萃取(化工原理)

萃取点击添加标题点击添加标题打完肥皂、揉搓后，如何将肥皂沫去除呢？用清水多次漂洗经验表明：每盆水揉搓的时间越长（即萃取越接近平衡），拧得越干（即萃取与萃余相相分离越彻底），所用漂洗次数越少（即错流级数越少）。四氯化碳萃取碘的饱和水溶液中的碘一.萃取相关概念分离液体（固体）混合物的一种单元操作分类：按组分数目分：按有无化学反应分：多组元体系三元体系多组元体系三元体系物理萃取化学萃取按萃取原理分固体萃取液体萃取超临界萃取双相萃取胶体萃取按萃取原理分固体萃取液体萃取超临界萃取双水相萃取胶体萃取1.液-液萃取优点•设备简单，操作方便，能耗低。•分离选择性高。•应用范围广。•处理量大，适合工业规模分离，易于实现连续自动操作。缺点•有机溶剂易挥发，多对人体有害•手工操作比较麻烦，费时•分离效率不高。1.液-液萃取杂质溶质原溶剂Heavyphase萃取剂Lightphase废水溶剂溶质水+溶质溶剂+溶质溶剂废水蒸汽液-液萃取过程图萃取器溶剂/溶质塔汽提塔冷凝器分离器热交换器2.超临界萃取超临界流体：物质在的温度和压力分别超过其临界温度(Tc)和临界压力(pc)时形成的流体(SCF)。处于临界点状态的物质可实现液态到气态的连续过渡，两相相界面消失，汽化热为零。超过临界点的物质，无论加多大的压力都不会液化，而只会引起密度变化。超临界流体萃取：以超临界流体作流动相（萃取剂），直接从固体（粉末）或液体样品中将目标物质（有机物）萃取出来的一种分离方法。密度大，溶解度高；粘度小，扩散快2.超临界萃取优点•萃取剂在常温常压下为气体，萃取后可以方便地与萃取组分分离。分离选择性高。•在较低的温度和不太高的压力下操作，特别适合天然产物的分离。•超临界流体的溶解能力可以通过调节温度、压力在很大范围内变化缺点•萃取率较低，选择性不够高。2.超临界萃取超临界流体萃取的原则流程的过程分析2.超临界萃取a.变压萃取分离流程(等温法)等温法代表性流程等压法代表性流程b.变温萃取分离流程(等压法)2.超临界萃取2.超临界萃取吸附法代表性流程c.吸附萃取分离流程(吸附法)2.超临界萃取惰性气体法代表性流程d.稀释萃取分离流程(惰性气体法)2.超临界萃取超临界流体萃取的工业应用液相萃取固相萃取a.天然产物的萃取2.超临界萃取咖啡因超临界萃取流程咖啡因萃取CO2水水洗蒸馏咖啡因脱气CO2+咖啡因0.7%-3%0.02%咖啡因萃取CO2水水洗蒸馏咖啡因脱气CO2+咖啡因2.超临界萃取b.ROSE脱沥青过程2.超临界萃取c.重烃油加氢转化过程2.超临界萃取超临界流体萃取装置压缩机萃取釜制冷MVC-760L二氧化碳循环泵3.双相水萃取一、双水相的形成：两种不同水溶性聚合物浓度达到一定值时，体系会分成互不相容的两相，构成双水相体系。原因：分子间作用力A-AA-B相分离A-AA-B混合二、双水相体系类型(1)高聚物-高聚物：易于与后续处理(2)高聚物-盐：盐浓度高，蛋白质易盐析，废水处理困难三、萃取原理：利用生物物质在双水相体系中的选择性分配。H键，电荷力，疏水作用，范德华力等3.双相水萃取四、萃取特点：双水相萃取成为新兴生物技术产业研究的热点，主要是该技术对于生物物质的分离和纯化表现出特有的优点和独有的技术优势。易于放大，各种参数可以按比例放大而产物收率并不降低双水相系统之间的传质和平衡过程速度快，回收效率高易于进行连续化操作，设备简单相分离条件温和，因而会保持绝大部分生物分子的活性操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行3.双相水萃取五、工业应用：主要用于生物物质、药物的分离、提取、纯化等，如：(1)酶的提取与纯化(2)核酸的分离及纯化(3)药物和抗生素类的分离和提取(4)病毒的分离及纯化(5)从天然植物中提取有效药用成分4.胶体萃取1.基本概念胶团：双亲物质在水或有机溶剂中自发形成的聚集体。胶体（胶团）萃取：被萃取物以胶体或胶团形式被萃取。(a)正向微胶团；(b)反向微胶团2.溶解模型水壳模型蛋白质居于“水池”中心，水壳层则保护蛋白质吸附模型蛋白质分子吸附在胶团内部由表面活性剂亲水头组成的亲水壁上。溶解模型蛋白质被几个胶团包围而溶解于表面活性剂胶团，胶团的非极性尾与蛋白质的亲脂部分作用。3.胶体萃取3.胶体萃取实例二.萃取设备澄清萃取器填料萃取塔转盘萃取塔脉冲塔离心萃取器（一）澄清萃取器轻相重相轻相重相1、喷洒萃取塔2、填料萃取塔轻液轻液重液重液液－液相界面填料3、筛板萃取塔轻液轻液重液重液筛板轻液分散在重液内的混合液分散相聚集界面溢流管轻液分散的筛板萃取塔轻液向上流相界面轻液筛板降液管重液向下流挡板分散的轻液轻液向上流相界面重相液滴筛板升液管重液向下流挡板重液重液分散的筛板萃取塔（四）脉冲塔（五）离心萃取器驱动槽轮轻相进重相出转鼓清洗通道栓塞轻相出重相进机械密封波式离心萃取器示意图优点：处理量大，效率较高，提供较多理论级，结构紧凑，占地面积小，应用广。缺点：能耗大，结构复杂，设备及维修费用高。应用：适用于要求接触时间短，物流滞留量低，易乳化，难分相的物系。Thankyou!