萃取过程的理论基础： 萃取过程的理论基础：不同溶质在两相 中分配平衡的差异。 中分配平衡的差异。 分配定律 K-分配系数 分配系数 C1 萃取相的浓度

　　在常温下Ｋ为常数；Ｃ的单位通常用mol/L或 在常温下Ｋ为常数；Ｃ的单位通常用mol/L或 ；Ｃ的单位通常用mol/L 质量单位/mL 质量单位/mL

　　2、溶液萃取过程 、 溶剂萃取法的萃取原理是以分配定律为基 础的。 础的。

　　在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后， 在溶剂萃取分离过程中，当完成萃取操作后，为进一步纯 化目标产物或便于下一步分离操作的实施， 化目标产物或便于下一步分离操作的实施，往往需要将目 标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有 标产物转移到水相。这种调节水相条件，将目标产物从有 机相转入水相的操作就称为反萃取（Back extraction) 机相转入水相的操作就称为反萃取（ 转入水相的操作就称为反萃取

　　应用前提条件： 应用前提条件： （1） 稀溶液 （2） 溶质对溶剂之互溶度没有影响 必须是同一分子类型， （3） 必须是同一分子类型，不发生缔合或离解

　　当溶质在互不相溶的二相间达到平衡时， 当溶质在互不相溶的二相间达到平衡时，溶质在 每一相的化学势是相等的， 每一相的化学势是相等的，即：µ(H)= µ(L)

　　如果原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B 如果原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则 由于A 的分配系数不同，萃取相中A 由于A、B的分配系数不同，萃取相中A和B的相对含 量就不同于萃余相中A 的相对含量。 量就不同于萃余相中A和B的相对含量。如A的分配 系数较B 则萃取相中A的含量（浓度） 系数较B大，则萃取相中A的含量（浓度）较B多， 这样A 就得到一定程度的分离。萃取剂对溶质A 这样A和B就得到一定程度的分离。萃取剂对溶质A 分离因素（ 来表征： 分离能力的大小可用分离因素 和B分离能力的大小可用分离因素（β）来表征：

　　以超临界流 体为萃取剂， 体为萃取剂， 以液体为萃取剂， 以液体为萃取剂， 含有目标产 含目标 含有目标产物原 液液萃取 产物的 液固萃取 超临界 物的原料可 料为液体 或浸取 流体萃取 以是液体， 原料为 以是液体， 固体 也可以是固 根据萃取剂的种类和形式的不同分为： 根据萃取剂的种类和形式的不同分为： 体。

　　料液萃取剂→ （1）混合 料液萃取剂→形成具有比表面 积很大的乳浊液产物（料液） 产物（ 积很大的乳浊液产物（料液）→产物（萃取 剂）。 乳浊液→萃取相 （2）分离 乳浊液→萃取相萃余相 从萃取及萃余相（ （3）溶媒回收 从萃取及萃余相（有少量有 机剂混溶）中分离并回收有机剂。 机剂混溶）中分离并回收有机剂。 故须有混合器（如搅拌混合器）、分离器（ ）、分离器 故须有混合器（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）。 碟片式离心机）和溶剂回收装置（如蒸馏塔）。

