第七章 萃取设备.ppt

第七章 萃取设备 将选定的某种溶剂加入到混合物中，因混合物中的各组分在同种溶剂中的溶解度不同，因此就可将所需提取的组分加以分离出来，这个操作过程叫做萃取。萃取操作是利用物质溶解于某种液体的一种提取方法。 萃取设备 萃取法特点：①传质速度快、生产周期短，便于连续操作、容易实现自动控制；②分离效率高、生产能力大等一系列优点，所以应用相当普遍；③能量消耗较少，设备投资费用不高；④采用多级萃取可使产品达到较高纯度，便于下一步处理，减少以后工序的设备和操作费用。 萃取设备 第一节 溶剂萃取法概述 溶剂萃取法是用一种溶剂将物质从另一种溶剂中提取出来的方法，这两种溶剂不能互溶或只部分互溶，能形成便于分离的两相，利用混合物中不同组分在同种溶剂中的溶解度不同，而将所需要的组分分离出来。 萃取设备 在溶剂萃取中，被提取的溶液称为料液，其中欲提取的物质称为溶质，而用以进行萃取的溶剂称为萃取剂。经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中，得到的溶液称为萃取液，而被萃取除溶质以后的料液称为萃余液。将萃取剂和料液放在萃取器中，经充分振荡，静置待分层形成两相，即萃余相和萃取相，进行萃取的体系是多相多组分体系。萃取的理论基础是分配定律，其过程是自发进行的。 分配定律的应用条件： ①必须是稀溶液； ②溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③溶质在两相中必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。 萃取设备 工业上萃取操作三步骤： 1、混和 — 料液和萃取剂充分混合形成乳浊液； 2、分离 — 将乳浊液分成萃取相和萃余相； 3、溶剂回收。 混合通常在搅拌罐中进行；也可以将料液和萃取剂以很高的速度在管道内混合，湍流程度很高，称为管道萃取，也有利用在喷射泵内涡流混合进行萃取的称为喷射萃取。分离通常利用离心机（碟片式或管式）。近来也有将混合和分离同时在一个设备内完成的。 萃取设备 溶剂萃取方法: 1、单级萃取 单级萃取只包括一个混合器和一个分离器。料液F和溶剂S加入混合器中经接触达到平衡后，用分离器分离得到萃取液L和萃余液R。如分配系数为K，料液的体积为VF，溶媒的体积为VS，则经过萃取后，溶质在萃取相与萃余相中数量之比值为 萃取设备 2、多级错流萃取 萃取设备 3、多级逆流萃取 萃取设备 在多级逆流萃取中，在第一级中加入料液，并逐渐向下一级移动，而在最后一级中加入萃取剂，并逐渐向前一级移动。料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反，故称为逆流萃取（图9-3）。在逆流萃取中，只在最后一级中加入萃取剂，故和错流萃取相比，萃取剂的消耗量较少，因而萃取液平均浓度较高。 萃取设备 4、双水相萃取 有机溶剂萃取用于提取生物大分子（蛋白质、核酸等）可能带来生物物质的不可逆变性失活，而且有些蛋白质有很强的亲水性，很难溶于有机溶剂中，因此，有机溶剂用于这类物质的提取是有困难的。对于这类物质的萃取通常采用双水相萃取体系。 双水相系统形成的两相均是水溶液，不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，如葡萄糖（Dextran）与聚乙二醇（PEG）按一定比例与水混合，溶液混浊，静置平衡后，分成互不相溶的两相，上相富含PEG，下相富含葡萄糖。高聚物与低分子量化合物之间也可以形成双水相系统，如聚乙二醇与硫酸铵或硫酸镁水溶液系统，上相富含聚乙二醇，下相富含无机盐。 萃取设备 影响萃取操作的因素 1、萃取剂的选择 2、PH的范围 3、温度的确定 4、盐析、带溶剂、去乳化的作用 萃取设备 萃取溶剂选择的基本原则： 　　　选择性、溶质的溶解度、有利于分离、价廉易得、化学性能稳定、毒性小、粘度低等。 萃取设备 第二节 溶剂萃取设备 一、分段式萃取设备 1、混合设备 （1）混合罐： 　　　为传统的混合设备。利用搅拌将料液和萃取剂相混和。其缺点为间歇操作，停留时间较长，传质效率较低。但由于其装置简单，操作方便，仍广泛应用于工业中。 萃取设备 （2）混合管 工作原理是使液体在一定流速下在管道中形成湍流状态。因为液体在管道中流动时不外乎两种流态，即滞流和湍流。所谓滞流是指在同一截面上的不同点的流体的流动方向是相互平行的；而在湍流时，各点的运动方向是不规则的，易于达到混合。－般来说，管道萃取的效率比搅拌罐萃取来得高，且为连续操作。 萃取设备 (3）喷射式混合器 (4)泵 萃取设备 2、分离设备 （1）管式离心机 萃取设备 （2）碟片式离心机 此类离心机适用于分离乳浊液或含少量固体的乳浊液。其结构大体可分为三部分：第－部分是机械传动部分；第二部分是由转鼓碟片架、碟片分液盖和碟片组成的分离部分；第三部分是输送部分，在机内起输送已分离好的两种液体的作用，