萃取技术
萃取技术在化工中的应用
萃取技术在化工中的应用一、前言与背景萃取技术作为化工领域中的重要分支，起源于上世纪中期，随着化工产业的快速发展，萃取技术也得到了长足的进步。
它主要通过溶剂的作用，实现对混合物中特定成分的分离和提纯，被广泛应用于石油、冶金、食品、医药等领域。
研究萃取技术对于推动化工行业的发展具有重要意义，不仅可以提高生产效率，减少资源浪费，还可以降低环境污染，符合我国绿色发展的战略目标。
二、行业/领域的核心概念与分类2.1 核心概念的界定萃取技术是一种利用溶剂的溶解度差异，从混合物中分离出所需组分的方法。
它主要包括物理萃取和化学萃取两大类，其中物理萃取是基于物质在不同溶剂中的溶解度差异，而化学萃取则是利用化学反应来实现分离。
2.2 行业/领域的分类与特征2.2.1 物理萃取物理萃取主要包括液-液萃取、液-固萃取和气-液萃取等。
•液-液萃取：利用两种不相溶的液体之间的溶解度差异进行分离，如石油的精炼过程。
•液-固萃取：利用溶剂与固体之间的相互作用，如茶叶中提取咖啡因。
•气-液萃取：利用气体在液体中的溶解度差异，如天然气中分离乙烷。
2.2.2 化学萃取化学萃取主要包括离子交换萃取、分子印迹萃取等。
•离子交换萃取：利用固定相上的离子与流动相中的离子发生交换，如水处理中的重金属离子去除。
•分子印迹萃取：利用分子印迹聚合物的高度选择性，如药物成分的提取。
2.3 应用领域及市场潜力萃取技术在石油化工、制药、食品加工等领域有着广泛的应用，其市场潜力巨大。
随着科技的进步，新的萃取方法和技术不断涌现，为相关行业的发展提供了新的动力。
2.4 行业/领域与其他相关领域的交叉与融合萃取技术不仅局限于化工领域，它还与材料科学、环境科学、生物科学等领域密切相关，这些领域的交叉融合为萃取技术的发展提供了新的方向和机遇。
三、关键技术或性能原理3.1 科学基础与工作原理3.1.1 物理萃取的科学基础物理萃取的科学基础是溶剂的选择性和分配系数。
选择性是指溶剂对目标物质的溶解能力与对其他物质的溶解能力的差异，而分配系数则是目标物质在两相中的浓度比。
第五章萃取技术.课件
当表面活性剂在有机溶剂中形成 反胶束时，水在有机溶剂中的溶解 度随表面活性剂浓度线性增大。
通过测定有机相中平衡水浓度的 变化，可以确定形成反胶束的最低 表面活性剂浓度。
反胶束的形成是表面活性剂分子 自发形成的纳米尺度的聚集体，是热 力学稳定的体系。
K a AH
（5-3）
其中，Ka为弱酸的解离常数；
[AH]和[A-]分别为游离酸和其酸根离 子的浓度。
如果在有机相中溶质不发生缔和， 仅以单分子形式存在，则游离的单分 子溶质符合分配定律，其分配常数为
Aa
AH
AH
（5-4）
其中，AH 表示有机相中游离酸的
浓度，Aa为游离酸的分配常数。
利用一般的分析方法测得的水 相浓度为游离酸和酸根离子的总 浓度，故为方便起见，用水相总
3．物理萃取和化学萃取
物理萃取
定义：溶质根据相似相溶原理在两相间 达到分配平衡，萃取剂与溶质间不发生 化学反应。
应用：广泛应用于抗生素及天然植物中 有效成分的提取。如利用乙酸丁酯萃取 青霉素。
化学萃取
定义：利用脂溶性萃取剂与溶质的化 学反应生成脂溶性复合分子，使溶质 向有机相分配。
应用：用于氨基酸、抗生素和有机酸 等生物产物的分离回收。
液体
双水相萃取
萃取剂
液固萃取（浸取）
固体原料 超临界流体
液体原料
2．反 萃 取
定义：调节水相条件，将目标产物从有机相 转入水相的操作。
作用：为了进一步纯化目标产物或便于后续 分离操作。
洗涤：常常加在萃取与反萃取操作之间，目 的是除去与目标产物同时萃取到有机相的杂 质，提高反萃取液中目标产物纯度。
萃取技术的名词解释
萃取技术的名词解释萃取技术是一种常用的化学分离技术，通过溶剂的选择性提取，将所需物质从混合物中分离出来。
这项技术被广泛应用于化学、制药、环保等领域，起到了重要的作用。
一、萃取技术的基本原理萃取技术基于物质在不同溶剂中的溶解度差异，利用溶剂提取物质。
在萃取过程中，需要选择合适的溶剂，使所需物质在该溶剂中具有较高的溶解度。
