萃取和浸取.
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原理示意图利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数[1]的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。
分配定律是萃取方法理论的主要依据,物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。
同时,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。
不论所加物质的量是多少,都是如此。
属于物理变化。
用公式表示。
CA/CB=KCA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的量浓度。
K是一个常数,称为“分配系数”。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。
用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。
在萃取时,若在水溶液中加入一定量的电解质(如氯化钠),利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。
要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来,通常萃取一次是不够的,必须重复萃取数次。
利用分配定律的关系,可以算出经过萃取后化合物的剩余量。
设:V为原溶液的体积w0为萃取前化合物的总量w1为萃取一次后化合物的剩余量w2为萃取二次后化合物的剩余量w3为萃取n次后化合物的剩余量S为萃取溶液的体积经一次萃取,原溶液中该化合物的浓度为w1/V;而萃取溶剂中该化合物的浓度为(w0-w1)/S;两者之比等于K,即:w1/V =K w1=w0 KV(w0-w1)/S KV+S同理,经二次萃取后,则有w2/V =K 即(w1-w2)/Sw2=w1 KV =w0 KVKV+S KV+S因此,经n次提取后:wn=w0 ( KV )KV+S当用一定量溶剂时,希望在水中的剩余量越少越好。
而上式KV/(KV+S)总是小于1,所以n越大,wn就越小。
也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。
但应该注意,上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂,例如苯,四氯化碳等。
萃取的方法
萃取是一种常用的化学分离方法,其基本原理是利用物质在两种不互溶的溶剂中的溶解度或分配比的不同,从而实现物质的分离。
以下是一些常见的萃取方法:
1. 液-液萃取:这是最常见的萃取方法,涉及两种不互溶的液体(通常是水和有机溶剂)之间的分离。
例如,油和水可以通过在油水混合物中加入有机溶剂来分离。
2. 液-固萃取:也称为浸提,这种方法用于从固体物质中提取某些成分。
通常是将固体物质浸泡在溶剂中,然后通过加热或其他方式使溶剂蒸发,从而提取出所需的成分。
3. 固-液萃取:也称为升华,这种方法通常用于从固体物质中提取某些挥发性成分。
通过加热固体物质,使所需的成分从固体中升华出来,然后将其冷凝并收集。
4. 微型萃取技术:微型萃取技术是在实验室规模上应用的微小型化
萃取技术,通过这种方法可以在微小的体积上完成样品的处理和分离。
这种技术可以提高效率并减少试剂的使用量。
5. 超临界流体萃取:超临界流体萃取是一种使用超临界流体作为萃取剂的萃取方法。
超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态,具有高密度和低粘度。
这种方法可以用于从固体或液体中提取某些成分。
萃取分离技术Extraction 5.1 概述利用物质在互不相容的两相之间溶解度的不同而使物质得到分离纯化或浓缩的方法称为萃取。
目标物液体:液液萃取固体:液固萃取(浸取)有机溶剂萃取双水相萃取液膜萃取反胶束萃取超临界萃取5.2 液固萃取(浸取)¾液固萃取,又称浸取或提取,是一种分离和富集某些天然产物、生化试剂和添加剂的有效手段。
由于溶剂渗入固体试样内部是比较缓慢的过程,因此液固萃取需要较长的时间,一般需要连续萃取。
浸提分为冷浸和热浸两种:¾冷浸法:适用于提取遇热易被破坏的物质及含淀粉、树胶、果胶、黏液质的样品。
¾热浸法:由于提高温度有利于有效成分的溶解度故提取效果较冷浸好。
该方法操作时间长,浸出溶剂用量大,往往浸出效率差,不易完全浸出,不适合有效成分含量低的原料。
为了有效成分的浸出,固体样品尽量粉碎传统的液固萃取装置是利用索氏(Soxhlet)提取器浸取在食品工业中的应用食用油¾除了采用传统的压榨法外,常采用溶剂浸提其中所含的油脂。
