第五章 溶剂萃取和浸取
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11级生物工业下游技术复习题
11级生物工业下游技术复习第一章绪论一、生物分离技术的基本路线？二、主要生物分离技术的分离原理？三、生物分离技术的特点？四、生产中怎样选取生物分离技术手段？第二章下游技术的基础理论1．对生物产品进行分离的理论依据有那三个方面？2．化学性分子识别和生物学的特异性相互作用的相似和区别？第三章发酵液预处理一、名词解释1．凝聚： 2．絮凝： 3．过滤： 4．离心沉降： 5．离心过滤： 6．助滤剂： 7．沉降：二、单项选择1．真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。
A、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区B、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区C、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区D、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区2．以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（）A.重力B. 压力C.浮力D. 阻力3．以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A.离心力B. 向心力C.重力D. 阻力4．颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定5．工业上常用的过滤介质不包括（）A.织物介质B.堆积介质C.多孔固体介质D.真空介质6．下列物质属于絮凝剂的有（）。
A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁三、判断对错1．助滤剂是一种可压缩的多孔微粒。
（）2．通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。
（）3．在生物制剂制备中，常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液；碳酸盐缓冲液；盐酸盐缓冲液；醋酸盐缓冲液等。
（）四、填空1．发酵液常用的固液分离方法有（）和（）等。
2．为使过滤进行的顺利通常要加入（）。
3．工业离心设备从形式上可分为（），（），（），等型式。
4.典型的工业过滤设备有（）和（）。
5．常用离心设备可分为（）和（）两大类；五、简答1．改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其简要机理如何？2．除去发酵液中杂蛋白的常用方法有哪些？3．试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特点及适用范围？第四章细胞破碎一、名词解释1.超声波破碎法2.酶解法二、单项选择1．适合小量细胞破碎的方法是（）A.高压匀浆法B.超声破碎法C.高速珠磨法D.高压挤压法2．丝状（团状）真菌适合采用（）破碎。
第五章 液膜萃取及萃取色层法分离提取稀土元素 稀土金属冶金 教学课件
85℃，保温12hr, 95℃,保温10hr
水相
悬浮有机相
一、萃取色层分离的基本原理
１．分配系数与分离系数
分配系数: D Cs / Cm 分离系数: D1 / D2 金属离子在流动相中的 分数 : Nm R Nm Ns 1 1 1 N C V V 1 s 1 s s 1 D s Nm Cm Vm Vm
中RE3+浓度↑，峰距↓（分离度RS↓）
– 淋洗液流速：流速↑→理论塔板数↓→RS↓ – 温度：一般50±５℃为宜
2. 萃取色层分离稀土的工艺实践
– 装柱——负载——淋洗——淋洗液浓缩沉淀
装柱
负载 淋洗
长径比17～20，树脂粒度0.13～0.074mm
