第二章-萃取分离课件.ppt

1、第二章第二章 萃取分离萃取分离 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 液固萃取液固萃取 第三节第三节 液液萃取液液萃取 第四节第四节 反胶团萃取反胶团萃取 第五节第五节 双水相萃取双水相萃取 第六节第六节 液膜萃取液膜萃取 第七节第七节 超临界流体萃取超临界流体萃取 第八节第八节 萃取的强化萃取的强化 第一节第一节 概述概述 一、基本概念一、基本概念 1、萃取（、萃取（extraction）与反萃取）与反萃取(back extraction)（1）萃取萃取：萃取是利用混合物中各组分在某溶剂：萃取是利用混合物中各组分在某溶剂（萃取剂）中的（萃取剂）中的溶解度差异溶解度差异来分离混合物的一种单元来

2、分离混合物的一种单元操作。操作。用液体溶剂分离液体混合物的萃取操作称为用液体溶剂分离液体混合物的萃取操作称为液液液液萃取萃取；用液体溶剂分离固体混合物的萃取操作则称为用液体溶剂分离固体混合物的萃取操作则称为液液固萃取固萃取，又叫，又叫固液萃取固液萃取或或浸取浸取；以超临界流体作为萃取剂的萃取操作称为以超临界流体作为萃取剂的萃取操作称为超临界超临界流体萃取流体萃取。原料原料+萃取剂萃取剂 萃取液萃取液+萃余液萃余液 对于液固萃取其原料是固体，萃余液又叫对于液固萃取其原料是固体，萃余液又叫残渣，残渣，萃取液又叫萃取液又叫提取液提取液或或浸取液浸取液。对于液液萃取其原料是液体，原料液相又称为对于液液

3、萃取其原料是液体，原料液相又称为水水相相（重相重相），萃取剂相又称为），萃取剂相又称为有机相有机相（轻相轻相），混合），混合静置分层后，水相（重相）叫静置分层后，水相（重相）叫萃余相萃余相，有机相（轻相），有机相（轻相）叫叫萃取相萃取相。（2）反萃取反萃取：调节水相条件（如：调节水相条件（如酸度和络合剂、酸度和络合剂、还原剂等还原剂等），将），将目标产物目标产物从有机相从有机相转入水相转入水相的萃取操的萃取操作称为反萃取。反萃取目的是在完成萃取操作后，进作称为反萃取。反萃取目的是在完成萃取操作后，进一步一步纯化目标产物纯化目标产物或或便于下一步分离操作便于下一步分离操作的实施。的实施。对一个完

4、整的萃取过程，常在萃取与反萃取之间对一个完整的萃取过程，常在萃取与反萃取之间增加增加洗涤操作洗涤操作：使使杂质杂质由有机相由有机相反萃到水相反萃到水相，而被萃，而被萃物仍留在有机相物仍留在有机相，目的是除去与目标产物同时进入有，目的是除去与目标产物同时进入有机相中的杂质。机相中的杂质。萃取萃取 洗涤洗涤 反萃取反萃取 2、物理萃取与化学萃取、物理萃取与化学萃取 （1）物理萃取物理萃取：萃取剂与溶质间不发生化学反：萃取剂与溶质间不发生化学反应，溶质根据应，溶质根据相似相溶原理相似相溶原理（分子结构相似或极性相（分子结构相似或极性相似）在两相间达到分配平衡，从而实现溶质向萃取相似）在两相间达到分配

5、平衡，从而实现溶质向萃取相的转移。物理萃取最常用。的转移。物理萃取最常用。（2）化学萃取化学萃取：溶质与萃取剂间发生化学反应：溶质与萃取剂间发生化学反应（离子交换、络合反应等）（离子交换、络合反应等）生成复合分子生成复合分子，从而实现，从而实现溶质向萃取相的转移。溶质向萃取相的转移。如如氨基酸氨基酸和一些和一些极性较大的抗生素极性较大的抗生素，它们的水溶，它们的水溶性强，在有机相中的分配系数很小甚至为零，利用一性强，在有机相中的分配系数很小甚至为零，利用一般的物理萃取效率很低，甚至无法萃取。对于这种情般的物理萃取效率很低，甚至无法萃取。对于这种情况可用化学萃取进行分离。况可用化学萃取进行分离。

6、如萃取剂如萃取剂季铵盐季铵盐氯化三辛基甲铵（氯化三辛基甲铵（R+Cl-）与与氨氨基酸基酸（A-）发生离子交换，使氨基酸由水相进入萃取发生离子交换，使氨基酸由水相进入萃取相。相。R+Cl-+A-R+A-+Cl-常用有机溶剂（煤油、乙烷、苯、常用有机溶剂（煤油、乙烷、苯、四氯化碳等）四氯化碳等）溶解萃取剂，改善萃取相的物理性质，此时有机溶剂溶解萃取剂，改善萃取相的物理性质，此时有机溶剂称为称为稀释剂稀释剂。如某溶质不被萃取或很少被萃取，加入另一溶质如某溶质不被萃取或很少被萃取，加入另一溶质后同时被萃取，则另一溶质称为后同时被萃取，则另一溶质称为带溶剂带溶剂。链霉素萃取链霉素萃取：在中性条件下，链霉