　　C——浓度，下标 浓度， 浓度 1、2分别代表萃 、 分别代表萃 取相和萃余相， ， 取相和萃余相，A， B为溶质。 为溶质。 为溶质

　　（1）pH值 影响表观分配系数。对选择性也有影响。如青 ） 值 影响表观分配系数。对选择性也有影响。 霉素在pH2时，醋酸丁酯萃取液中青霉素可达 霉素在 时 醋酸丁酯萃取液中青霉素可达12.5%，而在 ， pH3时萃取，可降低至 。 时萃取， 时萃取 可降低至4%。 （2）温度（一般在室温或低温进行） ）温度（一般在室温或低温进行） 影响生化物质的稳定性；分配系数K。 影响生化物质的稳定性；分配系数 。 无机盐类如硫酸铵（如提VB12时）、氯化钠 （3）盐析 无机盐类如硫酸铵（如提 ） 时）、氯化钠 如提青霉素时） （如提青霉素时）一般可降低产物在水中的溶解度而使其更 易转入有机溶剂相中。 易转入有机溶剂相中。 指能和产物形成复合物， （4）带溶剂 （指能和产物形成复合物，使产物更易溶于有 ） 机溶剂相中，且复合物在一定条件下易分解） 机溶剂相中，且复合物在一定条件下易分解） 22 如青霉素可与脂肪碱 如四丁胺） 可与脂肪碱（ 如青霉素可与脂肪碱（如四丁胺）形成复合物溶于氯仿中

　　① 组分与相复杂 传质速率不同（ ② 传质速率不同 （ 质量的传递受可溶的 和不溶的表面活性组分影响） 和不溶的表面活性组分影响） 相分离性能不同（ ③ 相分离性能不同 （ 不溶性固体和可溶 性表面活性剂的存在， 性表面活性剂的存在 ， 对相分离的速率产 生重大的不利影响） 生重大的不利影响） ④ 产物的不稳定性

　　弱酸青霉素在水相存在电离平衡，不符合应用条件（ ） 弱酸青霉素在水相存在电离平衡，不符合应用条件（3）

　　设有机溶剂相的青 浓度为C 水相中青 设有机溶剂相的青-COOH浓度为 1。水相中青浓度为 COOH和青COO-的总浓度为 2（电离平衡），目前 的总浓度为C 电离平衡）， ），目前 和 的总浓度为 的测定方法不能单独测出水相中游离酸的浓度。 的测定方法不能单独测出水相中游离酸的浓度。所以 k表观分配系数表示（K=C1/C2）。 表观分配系数表示 表观分配系数表示（

　　优点：比化学沉淀法分离程度高； 优点：比化学沉淀法分离程度高；比离子交换法

　　选择性好、传质快；比蒸馏法能耗低；生产能力 选择性好、传质快；比蒸馏法能耗低； 周期短、便于连续操作、容易实现自动化。 大、周期短、便于连续操作、容易实现自动化。 萃取操作不仅可以提取和增浓产物， 萃取操作不仅可以提取和增浓产物，还可以除掉 部分其它类似的物质，使产物获得初步的纯化。 部分其它类似的物质，使产物获得初步的纯化。

　　萃取剂 ＋稀释剂 萃残液 杂质） （杂质） 杂质 杂质少量 待萃物质

　　弱酸or弱碱性溶质的分配定律 弱酸 弱碱性溶质的分配定律 K和K0、KP的关系式可经理论推导如下： 和 的关系式可经理论推导如下： K=K0[H]/（ KP [H]）（弱酸） ）（弱酸 （ ）（弱酸） K=K0KP /（ KP [H]）（弱碱） ）（弱碱 （ ）（弱碱） 由此可见， 由此可见，溶质在不互溶两相中的分配与萃 取剂（决定K 有关，也与水相的性质（ 取剂（决定 0）有关，也与水相的性质（如 有关。 [H] ）有关。

　　一、溶剂萃取的概述 二、工业萃取方式和理论收得率 三、乳化和去乳化 四、萃取设备简介 五、浸取

　　原料液 细胞分离(离心，过滤) 细胞分离(离心，过滤) 细胞－ 细胞－胞内产物 路线一B 路线一B 包含体 溶解(加盐酸胍、 溶解(加盐酸胍、脲) 复性 细胞破碎 碎片分离 粗分离(盐析、萃取、超过滤等) 粗分离(盐析、萃取、超过滤等) 纯化(层析、电泳) 纯化(层析、电泳) 脱盐(凝胶过滤、超过滤) 脱盐(凝胶过滤、超过滤) 浓缩(超过滤) 浓缩(超过滤) 精制(结晶、干燥) 精制(结晶、干燥) 路线一 路线二 清液－ 清液－胞外产物