料液RE2O3 60 ～ 80g/L, 酸度0.２～ 0.3mol/L 50±５℃， 梯度淋洗（Gd-Tb-Dy分离：0.5,0.7,0.9mol/L HCl）
单组成色谱图
2.分离度（分辨率）
• • • •
每个组成都有一个色谱峰，且有特定的保留体积VR 每个色谱峰都有特征的峰宽W (VR2-VR1)越大，W越小分离效果越好
分离度 RS VR 2 VR1 2(VR 2 VR1 ) (W1 W2 ) / 2 W1 W2 ( RS 1.3时可定量分离 )
• 特点:萃取、反萃合二为一；萃取剂用量少、成本低
• 液膜分离的一般流程 • 乳状液膜从低含量稀土浸出液中回收稀土 １．制膜
混合（萃取剂＋溶剂＋表面活性剂＋膜内相） 搅拌 生成油包水（W/O）乳状液
– 稳定性特别重要（以破损率表示）
• 破乳率ε=膜外相中酸的总量／原始酸的总量 • 如放置１hr后， ε＜2％，稳定
二、萃取色层法分离提纯高纯稀土化和物
第五章 溶剂萃取和浸取
水相条件的影响——盐析 盐析 水相条件的影响
盐析剂可使生化物质在水中溶解度↓ 盐析剂可使生化物质在水中溶解度↓ 生化物质在水中溶解度 盐析剂可使两相密度差↑，两相互溶度↓ 盐析剂可使两相密度差↑ 两相互溶度↓ 两相密度差 例如，提取维生素B 例如，提取维生素B12时加入硫酸铵 提取青霉素时加入氯化钠 盐析剂的用量要适当 盐析剂的用量要适当
分离因数β 分离因数
如果料液中除溶质A以外，还有溶质B 萃取剂对溶质A 如果料液中除溶质A以外，还有溶质B。萃取剂对溶质A 分离因数β 分离能力的大小可用分离因数 来表征： 和B分离能力的大小可用分离因数β来表征： β = (c1A/c1B)/(c2A/c2B) = (c1A/c2A)/(c1B/c2B) = KA/KB 如果A是产物， 为杂质，分离因数为： 如果A是产物，B为杂质，分离因数为：β = K产/K杂 越大， 的分离效果越好，即产物与杂质越容易分离。 β越大，A、B的分离效果越以下几点要求 好的萃取剂应满足以下几点要求
萃取容量大； ① 萃取容量大； 选择性好； ② 选择性好； ③ 有利于相的分散和两相分离，与被萃取相互溶 有利于相的分散和两相分离， 度小，且粘度小； 度小，且粘度小； 易回收和再生； ④ 易回收和再生； 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； ⑤ 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； 经济性好，价廉易得； ⑥ 经济性好，价廉易得； 安全性好，沸点高，对人体无毒或低毒。 ⑦ 安全性好，沸点高，对人体无毒或低毒。
水相条件的影响——pH值 pH值 5、水相条件的影响 pH
pH值影响分配系数 pH值影响分配系数 值影响 例如，红霉素在pH=9.8 pH=9.8时 例如，红霉素在pH=9.8时，在乙酸戊酯与水相的分配系 数等于44.7 而在pH=5.5 44.7； pH=5.5时 等于14.4 14.4。 数等于44.7；而在pH=5.5时，等于14.4。 pH值影响选择性 pH值影响选择性 值影响 如酸性抗生素一般在酸性下萃取到有机溶剂， 如酸性抗生素一般在酸性下萃取到有机溶剂，而碱性杂 质则成盐而留在水相；如为酸性杂质， 质则成盐而留在水相；如为酸性杂质，则应根据其酸性 的强弱，选择合适的pH pH值 以尽最大可能除去杂质。 的强弱，选择合适的pH值，以尽最大可能除去杂质。 pH值应尽量选择在使生化物质稳定的范围内 pH值应尽量选择在使生化物质稳定的范围内 值应尽量选择在使生化物质稳定
天然药物化学_第五章_黄酮类化合物-1
2'
2
O A
6 5 4
C
3
1' 6' OH
10.橙酮类 Aurones
O CH
O
11. 双苯吡酮类 Xanthones
12. 高异黄酮类
Homoisoflavones
O A C B
O
O
O
（三）存在形式
黄酮类多与糖成结合成苷，可成O-苷，也有C-苷 组成黄酮苷的糖类主要有：