7、素与月桂酸可：在中性条件下，链霉素与月桂酸可形成易溶于丁醇、乙酸丁酯和异辛醇的复合物。此复形成易溶于丁醇、乙酸丁酯和异辛醇的复合物。此复合物在酸性（合物在酸性（pH=5.55.7）条件下可分解。因此用酸）条件下可分解。因此用酸性水溶液进行反萃取，使复合物分解，链霉素重新溶性水溶液进行反萃取，使复合物分解，链霉素重新溶于水相中。于水相中。二、萃取基本理论二、萃取基本理论 1、分配定律（分配平衡定律）、分配定律（分配平衡定律）恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的两相中恒温恒压条件下，溶质在互不相溶的两相中达到达到分配平衡分配平衡时，如果在两相中的相对分子质量相等，则时，如果在两相中的相对分子质量相等，

8、则其在两相中的平衡浓度之比为常数，叫其在两相中的平衡浓度之比为常数，叫分配常数分配常数。分配常数只有溶质在较低浓度范围内才成立。通分配常数只有溶质在较低浓度范围内才成立。通常用常用分配系数分配系数或或分配比分配比 表示表示:分配常数是分配系数的一种特殊情况。分配常数是分配系数的一种特殊情况。2、几个名词、几个名词 （1）分配系数分配系数（distribution coefficient）又叫）又叫分配比分配比（distribution ratio）：表示溶质在两相中的）：表示溶质在两相中的溶解情况。溶解情况。（2）选择性系数选择性系数（selectivity coefficient）：）：表示

9、萃取剂对两物质的分离能力。表示萃取剂对两物质的分离能力。（3）相比相比（phase ratio）：）：（4）萃取因子萃取因子（extraction factor）：表示萃）：表示萃取剂对溶质的萃取能力。取剂对溶质的萃取能力。（5）萃取率萃取率：（6）萃余率萃余率：第二节第二节 液固萃取液固萃取 液固萃取液固萃取（liquid-solid extraction）是用液体溶）是用液体溶剂（萃取剂）提取固体原料中的目标成分，又叫剂（萃取剂）提取固体原料中的目标成分，又叫固液固液萃取萃取（solid-liquid extraction）、）、浸取浸取（leaching）等。等。液固萃取液固萃取实质实质

10、：是溶质由固相传递至液相的：是溶质由固相传递至液相的传质传质过程过程，是一种，是一种扩散分离扩散分离。液固萃取液固萃取应用应用：（1）中药材有效成分提取）中药材有效成分提取 （2）生物制药中从细胞或生物体中提取有效成分。）生物制药中从细胞或生物体中提取有效成分。一、中药材有效成分的浸取一、中药材有效成分的浸取 1、中药材成分、中药材成分 有效成分有效成分、辅助成分辅助成分、无效成分无效成分、组织物组织物 （1）有效成分有效成分。起。起主要药效主要药效的物质，如多酚、黄的物质，如多酚、黄酮、生物碱、苷类、多糖、挥发油等。酮、生物碱、苷类、多糖、挥发油等。（2）辅助成分辅助成分。本身无特殊疗效，但

11、能。本身无特殊疗效，但能增强增强或或缓缓和和有效成分作用的物质，如洋地黄皂苷促进洋地黄强心有效成分作用的物质，如洋地黄皂苷促进洋地黄强心苷吸收，增强洋地黄强心作用。苷吸收，增强洋地黄强心作用。（3）无效成分无效成分。本身。本身无效无效有些有些甚至有害甚至有害，如脂肪、，如脂肪、蛋白质、淀粉等，往往影响提取效果、制剂的稳定性和蛋白质、淀粉等，往往影响提取效果、制剂的稳定性和药效等。药效等。（4）组织物组织物。细胞细胞或其它或其它不溶解物质不溶解物质，如纤维素、，如纤维素、栓皮等。栓皮等。所谓所谓有效有效、无效只是相对概念无效只是相对概念。如鞣质在没食子。如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分

12、；在大黄泻下而起止泻酸或五倍子中是收敛的有效成分；在大黄泻下而起止泻作用的辅助成分；在注射剂中多为无效成分。作用的辅助成分；在注射剂中多为无效成分。2、中药材浸取前预处理、中药材浸取前预处理 储存备用储存备用、脱脂脱脂、粉碎或切片粉碎或切片 （1）储存备用储存备用。干燥法干燥法：风干或烘干，适用于耐热药材；：风干或烘干，适用于耐热药材；冷冻法冷冻法：-20-80冰冻保存；冰冻保存；有机溶剂浸泡法有机溶剂浸泡法：如丙酮、乙醇、乙醚、氯仿等：如丙酮、乙醇、乙醚、氯仿等浸泡；浸泡；碱水浸泡法碱水浸泡法：如驴皮、龟板、鳖甲等用石灰水如驴皮、龟板、鳖甲等用石灰水保存。保存。（2）脱脂脱脂。动物药材及一些

13、植物种子油脂较多需。动物药材及一些植物种子油脂较多需脱脂处理。脱脂处理。冷凝法冷凝法：由于脂肪类物质低温时易凝固，：由于脂肪类物质低温时易凝固，从浸出液中析出，凝集于液面而被除去：从浸出液中析出，凝集于液面而被除去：有机溶剂脱脂法有机溶剂脱脂法：一般脂肪、类脂易溶于一般脂肪、类脂易溶于有机溶剂，如丙酮、甲醇、石油醚等。有机溶剂，如丙酮、甲醇、石油醚等。（3）粉碎或切片粉碎或切片。3、萃取剂浸取过程、萃取剂浸取过程 浸润、渗透阶段浸润、渗透阶段；解吸、溶解阶段解吸、溶解阶段；扩散阶段扩散阶段 （1）浸润、渗透阶段浸润、渗透阶段 中药材被粉碎但大部分细胞仍是保持完整状态，中药材被粉碎但大部分细胞仍

