《萃取技术》PPT课件

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1、第六章生物大分子萃取技术刘耀玺河南科技大学林业职业学院生物技术教研室第一节概述一、基本概念与分类萃取：是利用溶质在互不相溶（或微溶）的两相之间溶解度（或分配系数）的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法。萃取相与萃余相：在萃取操作中，加入的能够使目标产物最大限度地溶解在其中的流体，称为萃取剂。萃取剂连同溶质和少量原溶剂称萃取相，而另一相含有少量溶质、溶剂和大量原溶剂的为萃余相。萃余相可以为固体或液体。反萃取：为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，而将目标产物从有机相转入水相的萃取操作过程，称为反萃取。物理萃取与化学萃取：根据萃取剂与原料液中的组分有无化学反应发生可以分为：

2、物理萃取和化学萃取。物理萃取即溶质根据相似相容的原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反应。化学萃取是利用萃取剂与溶质发生络合或离子交换等作用实现溶质向有机相的分配。分类：根据参与溶质分配的两相即溶剂种类不同液-固萃取(浸取)有机溶剂萃取萃取液-液萃取双水相萃取液膜萃取超临界萃取反胶团萃取根据组分数目不同：多组元体系和三元体系根据有无化学反应不同：物理萃取和化学萃取二、萃取技术的操作特点及注意事项（一）特点从发酵液或其他生物反应溶液中提取和分离产物时，萃取技术与其他分离技术相比有如下特点:1、萃取过程具有选择性；2、能与其他需要的纯化步骤（如结晶、蒸馏）相配合；

3、3、通过转移到不同物理或化学特性的第二相中来减少由于降解（水解）引起的产品损失；4、可从潜伏的降解过程中（如代谢或微生物过程）分离产物；5、适用于各种不同的规模；6、传质速度快，生产周期短，便于连续操作，容易实现计算机控制。7、溶剂消耗量大，对生产设备与安全要求高。第二节溶剂萃取技术溶剂萃取技术即典型的液液萃取，即有机溶剂萃取。即在液体混合物（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。一、液-液萃取过程实现组分分离的萃取操作过程由混合、分层、萃取相分离、萃余相分离等一系列步骤共同完成，这些

4、设备的合理组合就构成了萃取操作流程。选用的有机溶剂称为萃取剂，以S表示；原料液中容易溶于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。萃取过程如下图：萃取相E(S+A+(少量B))S萃取液E1(A+少量B)萃余液R1(B+少量A)萃余相R(B+（少量S）+少量A)SS原料液A+B混合槽沉降分层脱除溶剂蒸馏或蒸发工业生产中常见的萃取流程有单级萃取、多级错流萃取和多级逆流萃取。1、单级萃取是液-液萃取中最简单的操作形式，一般用于间歇操作，也可以进行连续操作。（缺点）不能对原料液进行较完全的分离，萃取液浓度不高，萃余液中仍含有较多的溶质。（优点）萃取流

5、程简单，特别适用于萃取剂分离能力大、分离效果好或工艺对分离要求不高的情况。萃取器料液F分离器萃取相E萃余相R回收器分离器产物萃取剂S萃余液萃取剂S2、多级错流萃取流程过程：原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽内，萃取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备。特点：采用多级错流萃取时，萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大，能耗较大。混合分离器1料液溶剂混合分离器2萃余液萃取液溶剂萃取液混合分离器n溶剂萃取液萃余液萃余液3、多级逆流萃取流程过程：原料液F从第1级加入，依次经过各级萃取，成为各级的萃余相，其溶质A含量逐级下降，最后从N级流出；萃取剂则从第N

6、级加入，依次通过各级与萃余相逆向接触，进行多次萃取，其溶质含量逐级提高，最后从第1级流出。最终的萃取相E送至溶剂分离装置中分离出产物和溶剂，溶剂循环使用；最终的萃余相R送至溶剂回收装置中分离出溶剂供循环使用。特点：多级逆流萃取可以获得溶质含量很高的萃取液和含溶质浓度很低的萃余液，而且萃取剂用量少，因此在工业生产中得到广泛的应用。特别适用于以原料液中两组分为过程产品，且工艺要求将混合液进行彻底分离的情况。混合器分离器混合器分离器混合器分离器FRSE1E2第1级第2级第n级二、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）简单分子萃取是简单的物理分配

7、过程，被萃取组分以一种简单分子的形式在两相间物理分配。它在两相中均以中性分子形式存在，溶剂与被萃取组分之间不发生化学反应。2、中性溶剂络合萃取在这类萃取过程中，被萃取物是中性分子，萃取剂也是中性分子，萃取剂与被萃取物结合成为中性溶剂络合物而进入有机相。这类萃取体系主要采用中性磷化合物萃取剂和含氧有机萃取剂。3、酸性阳离子交换萃取这类萃取体系的萃取剂为弱酸性有机酸或酸性螯合剂。金属离子在水相中以阳离子或能解离为阳离子的络离子的形式存在，金属离子与萃取剂反应生成中性螯合物。由于酸性阳离子交换萃取过程具有高度