L t2r2 1 L 2 1 1r1 2 L rm (T t )A 2 m r2
其中
rmlr2n r2r1,当 rr1 2 2; rmr1 2r2,当 rr1 2 2
r1
在圆筒中,有一个特殊情况,就是化工生产中最常见的薄壁管,此时
依据:总传热速率方程和热量衡算。
2019/9/22
一、总传热速率方程:
1.总传热过程分析:
固
T
热流体
体 壁 冷流体
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化工原理课堂讲稿(北京中医药大学)第七章固液萃取概述1.定义:萃取是利用溶质在不同溶剂中溶解度的不同,使混合物中的组分得到完全或部分分离的操作过程。
固液萃取:用溶剂萃取(提取)固体中某些成分。
分类液液萃取:利用溶质在两种互溶性小的溶剂中溶解度不同来分离液液混合物。
属于传质过程2、液液萃取定义:若用萃取法分离混合物A+B,即先选择一种适宜的溶剂,(称为萃取剂)用S表示,S对混合物中A有显著的溶解能力,而对B是不互溶或部分互溶,再利用分离器将混合物S+A与A+B 分离并通过蒸馏回收溶剂的操作称为液液萃取,其中易溶组分A叫溶质,不溶组分B叫稀释剂或原溶剂,“S+部分A”叫萃取相,用E表示,“B+部分A”叫萃余相,用R表示。
如从醋酸水溶液中分离醋酸可用乙酸乙酯,从中药提取液中分离黄酮、皂苷、生物碱等有效成分,从青霉素水液中用乙酸戊酯萃取青霉素。
混合物若可较易用蒸馏法分离,则不选液液萃取,但下列情况可用液液萃取法分离后再蒸馏分离。
①液液混合物挥发度小,沸点高,需在真空下蒸馏分离,可考虑用萃取法。
②液液混合物相对挥发度接近或形成共沸物,普通蒸馏无法分离,考虑液液萃取。
③液液混合物热敏感性大,易发生热分解,化学化应等可考虑。
④要分离的混合物浓度很低,精馏法不经济可考虑。
对萃取要求①对被萃取组分A有较大溶解度而对稀释剂溶解度较小。
②利于萃取相和萃余相较快分层。
③萃取剂不易燃、易爆、毒性小、便于操作、运输、贮存。
④粘度低、凝固点低、易回收、价廉,易得。
应用:中药材固液提取及液液萃取有效成分。
工程上获得有用物质,物质纯化,防止污染,除杂等。
第一节:浸提过程及计算固液萃取也即固液提取,即用适当溶剂提取固体中某些成分的过程,是中药制剂工艺中的重要环节。
中药成分复杂,提取过程复杂,提取原理复杂。
浸提方法主要有①冷提:冷浸、超声、渗漉②热提:回流提取、温浸、煎煮③连续多级提取。
一、浸提原理:1、费克定律――Fick 定律传质推动力为浓度差中药材浸提过程:中药材饮片--粉碎――加溶剂――浸润、渗透药材并进入药材内部――溶解可溶性成分―― 在药材内外部产生浓度差――形成传质推动力―― 可溶性成分在药材内部扩散――可溶性成分扩散到药材表面――可溶性成分从药材表面扩散到溶剂中――达到浓度平衡。
可溶性成分由高浓度区向低浓度区扩散过程遵循费克定律。
即dx dC )D D (J A e A +-= —适用于稳定扩散过程(Fick 第一定律)式中:J A :组分A 的扩散速率:为单位时间内组分A 通过垂直于浓度梯度方向上的单位截面积扩散的摩尔量,表示物质扩散过程的快慢,单位:kmol/m 2sdxdC A :组分A 在x 方向上的浓度梯度 kmol/m 4 D :质量扩散系数:(也叫分子扩散系数)表示分子扩散能力的物性常数;m 2/s 。
可由实验测定、查手册及经验公式计算得到,中药提取中D 多在10-8~10-10之间。
D e :涡流扩散系数,与流动状态有关,表示组分A 靠涡流运动由高浓度区向低浓度区扩散的常数,流体湍流时才产生涡流扩散,单位:m 2/s“—”表示扩散过程方向沿浓度下降的方向进行。
