7 萃取
7.1 教学基本要求
掌握液-液相平衡关系、部分互溶物系及完全不互溶物系的萃取计算，萃取剂的选择。了解其他萃取方法及萃取设备。
（1）掌握相平衡关系，包括三角形相图、杠杆定理、分配曲线及分配系统；（2）掌握部分互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取；
（3）掌握完全不互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取；
（4）掌握操作中萃取剂选择的原则；
（5）了解萃取设备和其他萃取方法。
7.2 重点内容概要
7.2.1 萃取过程的相平衡关系
萃取中的相平衡关系就是溶解平衡关系。因为萃取过程达到相平衡时，呈平衡的两相即大都为三元混合物，所以，萃取过程的溶解平衡关系相对精馏、吸收的气（汽）液平衡要更为复杂，常常需在三角形坐标上表示，称为三角形相图。
7.2.1.1关于三角形相图
三角形相图可采用直角三角形、等边三角形等，下面以直角等腰三角形为例介绍，如图7-1（a）所示。
(a）直角三角形
S
B
0.5
A
M
F E
G
(b)正三角形
H
图7-1 三角形相图
①顶点代表纯组分；
②三条边代表二元溶液；
③相图中的点代表三元溶液，且有%
100
%
%
%=
+
+S
B
A
7.2.1.2三角形相图的应用
三角形相图可以用来表示混合液的混合、分开等过程，在相图中就是和点、差点关系。
如图7-2所示，线段RME代表三元溶液R（差点）与三元溶液E（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段FMS代表二元溶液F（差点）与纯组分S（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段ES
E'代表三元溶液E（和
点）和脱除其中的组分S （差点）后成为二元溶液'E （差点）。以此类推，图中任意线段上的三个点，均代表混合或分开过程的状态点，由此三点构成的线段又称为杠杆，和点就是杠杆的支点，两差点就是杠杆的“力”的作用点。对两溶液的混合过程做物料衡算，可以得到类似于物理学中的杠杆原理表达式，以线段
RME 为例：
RM
ME E R （7-1） 7.2.1.3溶解度曲线
以B 与S 部分互溶为例，其溶解度曲线如图7-3所示，可以由若干组平衡的萃取相和萃余相的组成点连接成线得到。平衡共存的两相连线称为联结线（共轭线）。
点P 为临界混溶点，其共轭组成相等。溶解度曲线下方为两相区，其余为均相区。
图7-3中的辅助曲线可以已知共轭相中的一相组成求另一相组成，或者已知
R
'
E
'
图7-2 混合液混合、分离过程
图7-3 B 与S 部分互溶时溶解度曲线
7.1.2.4 分配曲线
萃取的相平衡关系也可以在直角坐标系上表示，这时的平衡关系曲线称为分配曲线，直角坐标系上的平衡关系与精馏、吸收的平衡关系无原则上的区别。如图7-4所示为B 与S 部分互溶时的溶解度曲线与分配曲线之间的关系。
图7-4 分配曲线 （1）分配系数i k
分配系数表示各组分在相互平衡的萃取相和萃余相中的分配比例，定义如下：
B
B
B A
A A x y k x y k =
=
（7-2） 分配系数与精馏中的挥发度相似。A k 越大、B k 越小，越有利于萃取分离，所需萃取剂越少。 （2）选择性系数β
选择性系数β表示萃取剂的选择性溶解能力，即表示B A 、在S 中的溶解度的差异。定义如下：
B
B A
A B A x y x y k k ==
β （7-3） β与精馏中的相对挥发度α相似。1≠β，表明B A 、可以分离，此时β 越大，表示越易分离，所需理论级数越少。1=β，由式7-3可知，萃取相中的组分B A 、的浓度之比等于萃余相中的组分B A 、的浓度之比。因此，萃取相、
萃余相脱萃取剂S 后浓度相同，表明此时不能用萃取方法分离。 根据组分B A 、在萃取相和萃取液中质量相同的特性，可知
001A
A
B A B A y y y y y y -== 同理，有
0001A
A
B A B A x x x x x x -==
故
()()
00
0000011A
A A
A B B A A B B A A x y x y x y x y x y x y --===β （7-4） 式7-4可改写为
()0
011A A
A
x x y -+=ββ （7-5） 式7-5与精馏的相平衡关系式形式上完全相同。 7.2.2 物料衡算
对于三元萃取物系，其物料衡算关系共有3个独立的衡算方程：总物料衡算方程、溶质A 的衡算方程和萃取剂S （或稀释剂B ）的衡算方程。
因为萃取过程就是混合、溶解、分层的过程，因此，其物料衡算关系在三角形相图中可用杠杆定律表示。在图解法进行萃取计算的过程中，杠杆定律会给计算带来很大的方便。
而与精馏和吸收类似，萃取过程中的工艺计算问题也是联合物料衡算关系和相平衡关系来解决。
关于萃取一章需要掌握的计算主要包括：单级萃取的图解计算法和公式计算法；多级（错流、逆流）萃取计算—B 与S 部分互溶时的图解法，B 与S 完全不互溶时的图解法和计算法。具体的解题步骤将在例题中给出。 7.2.3理论级
在多级错流萃取和逆流萃取过程中，可以用图解法和解析法，或用逐级计算法计算所需的理论级数，与精馏和吸收是类似的。 7.2.4 溶剂的选择
溶剂的选择主要从以下几方面考虑：
（1）溶剂的选择性要高，即对溶质有较大的溶解能力；
（2）溶剂与原溶剂的互溶性要小，这样可使两相区扩大，β增大； （3）溶剂应易回收，且回收成本低；
（4）溶剂应具有较高的化学稳定性和热稳定性；低的粘度与低的密度；大的表面张力；与原溶剂应有较大的密度差；且无毒等特点。
7.3 典型考题解析
【例7-1】【清华大学2000年试题7】在单级萃取操作中，B-S 部分互溶，进料中含A kg 50，含B kg 50，用纯溶剂萃取。已知萃取相浓度11=B A y y ，萃余相浓度31=B A x x ，试求： （1）选择性系数β；
（2）萃取液量与萃余液量之比00R E 。
【解】本题考查的主要是应用单级萃取过程的总物料衡算方程和溶质A 的衡算方程，以及选择性系数的求算。 （1）选择性系数6.63
15
11===
B A B A x x y y β （2）51110
00=-==A A B A B A y y y y y y 解得16
11
=
A y 同理解得4
10
=
A x 代入下式