14、是保持完整状态，溶剂附着粉粒表面使其湿润称为溶剂附着粉粒表面使其湿润称为浸润浸润，同时通过毛细，同时通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内称为管和细胞间隙渗透至细胞组织内称为渗透渗透。此阶段取决于此阶段取决于溶剂性质溶剂性质和和药材的性质药材的性质，一般非极，一般非极性溶剂不易从含水分多的药材中浸取出有效成分，性溶剂不易从含水分多的药材中浸取出有效成分，极极性溶剂不易从含油脂多的药材中浸出有效成分。性溶剂不易从含油脂多的药材中浸出有效成分。（2）解吸、溶解阶段解吸、溶解阶段 细胞内成分间有一定的亲和力，溶剂克服这种亲细胞内成分间有一定的亲和力，溶剂克服这种亲和力，使待浸取成分易于转入溶剂中，称为

15、和力，使待浸取成分易于转入溶剂中，称为解吸解吸。溶。溶剂进入细胞组织后与被解吸的成分接触，使目标成分剂进入细胞组织后与被解吸的成分接触，使目标成分转入溶剂，称为转入溶剂，称为溶解溶解。（3）扩散阶段扩散阶段 溶剂溶解有效成分后形成浓溶液具有较高渗透压，溶剂溶解有效成分后形成浓溶液具有较高渗透压，形成形成扩散点扩散点，不停地向周围扩散其溶解的成分。，不停地向周围扩散其溶解的成分。分子扩散分子扩散：完全由于分子浓度不同而形成的扩散。：完全由于分子浓度不同而形成的扩散。对流扩散对流扩散：由于有流体的运动而加速扩散。：由于有流体的运动而加速扩散。实际浸取过程两种扩散方式均有，而对流扩散对实际浸取过程两

16、种扩散方式均有，而对流扩散对浸取效率影响更大。浸取效率影响更大。4、中药浸取类型、中药浸取类型 （1）单体成分提取单体成分提取。指单一成分的提取、分离、。指单一成分的提取、分离、精制，化学成分明确。但是有些药物纯化后不如单味精制，化学成分明确。但是有些药物纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好。药的有效部分提取物疗效好。（2）单味中药提取单味中药提取。某一种药材的初步提取，。某一种药材的初步提取，不进行纯化精制。单味药提取物的化学成分大多数不不进行纯化精制。单味药提取物的化学成分大多数不清楚，但中医临床疗效的实践比单体化合物的作用要清楚，但中医临床疗效的实践比单体化合物的作用要好，制备的成本也

17、较低。好，制备的成本也较低。（3）复方中药提取复方中药提取。几种药材混合后进行的初。几种药材混合后进行的初步提取，不进行纯化精制。在中医临床实践中基本上步提取，不进行纯化精制。在中医临床实践中基本上都是使用复方，以其综合成分，作为整体而起作用。都是使用复方，以其综合成分，作为整体而起作用。二、浸取溶剂与影响浸取因素二、浸取溶剂与影响浸取因素 1、浸取溶剂与辅助剂、浸取溶剂与辅助剂 （1）浸取溶剂选择原则）浸取溶剂选择原则 对有效成分对有效成分溶解度足够大溶解度足够大，对杂质溶解度小，对杂质溶解度小，节省溶剂用量。节省溶剂用量。与有效成分有足够大与有效成分有足够大沸点差沸点差，便于回收利用。，便

18、于回收利用。有效成分在溶剂中有效成分在溶剂中扩散系数大扩散系数大且且黏度小黏度小，便于，便于扩散。扩散。价廉价廉易得，易得，无毒无毒或毒性小，或毒性小，无腐蚀无腐蚀或腐蚀性小或腐蚀性小 （2）溶剂的极性）溶剂的极性 一般而言，分子功能基的极性越大或极性功能一般而言，分子功能基的极性越大或极性功能基团数量越多，则整个分子功能基团数量越多，则整个分子功能极性越强极性越强。分子中非。分子中非极性部分越大或碳链越长，则整个分子极性部分越大或碳链越长，则整个分子极性越小极性越小，亲，亲脂性越强。脂性越强。极性顺序极性顺序：水：水 甲酸甲酸 甘油甘油 二甲基亚砜二甲基亚砜 甲醇甲醇 乙醇乙醇 正丙醇正丙醇

19、 丙酮丙酮 乙醛乙醛 醋酸醋酸 乙酸乙酯乙酸乙酯 蓖麻油蓖麻油 乙醚乙醚 氯仿氯仿 植物油植物油 四氯化碳四氯化碳 液体石蜡液体石蜡 极性溶剂极性溶剂：水、甘油、二甲基亚砜等。：水、甘油、二甲基亚砜等。半极性溶剂半极性溶剂：乙醇、丙酮、丙二醇等。：乙醇、丙酮、丙二醇等。非极性溶剂非极性溶剂：乙醚、石油醚、氯仿、脂肪油、乙：乙醚、石油醚、氯仿、脂肪油、乙酸乙酯、液体石蜡等。酸乙酯、液体石蜡等。（3）常用浸取溶剂）常用浸取溶剂 水水：极性大，溶解范围广，经济易得，但易溶：极性大，溶解范围广，经济易得，但易溶出大量无效成分，部分有效成分（如某些甙类等）在出大量无效成分，部分有效成分（如某些甙类等）在