稳定扩散指物质的浓度不随时间变化而变化的扩散过程。
对于一维稳定的扩散过程,若忽略涡流扩散影响,中药材浸提扩散过程可用下式表示:即 dxdC D Ad dM J A A -==τ 整理为:dx dC DA d dM A -=τ τd dM 叫物质扩散速度说明:物质扩散速度与固液相间接触面积成正比,与扩散物质浓度成正比,与分子扩散系数成正比,与扩散距离成反比,此即费克第一定律在中药提取中的应用。
式中:M :扩散物质的量; kmolA :固液相间接触面积; m 2τ:时间; s对代入积分并将τAd dM J dx dC D J A A A =-= 则 ??-=x C C A A DdC dx J 0终始则 C D )C C (D x J A ??=-=?终始τAd dM C x D J A =?=则C A k C A xD d dM ??τ??=??=――此为费克第一定律另一表达式。
若ΔC 不为常数:用对数平均值,即终始终始C C C C C -?=?ln 式中:ΔC :浓度差 k :传质系数而分子扩散系数D 可通过实验由下式计算得到rN RT D πμ61?= 式中:R :气体常数:8.314J/mol ·kT :热力学温度;KN :阿伏加德罗常数6.023×1023个/molμ:溶剂粘度P a ·sr :溶质粒子半径;m由上可知,温度↑,μ↓,r ↓,D ↑,扩散速率↑2.药材中可溶性成分的浸出机理(1)溶剂在药材内部的渗透和润湿过程a.渗透过程即药材中各种形状细胞内,细胞外等被溶剂充满的过程;渗透过程借助于细胞间细小孔隙及细胞壁的壁孔和薄的细胞壁等,其所用时间用下述经验公式计算:rh B 241037.1??=-τ )5.1246.14(2a a B -=)(0P P P a -= 式中:h :小孔隙长度;m r :小孔隙半径;mP :细胞的静压力;P a P 0:溶剂中压力;P a此过程与小孔隙长度、半径、细胞内外压力有关,压差↑,利于渗透.药材种类,粉碎度,压差影响渗透时间。
τ的实际值要大于计算值强化方法:减少渗透时间的方法为加压浸取(可赶出细胞内空气)和减压浸出.b.湿润过程与渗透同时进行.湿润与药材种类,溶剂种类,气液固间表面张力有关当气液固间表面张力达平衡时θδ+δ=δS C o 气液液固气固—杨氏方程则气液液固气固-δδδ=θcos式中:δ表面张力θ固体与液体间的接触角表面张力为沿液体(物质)表面作用在单位长度上的表面收缩力,N/m.表面张力与物质种类有关,和与其接触物质种类,温度,压力有关。
若θ<90℃ 固体能被溶剂湿润,此固体为亲液固体.若θ>90℃ 固体不能被溶剂湿润,此溶剂不适合提取固性物.中药材多为亲水性物料,可用水提取其成分2.可溶性成分的溶解过程动植物药材均由各种形状的细胞组成(薄壁细胞,纤维细胞,厚壁细胞,实细胞等),可溶性成分多存在于细胞内,溶剂渗透并润湿可溶性成分颗粒后,就开始溶解固体颗粒并在细胞内扩散,其过程遵循Fick定律及相似者相溶原理。
Fick 定律表述为111C A k d dM ?=τ可可C C C S -=?1 式中:A 1:可溶性物质表面积 ; m 2k 1:传质分系数; m/sC S 可:可溶性物质在细胞内的饱和浓度kmol/m 3C 可:某时刻可溶性物质在细胞内的浓度kmol/m 3相似者相溶原理即:离子型物质易溶于极性溶剂,极性物质易溶于极性溶剂,低极性物易溶于低极性溶剂,亲脂性成分易溶于非极性溶剂.影响此过程因素有溶剂的种类、药材种类.3.可溶性成分在细胞间至药材颗粒表面的分子扩散过程此过程遵循Fick 定律即222C A k d dM ?=τΔC 2:对数平均浓度差; kmol/m 3k 2:传质分系数 ; m/sA 2:细胞膜面积;m 2此过程与细胞壁厚,细胞层数、大小、壁上纹孔有关。