1.单糖：D-Glc、D-Gal、D-Xyl、L-Rha、L-Ara、D-Glu A
n-BuOH 提取物 (39g) 溶于 1500ml 水中， 加 220g Pb(OH) Ac 饱和水溶液 黄色铅盐沉淀 加 220gNaHCO3 饱和水溶液 搅拌 1h，静置，滤过 滤液 6mol/L HCl 调 pH 5.3 n-BuOH 提取（500ml×5） n-BuOH 提取物 （4.3g 粗黄酮类） 凝胶滤过（TSK gel-HW-40） Fr.A-H (pH 5 的酸洗脱部分) Fr.I-P (pH 7 的水洗脱部分) 水层
2.双糖类：槐糖 龙胆二糖 芸香糖 新陈皮糖 3. 三糖类：龙胆三糖 槐三糖 Glc β1→2 glc Glc β1→6 glc Rha α1→6 glc Rha α1→2 glc Glc β1→6 glc α1→2 fru Glc β1→2 glc β1→2 glc
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第二节 理化性质
一、性状
二、溶解性
4.氯化锶反应 邻二酚羟基
OH
SrCl2 OH-
绿色～棕色～黑色沉淀
Sr++ 2HO-
O Sr O
+ H 2O
OH
5.三氯化铁反应
溶剂萃取和浸取
要成功地运用两水相萃取的方法，应满足下列 条件（×）
① 欲提取的酶和细胞应分配在不同的相中； 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， 因而提高了产率。这实际上是一种反应和分离 耦合的过程，有时也称为萃取生物转化；如果 发生的是一种发酵过程，则也称为萃取发酵， 因而此时也可以把两水相系统称为两水相反应 器。
6.2 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。
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
液-固萃取
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 或浸出。
应用：
溶媒剂(带溶剂)
为提高分配系数K，常添加带溶剂。带溶剂是指 能和产物形成复合物，促使产物更易溶于有机溶 剂相中，在一定条件下又要容易分解的物质。
青霉素作为一种酸，可用脂肪碱作为带溶剂。青霉素能 和正十二烷胺、四丁胺等形成复合物而溶于氯仿中。这 样萃取收率能够提高，且可以在较有利的pH范围内操作。 这种正负离子结合成对的萃取，也称为离子对萃取。
萃取和浸取
废液
混合分离器1
混合分离器2
混合分离器n
产物＋溶剂
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。
多级逆流液液流程示意图
溶剂萃取
萃取分率
1
n
n1 n1
04常见浸取物精品资料产物固体溶质溶剂咖啡粗烤咖啡咖啡溶质水豆油大豆豆油己烷大豆蛋白豆粉蛋白质naoh溶液ph9挥发油植物萜类芳香族化合物水香料丁香胡椒麝香草香料成分80乙醇蔗糖甘蔗甜菜蔗糖水维生素b碎米维生素b乙醇水玉米蛋白质玉米玉米蛋白质90乙醇果汁水果块果汁水鱼油碎鱼块鱼油己烷丁醇ch2cl2鸦片提取物罂粟鸦片提取物ch2cl2或超临界co2胰岛素牛猪胰腺胰岛素酸性醇肝提取物哺乳动物的肝肽缩氨酸水低水分水果高水分水果水50的糖液脱盐海藻海藻海盐稀盐酸去咖啡因的咖啡绿咖啡豆咖啡因氯代甲烷超临界co2中草药汁中草药材药用成分水药酒中草药材药用成分酒精品资料?挥发油
碟片上开有小孔， 乳浊液通过小孔流 到碟片间隙。在离 心力作用下，重液 倾斜沉向于转鼓的 器壁，由重液排出 口流出。轻液则沿 斜面向上移动，汇 集后由轻液排出口 流出。
（4）离心萃取机
①ABE-216离心萃取机
ABE-216型离心萃取机结构图
ABE-216型离心萃取机液体流向示意图
②Podbielniak离心萃取机（简称POD机）
萜类、芳香族化合物、小分子脂肪等 具有驱风和局部刺激作用，用于止咳、平喘、祛痰、
x ——平衡时溶质在固相中的浓度。 y和x用体积浓度（kg/m3）表示，KD值一般为常数。
