第五章 萃取gai

Chapter 5
5-1 5-2 算 5-3 5-4
固液萃取
概述 浸出过程计
提取设备 超临界流体
§5-1 概述
定义 提取方法 提取阶段 扩散速率 工艺流程 工艺参数
一、定义
萃取：是利用各种物质在选定溶剂中溶解 度的不同，已分离混合物中组分的一种方 法。 固-液提取：用萃取剂分离固体混合物中组 分的方法。（提取或浸提） 液-液萃取：用萃取剂分离液体混合物中组 分的方法。（萃取）
固定环则可抑制返混。
转盘塔结构简单，生产能力大，传质效率高，操作弹性大， 故在工业中应用较广泛。
图4. 51转盘萃取塔
（四）离心萃取器
利用离心力使两相快速混合和分离的萃取设备。有多种型式。
一种称为POD离心萃取器如图4.52所示 ，属卧式微分接触设 备。在外壳内有一螺旋形转子，转速高达2000~5000r/min。 轻相由外圈引入，重相由中心引入。在离心力作用下，重 相由中心向外流，轻相由外圈向中部流，两相成逆向流动。 最终，重相由螺旋最外层流出，轻相从中部流出。
若以重液为分散相时，则应将降液管改为升液管，安装在筛板上方。 在筛板塔内分散相的液体经多次分散和凝聚，而且筛板的存在又抑 制了塔内的轴向混合，故其效率高，应用广泛。
脉冲筛板塔
脉冲筛板塔的基本结构
与普通筛板相同，但 没有溢流管，如图 4.50(2)所示。 工作原理
工作原理
操作时，轻、重液相均穿过筛板面作逆流
普通筛板塔 脉冲筛板塔 往复筛板塔
普通筛板塔
普通筛板塔图4.50(1)内配 有若干层加工有许多小
孔和一个溢流管(也称为
降液管)的筛板。筛孔直
径一般为3~9mm，孔距
为孔径的3~4倍，板间距
为150~600mm。

85℃，保温12hr, 95℃,保温10hr
水相
悬浮有机相
一、萃取色层分离的基本原理
１．分配系数与分离系数
分配系数: D Cs / Cm 分离系数: D1 / D2 金属离子在流动相中的 分数 : Nm R Nm Ns 1 1 1 N C V V 1 s 1 s s 1 D s Nm Cm Vm Vm
中RE3+浓度↑，峰距↓（分离度RS↓）
– 淋洗液流速：流速↑→理论塔板数↓→RS↓ – 温度：一般50±５℃为宜
2. 萃取色层分离稀土的工艺实践
– 装柱——负载——淋洗——淋洗液浓缩沉淀
装柱
负载 淋洗
长径比17～20，树脂粒度0.13～0.074mm
料液RE2O3 60 ～ 80g/L, 酸度0.２～ 0.3mol/L 50±５℃， 梯度淋洗（Gd-Tb-Dy分离：0.5,0.7,0.9mol/L HCl）
单组成色谱图
2.分离度（分辨率）
• • • •
每个组成都有一个色谱峰，且有特定的保留体积VR 每个色谱峰都有特征的峰宽W (VR2-VR1)越大，W越小分离效果越好
分离度 RS VR 2 VR1 2(VR 2 VR1 ) (W1 W2 ) / 2 W1 W2 ( RS 1.3时可定量分离 )
• 特点:萃取、反萃合二为一；萃取剂用量少、成本低
• 液膜分离的一般流程 • 乳状液膜从低含量稀土浸出液中回收稀土 １．制膜
混合（萃取剂＋溶剂＋表面活性剂＋膜内相） 搅拌 生成油包水（W/O）乳状液
– 稳定性特别重要（以破损率表示）
• 破乳率ε=膜外相中酸的总量／原始酸的总量 • 如放置１hr后， ε＜2％，稳定
二、萃取色层法分离提纯高纯稀土化和物

作业
1 微波萃取的原理 2 微波萃取的特点 3 超声波与媒介形成哪些作用
（3）空化作用
在超声产生的压力波作用下，媒质分子的平均距 离随着分子的振动而变化，当对液体施加足够的 负压时，分子间距离超过保持液体作用的临界分 子间距，形成空穴，将一直增长至负声压达到极 大值，一些空化泡进入持续振荡，另外一些将完 全崩溃。
应用
油脂浸提 蛋白质提取 多糖提取 其它有效物质的提取
超声波是物质介质中的一种弹性机械波，频 率范围为2×104~2×109Hz。超声波在物质介 质中形成介质粒子的机械振动，与媒质产生 热作用、机械作用和空化作用。
1 热作用 超声波在媒质内传播过程中，振动能量被 吸收转为为热能从而使得媒质自身温度升 高。
2 机械作用 超声波可以使介质的质点交替压缩伸张，产 生线形或非线形交变振动，引起相互作用的伯努 利力、粘滞力等，增强介质质点运动，加速质量 传递作用。
2 医药方面
甲基苯丙胺
冰毒
微波辅助萃取技术以其在物质提取中的高 效性正受到不同领域研究人员的重视。但 它的研究还处在初级阶段，对其机理的研 究还不彻底。对微波处理过程中诸如微波 泄漏等问题还没有完全解决。相信在以后 这些问题得到解决后，微波辅助萃取的发 展将会得到长足的进步。
超声萃取技术
超声萃取技术是近年来发展起来的一种新型 分离技术，与常规萃取技术相比，超声萃取 技术具有快速、价廉、安全、高效等特点。
第五章物理场强化溶剂萃 取技术
微波强化萃取 超声强化萃取
超声强化超临界萃取 电场强化溶剂提取 磁场强化溶剂提取
微波强化萃取
概念 微波强化萃取的原理 微波强化萃取的影响因素及特点
微波萃取的应用和前景
一、概述
微波是一种电磁波，以直线方式传播，并具有反射、 折射、衍射等光学特性。微波遇到金属物质会被反射， 遇到非金属物质则能穿透或被吸收。微波的电磁场频 率介于300MHz~300GHz之间，常用的微波频率为 2450MHz。

β为校正系数
传质系数kL由下式计算
kL •0
K•dp
Sh 20.55Re0.5•Sc0.33
kLdp 20.55(dp)0.5 •( )
d
d
d
分散相液滴直径
dp0 .010 .2 4 (P 0 .V 6)0 .4H 0 .5(d)0 .25
液滴环流速度ω由下式求得
5.98 (P/V)00.2 .4•0.2
a-Laval ABE-216离心萃取机
主要构成：高速旋转的转鼓、转鼓中有11个同心圆筒、转鼓的两端各
有轻重液的进出口。
重液流向：经第4筒上端开孔进入第5筒，沿螺旋形通道往外顺次流 经各筒，最后由第11筒经溢流环到向心泵室，被向心泵排出转鼓。
轻液流向：由离心泵吸入，从中心管进入转鼓，流至第10筒，从 其下端进入螺旋形通道，向内顺次流过各筒，最后从第1筒经出
第二节 固--液萃取设备
固-液萃取：在一定条件下用一定浸出溶剂从固体原料中浸出有效成分的过
程。
依溶剂流动与否又分为静态浸出和动态浸出。
固液萃取的相平衡关系，是溶液相的溶质浓度与包含于固体相中溶 液的溶质浓度之间的关系。
固液萃取过程达到相平衡的条件是两者浓度相等，而只有在前一 浓度小于后一浓度时，萃取过程才能发生。
［High-efficiency dewatering］
7. With a press segment provided in the internal dewatering zone of the bowl, the water content of cake can be reduced. (Press segment)
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