10000==+F R E ①
500000=+A A x R y E ②
解得3
4
00=
R E 【例7-2】【清华大学2001年试题2】为分离kg 100含A 4.0的A 、B 两组分混合液，用纯溶剂S 在混合澄清槽中进行单级萃取。A 、B 、S 为部分互溶的三元体系，假定混合澄清槽为一个理论级。得到的萃取相和萃余相分别进行脱溶剂。测得萃取液的组成为含A 8.0，选择性系数为10。求萃取液、萃余液的量各为多少？
【解】本题主要是考查单级萃取过程的总物料衡算方程和溶质A 的衡算方程。
已知kg F 100=，4.0=F x ，8.00
=A
y ，10=β 由()0
011A
A
A
x x y -+=ββ
解得7
20
=
A x 代入下式
10000==+F R E ①
404.01000000=?=+A A x R y E ②
B
B A
A x y x y =
β ()0
0011A A
A
x x y -+=ββ 解得：kg E 92000=
，kg R 9
700
0= 【例7-3】【清华大学2002年试题4】（1）采用回流萃取的目的是什么？
（2）回流萃取流程如图所示，已知：进料量h kg F 100=，30.0=f x （质量分
率，下同）。脱除溶剂1S 后，萃取物量h kg E 250=，9.00
=A y ，S ，1S ，2S 均为纯态，试问脱除2S 后萃余物组成0
N x 是多少？
图7-6 例7-3附图
【解】本题考查的是总物料衡算方程和溶质A 的衡算方程。
（1）在溶剂和原料液一定的情况下，为了得到更高的分离程度，可以增加提浓段，引入回流，即采用回流萃取。 （2）根据题意，
10000==+F R E ①
3030.01000
000=?=+N A x R y E ②
代入已知数据，解得：
1.00=N x
【例7-4】【浙江大学2006年试题六（10分）】原料液（丙酮水溶液，以A 表示丙酮，以B 表示水）中含丙酮%30（质量%，以下同），今用纯苯（S ）作萃取剂，在逆流萃取设备中进行萃取，要求最终萃余相含丙酮%5，已知
9.0=S B (质量比)，试求所需的理论级数？设萃取剂S 与水B 完全不互溶，在
本题浓度范围内体系分配曲线（平衡线）为782.04746.0Y X =,式中Y 为丙酮在萃取相中质量比，X 为丙酮在萃余相中质量比。
【解】本题考查多级逆流萃取操作的解析法分析，包括物料衡算以及理论级数的求算。
逆流萃取操作流程如下图所示：
图7-7 逆流萃取操作流程图 根据题意，73
%301%30=-=F X
191
%51%5=-=N X
00=Y 9.0=S B 总物料衡算如下：
)()(01Y Y S X X B N F -=-
代入可解得：338.01=Y
由782.04746.0Y X =解得：203.01=X 对单个理论级做物料衡算得：
)()(11+--=-i i i i Y Y S X X B
因此，()i i i i X X S
B
Y Y --=-+11 所以
()135.0)203.07
3(9.0338.0112=-?-=--
=X X S B
Y Y F 代入782.04746.0Y X =得
Y 1
Y 2
Y 3
Y N
099.02=X
同理，0414.03=Y
19
1039.03<
=X 故所需理论级数为3。 7.4 同步练习
1．【天津大学2001】分配系数k A 增加，则选择性系数β 。
A 减小
B 不变
C 增加
D 不确定
2．【天津大学2003】 若萃取相和萃余相在脱除溶剂后均与原料液的组成相同，则所用萃取剂的选择性系数 。
A 小于1
B 大于1
C 不确定
D 等于1
3．【天津大学2003】多级错流萃取的特点是： 、 、 。
每级都加入新鲜萃取剂，传质推动力大；只要级数足够多，最终可得到希望的萃取率；萃取剂用量大。 4．【天津大学2004】为提高萃取分离效果，分散相应选择 、 的液相。
体积分率大，不润湿设备 5．【天津大学2005】在萃取操作中，溶质A 的分配系数为kA=yA/xA ；若kA=1，则说明该溶液 用萃取方法分离。C
A 不能
B 可以
C 不确定能否
6．【天津大学2006】在A 、B 二组分混合溶液中加入纯溶剂S ，混合后分为二个平衡液层E 相和R 相,已知E 相含40%A(质量%，下同)、3%B ；R 相中含29%A 、70%B 。则A 组分在E 相和R 相得分配系数k A 等于 ，溶剂的选择性系数等于 。 1.379 , 32.18 7．【天津大学2007】某单级萃取过程中，用纯溶剂萃取二元混合物中溶质A ，若增加混合物的处理量（混合物组成不变），而萃取剂用量不变，则萃取相组成yA 将 A ，萃余相组成xA 将 A
A 增大
B 减小
C 不变
D 不确定 8．【浙江大学2000】有一个多级错流萃取过程，用纯溶剂S 对某混合液A+B 进行萃取，已知B 与S 完全不互溶。现保持进料中B 量及萃取剂量S 不变，但进料组成xF 增加（这里的组成专指A 在混合物中的含量，下同），则 。
A 萃取相组成增大，萃余相组成减小
B 萃取相组成减小，萃余相组成增大
C 萃取相组成增大，萃余相组成增大
D 萃取相组成减小，萃余相组成减小 9．【浙江大学2002】在B-S 部分互溶体系的单级萃取过程中，若加入的纯溶剂量增加而其他操作条件不变，则萃取液浓度 。
A 增大
B 减小
C 不变
D 不确定
10．【浙江大学2003】请写出三种液液萃取的工业设备名称： 、 、 。
11．【浙江大学2005】单级萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯萃取剂，所得萃余相浓度将。
A 增大B减小C不变D不确定12．【大连理工2003】多级萃取的优点是，缺点是。13．【四川大学2003】进行液液萃取操作时应使。
A 分配系数大于1；B分配系数小于1
C选择性系数大于1 D选择性系数小于1
14．【西南交通大学2002】用萃取剂S对A、B混合液进行单级（理论）萃取，当萃取剂用量增加时（进料量和组成均保持不变），所获得的萃取液组成
。
A 增大B减小C不变D不确定15．【西南交通大学2002】萃取剂S加入量应使原料F与萃取剂S的合点M位于
。
A 溶解度曲线之上方区；B溶解度曲线之上；
C溶解度曲线之下方区D坐标线上。
16．【华东理工2002】简述：萃取过程中选择溶剂的基本要求有哪些？
7.5同步练习答案
1．D。
2．D。.