生物分离工程-第五章-萃取技术PPT课件
mCl
[R Cl - ] [Cl - ]
则
mAKeC mlCl1[H K 2][K H 1 K ]2 21
43
-化学萃取平衡之分配平衡（2）
二（2－乙基己基）磷酸萃取氨基酸为例，其所对应的离 子交换反应
A2(H2RA ) R(3H H R )
KeH[A[AR]([(HH3R]R[2)H])]
氨基酸的表观分配系数为
6
生物产品萃取根据分子量大小划分
小分子类 化合物相对分子量约小于1000，如氨基酸、 抗生素、维生素、有机酸等，采用有机溶 剂萃取
大分子类 相对分子量大于1000，如酶，抗体，蛋白 质等，有机溶剂不适用，可选用反胶团萃 取、双水相萃取等
7
工业上生产青霉素
大多采用醋酸丁酯为萃取剂，pH=1.8～2.2， 相比VO/VW=1/2～1/2.5，温度5℃，反萃取过 程采用碳酸氢钾或碳酸钾水溶液为反萃取剂。
A
A+
A+
AA+
A AClA
有机相
R+Cl-
RR++CA-l-
R+Cl-
R+Cl-
R+Cl-
42
化学萃取平衡之分配平衡
季胺盐萃取氨基酸为例，其所对应的离子交换反应
R C lA R A -C l
[RA-][Cl- ] KeCl [RCl- ][A- ]
氨基酸和氯离子对应的表观分配系数分别为
[R A- ] mA cA
51
2、双水相形成
当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作 用时，即一种分子周围将聚集同种分子而 排斥异种分子，则在达到平衡时，就形成 分别富含不同聚合物的两相 。
第五章 固液提取
反胶度粉碎的药材置渗漉筒中，由上部不
断添加溶剂，溶剂渗过药材层向下流动过程中浸 出药材成分的方法。
渗漉属于动态浸出方法，溶剂利用率高，有效成分
浸出完全，可直接收集浸出液。适用于贵重药材、
毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量
较低的药材的提取。但对新鲜的和及易膨胀的药 材和无组织结构的药材不宜选用。该法常用不同 浓度的酒精和白酒作溶剂，故应防止溶剂的挥发 损失。
药材中所含浸出物质总量g25kgg100kgg400kg0008kg浸出分率为25000825999851如浸渍后药材中所含的溶剂量为1此时所加入的总溶剂量为m则em1m所剩分率为1em1m1e药材含20无效成分含30的有效成分浸出溶剂用量为药材自身重量的20倍药材对溶剂的吸收量为药材重量的4倍求25kg药材单次浸取所得的有效成分与无效成分量
• 萃取过程包括： 1、液相到液相（碘由水中转移到四氯化碳)-萃取 2、固相到液相(如用酒浸泡中草药)- “浸取”； 3、气相到液相- “吸收”。 液液萃取，要求接触的两种液体互不相溶，能够形 成两相，则液液萃取过程为物质从一液相转入与 其不互溶的另一液相的传质过程。 所谓相是物理性质和化学组成一致的部分。
54
简单接触法流程
• 指分批式单级接触法，使溶剂添加到装有 物料的浸提器中，经搅拌浸提后，使浸提 液与固体物料分离，分离后再重复另一次 的同样的操作 • 此法操作简单，但效率不高，处理能力也 较小。
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平流多级接触法流程
• 数组简单接触法浸提装置，依序排列 。 • 操作时，每组装置称为一级，物料L0。经由第一级与溶 剂S1混合完成第一级浸提，得浸提液V1。经第一级浸提 后的物料用作第二级的进料L1。同理，第三级之物料为 第二级浸提后的进料，依次类推。但每级引入的溶剂 (S1，S2，S3，……，Sn)均为纯溶剂。 • 此法为简单接触法的改进。其依据为将溶剂分少量多次 进行浸提的效率高于同量溶剂一次浸提的原理。
溶剂萃取和浸取
2、多级萃取
多级错流萃取是由几个萃取器串联所组成的操作。
多级错流萃取流程示意图
多级错流萃取的特点： 每级都加入新溶剂，溶剂消耗量大，得到萃取液 产物平均浓度较稀，但萃取较完全。
多级错流萃取的理论计算