4.可溶性成分由药材表面向溶液主体的扩散过程遵循费克定律333C A k d dM ?=τk 3:传质分系数包括D分及D e 影响 A 3:固液相接触面积ΔC 3=C S 溶-C溶 C S 溶:溶液中可溶性成分的饱和浓度, C 溶:某时刻的浓度, 强化方法:应用搅拌、提高传质速度自己总结:影响浸提过程的因素有哪些,如何影响?二、浸提过程的计算浸提分为单级多次浸取和多级逆流浸取,也有动态和静态浸取1.平衡浓度与平衡状态平衡浓度指当物质从药材中扩散到溶液中的量与物质从溶液中扩散到药材中量相等时浸提液的浓度即为平衡浓度。
平衡状态指药材内部液体的浓度与药材外部浸提液的浓度相等时的状态叫平衡状态,若二者不相等称为非平衡状态浸出。
2.浸出率:指浸提后溶液中所含可溶出物质的量与原药材所含可溶出物质总量之比,称为浸出率,表示浸出效果。
对于单级多次提取,设多次浸提,每次均达到平衡状态。
且设药材中所含可浸出成分的总量为m ,可浸出成分的浸提量为m o ,剩余在药材中可浸出成分的量m i ,药材外的浸液量s o ,剩余在药材中的浸液量s i ,则第一次浸提达到平衡状态时有式中i1o1s s =α。
浸提后需将药材外的浸提液与药材分离,为计算方便假设药材外的浸液能够全部与药材分离,第二次提取时加入与所分离的浸液量同样数量的新溶剂,剩余在药材中的浸液量s i 2 = s i 1,则)则由第n 次浸提后,剩余在药材中的可浸出成分为i1i1i1o1s ms s m =+α+=+?=1i1o1i1i1ms s s m m i2i2i2o2i1s m s s m =+α+=+=1i1i2o2i2i1i2m s s s m m ()2i1i211αα+=+=mmm ()n n m m α+=1i第n 次浸提后,可浸出成分的浸提总量为第n 次浸提后,可浸出成分的总浸提率E T n 为(或平衡条件下浸出一次浸出率 M M E T 11-=浸出n 次浸出率 n nn T M M E 1-=M :总溶剂质量与药材吸附溶剂质量之比(M =1+α)1:为残留在药材中溶剂量为1E T 实际为倾出浸出液量与总溶剂量之比一般n 为4~5次例5-1 含有可浸出成分10%的某药材100kg ,采用单级多次浸提,第一次加入溶剂500kg ,每次全部分离药材外的浸液,从第二次提取开始,每次加入的新溶剂量与上次全部分离的浸液量相等。
设药材中所剩余的溶液量约等于药材的初始质量,试求浸提一次和浸提三次后药材中所剩余的可浸出成分的量。
解:由题可知m =100×10%=10kg ,s o 1= 500-100=400kg ,s i 1=100kg ,则第一次浸提后药材中剩余的可浸出成分量为第三次浸提后药材中剩余的可浸出成分量为此题还可进一步算出经三次浸提后的可浸出成分的浸提总量m o 34100400i1o1===s s αkg241101i1=+=+=αmm ()()kg08041101333i .mm =+=+=α()[]()nn n n mm m m αα+-+=-=111i o ()[]()nn nn mm E αα+-+==111o T和浸提率E T 3分别为m o 3 = m - m i 3 = 10 - 0.08 = 9.92kg用另一种计算方法:M =500/100=5 m =10kg8.051511=-=M M E T -= 992.0515133333=-=M M E T -= 则第一次浸取mi1=10-0.8×10=2kg第三次浸取mi3=10-0.992×10=0.08kg提取时对药渣进行压榨工艺,可提高提取率。