20、水中会发生水解。水中会发生水解。乙醇乙醇：半极性，与水互溶，易挥发易燃。：半极性，与水互溶，易挥发易燃。根据不同成分用不同比例乙醇浸取，如根据不同成分用不同比例乙醇浸取，如90%以上取以上取挥发油、有机酸、叶绿素、树脂等；挥发油、有机酸、叶绿素、树脂等；50%70%浸取浸取生物碱、苷类等；生物碱、苷类等；50%以下浸取苦味质、蒽醌类等。以下浸取苦味质、蒽醌类等。丙酮丙酮：半极性，与水互溶，可脱脂、脱水，易：半极性，与水互溶，可脱脂、脱水，易挥发易燃。挥发易燃。乙醚乙醚：非极性，溶解选择性较强。：非极性，溶解选择性较强。氯仿氯仿：非极性，溶解选择性较强。：非极性，溶解选择性较强。石油醚石油醚：非

21、极性，溶解选择性较强，常用作脱：非极性，溶解选择性较强，常用作脱脂剂。脂剂。甲醇甲醇、乙酸乙酯乙酸乙酯等。等。（4）常用浸取辅助剂）常用浸取辅助剂 凡加入浸取剂中能增加有效成分的溶解度及制品凡加入浸取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为浸取辅浸取辅助剂助剂。浸取辅助剂作用：浸取辅助剂作用：促进有效成分溶解。促进有效成分溶解。增加制品稳定性。增加制品稳定性。减少杂质减少杂质。浸取辅助剂种类：浸取辅助剂种类：酸类酸类：盐酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸等。：盐酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸等。碱类碱类：氨水、碳酸钠、碳酸钙等。碱类使用较

22、：氨水、碳酸钠、碳酸钙等。碱类使用较少。少。表面活性剂表面活性剂：吐温等。吐温等。甘油甘油：与水或乙醇混合使用，浸取后加入起稳与水或乙醇混合使用，浸取后加入起稳定作用。定作用。2影响浸取的因素影响浸取的因素 药材粒度药材粒度、浸取温度浸取温度、溶剂用量溶剂用量、提取次数提取次数、提提取时间取时间、溶质浓度差溶质浓度差、溶剂溶剂PH值值、浸取压力浸取压力等。等。（1）药材粒度药材粒度。粒度越细接触面大，有利于扩散。粒度越细接触面大，有利于扩散。但如粉得过细反而不利：但如粉得过细反而不利：过细，吸附作用增强，不利扩散；过细，吸附作用增强，不利扩散；过细，杂质增加，产品质量下降、分离困难、过细，杂质

23、增加，产品质量下降、分离困难、粘度增加而不利扩散；粘度增加而不利扩散；过细，易堵塞，给操作带来困难过细，易堵塞，给操作带来困难。具体粒度依具体粒度依药材药材和和溶剂性质溶剂性质有所区别，有所区别，一般一般2060目。目。水水为溶剂，易膨胀，可粗一些或切成薄片。为溶剂，易膨胀，可粗一些或切成薄片。乙乙醇醇为溶剂，膨胀作用小，粉成粗末（为溶剂，膨胀作用小，粉成粗末（520目，甚至目，甚至40目）。目）。叶、花、草叶、花、草等较疏松，可粗些，等较疏松，可粗些，根、茎、皮根、茎、皮等等较坚硬宜细一些。较坚硬宜细一些。（2）浸取温度浸取温度。温度升高有利于溶解、扩散，。温度升高有利于溶解、扩散，促进浸出

24、，但过高对不耐热成分或易挥发成分不利，促进浸出，但过高对不耐热成分或易挥发成分不利，一些无效成分也可浸出。一般一些无效成分也可浸出。一般60100。蛋白质凝。蛋白质凝固，酶破坏而增加浸出液稳定性。固，酶破坏而增加浸出液稳定性。（3）溶剂用量溶剂用量。增加提取剂用量，可加速提取过。增加提取剂用量，可加速提取过程，减少提取次数。但增加提取剂用量将使提取液变程，减少提取次数。但增加提取剂用量将使提取液变稀，使回收溶质和提取剂的成本增加。一般首次提取稀，使回收溶质和提取剂的成本增加。一般首次提取时的用量应不少于润湿和溶解药材所需的最少量。时的用量应不少于润湿和溶解药材所需的最少量。（4）提取次数提取次

25、数。增加提取次数可提高提取收率。增加提取次数可提高提取收率。一般一般34次。次。（5）提取时间提取时间。提取时间越长，产品的收率就越。提取时间越长，产品的收率就越高。但当提取过程达到动态平衡后，再延长时间收率高。但当提取过程达到动态平衡后，再延长时间收率也不会增加，相反地杂质量会增加，导致产品质量下也不会增加，相反地杂质量会增加，导致产品质量下降。一般降。一般13小时。小时。（6）溶质浓度差溶质浓度差。搅拌、循环、更新溶剂、流动搅拌、循环、更新溶剂、流动溶剂等可增大浓度差。溶剂等可增大浓度差。（7）溶剂溶剂PH值值。（8）浸取压力浸取压力。增加压力对于组织坚硬材料可。增加压力对于组织坚硬材料可