溶剂的选择要考虑到目标物质的特性以及目标溶剂的易得性和成本。
二、常见的萃取方法1. 液液萃取：该方法是将所需物质从混合液中通过溶剂的萃取分离出来。
常见的液液萃取方法有分散溶解法、结晶溶解法以及萃取柱等。
2. 固相萃取：该方法是利用固定相吸附剂或强吸附性树脂对目标物质进行吸附分离的过程。
随着科技的不断进步，固相萃取技术也得到了广泛的应用。
3. 膜分离技术：该技术是利用薄膜的渗透性来实现物质的分离。
常见的膜分离技术有纳滤、反渗透、超滤等。
三、萃取技术的应用领域1. 化学领域：在化学合成中，萃取技术是一种常用的分离技术。
例如，有机合成中利用溶剂的选择性萃取可以从反应混合物中提取所需产物。
2. 制药领域：制药工业中，萃取技术可用于纯化药物、去除杂质，提高产品的纯度和效能。
例如，从天然植物中提取药物成分，或者从药物合成中分离纯化所需的中间体或API（Active Pharmaceutical Ingredient）。
3. 环保领域：萃取技术在环保领域发挥着重要作用。
例如，处理废水中的有机污染物、去除大气中的有害气体等，通过萃取技术可以高效地将目标物质从废水或大气中分离出来，减少对环境的污染。
四、萃取技术的挑战与发展萃取技术的发展面临着一些挑战。
首先，溶剂的选择和回收是一个重要的问题。
一方面，溶剂的选择要考虑到溶质的性质，另一方面，对溶剂的回收和再利用也是一个节能环保的问题。
其次，萃取技术在产业化方面还存在一些问题。
例如，部分萃取分离过程需要高投入的设备和设施，增加了生产成本。
因此，在未来的发展中，需要进一步优化萃取过程，减少成本，并且推动其在工业化应用中的发展。
萃取技术的实验报告
一、实验目的1. 了解萃取技术的原理和应用。
2. 掌握萃取实验的基本操作步骤。
3. 学习利用萃取技术分离混合物中的组分。
二、实验原理萃取技术是一种利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异，将混合物中的组分分离的方法。
通过选择合适的萃取剂，使目标组分在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，从而实现分离。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：分液漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台、滴定管、电子天平等。
2. 试剂：待分离混合物、萃取剂、溶剂、指示剂等。
四、实验步骤1. 准备实验器材，将待分离混合物置于烧杯中。
2. 向烧杯中加入适量的萃取剂，充分搅拌混合。
3. 将混合物转移到分液漏斗中，静置待分层。
4. 打开分液漏斗下方的活塞，将下层溶液（含目标组分）收集于烧杯中。
5. 用溶剂洗涤萃取剂层，收集洗涤液。
6. 将洗涤液与下层溶液合并，进行进一步处理，如浓缩、结晶等。
五、实验现象1. 混合物与萃取剂充分混合后，静置分层，形成两层液体。
2. 下层溶液为含目标组分的萃取剂层，上层溶液为原溶剂层。
3. 洗涤萃取剂层后，下层溶液中目标组分的浓度有所提高。
六、实验结论1. 萃取技术是一种有效的分离方法，可以用于分离混合物中的组分。
2. 选择合适的萃取剂和溶剂是提高萃取效果的关键。
3. 通过实验操作，掌握了萃取技术的基本操作步骤。
七、注意事项1. 选择萃取剂时，应注意其与原溶剂的相容性，以及目标组分在萃取剂中的溶解度。
2. 搅拌过程中，避免产生大量气泡，影响分层效果。
3. 静置分层时，注意观察液体颜色变化，以便判断分层效果。
4. 洗涤萃取剂层时，控制洗涤液的加入量，避免影响目标组分的回收率。
八、实验拓展1. 探讨不同萃取剂对萃取效果的影响。
2. 研究萃取技术在生物样品、药物提取等领域的应用。
3. 分析萃取技术在工业生产中的应用前景。
通过本次实验，我们深入了解了萃取技术的原理和应用，掌握了萃取实验的基本操作步骤。
在实验过程中，我们学会了如何选择合适的萃取剂和溶剂，以及如何提高萃取效果。
