萃取方式和理论收得率 工业上萃取操作通常包括三个步骤: 混合一分离一溶剂回收 因而工业萃取的流程中须有混合器(如搅拌混 合器)、分离器(如碟片式离心机)和溶剂回收裝 置(如蒸馏塔)。混合萃取和分离也可在同一台 设备内完成 般萃取过程很快,如果接触表面足够大,则 在15~60s之内就可完成。 萃取操作流程可分为单级萃取和多级萃取。 005-3-21
2005-3-21 11 ▪ 萃取方式和理论收得率 ▪ 工业上萃取操作通常包括三个步骤： 混合—分离—溶剂回收 ▪ 因而工业萃取的流程中须有混合器(如搅拌混 合器)、分离器(如碟片式离心机)和溶剂回收装 置(如蒸馏塔)。混合萃取和分离也可在同一台 设备内完成。 ▪ 一般萃取过程很快，如果接触表面足够大，则 在15~60 s之内就可完成。 ▪ 萃取操作流程可分为单级萃取和多级萃取
单级萃取 如图2-2所示。 洗涤剂 反 萃|萃取剂+稀释剂 萃取液 剂 料液 待萃取 (待返回使用) (待萃取物 物质+少 质+杂质) 萃 量杂质) 洗 待萃物质 反萃取 取 涤 萃取剂 稀释剂 产物(待萃物质) 萃残液 (杂质) 杂质+少量 待萃物质 005-3-21 图2-2单级萃取流程图 12
2005-3-21 12 ▪ 单级萃取 ▪ 如图2-2所示。 图2-2 单级萃取流程图
萃取操作理论收得率的计算须符合以下两个假定: ①萃取相和萃余相很快达到平衡 ②两相完全不互溶,在分离器中能完全分离。 设K为分配系数,V为料液体积,Vs为萃取剂体积,E 为萃取因子( extraction factor)即萃取平衡后,溶质在萃 取相与萃余相中质量的比值,则: E=KV/V=K/m (25) 式中m=VF/Vs=料液体积/萃取剂体积 令未被萃取的体积分数为q,则: q=1/(E+1 2-6) 而理论收得率为: 1—q=E/(E+1) 2-7) 005-3-21
2005-3-21 13 ▪ 萃取操作理论收得率的计算须符合以下两个假定： ① 萃取相和萃余相很快达到平衡 ② 两相完全不互溶，在分离器中能完全分离。 ▪ 设K为分配系数，VF为料液体积，VS为萃取剂体积，E 为萃取因子(extraction factor)即萃取平衡后，溶质在萃 取相与萃余相中质量的比值，则： E＝K·VS／VF ＝K／m (2-5) ▪ 式中 m＝VF／VS ＝料液体积／萃取剂体积 ▪ 令未被萃取的体积分数为φ，则： φ＝1／(E＋1) (2-6) ▪ 而理论收得率为： 1－φ＝E／(E＋1) (2-7)
多级萃取 为提高收率常常采用多级萃取,多级萃取又有多级逆 流萃取和多级错流萃取流程,如图2-3和图2-4所示。 料液混合分萃余液混合分 离器 离器2 革余液混合分萃余液 器丌 溶剂 荦取液溶剂 溶剂 萃取液 萃取液 图2-3多级错流萃取流程「 料液 混合分萃余液 混合分 萃余「混合分废液 产物+溶剂L离器 离器2 离器n 溶剂 图2-4多级逆流萃取流程 005-3-21 14
2005-3-21 14 ▪ 多级萃取 ▪ 为提高收率常常采用多级萃取，多级萃取又有多级逆 流萃取和多级错流萃取流程，如图2-3和图2-4所示。 图2-3 多级错流萃取流程 图2-4 多级逆流萃取流程
萃取 第3级 第2级 第1级 废 发 弃 液去 酵 液 醋酸戊酯 图2-5三级逆流萃取设备流程 由理论推导,经η级萃取后,两种多级萃取流程的产物 收率分别为: 多级错流萃取流程: 1-q=1-[1/(∈E1+1)(E2+1)(En+1)(2-8) 多级逆流萃取流程: 005-3-21 1-q=(En+1—E)/(En+1-1) 29)
2005-3-21 15 ▪ 由理论推导，经n级萃取后，两种多级萃取流程的产物 收率分别为： ▪ 多级错流萃取流程： 1－φ＝1－[1／(E1＋1)(E2＋1)…(En＋1)] (2-8) ▪ 多级逆流萃取流程： 1－φ＝(En＋1－E)／(En＋1－1) (2-9) 图2-5 三级逆流萃取设备流程