26、加速浸润、渗透过程，加速浸润、渗透过程，有利于细胞壁破坏。有利于细胞壁破坏。三、浸取过程类型及过程计算三、浸取过程类型及过程计算 按萃取级数及萃取剂与原料接触方式分：按萃取级数及萃取剂与原料接触方式分：单级浸取单级浸取；多级错流浸取多级错流浸取；多级逆流浸取多级逆流浸取1、单级浸取、单级浸取 原料与萃取剂原料与萃取剂一次性加入一次性加入萃取器内，浸取完萃取器内，浸取完一次一次性收获性收获萃取液中的目标产物。萃取液中的目标产物。2、多级错流萃取、多级错流萃取 多个单级萃取串联，多个单级萃取串联，原料一次性加入第一级，新原料一次性加入第一级，新鲜萃取剂分别加入各级鲜萃取剂分别加入各级，萃取相收集，

27、萃余相进入下，萃取相收集，萃余相进入下一级，合并各级萃取相回收产物。一级，合并各级萃取相回收产物。对于单级浸取和多级错流浸取对于单级浸取和多级错流浸取浸取因子浸取因子:浸余率浸余率：浸取率浸取率：3、多级逆流浸取、多级逆流浸取 多级萃取器相连，原料液与萃取剂分别从两端加多级萃取器相连，原料液与萃取剂分别从两端加入，入，萃取相与萃余相逆流流动萃取相与萃余相逆流流动进行接触传质，最后萃进行接触传质，最后萃取相从加料端排出，萃余相从加入萃取剂一端排出。取相从加料端排出，萃余相从加入萃取剂一端排出。假设各级浸取因子假设各级浸取因子b值相等值相等 浸余率浸余率：浸取率：浸取率：一般一般b值宜大于值宜大于

28、1.5四、浸取方法、工艺及设备四、浸取方法、工艺及设备 1、浸取方法、浸取方法 浸渍法浸渍法、煎煮法煎煮法、渗漉法渗漉法、水蒸汽蒸馏法水蒸汽蒸馏法。（1）浸渍法浸渍法。原料用适当的溶剂在常温或温热条。原料用适当的溶剂在常温或温热条件下浸泡浸取出有效成分。件下浸泡浸取出有效成分。适于粘性药物，无组织结构的药物，新鲜及易于适于粘性药物，无组织结构的药物，新鲜及易于膨胀的药材。膨胀的药材。原料原料 溶剂浸泡溶剂浸泡 收集上清液收集上清液 （2）煎煮法煎煮法。原料用冷水浸泡再煎煮浸取出有效。原料用冷水浸泡再煎煮浸取出有效成分。成分。适于有效成分能溶于水且对湿热较稳定的药材。适于有效成分能溶于水且对湿热

29、较稳定的药材。原料原料 冷水浸泡冷水浸泡 加热煮沸加热煮沸 收集煎出液收集煎出液 （3）渗漉法渗漉法。原料上端不断添加溶剂，溶剂渗过。原料上端不断添加溶剂，溶剂渗过药粉从下端出口流出，由此浸取出有效成分。药粉从下端出口流出，由此浸取出有效成分。渗漉法的提取效果优于浸渍法。非组织结构药材渗漉法的提取效果优于浸渍法。非组织结构药材易软化成团、易堵塞，不宜用此法。易软化成团、易堵塞，不宜用此法。（4）水蒸汽蒸馏法水蒸汽蒸馏法。原料粉用适量水浸泡，加热。原料粉用适量水浸泡，加热蒸馏或通过水蒸汽蒸馏，原料中具挥发性成分随水蒸蒸馏或通过水蒸汽蒸馏，原料中具挥发性成分随水蒸气而带出，经冷凝后分层，收集。气而

30、带出，经冷凝后分层，收集。适于具挥发性、遇水蒸汽不破坏、难溶或不溶于适于具挥发性、遇水蒸汽不破坏、难溶或不溶于水的物质。水的物质。2、浸取工艺、浸取工艺 （1）单级浸取工艺单级浸取工艺。原料和溶剂一次加入设备中，。原料和溶剂一次加入设备中，经一定时间提取后，放出浸出液排出残渣的过程。经一定时间提取后，放出浸出液排出残渣的过程。（2）单级回流浸取工艺单级回流浸取工艺。单级回流浸取工艺又叫。单级回流浸取工艺又叫索氏提取，主要用于酒提或有机溶剂浸提以及一些原索氏提取，主要用于酒提或有机溶剂浸提以及一些原料的脱脂。料的脱脂。（3）单级循环浸取工艺单级循环浸取工艺。浸出液循环流动与原料。浸出液循环流动与

31、原料接触，加速了浸取过程。接触，加速了浸取过程。（4）多级错流浸取工艺多级错流浸取工艺。一次加原料，溶剂分次。一次加原料，溶剂分次加入。加入。（5）多级连续逆流浸取工艺多级连续逆流浸取工艺。原料与溶剂在设备。原料与溶剂在设备中沿反方向运动并连续接触浸取。中沿反方向运动并连续接触浸取。3、浸取设备、浸取设备 按操作方式分：按操作方式分：间歇式间歇式 半连续式半连续式 连续式连续式 按固体原料处理方式分：按固体原料处理方式分：固定床固定床 移动床移动床 分散接触式分散接触式 按溶剂与原料接触方式分：按溶剂与原料接触方式分：多级接触式多级接触式 微分微分接触式接触式 （1）间歇式浸取器间歇式浸取器