第一级萃取因素为E1，萃余率为： φ1 = 1/(E1+1) 第二级萃取因素为E2，萃余率为： φ2 = φ1[1/(E2+1)]= 1/[(E1+1)(E2+1)] 依此类推，经n级萃取后，萃余率为： φn = 1/[(E1+1)(E2+1)…(En+1)] 经n级萃取后，总理论收得率为： 1-φ = 1-1/[(E1+1)(E2+1)…(En+1)]
1、单级萃取设备 2、多级萃取设备
多级萃取中最常用的设备萃取塔，其中脉动塔
和转盘塔应用广泛。
多级萃取设备——脉动塔
脉动就是使塔内液体作往复运动，借 此向液体提供能量，促使分散相的细 碎与均布，从而强化塔内的萃取过程。 脉动筛板塔适合于处理量＜20m3/h的 场合或物系较难分离、要求较高的场 合；处理含有固体＜15％的悬浮液。
在溶质B的影响下溶剂分子相互作用形成可容纳 B质点的空位。 这个过程需要吸收能量，它的大小与溶剂分子A 之间的相互作用力有关。 溶剂A吸收能量的一般顺序与前面的相同： 非极性物质＜极性物质＜氢键物质 这个能量还与溶质分子B的大小有关。
（3）溶质质点B进入溶剂A形成的空位
溶质的质点B进入溶剂A形成的空位，溶质分子B与 溶剂分子A之间也存在相互作用力。
多级萃取
多级逆流萃取是溶剂与料液互成逆流接触的萃取。
2020年(生物科技行业)生物工程下游技术
（生物科技行业）生物工程下游技术湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：生物工程下游技术课程代码：6705第壹部分课程性质和目标壹、课程性质和特点生物工程下游技术这门课程适合于理工科专业生物工程专业进行学习。
本课程的内容更多的涉及到工业应用。
下游技术是对于由生物界自然产生的生物体或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应、微生物转化等各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工且精制目的成分，最终使其成为产品的技术，也称为下游工程或下游加工过程，是生物技术产品产业化的必经之路。
目前所指的下游技术大多数属于“物质分离”范畴。
主要研究的是物质分离的方法原理及相关的仪器设备。
生物工程下游技术这门课程涉及到物理，化学，生物化学，发酵工程，生物工程和设备等多门学科。
二、课程目标和基本要求通过学习生物工程下游技术这门课程应掌握以下基本知识点：1.生物工程下游技术的研究对象和发展历程2.下游技术的理论基础3.发酵液预处理，微生物细胞破碎方法和设备4.溶剂萃取和浸取，超临界流体萃取，双水相萃取，反胶团萃取，膜分离过程，液膜分离，离子交换法，色谱法等主要分离单元操作技术及分离过程的特点，工艺设计和设备选型通过学习了解各种分离方法的原理，适用范围，熟悉常用分离设备的操作，在实际应用中能够选择合适的分离方法对仪器进行操作达到分离的目的。
通过学习，具备对生物产品的分离、纯化技术的应用能力，及对生物物质提纯最佳方案的设计能力。
三、和本专业其他课程的关系本课程的内容更多的涉及到工业应用。
下游技术对各种生物工业生产过程获得的生物原料，经提取分离、加工且精制目的成分，最终使其成为产品的技术。
在生物工程专业课程的学习中，是壹门将生物工程上游技术应用到实际生产中所需要借助的手段。
《物理学》，《无机化学》，《有机化学》，《物理化学》等基础课是这门课程的基础，《微生物学》，《生物化学》，《酶工程》，《发酵工程》，《生物工程和设备》等专业课的知识也会运用到这门课程中，其后继课程有《发酵工厂设计》等。
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（1）溶质B各质点的分离
原先是固态或液态的溶质B，先分离成分子或离 子等单个质点。
这个过程需要吸收能量，能量的大小与分子之间 的作用力有关。
溶质B吸收能量的一般顺序为： 非极性物质＜极性物质＜氢键物质＜离子型物质
（2）溶剂A在溶质B的作用下形成可容 纳B质点的空位