3．每级都加入新鲜萃取剂，传质推动力大；只要级数足够多，最终可得到希望的萃取率；萃取剂用量大。
4．体积分率大，不润湿设备。
5．C。
6．1.379 , 32.18。
7．A、A。
8．C。
9．B。
10．混合-澄清槽、填料萃取塔、筛板萃取塔。
11．A。
12．可以将混合物分离的更彻底；溶剂用量大、流程复杂、投资高。
13．C。
14．B。
15．C。
16．萃取剂的选择性好，萃取剂与稀释剂的互溶度越小越好，萃取剂与稀释剂有较大的密度差，使萃取相和萃余相容易分离，萃取剂容易回收，化学性质稳定，无腐蚀、不易燃、毒性小及价廉易得。
本章主要符号说明
符号意义单位A溶质及溶质的质量流量kg/h B稀释剂及稀释剂的质量流量kg/h
E 萃取相及萃取相的质量流量kg/h
F 液体混合物及其质量流量kg/h k 分配系数
M 两种混合物的混合物及其流量kg/h S萃取剂及萃取剂的质量流量kg/h x 萃余相中溶质的质量分数
X 萃余相中溶质的比质量分数
y 萃取相中溶质的质量分数
Y 萃取相中溶质的比质量分数
希腊字母
选择性系数
下标
0 萃取剂
N 第N个理论级
上标
O 萃取液和萃余液
第六章干燥工艺 在中药提取浓缩后，所进行的干燥是指热能传递给湿物料使其中的水分汽化并排除，使物料的含湿量降低到规定水平的过程。 干燥在中药生产中应用有下列几个方面： （1）物料加工方面 （2）干燥原料或产品 （3）抑制细菌生长 （4）有利于粉碎 （ 5）保证产品质量 干燥按操作方式可分连续式和间歇式干燥。 按操作压力(温度)可分为常压干燥和真空干燥。 按照热能传给湿物料的方式，可分为对流干燥、传导干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中2种或3种方式组成的联合干燥。 目前工业生产中采用较多的是对流干燥。 固体物料的干燥过程涉及传热和传质两个单元操作。 选用干燥器的基本要求如下： ⑴必须满足干燥产品的质量要求，如达到指定干燥程度的含水率，保证产品的强度和不影响外观性状及使用价值等； ⑵设备的生产能力高，要求干燥速率快，干燥时间短。 ⑶热效率高，能量消耗少。 ⑷经济性好，辅助设备费用低。 ⑸操作方便，制造、维修容易，操作条件好。 箱式干燥又称室式干燥，一般小型的设备称烘箱，大型的称烘房，是一种常用的对流干燥，多采用强制气流的方法，为常压间歇操作的典型设备，可用于干燥多种不同形态的物料。 （一）平行流箱式干燥器 整体为一箱形结构，周围设有保湿层，以防止热量损失。前面是门，用以装卸物料。大型箱式干燥器中，料盘放于小车上，小车可以方便地推进推出。箱内装有风扇、空气加热器、热风整流板、送 风口等。 （二）穿流式箱式干燥器 结构与平流式相同，堆放物料的搁板或容器的底由金属网或多孔板构成，使热风能够均匀地穿流通过料层。 箱式干燥的优点是构造简单，设备投资少，适应性强，物料破损及粉尘少，可适
几类常用的萃取设备以及应用领域 萃取设备 分为萃取机（也称离心萃取机），萃取槽(混合澄清槽),萃取塔。 萃取机 产品介绍：离心萃取机是一种新型、快速、高效的液液萃取设备。它与传统的萃取设备如混合澄清槽、萃取塔等在工作原理上有本质的区别。离心萃取机是利用转鼓高速旋转产生的强大离心力，使密度不同又互不混溶的两种液体迅速混合、迅速分离。 特点概述：离心萃取机具有占地面积小、级效率高、萃取剂用量少、密封性好、自动化程度高的特点，便于实现清洁生产。 应用领域：离心萃取机广泛用于湿法冶金、废水处理、生物、制药、石化、精细化工、原子能等领域。尤其适用于密度相近、在重力场下难以分离的产品，或溶液中溶质含量很低的物质的分离。 萃取槽 产品介绍：萃取槽（又称混合澄清槽）是靠重力实现两相分离的一种逐级接触式萃取设备，就水相和有机相的流向而言，可分逆流式和并流式；就能量输入方式而言，可分为空气脉动搅拌、机械搅拌和超声波搅拌；就箱提结构而言，除简单箱式混合器之外，还有多隔室的、组合式等各种其他混合器。 特点概述：操作简单灵活、放大可靠、适应性强。 应用领域：萃取槽广泛用于湿法冶金、石化、化肥、核工业 复合高效萃取槽 产品介绍：复合高效萃取槽是由普通混合澄清槽演变而来的，这种萃取槽不设混合室，两相的混合靠专用的混合设备实现高效的混合，从而达到传质的目的。其澄清部分和普通的混合澄清槽的澄清室一样，内设轻相堰、重相堰，实现了两相的澄清分离。 特点概述：由于这种萃取槽省去了搅拌混合设备，所以可以大幅度降低萃取槽的功耗，特别对于处理量大的场合，其节能优势会更加突出。另外，这种形式的萃取槽和反萃取槽可以叠加放置，这样就可以节约占地面积。 萃取塔 萃取塔可分为有机械搅拌和无机械搅拌的萃取塔，有机械搅拌的萃取塔又可分为脉冲筛板塔、转盘塔、震动筛板塔。这里主要介绍转盘塔。 产品介绍：转盘萃取塔属于机械搅拌萃取塔，它由带水平静环挡板的垂直的圆筒构成。静环挡板为中心看孔的平板，静环挡板将圆筒分成一系列萃取室，萃取室中心有转盘，一系列转盘平行地安装在转轴上，转盘和静环的上部和下部分别是两个澄清室。和其他萃取塔一样，工作时轻相和重相分别由塔底和塔顶进入转盘，在萃取塔内两相逆流接触，在转盘的作用下，分散相形成小液滴，增加两相间的传质面积。完成萃取过程的轻相和重相再分别由塔顶和塔底流出。 特点概述：塔式萃取设备具有占地面积小、处理能力大、密闭性能好等特点，根据分离要求，处理能力和体系特性的不同可设计成不同的结构。
第七章 干 燥 湿空气的性质 【7-1】湿空气的总压为.1013kPa ，(1)试计算空气为40℃、相对湿度为%60?=时的湿度与焓；(2)已知湿空气中水蒸气分压为9.3kPa ，求该空气在50℃时的相对湿度?与湿度H 。 解 湿空气总压.1013p kPa = (1).06?=，40℃时水蒸气的饱和蒸气压.7375s p kPa = 湿度 ..../ (067375) 0622 0622002841013067375 s s p H kg kg p p ???==?=--?．水干气 焓 ()..1011882492I H t H =++ (...)../= 10118800284402492002841133kJ kg +??+?= (2) 湿空气中水汽分压.93V p kPa = 50℃时水的饱和蒸气压.1234s p kPa = 相对湿度 ..93 07541234 V s p p ?===． 湿度 . (93) 0622 =062200629101393 V V p H kg kg p p =?=--．水／干气 【7-2】空气的总压为101.33kPa ，干球温度为303K ，相对湿度%70?=，试用计算式求空气的下列各参数：(1)湿度H ；(2)饱和湿度s H ；(3)露点d t ；(4)焓I ；(5)空气中的水汽分压V p 。 解 总压.,.101333033007p kPa t K ?====℃， (1) 30℃时，水的饱和蒸气压.4241s p kPa = 湿度 ...? (074241) 0622 06220018810133074241 s s p H kg kg p p ???==?=--?．．水／干气 (2) 饱和湿度 (4241) 0622 062200272101334241 s s s p H kg kg p p ==?=--．水／干气 (3)露点d t 时的饱和湿度.00188s H kg kg =水／干气 .0622s s s p H p p =- (1013300188) 2970622062200188 s s s pH p kPa H ?= ==++ 从水的饱和蒸气压为 2.97kPa 查得水的饱和温度为23.3℃，故空气的露点.233℃d t = (4) .3000188t H kg kg ==℃，水／干气时，空气的焓为 ()..1011882492H H t H =++
