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Chapter 5萃 取Solvent Extraction 通过本章学习应掌握以下内容： 萃取的概念 液－液萃取从机理上分析可分为哪两类？ 常见物理萃取体系由那些构成要素？ 何谓萃取的分配系数？其影响因素有哪些？ 掌握单级萃取过程的计算解析方法。 掌握多级萃取萃取级数的计算方法。 何谓超临界流体萃取？其特点有哪些？ 何谓双水相萃取?常见的双水相构成体系有哪些？ 反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理。 萃取是生物分离中常用的单元操作 何谓萃取 利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的 物理萃取 化学萃取 物理萃取 利用溶剂对需分离组分有较高的溶解能力，分离过程纯属物理过程 萃取体系的构成 溶质：被萃取的物质 原溶剂：原先溶解溶质的溶剂 萃取剂：加入的第三组分 萃取剂选择原则：使溶质在萃取相中有最大的溶解度 分配系数 衡量萃取体系是否合理的重要参数： y-----平衡时溶质在轻相中的浓度 X-----平衡时溶质在重相中的浓度 单级萃取 由物化理论可知：萃取操作达到平衡时，溶质在轻相和重相中的化学势相等。 分配系数为 因此，要提高溶质的分配系数，必须提高标准状态下，其在重相与轻相的化学势之差 可以采取的方法： 改变溶剂 改变溶质的特性 生成有用离子对－－可溶于萃取剂的离子对 将强酸弱碱盐或强碱弱酸盐生成弱酸弱碱盐 通过改变原溶剂中的pH值 单级萃取 使含溶质的溶液（h） 和萃取剂（L）解出混 合，静止后分成两层。 单级萃取过程的解析计算方法 假定传质处于平衡状态 有 多级萃取 是工业生产最常用的萃取流程 分离效率高 产品回收率高 溶剂用量少 三级错流萃取装置a—艾德连式 三级错流萃取装置b—泵混合分离器 三级错流萃取装置c—加挡－齐格勒接触器 多级逆流萃取的解析方法 确定要达到一定的回收率所需萃取的级数 P83－85 常用萃取设备 混合－沉降器 离心萃取器 填充塔 喷雾塔 旋转圆盘塔 超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction) 有机溶剂萃取（Solvent extraction） 优点： 处理量大 能耗低 易于实现连续操作和自动化控制 不足： 使用有机溶剂 溶质分离和浓缩 溶剂残留 超临界流体：当一种流体处于其临界点的温度和压力之下，则称之为超临界流体 特点：超临界流体与气体和液体的物性比较 超临界流体萃取的基本思想 利用超临界流体的特殊性质，使其在超临界状态下，与待分离的物料接触，萃取出目的产物，然后通过改变压力或温度的方法，使萃取物得到分离 超临界流体中的溶解度 利用超临界流体萃取目标产物，应首先确定目标产物的溶解度及其与温度和压力的关系 Prausnitz 提出了一种计算固体在气体中溶解度的方法，可用于计算固体物质在超临界流体中的溶解度 溶解度可通过相平衡理论计算，当两相达到平衡时，各相逸度相等 超临界二氧化碳萃取（Supercritical Carbon Dioxide Extraction） 临界点：T：304.1 P：73.8 bar 优点： 等温法 等压法 吸附法 超临界流体萃取技术的应用 咖啡因萃取 植物油：胚芽油、玉米油、γ亚麻酸 天然香料：杏仁油、柠檬油 啤酒花 尼古丁 反胶束萃取（Reversed Micelles Extraction） 反胶束萃取 反胶束的优点 极性“水核”具有较强的溶解能力。 生物大分子由于具有较强的极性，可溶解于极性水核中，防止与外界有机溶剂接触，减少变性作用。 由于“水核”的尺度效应，可以稳定蛋白质的立体结构，增加其结构的刚性，提高其反应性能。 反胶束反应器 常用的表面活性剂 阴离子表面活性剂 AOT [2一乙基己基]磺基琥珀酸钠 阳离子表面活性剂 季铵盐, CTAB 十六烷基三甲基溴化铵 反胶束萃取操作 蛋白质的溶解方式 液液接触法 注入法 溶解法 影响分配平衡的主要因素 pH值 在使用离子型表面活性剂制备的反胶束体系中，pH值偏离蛋白质的等电点，以增强表面活性剂与蛋白质分子的静电相互作用 离子强度 根据Debye-Huckel静电屏蔽效应理论，较高的离子强度将减弱静电相互作用有机相助溶剂 表面活性剂和助表面活性剂 表面活性剂浓度的增加有助于提高反胶束的萃取容量 添加助表面活性剂可提高反胶束相的含水率，增大反胶束萃取的操作pH值范围 反胶束萃取装置 恒界面池萃取系统 本课小结 超临界流体萃取（SCFE） SCFE的概念及特点：临界点，密度，粘度 SCFE的基本思想：溶解度，密度，压力，温度 溶质在超临界流体中溶解度的估算方法 Prausnitz的方法 常用溶剂及其临界点：CO2，水 超临界CO2萃取的一般流程 常见的超临界CO2萃取方法：等温法、等压法、吸附法 超临界C