在溶质B的影响下溶剂分子A相互作用形成可容 纳B质点的空位。 这个过程需要吸收能量，它的大小与溶剂分子 A之间的相互作用力有关。 溶剂A吸收能量的一般顺序为： 非极性物质＜极性物质＜氢键物质
T影响两溶剂的互溶度：T↑→两溶剂的互溶度↑
水相条件的影响——盐析
盐析剂可使生化物质在水中溶解度↓
盐析剂可使两相密度差↑，两相互溶度↓
例如，提取维生素B12时加入硫酸铵
提取青霉素时加入氯化钠
盐析剂的用量要适当
水相条件的影响——带溶剂
带溶剂是指能与产物形成复合物而使产物易溶 于萃取剂中，该复合物在一定的条件下又容易 分解的物质。
例题
赤霉素在10℃和pH值2.5时的分配系数为35。 ① 单级萃取一次，用等体积醋酸乙酯； ② 二级错流萃取，第一级用1/2体积醋酸乙酯， 第二级用1/10体积醋酸乙酯； ③ 二级逆流萃取，醋酸乙酯用1/2体积。
分别计算这三种萃取的理论收得率。
解：
① 单级萃取一次
E = KVS/VF = 35×(1/1) = 35 1-φ = E/(E+1) = 35/(35+1) = 97.2％ ② 二级错流萃取 E1 = KVS/VF = 35×[(1/2)/1]= 17.5
萃取剂 萃取液 溶质
Light phase
杂质
Heavy phase
萃余液
原溶剂
溶剂萃取的优点
（1）比沉淀法分离程度高；
（2）比离子交换法选择性好、传质速度快；
（3）比蒸馏法能耗低；
（4）生产能力大、周期短、便于连续操作、
容易实现自动化控制。
第一节 溶剂萃取
一、溶剂萃取过程的理论基础
形成氢键必须有
溶剂的互溶性规律
根据生成氢键的能力，可将溶剂分成四种类型：
（1）N型溶剂：不能形成氢键
（2）A型溶剂：只有电子受体的溶剂
（3）B型溶剂：只有电子供体的溶剂
（4）AB型溶剂：同时具有电子受体A—H和供体B 的溶剂，可缔合成多聚分子。
溶剂的互溶性规律
AB型溶剂因氢键结合形式不同又可分为三类：
第五章 溶剂萃取和浸取
溶剂萃取
溶剂萃取又称液液萃 取，是利用一种溶质 在两个互不相溶的液 相中竞争性溶解和分 配性质上的差异来进 行分离的过程。
几个概念
溶质：被萃取的物质 萃取剂：用来萃取产物的溶剂 料液：供提取的溶液 萃取液：溶质转移到萃取剂中后形成的溶液 原溶剂：原先溶解溶质的溶剂 萃余液：被萃取出溶质后的料液
如，青霉素作为一种酸，可用脂肪碱作为带溶 剂，比如能和正十二烷胺、四丁胺等形成复合 物而溶于氯仿中，这样萃取收率能够提高。
二、工业萃取方式和理论收得率
工业上萃取操作通常包括三个步骤：
（1）混合（混合器或萃取器） （2）分离（分离器） （3）溶剂回收（回收器）
萃取操作流程
单级萃取 多级萃取
在生物工业上，对分子间相互作用力这一点考察较多的 是分子的极性。
物质的介电常数(ε)是一个化合物摩尔极化程度的量度 ε= C/C0 式中：C — 物质在电容器二级板间的静电容 C0 — 没有介质时同一电容器的电容
溶剂的介电常数
好的萃取剂应满足以下几点要求
① 萃取容量大；
② 选择性好； ③ 有利于相的分散和两相分离，与被萃取相互溶 度小，且粘度小； ④ 易回收和再生；
AB(1)型：交链氢键缔合溶剂 AB(2)型：直链氢键缔合溶剂 AB(3)型：生成内氢键分子 由于形成氢键的过程是释放能量的过程，如果两种 溶剂混合后形成的氢键比混合前增加或强度更大， 则有利于互溶，否则不利于互溶。
溶剂互溶图
3、溶剂的极性
溶剂萃取的关键是溶剂的选择，而选择的依据是“相似 相溶”原理。
多级错流萃取的理论计算
第一级萃取因素为E1，萃余率为： φ1 = 1/(E1+1) 第二级萃取因素为E2，萃余率为： φ2 = φ1[1/(E2+1)]= 1/[(E1+1)(E2+1)] 依此类推，经n级萃取后，萃余率为： φn = 1/[(E1+1)(E2+1)…(En+1)] 经n级萃取后，总理论收得率为： 1-φ = 1-1/[(E1+1)(E2+1)…(En+1)]
“相似相溶”原理
分子之间可以有两方面的相似：
一是分子结构相似
二是能量（相互作用力）相似
从能量的角度
（1）两种惰性溶剂互溶
（2）水向油中溶解
（3）油向水中溶解
（4）水和乙醇的溶解
从分子结构的角度