第五章萃取技术
分配系数或分配比
m c2,t c1,t
（5-2）
其中，c1,t和c2,t为溶质在相1和相2中的总摩 尔浓度，m为分配系数。
第二节 溶剂萃取
特点：处理量大、能耗低、速度快，且 易于实现连续操作和自动化控制。
应用：生物产物分离中用于抗生素、有 机酸、维生素等发酵产物的提取。
一．弱电解质的分配平衡
例：
利用季铵盐(如氯化三辛基甲铵，R+Cl-)为 萃取剂萃取氨基酸时，阴离子氨基酸(A-)通 过与萃取剂在水相和萃取相间发生下述离子 交换反应而进入萃取相。
R Cl A R A Cl
其中横杠表示该组分存在于萃取相。
A c2 c1
二．分配定律与分配平衡
分配定律即溶质的分配平衡规律，即：
3．物理萃取和化学萃取
物理萃取
定义：溶质根据相似相溶原理在两相间 达到分配平衡，萃取剂与溶质间不发生 化学反应。
应用：广泛应用于抗生素及天然植物中 有效成分的提取。如利用乙酸丁酯萃取 青霉素。
化学萃取
定义：利用脂溶性萃取剂与溶质的化 学反应生成脂溶性复合分子，使溶质 向有机相分配。
应用：用于氨基酸、抗生素和有机酸 等生物产物的分离回收。
（5-8）
二．化学萃取平衡
氨基酸等两性电解质不能采用物理 萃取，而需采用化学萃取方法。
常用氨基酸的萃取剂有季铵盐类 （如氯化三辛基甲铵）、磷酸酯类等。
氨基酸解离平衡为
其中K1和K2为解离平衡常数。分 别用A、A+、A-表示偶极离子、阳 离子、阴离子型氨基酸。
A H K1 A
K2
A H
通过调节水相的pH值，控制溶质的 分配行为，从而提高萃取率的方法已广 泛应用于抗生素和有机酸等弱电解质的 萃取操作。
古代萃取技术
古代萃取技术古代萃取技术，也称为古代提取技术，是指在古代人类历史上使用的一种化学技术。
这种技术通常用来提取植物中的有效成分，制作药物和香料或进行染色。
1. 萃取原理萃取的原理是利用化学物质在不同溶液中分别溶解的特性，将需要提取的成分分离出来。
古代萃取技术的基本原理并不复杂，但对当时的人类技术水平来说却非常具有挑战性。
2. 萃取方法（1）水蒸馏法水蒸馏法是指利用水蒸汽来将需要提取的成分从植物中蒸发出来。
这种方法通常是将植物材料放入水中，然后在高温下使用蒸馏装置进行提取。
这种方法在实践中非常成功，被广泛地用于制作草药和香料。
（2）浸泡法浸泡法是指将植物材料置于合适的溶剂中浸泡，使得有用成分可以溶解到溶液中。
这种方法通常用于制作浸泡酒、花草茶和液体香料等。
（3）萃取法萃取法是指使用化学药品对材料进行提取，从而使得有用成分可以在化学反应过程中分离出来。
这种方法通常用于提取金属和矿物质，但也被广泛地应用于制作草药，如中药膏剂、药酒以及膏药等。
3. 应用领域古代萃取技术的应用领域非常广泛。
从医学上讲，它被用于制作药物、香料和液体香料以及用于染色。
在古代整个亚洲地区，草药疗法非常流行，而且治疗效果也非常好。
古代医生经常使用古代萃取技术来制作草药膏剂，以治疗很多疾病。
4. 结论总的来说，古代萃取技术的出现对人类历史产生了巨大的影响。
它为人类提供了制作药物、香料、液体香料和染料等方面的重要手段。
现在，虽然现代科技已经发展到了一定程度，但是古代萃取技术仍然有它独特的应用和价值。
萃取技术的原理及应用
萃取技术的原理及应用1. 萃取技术的概述萃取技术是一种通过选择性分离溶解在不同相中的化合物的方法。
它基于物质在不同相中的溶解度差异，通过选择一种合适的溶剂将目标物质从混合物中提取出来。
本文将介绍萃取技术的原理以及在不同领域的应用。
2. 萃取技术的原理萃取技术的原理依赖于两个基本步骤：提取和分离。
2.1 提取提取是将目标物质从混合物中转移到一个合适的溶剂中的过程。
提取的选择性依赖于目标物质和溶剂之间的相互作用力。
常见的提取方法有液液萃取、固相萃取和超临界流体萃取。
•液液萃取：利用两种不溶性液体（通常是水和有机溶剂）的相分离性质，通过溶剂与混合物之间的相互作用力来实现目标物质的提取。
•固相萃取：使用固定的吸附剂将目标物质吸附在表面上，然后通过洗脱剂将目标物质从吸附剂上洗脱出来。