32、（2）连续式浸取器连续式浸取器 浸渍式连续逆流浸取器浸渍式连续逆流浸取器 喷淋渗漉式连续逆流浸取器喷淋渗漉式连续逆流浸取器 混合式连续逆流浸取器混合式连续逆流浸取器多功能提取罐多功能提取罐：间歇式间歇式提取器。提取器。用于水提、醇提、用于水提、醇提、热回流提取、循环提热回流提取、循环提取、水蒸气蒸馏提取取、水蒸气蒸馏提取挥发油及回收有机溶挥发油及回收有机溶剂等。剂等。1-下气动装置；下气动装置；2-夹套；夹套；3-油水分离器；油水分离器；4-冷却器；冷却器；5-冷凝器；冷凝器；6-上气动装置；上气动装置；7-罐罐体；体；8-上下移动轴；上下移动轴；9-料叉；料叉；10-带筛板的带筛板的活动底活

33、动底搅拌式提取器：搅拌式提取器：间歇式间歇式提取器提取器 结构简单，既可间结构简单，既可间歇操作，又可半连续操作，歇操作，又可半连续操作，常用于植物籽的提取。缺常用于植物籽的提取。缺点是提取率和提取液的浓点是提取率和提取液的浓度均较低，一般不适用于度均较低，一般不适用于贵重或有效成分含量较低贵重或有效成分含量较低的药材的提取。的药材的提取。残渣提取液药材和提取剂索氏索氏 萃取器：萃取器：间歇式间歇式提取器提取器 萃取剂流向：萃取剂流向：Gas:C D E(gl)Liq.:A S(ex.)B C 新鲜溶剂循环萃取新鲜溶剂循环萃取“静态静态”萃取萃取浸渍式连续逆流浸渍式连续逆流提取器提取器 U形螺

34、旋式提取器形螺旋式提取器：1-进料管进料管 2-螺旋输送器螺旋输送器 3-出料管出料管 4-水平管水平管 可密闭操作，可密闭操作，适用于挥发性有机适用于挥发性有机溶剂的提取操作。溶剂的提取操作。螺旋推进式提取器螺旋推进式提取器 浸渍式连续逆流浸渍式连续逆流提取器提取器 1-出渣装置；出渣装置；2-螺旋板螺旋板 肯尼迪式连续逆流提取器肯尼迪式连续逆流提取器浸渍式连续逆流浸渍式连续逆流提取器提取器 双螺旋输送浸取器双螺旋输送浸取器 浸渍式连续逆流浸渍式连续逆流提取器提取器 平转式提取器平转式提取器 喷淋渗漉式连续喷淋渗漉式连续提取器提取器 药材提取剂残渣提取液12345678910 1112泵喷淋

35、渗漉式连续喷淋渗漉式连续提取器提取器 波尔曼式连续提取器波尔曼式连续提取器 1-半浓液槽；半浓液槽；2-壳壳体；体；3-篮子；篮子；4-桨式输桨式输送器；送器；5-提取剂高位槽；提取剂高位槽；6-残渣槽；残渣槽；7-药材料斗；药材料斗；8-半浓液高位槽；半浓液高位槽；9-链链条；条；10-链轮；链轮；11-全浓全浓液槽；液槽；12-循环泵循环泵组合式连续提取器组合式连续提取器 既有既有浸渍过程浸渍过程又有又有喷淋过程喷淋过程罐组式逆流提取机组罐组式逆流提取机组：新鲜提取剂EFBCDA提取液残渣新鲜药材新鲜提取剂EFBCDA提取液残渣新鲜药材第三节第三节 液液萃取液液萃取 液液萃取液液萃取（li

36、quid-liquid extraction）是用）是用一种一种液体液体（萃取剂）从（萃取剂）从另一种液体另一种液体（原料液）中分离纯化（原料液）中分离纯化所需的目标产物（被萃物）。常用有机溶剂作萃取剂，所需的目标产物（被萃物）。常用有机溶剂作萃取剂，又叫又叫溶剂萃取溶剂萃取（solvent extraction）。）。溶剂萃取由于具有溶剂萃取由于具有设备简单、操作简便、处理能设备简单、操作简便、处理能力大、分离效果好、回收率高、可连续操作力大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及以及易于易于实现自动控制实现自动控制等特点而被广泛应用。等特点而被广泛应用。一、液液萃取分离的影响因素一、液液萃取

37、分离的影响因素 萃取剂萃取剂、原溶剂原溶剂、操作温度操作温度、相的乳化相的乳化 1、萃取剂的影响及选择原则、萃取剂的影响及选择原则 （1）萃取剂对目标物）萃取剂对目标物选择性系数要大选择性系数要大、不与目不与目标产物反应标产物反应，有利于分离目标物和进行反萃取。，有利于分离目标物和进行反萃取。（2）萃取剂）萃取剂与原溶剂不互溶与原溶剂不互溶、有、有较大的密度差较大的密度差、适中的界面张力适中的界面张力，这样两相易于分层。，这样两相易于分层。（3）萃取剂）萃取剂化学稳定性好化学稳定性好，无毒或毒性低无毒或毒性低，无无腐蚀或腐蚀性腐蚀或腐蚀性小。小。（4）萃取剂）萃取剂易挥发回收易挥发回收。（5）

38、萃取剂）萃取剂经济易得经济易得。萃取剂必须具备两个特点萃取剂必须具备两个特点：（1）至少）至少一个功能基一个功能基，通过它与被萃物形成萃，通过它与被萃物形成萃合物。常见功能基合物。常见功能基N、O、P、S等。等。（2）必须有）必须有相当长的烃链相当长的烃链或或芳香环芳香环，使萃合物，使萃合物易溶于有机相。易溶于有机相。常用萃取剂：常用萃取剂：（1）中性含磷萃取剂中性含磷萃取剂：磷酸三丁酯（：磷酸三丁酯（TBP）、）、三辛基氧磷（三辛基氧磷（TOPO）、三烷基氧磷等。）、三烷基氧磷等。（2）中性含氧萃取剂中性含氧萃取剂：仲辛醇、甲基异丁基酮、：仲辛醇、甲基异丁基酮、乙酸乙酯等醚、醇、醛、酮、酯类