物质在水中的溶解度（20℃，单位：g/100g）
2、溶剂的互溶性规律
物质分子之间的作用力与物质种类有关，作用 力包括较强的氢键力和较弱的范德华力。 氢键力：A—H‥‥B 接受电子的部分A—H，即电子受体 给出电子的部分B，即电子供体
多级萃取——多级逆流萃取
多级逆流萃取是溶剂与料液互成逆流接触的萃取。
多级逆流萃取流程示意图
多级逆流萃取的理论计算
多级逆流萃取的特点：料液与萃取剂走向相反，只 在最后一级中加入萃取剂，与错流萃取相比，萃取 剂消耗少，萃取液产物浓度高，产物收率最高。 设萃取因素为E，萃取级数为n则 萃余率：φ = (E-1)/(En+1-1) 理论收得率为： 1-φ = (En+1-E)/(En+1-1)
（3）溶质质点B进入溶剂A形成的空位
溶质的质点B进入溶剂A形成的空位，溶质分子B 与溶剂分子A之间也存在相互作用力。
此过程放出能量。
放出能量的大小有以下规律： A、B均为非极性分子＜一非极性分子、另一极性 分子＜均为极性分子＜B被A溶剂化
溶剂化也称为溶剂合化，是指一定数目的溶剂分 子较牢固地结合在溶质质点上。
pH值影响分配系数
例如，红霉素在pH=9.8时，在乙酸戊酯与水相的分 配系数等于44.7；而在pH=5.5时，等于14.4。
pH值影响选择性 pH值应尽量选择在使生化物质稳定的范围内
水相条件的影响——温度
T影响萃取速度：T↑→分子扩散速度↑
T影响分配系数：
例：红霉素、螺旋霉素― T↑→ 水中的溶解度↑
分离因数β
如果料液中除溶质A以外，还有溶质B。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： β = (c1A/c1B)/(c2A/c2B)
= (c1A/c2A)/(c1B/c2B)
= KA/KB
如果A是产物，B为杂质，分离因数为：β = K产/K杂
β越大，A、B的分离效果越好。
5、水相条件的影响——pH值
切片：减小水溶剂从水相主体扩散到每个细胞的 距离。
二、浸取速率
浸取过程：
(1) 溶剂从溶剂主体传递到固体颗粒的表面；
(2) 溶剂扩散渗入固体内部和内部微孔隙内；
(3) 溶质溶解进入溶剂；
(4) 溶质通过固体微孔隙通道中的溶液扩散至固 体表面，并进一步进入溶剂主体。
1、分子扩散的费克(Fick)定律
⑤ 化学稳定性好，不易分解，对设备腐蚀性小；
⑥ 经济性好，价廉易得；
⑦ 安全性好，沸点高，对人体无毒或低毒。
4、分配定律和分离因数
分配定律是指在一定温度、压力条件下，溶质分 布在两个互不相溶的溶剂中，达到平衡后，它在 两相中的浓度之比为一常数，即分配系数K。 K = 萃取相浓度/萃余相浓度 = c1/c2 在应用分配定律时，须符合下列条件：
（1）必须是稀溶液 （2）溶质对溶剂的互溶没有影响
（3）溶质在两相中必须是同一分子类型
青霉素
K0为分配系数，Kp为电离常数
c2 = 青· COOH+青· COO-，K = c1/c2，K为表观分配系数
K和K0、Kp的关系式可经理论推导：
K=K0[H+]/(Kp+[H+])(弱酸)；K=K0Kp/(Kp+[H+])(弱碱)
多级萃取设备——转盘塔
转盘塔内有一机械搅拌 装置
转盘塔适用于小于5～7 个理论级的各种规模的 萃取操作。 转盘塔示意图
第二节 浸取
浸取也称为浸出，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。
一、浸取过程的应用
生物物料的浸取前加工
干燥：有助于细胞膜的破裂，溶剂也容易进入细 胞内部直接溶解溶质。 滚压：将原料滚压成片，使其减小到0.1～0.5mm。
三种萃取过程中，以逆流萃取收率最高，溶剂用量最少。
三、乳化和去乳化
1、乳化
乳化：一种液体（分散相）分散在另一种不相溶 的液体（连续相）中的现象。
有机相 水相
Hale Waihona Puke 乳化层 （乳浊液）乳浊液形成
乳化现象的产生必需有第三种物质的出现，这种物 质就是表面活性剂，所以表面活性剂又称为乳化剂。
乳浊液形式
油滴分散于水相中的乳浊液称为水包油型(O/W) 水滴分散于油相中的乳浊液称为油包水型(W/O)