•超临界流体萃取：利用具有超临界状态的流体作为溶剂，通过调节温度和压力来控制目标物质在超临界流体中的溶解度，实现目标物质的提取。
2.2 分离分离是将提取到的目标物质与溶剂进行分离的过程。
分离的方法根据溶剂的性质和目标物质的特性而定。
常见的分离方法包括蒸馏、结晶、凝胶过滤、离心和薄层色谱等。
•蒸馏：利用物质在不同温度下的沸点差异，将混合物中的组分按照沸点的高低逐个蒸馏出来。
•结晶：利用物质在溶液中的溶解度随温度的变化而改变，通过控制温度来使目标物质结晶出来。
•凝胶过滤：利用凝胶过滤材料对颗粒物质的筛选作用，将目标物质与溶剂分离。
•离心：利用旋转离心仪产生的离心力，使密度不同的颗粒或液体分层沉淀，达到分离的目的。
•薄层色谱：利用固定在薄层上的吸附剂对混合物进行分离，通过溶剂在薄层上的上升作用使混合物中的组分逐渐展开。
3. 萃取技术的应用萃取技术广泛应用于许多领域，包括化学、制药、环境监测、食品分析等。
以下是一些典型的应用案例：3.1 化学领域在化学领域，萃取技术常用于有机合成中的产物提取和纯化过程。
通过选择合适的溶剂和萃取方法，可以将目标化合物从反应混合物中提取出来，减少杂质的干扰，提高产物的纯度。
萃取的方法
萃取的方法
萃取是一种常用的化学分离方法，其基本原理是利用物质在两种不互溶的溶剂中的溶解度或分配比的不同，从而实现物质的分离。
以下是一些常见的萃取方法：
1. 液-液萃取：这是最常见的萃取方法，涉及两种不互溶的液体（通常是水和有机溶剂）之间的分离。
例如，油和水可以通过在油水混合物中加入有机溶剂来分离。
2. 液-固萃取：也称为浸提，这种方法用于从固体物质中提取某些成分。
通常是将固体物质浸泡在溶剂中，然后通过加热或其他方式使溶剂蒸发，从而提取出所需的成分。
3. 固-液萃取：也称为升华，这种方法通常用于从固体物质中提取某些挥发性成分。
通过加热固体物质，使所需的成分从固体中升华出来，然后将其冷凝并收集。
4. 微型萃取技术：微型萃取技术是在实验室规模上应用的微小型化
萃取技术，通过这种方法可以在微小的体积上完成样品的处理和分离。
这种技术可以提高效率并减少试剂的使用量。
5. 超临界流体萃取：超临界流体萃取是一种使用超临界流体作为萃取剂的萃取方法。
超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态，具有高密度和低粘度。
这种方法可以用于从固体或液体中提取某些成分。
常用萃取工艺技术
常用萃取工艺技术
常用萃取工艺技术是指利用溶剂从固体或液体混合物中分离目标成分的技术方法。
常用的萃取工艺技术包括溶剂萃取、液-液萃取、浸提、沉淀与过滤等。
下面将分别介绍这些常用的萃取工艺技术。
溶剂萃取是指利用溶剂将固体或液体混合物中的目标成分溶解并分离出来的过程。
该工艺技术适用于从固体废弃物中回收有价值的成分、从天然植物中获取活性成分等。
通常，选择合适的溶剂对混合物进行反复萃取，然后通过蒸发溶剂来获取目标成分。
液-液萃取是指利用两种或多种互不溶的液体相实现分离的技术。
该工艺技术适用于从溶液中分离有机物、金属离子等。
通常，两种相具有不同的密度，通过调节温度、pH值、溶液浓度等条件可以使目标成分在两相之间分配，然后通过物理或化学方法将目标成分从有机相中分离出来。
浸提是指将所需成分从原料中萃取出来的工艺技术。
该工艺技术适用于从植物、动物等天然原料中提取有用成分。
通常，将原料与萃取剂浸泡在一起，使有用成分溶解到萃取剂中，然后通过蒸发、蒸馏等方法分离出目标成分。
沉淀与过滤是指利用物料的相容性差异实现分离的技术。
该工艺技术适用于从溶液中分离固体颗粒、脱色等。
通常，通过调节溶液pH值、温度等条件，使固体物质发生沉淀，然后通过过滤将沉淀物与溶液分离出来。
萃取工艺技术在化工、制药、食品等领域有着广泛的应用。
通过合理地选择工艺条件和优化工艺参数，可以提高目标成分的分离纯度和产率，实现资源的高效利用和废弃物的减少，对于提高产品质量和降低生产成本具有重要意义。
萃取技术_精品文档