7 萃取 7.1 教学基本要求 掌握液-液相平衡关系、部分互溶物系及完全不互溶物系的萃取计算，萃取剂的选择。了解其他萃取方法及萃取设备。 （1）掌握相平衡关系，包括三角形相图、杠杆定理、分配曲线及分配系统；（2）掌握部分互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取； （3）掌握完全不互溶物系的萃取计算，包括单级萃取、多级逆流萃取和多级错流萃取； （4）掌握操作中萃取剂选择的原则； （5）了解萃取设备和其他萃取方法。 7.2 重点内容概要 7.2.1 萃取过程的相平衡关系 萃取中的相平衡关系就是溶解平衡关系。因为萃取过程达到相平衡时，呈平衡的两相即大都为三元混合物，所以，萃取过程的溶解平衡关系相对精馏、吸收的气（汽）液平衡要更为复杂，常常需在三角形坐标上表示，称为三角形相图。 7.2.1.1关于三角形相图 三角形相图可采用直角三角形、等边三角形等，下面以直角等腰三角形为例介绍，如图7-1（a）所示。 (a）直角三角形 S B 0.5 A M F E G (b)正三角形 H 图7-1 三角形相图 ①顶点代表纯组分； ②三条边代表二元溶液； ③相图中的点代表三元溶液，且有% 100 % % %= + +S B A 7.2.1.2三角形相图的应用 三角形相图可以用来表示混合液的混合、分开等过程，在相图中就是和点、差点关系。 如图7-2所示，线段RME代表三元溶液R（差点）与三元溶液E（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段FMS代表二元溶液F（差点）与纯组分S（差点）混合成为新的三元溶液M（和点）；线段ES E'代表三元溶液E（和
点）和脱除其中的组分S （差点）后成为二元溶液'E （差点）。以此类推，图中任意线段上的三个点，均代表混合或分开过程的状态点，由此三点构成的线段又称为杠杆，和点就是杠杆的支点，两差点就是杠杆的“力”的作用点。对两溶液的混合过程做物料衡算，可以得到类似于物理学中的杠杆原理表达式，以线段 RME 为例： RM ME E R （7-1） 7.2.1.3溶解度曲线 以B 与S 部分互溶为例，其溶解度曲线如图7-3所示，可以由若干组平衡的萃取相和萃余相的组成点连接成线得到。平衡共存的两相连线称为联结线（共轭线）。 点P 为临界混溶点，其共轭组成相等。溶解度曲线下方为两相区，其余为均相区。 图7-3中的辅助曲线可以已知共轭相中的一相组成求另一相组成，或者已知 R ' E ' 图7-2 混合液混合、分离过程 图7-3 B 与S 部分互溶时溶解度曲线
第七章干燥 湿空气的性质 I 1.01 1.88H t 2492H 的下列各参数：(1)湿度H; (2)饱和湿度 H s ; (3)露点t d ; (4)焓I ; (5)空气中的水汽 分压P V o 解 总压 p 101.33kPa,t 303K 30C, 0.7 (1) 30 C 时，水的饱和蒸气压 p s 4.241kPa 湿度 H 0.622 — -P ^ 0.622 0.7 4.241 0.0188?g 水/ kg 干气 P P s 101.33 0.7 4.241 ⑵饱和湿度 H s 0.622 Ps 4.241 0.622 0.0272kg 水/ kg 干气 P P s 101.33 4.241 ⑶ 露点t d 时的饱和湿度 H s 0.0188kg 水/ kg 干气 H s 0.622— P P s pH s 101 33 0 0188 p s s . 2.97kPa 0.622 H s 0.622 0.0188 从水的饱和蒸气压为查得水的饱和温度为 23.3 C,故空气的露点 t d 233C (4) t 30C, H 0.0188kg 水/ kg 干气时，空气的焓为 H 1.01 1.88H t 2492H =(1.01 1.88 0.0188) 30 2492 0.0188 78.2kJ/kg 干气 【7-1】湿空气的总压为 101.3kPa , (1) 试计算空气为 40C 、相对湿度为 60%时 的湿度与焓; (2)已知湿空气中水蒸气分压为, 求该空气在 50 C 时的相对湿度 与湿 度Ho (1 ) 湿空气总压 p 101.3kPa 0.6 , 40C 时水蒸气的饱和蒸气压 湿度 H 0.622 —p ^ 0.622 P P s P s 7.375kPa 0.6 7.375 101.3 0.6 7.375 °. 0284 ?水/kg 干 气 =(1.01 1.88 0.0284) 40 湿空气中水汽分压 2492 0.0284 113.3kJ/kg 50C 时水的饱和蒸气压 相对湿度 P V P s 湿度 H 0.622』 P I p v 9.3kPa P s 12.34kPa 鑰 0754 9.3 =0.622 P V 101.3 9.3 【7-2】空气的总压为，干球温度为 0.0629kg 水/ kg 干气 303K ，相对湿度 70%，试用计算式求空气
第七章干燥 第一节概述 一、干燥过程的分类及应用 1、物料的干燥： 机械去湿法 物理去湿法 干燥方法： 传导干燥：热能以传导的方式传给湿物料； 对流干燥：热能以对流方式由热气体传给与其直接接触的湿物料； 辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射； 介电加热干燥：由高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥的目的。 2、对流干燥： 工业上广泛应用； 传热与传质相伴进行的过程； 干燥介质即是载热体又是载湿体； 二、干燥过程进行的条件 干燥过程得以进行的条件必须使被干燥物料表面所产生水汽(或其他蒸气)的压强大于干燥介质中水汽(或其他蒸气)的分压，压差愈大，干燥过程进行得愈迅速。所以，干燥介质须及时地将汽化的水汽带走，以保持一定的汽化水分的推动力。 第二节湿空气的性质及湿度图 一、湿空气的性质 1. 湿空气的状态参数（以单位质量的干空气为基准） 湿度H：kg/kg干空气 饱和湿度H s： 是总压和温度的函数。 相对湿度φ：