黄豆经溶剂浸提后,豆渣中残油量往往低于l%,远较压榨法的豆渣的残油率2%~2.5%为低。
除了油料种籽可以采用浸提法抽取其所含的油脂外,有时还采用浸提法抽取鱼肝或鱼皮的油脂。
常用溶剂:己烷、庚烷、环己烷速溶咖啡¾从咖啡豆中浸提出可溶性成分,经喷雾干燥或冷冻干燥可制得速溶咖啡。
食品功能成分的提取5.3 溶剂萃取法(Solvent Extraction)杂质目的产物料液萃取剂Light phaseHeavy phase溶剂萃取过程示意图实验室溶剂萃取过程分液漏斗有机相水相溶剂萃取法的原理萃取是根据不同物质在两相中分配平衡的差异是实现分离的。
物理萃取:利用溶剂对需分离的组分有较高的溶解能力,分离过程纯属物理过程,理论基础是分配定律;化学萃取:溶剂首先有选择性地与溶质化合或络合,从而在两相中重新分配而达到分离目的,服从相律及一般化学反应的平衡定律。
第四章萃取一、本章基本要求:(1)掌握溶剂萃取法的基本理论、工艺过程以及基本的计算;(2)掌握双水相萃取的一般方法;(3)掌握反胶束溶液形成的条件及反胶束萃取的适用范围;(4)掌握超临界的萃取原理;(5)了解溶剂萃取法所用设备;(6)了解影响双水相萃取的因素;(7)了解SC- CO2萃取流程在及在生物、食品工业中的应用。
二、教学的重点和难点:重点:超临界的萃取原理;反胶束萃取蛋白质的基本原理及影响反胶束萃取蛋白质的主要因素;双水相萃取理论及影响因素;溶剂萃取过程的理论基础及萃取剂的选择。
难点:超临界的萃取原理;反胶束萃取蛋白质的基本原理;双水相萃取理论;溶剂萃取过程的理论基础三、主要教学设计(方法、手段等):本章第一次课对本章的内容做一大致介绍,以一张萃取的分类图表示。
每次课之前5分钟对上次的内容进行复习,以加深学生印象。
对本章的内容主要是用讲述的形式,中间以提问的形式加强有力互动和提高学生的注意力,每小节给予一定的思考题。
四、学时分配:1.溶剂萃取和浸取(4学时)2.双水相萃取法(2学时)3.反胶束萃取法(2学时)4.超临界CO2萃取(2学时)五、参考资料及补充习题:思考题:1、何谓溶剂萃取?其分配定律的适用条件是什么?3、何谓乳化液?乳化液稳定的条件是什么?常用去乳化方法有那些?4、在发酵工业中,去乳化有何实际意义?5、类固醇萃取:含有6.8mg/l类固醇的水溶液被二氯甲烷提取,已知类固醇的平衡常数为170,萃取中水与溶剂的比例为82,问提取后有机相的浓度是多少?类固醇被提取的收率是多少?6、比较溶剂萃取与浸取的异同点?7、生物萃取与传统萃取相比的特殊性。
8、描述浸出的基本过程?9、溶剂萃取、反萃取、浸取、乳化、分离因素、表面活性剂10、已知弱酸和弱碱在水相中的电离平衡Kp,由下图试推导出K和K0、KP的关系式可经理论推导如下:K=K0[H+]/(KP +[H+])(弱酸)K=K0KP /(KP +[H+])(弱碱)11、某澄清的发酵液中含260mg/l放线菌D,现用醋酸丁酯进行多级萃取。
第六章一、名词解释1、萃取2、物理萃取3、化学萃取4、分配系数5、液-液萃取技术6、超临界流体7、反胶团二、选择1、浸取过程的因素很多,主要有固体物料颗粒度的影响、()的影响和操作条件的影响。
A、浸取溶剂B、化学性质C、密度D、毒性2、浸取是指用溶剂将固体物中的某些可溶组分提取出来,浸取操作条件的影响因素很多,除了浸取温度、浸出时间外还有()。
A、浸取剂pH值;B、浸取压力;C、浸取溶剂用量;D、浸取方法3、萃取剂与原溶剂必须在操作条件下互不相溶或部分互溶,而且两相间必须有()A浓度差B温度差C密度差D黏度差4、被萃取组分以一种简单分子的形式在两相间物理分配。
它在两相中均以中性分子形式存在,溶剂与被萃取组分之间不发生化学反应,这种过程称为()A生物萃取B化学萃取C物理萃取D固液相萃取5、在发酵工业生产中,常用的萃取相是有机溶剂,萃余相是( )A水B乙醇C乙酸D苯6、影响液-液萃取的因素中pH值的影响,pH值影响分配系数,因而影响萃取()。
A效率B速率C收率D分解率7、影响液-液萃取的因素中( )升高,有机溶剂与水之间的互溶性增大,萃取效率降低。
A浓度B溶解度C温度D解离度8、在萃取剂的选择中()越大,表示被萃取组分在萃取相中的含量愈高,萃取分离愈容易进行,因此一般选择K值较大的溶剂作为萃取剂。
A分配系数K B平衡常数K C速率常数K D浓度常数K9、( )是一种液体以微小液滴的形式均匀分散在另一种不相混溶的液体中的现象。
A乳化B融化C分离D互融10、在萃取操作中,萃取剂的回收是个非常必要和重要的环节,常用的方法()A分离B蒸馏C分液D浸取11、( )是指用溶剂将固体物中的某些可溶组分提取出来,使之与固体的不溶部分(或称惰性物)分离的过程。
A浸取B萃取C分离D分馏12、超临界流体的特点中密度越大(液体的含量多),溶解能力()。
A越强B越小C不变D不确定13、( )是利用物质在互不相溶地两个水相(两种水溶性聚合物水溶液)之间分配系数的差异实现分离的方法。