概述 溶液萃取技术 双水相萃取 超临界流体萃取 其他萃取技术
0.1 概述
一、基本概念及分类
概念：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分 配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
分类：
参与溶质 分配的两 相不同
液-固萃取 液-液萃取
萃取原理
物理萃取 化学萃取 双水相萃取 超临界萃取
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y 应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之
互溶度没有影响；(3)必须是同一种分子类 型，即不发生缔合或离解。
分离因数
若原来的料液中除溶质A以外，还含有溶 质B，则由于A、B的分配系数不同， A和 B就得到了一定程度的分离。如A的分配系 数较B大，这样萃取剂对溶质A和B分离能 力的大小可用分离因数β来表征：
常用聚合物： 聚乙二醇－葡聚糖
聚乙二醇－无机盐系统
无毒原则
双水相体系形成的原因
1. 双水相体系的成因是聚合物之间的不相溶性， 即聚合物分子的空间阻碍作用，相互间无法 渗透，从而分为两相。一般认为，只要两种 聚合物水溶液的水溶性有所差异，混合时就 可发生相分离，并且水溶性差别越大，相分 离的倾向越大。
0.2 溶剂萃取技术
就是在液体混合物(原料液)中加入一种与其 基本不相混溶的液体作为溶剂，构成第二相， 利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度 不同而使原料液混合物得以分离。选用的溶 剂称为萃取剂，以S表示；原料中容易溶于S 的组分，称为溶质，以A表示；难溶于S的组 分称为原溶剂(或稀释剂)，以B表示。
2. pH的影响
pH会影响蛋白质中可离解基团的离解度， 因而改变蛋白质所带电荷和分配系数；另外， pH还影响系统缓冲物质磷酸盐的离解程度， 从而影响分配系数。
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β越大，A、B的分离效果越好，即产物与 杂质越容易分离。
四、萃取剂的选择
一个良好的溶剂要满足以下要求： a. 有很大的萃取容量； b. 良好的选择性； c. 与被萃取的液相（通常是水相）互溶度要小， 且粘度低、界面张力小或适中，有利于相的分 散和两相分离； d. 溶剂的回收和再生容易； e. 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； f. 价廉易得； g. 安全性好，对人体无毒性或毒性低。
双水相萃取
过滤和离心依赖于被分离颗粒的尺寸或密度的差异， 当希望收集微生物的细胞器、分离去除细胞碎片、提 取和浓缩胞内物质时，普通的过滤和离心技术就显得 力不从心了。
溶剂萃取法难于应用于蛋白质分离。
值得注意的是溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂， 在一定条件下，水相也可以形成两相甚至多相。于是 有可能将水溶性的酶、蛋白质等生物活性物质从一个 水相转移到另一水相中，从而完成分离任务。
二、液-液萃取过程机理(×)
萃取过程机理主要有以下四种类型：
(1) 简单分子萃取(物理萃取)
(2) 中性溶剂络合萃取
(3) 酸性阳离心交换萃取 (4) 离子络合萃取
三、分配系数和分配因素
分配定律(表征萃取剂对溶质的萃取能力)
是指在一定温度、压力下，溶质分子分布在 两个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在 两相的浓度之比为一常数K，这个常数称为 分配系数，即：
，
工业萃取方式
工业萃取的流程 混合 分离
分离器（如碟片式离心机）
溶剂回收
混合器 （如搅拌混合器）
溶剂回收装置 （如蒸馏塔）
工业生产中常见的萃取流程：
1. 单级萃取流程