湿空气比容νh： m3/kg干空气 湿比热容c H：c H=1.01+1.88H kg/kg干空气℃ 湿空气的焓I：I=(1.01+1.88H)t+2490H 绝热饱和温度t as： 干球温度t： 用普通温度计测得的湿空气的温度，为湿空气的真实温度。 湿球温度t w : 露点t d：不饱和空气在总压及湿度不变的情况下，冷却达到饱和状态时的温度，称为该空气的露点。 湿球温度t w和绝热饱和温度t as的关系 （1）对于空气和水的系统t as=t w，t as与t w在本质上截然不同 t as——热力学性质；t w——取决于动力学因素。 （2）t as——两相都达到平衡时的温度；t w——传质传热过程达到稳态时的温度。 （3）t as——气液间的传递振动力由大变小，最终趋于零；t w——稳定后的气液间的传递推动力不变。 对一定状态的空气，不饱和：饱和： 二.湿空气的湿度图H-I 常压下湿空气的H-I图，采用两个坐标夹角为135o的坐标图，以提高读数的准确性。同时为了便于读数及节省图的幅面，将斜轴(图中没有将斜轴全部画出)上的数值投影在辅助水平轴上。 湿空气的H-I图由以下诸线群组成。 1、等湿度线(等H线)群 等湿度线是平行于纵轴的线群。 2．等焓线(等I线)群 等焓线是平行于斜轴的线群。 3．等干球温度线(等t线)群 将式（7-9）改写成
液-液萃取与萃取设备 1.液-液萃取 1.1概述 液-液萃取亦称溶剂萃取，是在液体混合物中加入与其不完全相溶的液体为溶剂，造成第二相，利用原液体中的某些成分在两液相之间不同的分配关系将有效成分分离开。这是一个液-液之间的传质过程。 液-液萃取具有处理能力大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及易于自动控制等特点。在石油化工、湿法冶金、原子能工业、生化、环保、食品和医药工业等领域得到广泛的应用。目前萃取技术的发展还依赖于实验室的研究，从中试规模摸索工艺条件，然后再放大到工业装置。国外已有专业生产萃取设备的公司，并提供可做实验的小型实验装置，以实验提供设计参数，给用户提供整套技术服务。我国至今为止尚无一家专业制造萃取设备的企业，萃取设备仍依赖专业研究机构的特殊设计以应用于特定体系。 1.2萃取应用场合 蒸馏与萃取的区别：蒸馏：是利用混合液中各组分的挥发度不同来达到分离的目的；萃取：是利用某组分在不同溶剂中溶解度的差异来达到分离的目的。 液-液萃取主要用于以下几种情况： A.溶液中各组分的沸点非常接近，即各组分的相对挥发度接近于1，用蒸馏方法很不经济； B.溶液中含有大量的低沸点的物质，或者低沸点组分的汽化潜热较大，用蒸馏方法回收时，需要消耗的大量的热能； C.溶液中某些组分形成恒沸物，用蒸馏方法难以分离； D.溶液中要回收的组分，属于热敏性物质，蒸馏时容易分解、聚合或发生其他化学变化； E.提取很稀溶液中有价物质，如提取液中的铀、麻黄草浸煮液中的麻黄素； F.分离极难分离的金属，如锆与铪、钽与铌等。 1.3影响萃取的主要因素
A.溶剂的选择； 溶剂选择一般考虑以下因素： (1).溶剂的选择性：表征溶剂的分离能力，类似于蒸馏中的相对挥发度。选择性系数等于1，没有分离效果。选择性系数必须大于1。 (2).分配系数：分配系数与溶质浓度、温度有关。 (3).萃取容量：萃取容量要大，可以减小溶剂的循环量。 (4).溶剂的溶解度：溶剂的溶解度要小，以降低溶剂的损耗。 (5).溶剂的物性：主要是密度与界面张力。需要有适当的密度差及界面张力。 B.萃取设备的选择 萃取过程实际上是一个相际平衡的过程。 (1).将一相分散到另一相中，形成很大的相界面面积； (2).在分散相液滴和连续相接触时，发生传质，并使传质过程进行到接近平衡的程度； (3)分散相液滴的凝并。 在萃取过程中液滴的这种“分散-凝并-再分散”的过程，就使得“分散-传质-凝并”，“再分散-传质-凝并”过程不断地循环。传质机理过程对萃取设备的性能具有重要的影响。 2.萃取设备的选择 对于一个液液萃取过程来说，选择合适的传质设备，是一件比较重要的工作，但也是比较困难的工作。各种传质设备具有不同的特性，而且萃取过程及萃取系统中各种因素的影响也是错综复杂的。 设备的选型应考虑系统的性质和设计特性： (1).系统所需要的理论级数： 为完成一定的分离要求，萃取设备必须具有所需要的理论级数。所需要的理论级数较少，如2-3级，一般无机械搅拌的设备可以选用，如填料塔、筛板塔等。 所需要的理论级数较多，如5级以上，就必须选用具有外加能量的萃取设备，如转盘塔、振动塔。当需要更多的理论级数时，如稀土萃取过程往往需要几十级，甚至几百级，此时一般只能选用混合澄清器。
第七章双水相萃取 第一节概述 基因工程产品如蛋白质和酶往往是胞内产品，需经细胞破碎后才能提取、纯化，细胞颗粒尺寸的变化给固—液分离带来了困难，同时这类产品的活性和功能对pH值、温度和离子强度等环境因素特别敏感，由于它们在有机溶剂中的溶解度低并且会变性，而且大部分蛋白质分子有很强的亲水性，不能溶于有机溶剂中，因此传统的溶剂萃取法并不适合。采用在有机相中添加表面活性剂产生反胶束的办法可克服这些问题，但同样存在相的分离。因此基因工程产品的商业化迫切需要开发适合大规模生产的、经济简便的、快速高效的分离纯化技术。其中双水相萃取技术，又称水溶液两相分配技术是近年来出现的引人注目、极有前途新型分离技术。双水相萃取就是针对生物活性物质的提取所开发的一种新型液一液萃取分离技术。 双水相萃取法的特点是能够保留产物的活性，整个操作可以连续化，在除去细胞或细胞碎片时，还可以纯化蛋白质2～5倍，与传统的过滤法和离心法去除细胞碎片相比，无论在收率上还是成本上都要优越得多见表11．1所示。双水相萃取法和传统的酶粗分离方法(如 盐析或有机溶剂沉淀等)相比也有很大的优势，如以 -半乳糖苷酶为例，用沉淀或双水相萃 取纯化的比较见表11．2。除此以外，处理量相同时，双水相萃取法比传统的分离方法，设备需用量要少3～10倍，因此已被广泛地应用在生物化学、细胞生物学和生物化工领域，进行生物转化、蛋白质、核酸和病毒等产品的分离纯化和分析等。用此法来提纯的酶已达数十种，其分离过程也达到相当规模，如甲酸脱氢酶的分离已达到几十千克湿细胞规模，半乳糖苷酶的提取也到了中试规模等。 近年来又进行了双水相萃取小分子生物活性物质，如红霉素、头孢菌素C、氨基酸的研究和亲和双水相萃取的研究，大大扩展了应用范畴并提高了选择性；使双水相萃取技术具有更大的潜力和宽阔的前景。 双水相萃取现象最早是1896年由Beijerinck在琼脂与可溶性淀粉或明胶混合时发现的这种现象被称为聚合物的“不相溶性”。本世纪60年代瑞典Lund大学的AlbertssonPA及其同事们最先提出双水相萃取技术并做了大量的工作。70年代中期西德的KulaMR和KronerKH 等人首先将双水相系统应用于从细胞匀浆液中提取酶和蛋白质，大大改善了胞内酶的提取效果。虽然双水相技术在应用方面取得了很大的进展，但几乎都是建立在实验基础上，至今还没有一套比较完善的理论来解释生物大分子在体系中的分配机理。1989年，Diamond等以Ftory—Huggins理论为基础，推导出生物分子在双水相体系中的分配模型，但尚有局限性，仍需继续探索，不断完善。 双水相萃取技术真正工业化的例子也很少，其原因是成本较高，使它在技术上的优势被削弱。双水相萃取中，原材料成本占了总成本的85％以上并且总成本随生产规模的扩大而增加很多。因此产业化成了问题，若要发挥其技术优势，降低原材料成本是关键。合成价格低廉并且具有良好的分配性能的聚合物及将其从后续的操作过程中回收是双水相萃取技术研究中的一个主要方向。 一、双水相的形成 在聚合物—盐或聚合物—聚合物系统混合时，会出现两个不相混溶的水相，典型的例子如在水溶液中的聚乙二醇(PEG)和葡聚糖，当各种溶质均在低浓度时，可以得到单相匀质液体，但是，当溶质的浓度增加时，溶液会变得浑浊，在静止的条件下，会形成两个液层，实际上是其中两个不相混溶的液相达到平衡，在这种系统中，上层富集了PEG，而下层富集了葡聚糖。
萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作，利用相似相溶原理，萃取有两种方式： 液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚；用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃；用CCl4萃取水中的Br2. 固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。 虽然萃取经常被用在化学试验中，但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变（或说化学反应），所以萃取操作是一个物理过程。 萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过萃取，能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。 用溶剂从液体混合物中提取其中某种组分的操作称为液/液萃取。萃取是利用溶液中各组分在所选用的溶剂中溶解度的差异，使溶质进行液液传质，以达到分离均相液体混合物的操作。萃取操作全过程可包括： 1．原料液与萃取剂充分混合接触，完成溶质传质过程； 2．萃取相和萃余相的分离过程； 3．从萃取相和萃余相中回收萃取剂的过程。通常用蒸馏方法回收。 现以提取含有A、B两组分的混合液中的A组分为例说明萃取操作过程。选用一种适宜的溶剂S，这种溶剂对欲提取的组分A应有显著的溶解能力，而对其它组分B应是完全不溶或部分互溶（互溶度越小越好）。所选用的溶剂S称为萃取剂。待分离的混合液（含A+B）称为原料液，其中被提取的组分A称为溶质，另一组分B（原溶剂）称为稀释剂。 萃取过程的三个步骤：（1）首先将原料液（A+B）与适量的萃取剂S在混合器中充分混合。由于B与S不互溶，混合器中存在S与（A+B）两个液相。进行搅拌，造成很大的相界面，使两相充分接触，溶质A由原料液（稀释剂B）中经过相界面向萃取剂S中扩散。这样A 的浓度在原料液相中逐渐降低，在液相S中逐渐增高。经过一定时间后，两相中A的浓度不再随时间的增长而改变，称为萃取平衡。（2）在充分传质后，由于两液相有密度差，静置或通过离心作用会产生分层，以此达到分离的目的。以萃取剂S为主，并溶有较多溶质A 的一相称为萃取相，以E表示；以稀释剂B为主并含有少量未扩散的溶质A的一相称为萃余相，以R表示。（3）通常用蒸馏的方法回收S。脱除S后的萃取相称为萃取液；脱除S 后的萃余相称为萃余液。 选用的萃取剂的原则：
实训1 双水相萃取相图的制作 一、实训目的 1. 学习双水相分离萃取的原理和方法 2. 学习双水相萃取相图的制作 二、实训原理 双水相萃取法是利用物质在互不相容的两个水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。 两水相的形成：高聚物与无机盐在水中由于盐析的作用会形成两个相，如PEG 与硫酸盐或碱性磷酸盐。两种亲水性高聚物在水中由于聚合物的不相容性也会形成两个相。但是它们只有达到一定的浓度时，才能形成两相，双水相形成的定量关系可用相图来表示。 相图是一根双节线, 把均匀区和两相区分隔开来。 当成相组分的配比取在：线的下方时，为均相区； 曲线的上方时，为两相区；在曲线上，则混合后，溶液恰好从澄清变为浑浊。 相图中TMB 称为系线；T 代表上相组成；B 代表下相组成；同一条系线上各点分成的两相具有相同的组成，但体积比不同。 V T / V B = BM / MT 三、实训器材、试剂、材料 1.器材：试管，离心机，天平，离心管，三角瓶，滴定管。 2.试剂：聚乙二醇2000（PEG2000），硫酸铵。 四、实训操作步骤 1.PEG2000（NH 4)2SO 4双水相体系相图的测定 （1）取10%（g/ mL ）PEG2000溶液10mL 于三角瓶中。 （2）用40%（g/mL ）（NH 4)2SO 4溶液装入滴定管中滴定至三角并中溶液出现浑浊，记录）NH4)2SO 4溶液消耗的体积。加入1mL 水使溶液澄清，继续用（NH 4)2SO 4溶液滴定至浑浊，重复7～8次，记录每次（NH 4)2SO 4溶液消耗的体积，计算每次出现浑浊时体系中PEG2000和（NH 4)2SO 4的浓度（g/mL ）。 （3） 以（NH 4)2SO 4的浓度（g/mL ）为横坐标，PEG2000的浓度（g/mL ）为纵坐标，绘制PEG2000- （NH 4)2SO 4双水相体系相图。 2. 相图制作表 10%PEG2000 10mL 温度T=20℃ PEG2000 % (NH 4)2SO 4 % 两相 均相
实验一超临界萃取设备 一、概述 超临界流体萃取(Supercritical fluid extraction，简称SFE或者SCFE)是用超临界条件下的流体作为萃取剂，由液体或固体中萃取出所需成分(或有害成分)的一种分离方法。超临界流体(Supercritical fluid，简称SCF)是指操作温度超过临界温度和压力超过监界压力状态的流体。在此状态下的流体，具有接近于液体的密度和类似于液体的溶解能力，同时还具有类似于气体的高扩散性、低粘度、低表面张力等特性。因此SCF具有良好的溶剂特性，很多固体或液体物质都能被其溶解。常用的SCF有二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨等。其中以二氧化碳最为常用。由于SCF在溶解能力、传递能力和溶剂回收等方面具有特殊的优点。而且所用溶剂多为无毒气体。避免了常用有机溶剂的污染问题。 早在100多年前，人们就观察到临界流体的特殊溶解性能，但在相当长时间内局限于实验室研究及石油化工方面的小型应用。直到20世纪70年代以后才真正进入发展高潮。1978年召开了首届专题讨论会，1979年首台工业装置投入运行，标志着超临界萃取技术开始进入工业应用。 超临界萃取之所以受到青睐，是由于它与传统额液-液萃取或浸取相比，有以下优点：①萃取率高；②产品质量高；③萃取剂易于回收；④选择性好。 2.超临界流体萃取的特点 2.1 萃取和分离合二为一。当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器 与萃取物迅速成为两相(气液分离)而立即分开，不存时，由于压力下降使得CO 2 在物料的相变过程，不需回收溶剂，操作方便；不仅萃取效率高，而且能耗较少，节约成本。 2 .2 压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。临界点附近，温度压力 密度显著变化，从而引起待萃物的溶解度发生变化。的微小变化。都会引起CO 2 可通过控制温度或压力的方法达到萃取目的。压力固定，改变温度可将物质分离；反之温度固定，降低压力使萃取物分离；因此工艺流程短、耗时少。对环境无污染，萃取流体可循环使用，真正实现生产过程绿色化。 的临界温度为31.16℃。临界压力为7.38MPa，可以有 2.3 萃取温度低。CO 2 效地防止热敏性成分的氧化和逸散，完整保留生物活性，而且能把高沸点、低挥