　　当温度一定时， 当温度一定时，标准化学位为常数 如为稀溶液，用浓度代替活度 如为稀溶液，

　　①活度是非理想溶液相对于理想 溶液的“校正浓度”. ②活度也 溶液的“校正浓度” 是物质“逃逸趋势”的量度。 是物质“逃逸趋势”的量度。

　　溶剂萃取法新型分离技术 溶剂萃取法 新型分离技术 超临界流体萃取、反胶团萃取、 超临界流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取 广泛用于天然物质、胞内物质（胞内酶、 广泛用于天然物质、胞内物质（胞内酶、蛋 白质、多肽、核酸）的分离提取。 白质、多肽、核酸）的分离提取。

　　溶剂萃取：利用一种溶质组分（如产物） 溶剂萃取：利用一种溶质组分（如产物）在两

　　个互不混溶的液相（如水相和有机溶剂相）中竞 互不混溶的液相（如水相和有机溶剂相） 的液相 争性溶解和分配性质上的差异来进行分离操作的。 争性溶解和分配性质上的差异来进行分离操作的。 如抗生素、有机酸、维生素、激素等。 如抗生素、有机酸、维生素、激素等。

　　①萃取：是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料 萃取： 中目标产物的分离纯化操作。 中目标产物的分离纯化操作。 ②反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程。 反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程。 反萃取 ③物理萃取和化学萃取： 物理萃取和化学萃取： 物理萃取和化学萃取 物理萃取的理论基础是分配定律 相似相溶， 的理论基础是分配定律（ 物理萃取的理论基础是分配定律（相似相溶，萃取 剂和溶质间不发生化学反应）； 剂和溶质间不发生化学反应）； 化学萃取利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应 化学萃取利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应 生脂溶性的复合分子实现溶质向有机相的分配。 生脂溶性的复合分子实现溶质向有机相的分配。

　　溶剂萃取法是利用液体混合物各组分在某有机 溶剂萃取法是利用液体混合物各组分在某有机 溶剂中的溶解度的差异而实现分离的 而实现分离的。 溶剂中的溶解度的差异而实现分离的。 在溶剂萃取中，被提取的溶液称为料液 料液， 在溶剂萃取中，被提取的溶液称为料液，其中 欲提取的物质称为溶质 溶质， 欲提取的物质称为溶质，用以进行萃取的溶剂 萃取剂。 称为萃取剂 经接触分离后， 称为萃取剂。经接触分离后，大部分溶质转移 到萃取剂中，得到的溶液称为萃取液 萃取液， 到萃取剂中，得到的溶液称为萃取液，而被萃 萃余液。 取出溶质的料液称为萃余液 取出溶质的料液称为萃余液。

　　生物产品溶剂萃取的典型应用主要在二个方面: 生物产品溶剂萃取的典型应用主要在二个方面: ①从发酵培养液中萃取化合物（产物）萃取的目标 从发酵培养液中萃取化合物（产物） 产物是在微生物细胞发酵期间或者微生物细胞生 长时产生的，但是也不完全如此， 长时产生的，但是也不完全如此，被萃取的产物 释放在发酵培养基中，溶剂萃取过程的主要目的 释放在发酵培养基中，溶剂萃取过程的主要目的 将化合物从细胞释放的其他类似物 类似物中有效地分 是将化合物从细胞释放的其他类似物中有效地分 离出来。 离出来。 从生物液或生物转化液中萃取产物， ②从生物液或生物转化液中萃取产物，在这种情况 下，是利用不同纯化度的细胞或酶来进行生化反 使底物转化为目标产物， 应，使底物转化为目标产物，其溶剂萃取过程与 发酵液中的萃取情况不同，它是从未反应的底物 发酵液中的萃取情况不同，它是从未反应的底物 中分离反应得到的产物。 中分离反应得到的产物。