多级错流萃取流程
2. 多级萃取流程
多级逆流萃取流程
1.单级萃取流程
使用一个混合器和一个分离器的萃取操作：
料液F与萃取溶剂S一起加入混合器内搅拌混合萃取， 达到平衡后的溶液送到分离器内分离得到萃取相L和萃余
生物工业上常用的溶剂有酯类、醇类和酮类等。
影响萃取操作的因素：
a. 温度 温度↑互溶性增大；
温度↓产物稳定性提高，粘度增加，扩散性能减小。
b. pH值 影响分配系数，影响物质解离情况 c. 溶媒比 溶媒比＝溶媒体积/萃取体积
溶媒比↑萃取效果↑溶媒回收费用↑
d. 盐分
无机盐类如硫酸铵、氯化钠等一般可降低产物 在水中的溶解度而使其更易于转入有机溶剂相 中，另一方面还能减小有机溶剂在水相中的溶 解度。盐分↑分配系数↑
0 萃取技术
概述 溶液萃取技术 双水相萃取 超临界流体萃取 其他萃取技术
0.1 概述
一、基本概念及分类
概念：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分 配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。 分类：
液-固萃取 参与溶质 分配的两 相不同 萃取原理 液-液萃取 物理萃取 化学萃取 双水相萃取 超临界萃取
生素、激素等发酵产物工业规模的提取上。
优点
比化学沉淀法分离程度高； 比离子交换法选择性好、传质快； 比蒸馏法能耗低； 生产能力大、周期短、便于连续操作、易实现自动化控制
液-液萃取
溶剂萃取法和其他新型分离技术相结合，产生
了一系列新型分离技术：
超临界流体萃取（Supercritical fluid extraction） 反胶团萃取（Reversed micelle extraction） 双水相萃取技术（Partition of two aqueous phase system ）等。 用于高品质的天然物质、胞内物质（胞内酶、
1896年Beijerinck观察到当把明胶与琼脂或把明 胶和可溶性淀粉的水溶液混合时，先得到一混浊不透 明的溶液，随后分成两相，上相含有大部分明胶，下 相含有大部分琼脂(或可溶性淀粉)。再如下图中， 2.2％的葡聚糖水溶液与等体积的0.72％甲基纤维素 钠的水溶液相混合并静置后，可得到两个粘稠的液层。
液-固萃取
1.概念：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固-液萃取，也称浸 取（Leaching）或浸出。 应用：
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。
液-液萃取
用溶剂从溶液中抽提物质叫液-液萃取，也称溶 剂萃取。经典的液-液萃取指的是有机溶剂萃取 应用 有机溶剂萃取法广泛应用于抗生素、有机酸、维
I－
Br－ Cl－ F－
1.42
1.21 1.12 0.912
4. 温度的影响
由于亲水聚合物的多元醇或多糖结构保护
了蛋白质，蛋白质在双水相中的稳定性增
加，所以一般都可在室温下操作。而且室 温时粘度较冷却时低，有助于相的分离并 节约了能源开支。
四、双水相萃取的应用
1. 双水相萃取法常用于胞内酶提取。 目前已知的胞内酶约2500种，但投入生产的 很少。原因之一是提取困难。胞内酶提取的第 一步系将细胞破碎得到匀浆液，但匀浆液黏度 很大，有微小的细胞碎片存在，欲将细胞碎片 除去，过去是依靠离心分离的方法，但非常困 难。双水相系统可用于细胞碎片以及酶的进一 步精制。
② 产物的不稳定性
③ 传质速率 ④ 相分离性能
0.2
溶剂萃取技术
就是在液体混合物(原料液)中加入一种与其 基本不相混溶的液体作为溶剂，构成第二相， 利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度 不同而使原料液混合物得以分离。选用的溶 剂称为萃取剂，以S表示；原料中容易溶于S
的组分，称为溶质，以A表示；难溶于S的组