一、填空题 1．萃取操作的依据是混合液中各组分在萃取剂S中溶解度的差异。2．选择性系数β=∞出现在B和S不互溶物系中。 3．总压恒定下，t一定，t d增加，则p w增大；φ增大；I 增大；t w增大。4．干燥时，空气湿度H增加，则物料临界含水量Xc 减小，平衡含水量X*增大。减小热气温度t，则Xc 减小，X*增大。 5．在恒定干燥条件下，已知：X*=10%，Xc=30%，结合水为20%（均为干基）。今有湿料200kg，含水40%（湿基）与热空气长时间充分接触，则： （1）干燥过程除去非结合水= 56 kg； （2）降速阶段除去的结合水= 12 kg。 6．恒定的干燥条件是指空气温度、湿度、流速以及与物料的接触方式都不变。 7．在实际的干燥操作中，常常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 二、选择题 1．单级萃取中，若加入的纯溶剂S增加，其他操作条件不变，则萃取液组成D 。 A 变大 B 变小 C 不变 D 不确定 2．进行萃取操作时应使： C A 分配系数大于1 B 分配系数小于1 C 选择性系数大于1 D 选择性系数小于1 3．物料的平衡水分一定是 C 。 A 非结合水份 B 自由水分 C 结合水份 D 临界水分 4．空气的干球温度为t，湿球温度为t w，露点温度为t d，当空气的相对湿度为98%时，则B A t=t w=t d B t>t w>t d C t
直观演示7大萃取设备的结构和原理 萃取（Extraction）是分离液体混合物的一种单元操作，依据液体混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异分离液体混合物，俗称抽提。 萃取设备 ——离心萃取机—— ——混合·沉降萃取器——
——脉冲筛板萃取塔—— ——筛板萃取塔——
——填料萃取塔—— ——往复筛板萃取塔——
——转盘筛板萃取塔—— 萃取设备简介 萃取设备又称萃取器，其作用是实现两液相之间的质量传递。对萃取设备的基本要求是使萃取系统的两液相之间能够充分混合、紧密接触并伴有较高程度的湍动；同时使传质后的萃取相与萃余相能够较完善的分开。萃取设备的种类很多，按两相接触方式，可分为逐级接触式和连续接触式；按形成分散相的动力，可分为无外加能量与有外加能量两类，前者只依靠液体送入设备时的压力和两相密度差在重力作用下使液体分散，后者则依靠外加能量用不同的方式使液体分散；此外，根据两相逆流的动力不同，可分为重力作用和离心力作用两类。
常用的萃取塔型 ①转盘塔 在工作段中,等距离安装一组环板,把工作段分隔成一系列小室，每室中心有一旋转的圆盘作为搅拌器。这些圆盘安装在位于塔中心的主轴上，由塔外的机械装置带动旋转。转盘塔结构简单，处理能力大，有相当高的分离效能，广泛应用于石油炼制工业和石油化工中。 ②脉动塔 在工作段中装置成组筛板(无溢流管的)或填料。由脉动装置产生的脉动液流，通过管道引入塔底，使全塔液体作往复脉动。脉动液流在筛板或填料间作高速相对运动产生涡流，促使液滴细碎和均布。脉动塔能达到更高的分离效能，但处理量较小，常用于核燃料及稀有元素工厂。 ③振动板塔 将筛板连成串，由装于塔顶上方的机械装置带动，在垂直方向作往复运动，借此搅动液流，起着类似于脉动塔中的搅拌作用。 萃取塔设计主要是确定塔的直径和工作段高度。先从液体流量除以操作速度，得出塔截面，算出塔径。然后根据塔的特性以及物系性
第8章双水相萃取技术 第8章双水相萃取技术 1双水相萃取现象：最早是1896年由Beijernek在琼脂和可溶性淀粉或明胶混合时发现的，这种现象称之为聚合物的“不相溶性”。70年代中期西德的Kula和Kroner等人首先将双水相系统应用于从细胞匀浆 液中提取酶和蛋白质，大大地改善了胞内酶的提取效果。 双水相萃取技术：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统。利用亲水性高分子聚合物的水溶液可形成双水相的性质进行物质分离的方法称双水相萃取技术，又称水溶液两相分配法。 2双水相萃取技术基本原理：①双水相的形成一聚合物的不相容性：混合是熵增加的过程，可自发进行。但是，分子间的相互作用力也会随分子量的增大而增大。当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于分子量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。 双水相的形成一系统举例：绝大多数天然的或合成的亲水性聚合物水溶液，在与第二种亲水性聚合物混合，并达到一定浓度时，就会产生两相，两种高聚物分别溶于互不相溶的两相中。如用等量的 1.1 %右 旋糖酐溶液和0.36 %甲基纤维素溶液混合，静止后产生两相，上相中含右旋糖酐0.39 %，含甲基纤维素 0.65 %;而下相含右旋糖酐 1.58 %，含甲基纤维素0.15 %。聚合物与无机盐的混合溶液也可形成双水相，例如，PEG^磷酸钾、PEG^磷酸铵、PEG^硫酸钠等常用于生物产物的双水相萃取。PEG^无机盐系统的上 相富含PEG下相富含无机盐。 Dextran-PEG体系的相图：（1）TKB称为双节线，双节线以下的区域为均相区，以上的区域为两相区。（2）TMB称为系线，是连接双节线上两点的直线，在系线上各点处系统的总浓度不同，但均分成组成相同而体积不同的两相。 萃取原理：双水相萃取与水-有机相萃的原理相似，都是依据物质在两相间的选择性分配。当萃取体系的性质不同时，物质进入双水相系后，由于表面性质、电荷作用和各种力（如疏水键、氢键和离子键等）的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同。 几个常用的术语：（1）分配系数:、二G/C2 = C_/C=.（分配系数K等于物质在两相的浓度比，由于各种物质的K值不同，可利用双水相萃取体系对物质进行分离）。（2）萃取率： 该相中被提取物质的量 Y%= 100% %=体系中被提取物质的总量％ 双水相体系萃取分离的特点：条件温和；操作方便；回收率高、提纯的倍数可达2-20倍,如体系选择 适当，回收率可达80%-90%A上,且分离速度快。 3双水相相图的操作：①把刻度离心管放置于电子天平上，调零；②向刻度离心管滴加一定量50% PEG-6000（简称A），记录重量；③调零，再滴加40%硫酸铵溶液（简称B），振荡，继续滴加B,直到混合物 呈现混浊状态，显示已形成不溶的两相，记录B的重量；④电子天平调零，然后，向混合物滴加一定重量 的水（0.4-0.5ml），经振荡后，重新呈现澄清状态，此现象表明溶液又回复成单相，记录此时的W重量；⑤ 电子天平调零。接着，再一次滴加B;⑥重复上述步骤。最后可得一系列成单相的点。 双水相相图的绘制：以PEG-6000和硫酸铵构成的双水相系统的相图曲线可根据如下公式计算获得： X=［0.4B/（A+B+W）］100% , 丫二［0.5A/（A+B+W）］100% （公式符号含义：Y :在某成单相点时 PEG-6000占总量的百分数；X :在某成单相点时硫酸盐占总量的百分数； A :在某成单相点时PEG-6000溶 液在系统中的总量（g）；B:在某成相点时硫酸铵溶液在系统中的总量（g）；W：在某成单相点时水在系统中的总量（g））。以丫为纵坐标，X为横坐标，丫对X作图得双水相系统相图。相图中曲线左边部分为单相区（含 曲线），曲线以右为双相区。 4双水相萃取的应用：①分离和提取各种蛋白质（酶）:PEG /硫酸铵双水相体系提取 a -淀粉粉酶和蛋白酶时a -淀粉粉酶收率90%分配系数为19.6，蛋白酶的收率高于60%分离系数高达15.1 :②提取抗生素；③双水相电泳分离氨基酸、蛋白质④基因工程药物的分离与提取：用PEG 4000/磷酸盐从大肠杆 菌碎片中提取人生长激素，用PEG -磷酸酯/磷酸盐提取a 1-干扰素和3 -干扰素。 5双水相萃取分离技术的发展方向：①新型双水相体系的开发：用变性淀粉取代葡聚糖；用羟基纤维 素取代聚乙二醇。②后续色谱纯化工艺研究：双水相萃取与层析技术。③金属亲和双水相萃取技术：利用金属离子和蛋白质中精氨酸、组氨酸的亲和作用。