39、。乙酸乙酯等醚、醇、醛、酮、酯类。（3）中性含硫萃取剂中性含硫萃取剂：二辛基亚砜（：二辛基亚砜（DOSO）、）、石油亚砜（石油亚砜（PSO）等。）等。（4）酸性有机磷类酸性有机磷类：二（：二（2-乙基已基）磷酸乙基已基）磷酸（DZEHPA）和）和2-乙基已基磷酸单酯等。乙基已基磷酸单酯等。2、原溶剂条件的影响、原溶剂条件的影响 PH值值、温度温度、盐析盐析、带溶剂带溶剂 （1）PH值值。影响相选择性系数，影响产物稳定影响相选择性系数，影响产物稳定性。如青霉素低性。如青霉素低PH值有利在有机相中分配，值有利在有机相中分配，PH6.0时完全溶于水相。时完全溶于水相。（2）温度温度。影响分配系数，产

40、物稳定性。影响分配系数，产物稳定性。（3）盐析盐析。无机盐可降低产物在水中溶解度，。无机盐可降低产物在水中溶解度，有利于转入有机相，还可减少有机相在水相中溶解度。有利于转入有机相，还可减少有机相在水相中溶解度。如提如提VB12时加硫酸铵，提青霉素时要加氯化钠。但用时加硫酸铵，提青霉素时要加氯化钠。但用盐要适量。盐要适量。（4）带溶剂带溶剂。如青霉素作为酸可与脂肪碱（四丁。如青霉素作为酸可与脂肪碱（四丁胺、正十二烷胺）形成复合物溶于氯仿中；柠檬酸在胺、正十二烷胺）形成复合物溶于氯仿中；柠檬酸在酸性条件下与磷氧键类萃取剂（磷酸三丁酯）形成中酸性条件下与磷氧键类萃取剂（磷酸三丁酯）形成中性混合物再进

41、入有机相中，性混合物再进入有机相中，月桂酸与链霉素可形成易月桂酸与链霉素可形成易溶于丁醇、乙酸丁酯和异辛醇的复合物。溶于丁醇、乙酸丁酯和异辛醇的复合物。3、操作温度、操作温度 温度温度低有利于分离低有利于分离，但温度，但温度过低过低，粘度增大，扩，粘度增大，扩散系数减少，散系数减少，不利于传质不利于传质。4、乳化与破乳、乳化与破乳 水以微小液滴形式分散于有机相中或有机溶剂以水以微小液滴形式分散于有机相中或有机溶剂以微小液滴形式分散于水相中的现象叫微小液滴形式分散于水相中的现象叫乳化乳化（emulsion）。乳化使两相分层困难，分离中要乳化使两相分层困难，分离中要防止乳化的发生防止乳化的发生。（

42、1）形成乳化条件：）形成乳化条件：互不相溶两相溶剂互不相溶两相溶剂；表面活性物质表面活性物质（皂苷、蛋白质、固体颗粒等）（皂苷、蛋白质、固体颗粒等）（2）乳状液形式：）乳状液形式：水包油型水包油型（O/W）（）（oil in water）油包水型油包水型（W/O）（）（water in oil）水包油型水包油型油包水型油包水型 （3）破乳方法：）破乳方法：顶替法顶替法、变型法变型法、反应法反应法、物理法物理法 顶替法顶替法：加入表面活性更强物质，常用低级醇。：加入表面活性更强物质，常用低级醇。变型法变型法：加入相反的界面活性物质。如阳离子：加入相反的界面活性物质。如阳离子表面活性剂溴化十五烷吡

43、啶用于破坏表面活性剂溴化十五烷吡啶用于破坏W/O型乳化状液，型乳化状液，阴离子型十二烷基磺酸钠用于破坏阴离子型十二烷基磺酸钠用于破坏 O/W型乳状液。型乳状液。反应法反应法：加入能与之反应的试剂，使之破坏沉：加入能与之反应的试剂，使之破坏沉淀。如皂苷类乳化剂加入酸、钠皂类乳化剂加入钙盐淀。如皂苷类乳化剂加入酸、钠皂类乳化剂加入钙盐等。离子型乳化剂加入高价电解质破坏其双电层和表等。离子型乳化剂加入高价电解质破坏其双电层和表面电荷。面电荷。物理法物理法：如加热、稀释、吸附、离心等，加热：如加热、稀释、吸附、离心等，加热破乳最常用。破乳最常用。二、液液萃取类型及其传质过程二、液液萃取类型及其传质过程

44、 1、液液萃取传质过程、液液萃取传质过程 （1）物理液液萃取传质过程物理液液萃取传质过程 水相中水相中被萃物游离被萃物游离出并出并到达两相界面边缘到达两相界面边缘 游离的被萃物游离的被萃物穿过两相界面穿过两相界面进入有机相进入有机相 进入有机相的游离被萃物进入有机相的游离被萃物溶入有机相溶入有机相 （2）化学液液萃取传质过程化学液液萃取传质过程 萃取剂萃取剂穿过两相界面穿过两相界面进入水相进入水相 水相中萃取剂与被萃物发生化学反应水相中萃取剂与被萃物发生化学反应形成形成萃合物萃合物 萃合物萃合物穿过两相界面穿过两相界面进入有机相进入有机相2、液液萃取过程类型、液液萃取过程类型 按萃取级数及萃取