在PEG/Dex中，无机盐离子在两相中也有不 同的分配(见表2-2)，因此在两相间形成电位 差。由于各相要保持电中性，这对带电生物大 分子，如蛋白质和核酸等的分配，产生很大的 影响。
一些无机离子的分配系数 分配系数K＋ 负离子 分配系数K－
正离子
K＋
Na＋ NH4＋ Li＋
0.824
0.889 0.92 0.996
无毒原则
双水相体系形成的原因
1. 双水相体系的成因是聚合物之间的不相溶性， 即聚合物分子的空间阻碍作用，相互间无法 渗透，从而分为两相。一般认为，只要两种 聚合物水溶液的水溶性有所差异，混合时就 可发生相分离，并且水溶性差别越大，相分 离的倾向越大。 2. 加入盐分，由于盐析作用，聚合物与盐类溶 液也能形成两相。
分称为原溶剂(或稀释剂)，以B表示。
0.2 溶剂萃取
把目标物质从第一个液相中依 靠更强大的溶解力抽提到第二个 液相中。 物质的溶解和相似相溶原理。 萃取是通过溶质在两个液相之 间的竟争性溶解（分配）而实现 的。
一、液-液萃取过程
E－萃取相 E －脱去溶剂后的萃取相 ， R—萃余相 R —脱去溶剂后的萃余相
萃取液 溶剂 溶剂
混合分离器n
萃取液
萃取液
多级错流萃取流程的特点：每级均加新鲜溶剂， 故溶剂消耗量大，得到的萃取液产物平均浓度较 稀，但萃取较完全。
多级逆流萃取
料液 萃余液 萃余液 废液
混合分离器1
产物＋溶剂
混合分离器2
混合分离器n
溶剂
多级逆流萃取流程的特点：料液走向和萃取剂 走向相反，只在最后一级中加入萃取剂，萃取 剂消耗少，萃取液产物平均浓度高，产物收率 较高。工业上多采用多级逆流萃取流程。
葡聚糖与甲基纤维素钠的双水相体系
第三节 双水相萃取
有机溶剂萃取的不足：
许多蛋白质都有极强的亲水性，不溶于有机溶剂 ； 蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。
双水相萃取的优点
① 使固液分离和纯化两个步骤同时进行，一步完成； ② 适合热敏物质的提取，主要是胞内酶； ③ 亲水性聚合物加入水中，形成两相，在这两相中， 水分都占大比例（85～95％），这样生物活性蛋 白质在两相中不会失活，且以一定比例分配于两相
2. pH的影响
pH会影响蛋白质中可离解基团的离解度， 因而改变蛋白质所带电荷和分配系数；另外，
pH还影响系统缓冲物质磷酸盐的离解程度，
从而影响分配系数。
pH微小的变化有时会使蛋白质的K改变2～ 3个数量级。 体系pH与蛋白质等电点相差越大，蛋白质 在两相中分配越不均匀。
3.离子环境对蛋白质在两相体系分配的影响
蛋白质、多肽、核酸等）的分离提取上。
基本概念
物理萃取 溶质根据相似相溶的原理在两相间达 到分配平衡而进行萃取的分离过程。 化学萃取 利用脂溶性萃取剂与溶质之间发生化 学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相 分配的过程。萃取剂与溶质之间的化学反应包 括离子交换和络合反应等。化学萃取中通常用 煤油、己烷、四氯化碳和苯等有机溶剂溶解萃 取剂，改善萃取相的物理性质，此时的有机溶 剂称为稀释剂 diluent 。
中。
一、双水相体系的组成
PEG/DEX、聚乙二醇/ 聚乙 双聚物： 烯醇、聚乙烯醇/甲基纤维素、 聚丙二醇/葡聚糖、聚丙二醇/ 甲氧基乙二醇等 聚合物-低 PEG/磷酸钾、 PEG/磷酸胺、 相对分子 PEG/硫酸钠、 PEG/葡萄糖等、 质量的化 合物： 常用聚合物： 聚乙二醇－葡聚糖
聚乙二醇－无机盐系统
要成功地的相中； ② 酶的分配系数应足够大，使在一定的相体积 比时，经过一次萃取，就能得到高的收率； ③ 两相用离心机很容易分离。
2. 两水相反应器
在两水相系统中进行转化翻译功能，如酶促反
应，可以把产物移入另一相中，消除产物抑制，
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y
应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之 互溶度没有影响；(3)必须是同一种分子类 型，即不发生缔合或离解。