第七章 干燥 第一节 概述 一、去湿——除去固体物料中湿分（水分或其它熔剂）的单元操作。 应用——使固体物料达一定含湿量，便于运输、储藏、加工处理和使用。 去湿方法——1。机械去湿法 2．加热去湿法（干燥）——利用热能除去固体物料中湿分。 工业上一般将物料先进行机械去湿（沉降、过滤、离心分离等）后再用干燥。 二、干燥操作分类 1．按操作压力—常压干燥 真空干燥：处理热敏性、易氧化、或要求含湿量低的物料。 2．按操作方式—连续干燥 间歇干燥：适用小批量、多品种、要求干燥时间长的物料。 3．按加热方式—热传导干燥：又称间接加热干燥； 对流传热干燥：又称直接加热干燥； 辐射干燥 介电干燥 冷冻干燥 三、对流干燥过程——热、质同时传递的过程 热
1．干燥介质（热空气）将热量传给湿物料； 2．物料表面湿分汽化，并通过表面处气膜向气流主体扩散； 3．由于表面湿分汽化，使物料内部与表面间产生湿分差，湿分以气态或液态由固体内部向表面扩散。 干燥过程的必要条件——推动力 物料表面湿分分压p W 空气中湿分的分压p 干燥介质——一般为不饱和的热空气，它既是载热体，又是载湿体。 干燥速率由传热速率和传质速率共同支配。 第二节湿空气的性质和湿度图 一、湿空气性质 在干燥过程中，湿空气中的湿分在不断汽化，但绝对干空气量是不变的，因此湿空气的各个参数都是以单位质量绝对干空气为基准的。 1．湿空气中湿含量的表示法 （1）水汽分压p v P（总压）=p g（干空气）+p v（水汽） （2）相对湿度φ 定义—在一定总压下，
φ%100?= s v p p 相对湿度是衡量湿空气的不饱和程度， φ=100%的湿空气，表示湿空气已被水汽饱和； φ越低，湿空气偏离饱和程度越大，干燥能力越强； 可见，相对湿度φ能反映湿空气的干燥（吸水气）能力。 （3）（绝对）湿度H 定义： g v m m H 湿空气中干空气的质量湿空气中湿分的质量= v v g v g g v v p P p M M n M n M -? == v v v v p P p p P p -=-?= 622.02918 [kg 水/kg 干空气] 饱和湿度s s S p P p H -=622 .0 可见饱和湿度与空气的总压和温度有关。 因为p v=φp s ， s s p P p H ??-=622 .0 2．湿空气的比容、比热容和焓 （1） 湿空气的比容（湿比容，又称湿容积）H υ 定义—含有单位质量干空气的湿空气的体积。 干空气 水分干空气kg m m H 33+=υ [m 3 /kg 干空气] H v g ?+=υυ
萃取设备的发展概述及展望 xxx (xxx) 摘要：萃取分离具有处理能力大、选择性好、常温操作、节约能源、易于实现连续操作和自动控制等一系列优点，自20世纪30年代以来，迅速在化工、石油、生物、医药、食品、原子能、湿法冶金等工业部门得到广泛应用。本文分析了超临界流体的萃取原理，描述了萃取设备的分类，简单总结了典型萃取设备的优缺点及适用领域，介绍了一些工业萃取设备及新型萃取设备，并提出了萃取分离的研究重点。 关键词：超临界流体萃取；典型萃取设备；新型萃取设备 Development Overview and Prospects Extraction Equipment xxx (xxx) Abstract：Extraction separation has a series of advantages,large processing capacity,good selectivity,room temperature operation, energy saving, easy to implement continuous operation and automatic control.Since the 1930s, extraction separation rapid widely used in chemical,petroleum,biology,medicine,food,atomic energy,hydrometallurgy and other indusrial sectors.This paper analyzes the principle of supercritical fluid extraction,describles the classification of extraction equipment,and summarizes the advantages,disadvantages and application filed of typical extraction equipment.Besides,this paper introduces a number of industrial extraction equioment and new extraction equioment,and proposes extraction separation of research focus. Key words：s upercritical fluid extraction；typical extraction equipment；new extraction equipment 萃取是利用溶质在互不相溶两相之间分配系数的不同而使其得到纯化或浓缩的一种单元操作。由于可以根据分离对象的要求选择适当的萃取剂和流程，因而具有选择性高，分离效果好和适应性强等特点。溶剂萃取通常在常温或较低温度下进行，能耗低，特别适用于热敏性物质的分离，而且易于实现大规模连续化的生产。近年来，萃取在原子能、湿法冶金、石油、化工、医药和环保等工业过程以及生物工程和新材料等高科技领域得到越来越广泛的应用，萃取设备也随着萃取在工业中的广泛应用而不断的发展更新。 溶剂萃取最早用在实验室中进行化学元素的分离和分析。首次大型工业应用是20世纪初的芳烃抽提。随后的重要应用是青霉素的提纯和抗菌素的大规模生产。第二次世界大战期间在原子能工业中成功地应用萃取法分离铀、钚和放射性同位素，大大促进了溶剂萃取技术的研究和应用。20世纪60年代以来，溶剂萃取又成功地用于石油化工中的润滑油静止、丙烷脱沥青、芳烃抽提和湿法冶金工业中的铜萃取、镍钴分离和稀土元素分离等大规模的工业生产。[1-4]