45、剂与料液相接触方式分：按萃取级数及萃取剂与料液相接触方式分：单级萃取单级萃取 多级错流萃取多级错流萃取 多级逆流萃取多级逆流萃取 微分萃取微分萃取 分馏萃取分馏萃取 （1）单级萃取单级萃取。原料液与萃取剂原料液与萃取剂一次性加入一次性加入萃取器内，萃取萃取器内，萃取完完一次性收获一次性收获萃取液中的目标产物。萃取液中的目标产物。（2）多级错流萃取多级错流萃取 多个单级萃取串联，多个单级萃取串联，原料液一次性加入原料液一次性加入第一级，第一级，新鲜萃取剂分别加入新鲜萃取剂分别加入各级，萃取相收集，萃余相进入各级，萃取相收集，萃余相进入下一级，合并各级萃取相回收目标产物。下一级，合并各级萃取相回收

46、目标产物。（3）多级逆流萃取多级逆流萃取 原料液与萃取剂分别从两端加入，原料液与萃取剂分别从两端加入，萃取相与萃萃取相与萃余相逆流流动进行接触传质余相逆流流动进行接触传质，最后萃取相从加入原料，最后萃取相从加入原料液端排出，萃余相从加入萃取剂一端排出。液端排出，萃余相从加入萃取剂一端排出。（4）微分接触萃取微分接触萃取 一般在萃取塔内一般在萃取塔内进行，萃取相与萃余相进行，萃取相与萃余相中中溶质浓度溶质浓度沿塔高沿塔高连续连续变化变化，微分式变化微分式变化。（5）分馏萃取分馏萃取 对多级逆流萃取的改进。对多级逆流萃取的改进。原料液从中间某级原料液从中间某级加入，加入，萃取剂从右端加入，纯重相从

47、左端加入，原料液加入萃取剂从右端加入，纯重相从左端加入，原料液加入级右侧为萃取段，左端为洗涤段。级右侧为萃取段，左端为洗涤段。萃取、洗涤同时进行可提高目标产物纯度。萃取、洗涤同时进行可提高目标产物纯度。三、液液萃取过程计算三、液液萃取过程计算 1、单级萃取和多级错流萃取、单级萃取和多级错流萃取 萃余率萃余率：萃取率萃取率：理论级数理论级数：2、多级逆流萃取、多级逆流萃取 萃余率萃余率：萃取率萃取率：理论级数理论级数：例例1：赤霉素在：赤霉素在10、pH值值2.5时的分配系数时的分配系数（乙酸乙酯水）为（乙酸乙酯水）为35，用等体积乙酸乙酯单级萃取，用等体积乙酸乙酯单级萃取一次，问理论萃取率为多

48、少？一次，问理论萃取率为多少？解解1：相比：相比R=1，分配系数，分配系数K=35，萃取因子，萃取因子 351 35，理论萃取率，理论萃取率 F 35（351）97.2 例例2：赤霉素二级错流萃取时，第一级用：赤霉素二级错流萃取时，第一级用1/2体体积乙酸乙酯，第二级用积乙酸乙酯，第二级用1/10体积乙酸乙酯，问理论萃体积乙酸乙酯，问理论萃取率为多少？取率为多少？解解2：R1=1/2，R2=1/10，1 35217.5，2 35103.5，理论萃取率，理论萃取率 E=1F 1 1（17.51）（）（351）98.79 例例3：赤霉素进行二级逆流萃取，乙酸乙酯用：赤霉素进行二级逆流萃取，乙酸乙酯

49、用量为量为1/2体积，问理论萃取率为多少？体积，问理论萃取率为多少？解解3：352 17.5，n 2，理论萃取，理论萃取率率E =1 F （17.5 317.5）（）（17.5 31）99.7 三种萃取过程中，以多级逆流萃取收率最高，溶三种萃取过程中，以多级逆流萃取收率最高，溶剂用量最少。因而也是工业上普遍采用的工艺流程剂用量最少。因而也是工业上普遍采用的工艺流程四、液液萃取设备四、液液萃取设备 分级接触式分级接触式萃取设备、萃取设备、微分接触式微分接触式萃取设备萃取设备 1、分级接触式萃取设备、分级接触式萃取设备 （1）混合澄清器混合澄清器 （2）筛板萃取塔筛板萃取塔 混合混合-澄清式萃取器

50、澄清式萃取器（Mixer-settler）最常用的液液萃取设备最常用的液液萃取设备多级错流萃取装置多级错流萃取装置多级逆流萃取装置多级逆流萃取装置单级连续逆流萃取装置单级连续逆流萃取装置 2、微分接触式萃取设备、微分接触式萃取设备 （1）填料萃取塔填料萃取塔。适于处理量小的中药生产。适于处理量小的中药生产。（2）脉冲筛板塔脉冲筛板塔。适于小塔。适于小塔。（3）往复振动筛板塔往复振动筛板塔。（4）转盘萃取塔转盘萃取塔。生产能力大，结构简单，能。生产能力大，结构简单，能耗小，被广泛应用。耗小，被广泛应用。（5）离心萃取器离心萃取器。适于两相密度差小或易乳化。适于两相密度差小或易乳化的物系。的物系。