萃取液的浓度 萃余液的浓度
▪在常温常压下Ｋ为常数；应用前提条件
（1） 稀溶液
（2） 溶质对溶剂互溶没有影响
（3） 必须是同一分子类型，不发生缔合或离解
2021
11
分离因素（β）
如果原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则 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和B的相对含量。
生物萃取与传统萃取相比的特殊性
▪ 生物工程不同于化工生产，主要表现在生物分 离往往需要从浓度很稀的水溶液中除去大部分的 水，而且反应液中存在多种副产物和杂质，使生 物萃取具有特殊性。
▪ ① 成分复杂 ▪ ② 传质速率不同 ▪ ③ 相分离性能不同 ▪ ④ 产物的不稳定性
2021
9
溶剂萃取法的特点
溶剂萃取概述
2021
2
溶剂萃取概述
萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元 操作，在发酵和其它生物工程生产上的应用也相 当广泛.
萃取操作不仅可以提取和增浓产物，使产物 获得初步的纯化，所以广泛应用在抗生素、有机 酸、维生素、激素等发酵产物的提取上。
2021
3
萃取的基本概念
溶剂萃取概述
①萃取:溶质从料液转移到萃取剂的过程。 ②反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的 过程。
2021
13
两元素相互分离的判据
一般来说，要使共存于同一体系的A和B分离，A 的萃取率q应在99%以上，而B的萃取率q应小于 1%，此时：
A/B
DA DB
100104 0.01
即βA/B ≥104，可使A和B彼此分离。故常将 βA/B ≥104作为两元素相互分离的判据。
2021
14
3．有机溶剂的选择
2021
19
4.4 带溶剂的使用
带溶剂：是一类能和所提取的生物物质形成复 合物，而易溶于溶剂的物质，且此复合物在一定条 件下容易分解形成成原来的生物物质。
对于水溶性强的溶质比如链霉素，可利用脂溶 性萃取剂（如月桂酸）与溶质间的化学反应生成脂 溶性复合分子，使溶质向有机相转移，在酸性条件 下又分解成链霉素而转溶于水中。
6
分液漏斗
有机相 水相
溶剂萃取概述
2021
7
溶剂萃取概述
一般工业液液萃取过程
料液 （待分离物
质＋杂质 萃 取
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 ＋稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 （杂质）
2021
反
萃 萃取剂＋稀释剂
剂
（待返回使用）
待反 萃萃 物取 质
产物（待萃物质）
8
溶剂萃取概述
萃取剂S：用以进行萃取的溶剂，
萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液，
余液：被萃取出溶质的料液。
稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂，作用是使萃
合常数发生变化 ，使分配比发生变化。
2021
5
Light phase 萃取剂
Heavy ph20a21se
溶剂萃取概述
杂质 溶质 原溶剂
第13章 溶剂萃取法 (solvent extraction)
第一讲
2021
1
1 溶剂萃取概述
萃取过程是当含有生化物质的溶液与互不相 溶的第二相接触时，生化物质倾向于在两相之间 进行分配，当条件选择得恰当时，所需提取的生 化物质就会有选择性地发生转移，集中到一相中 ，而原来溶液中所混有的其它杂质（如中间代谢 产物、杂蛋白等）分配在另一相中，这样就能达 到某种程度的提纯和浓缩。
①根据相似相溶的原理，选择与目标产物极性（ 根据介电常数判断极性p116）相近的有机溶剂为萃取 剂，可以得到较大的分配系数；
②有机溶剂与水不互溶，与水有较大的密度差， 黏度小，表面张力适中，相分散和相分离容易；
应当价廉易得，容易回收，毒性低，腐蚀性小， 不与目标产物反应。
③常用于生化萃取的有机溶剂有丁醇、丁酯、乙 酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。
表面活性物质聚集在两相界面上，使表面张力降低。
表面活性剂分子 亲水基团
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产 物或便于下一步分离操作的实施，将目标 产物从有机相转入水相的操作就称为反萃 取（Back extraction)
2021
4
萃取的基本概念
溶剂萃取概述
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。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液，源自溶质A：其中欲提取的物质，
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因素 （β）来表征。
2021
12
分离因素（β）
分离因数 ：A B 在同一萃取体系内，在同样条件 下两组分的分配比的比值。
(CLA/CLB)KA
AB (CRA/CRB) KB
β=1 KA = KB 分离效果不好； β>1 KA > KB 分离效果好； β越大，KA 越大于KB，分离效果越好。
萃取过程有选择性 能与其它步聚相配合 通过相转移减少产品水解 适用于不同规模 传质快 周期短，便于连续操作 毒性与安全环境问题
2021
10
2 萃取过程的理论基础
液液萃取是以分配定律为基础
分配定律：一定T、P下，溶质在两个互不相溶的溶剂中
分配，平衡时，溶质在两相中浓度之比为常数。
K-分配系数
K
Cl CR
2021
20
溶质与带溶剂之间的作用： 离子对萃取：正负离子结合成对的萃取； 离子交换萃取： 反应萃取：
2021
21
4.5 乳 化
乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机 相或水相中的现象。
这样形成的分散体系称乳浊液。 乳化带来的问题：有机相和水相分相困难， 出现夹带，收率低，纯度低。
2021
22
1）乳浊液形成原因
◆ T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑ ◆ T影响分配系数
例：青霉素 ― T↑，水中的溶解度↑ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
红霉素、螺旋霉素― T↑，水中的溶解度↓ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
2021
18
4.3. 离子强度
离子强度主要影响物质的溶解度。 当有无机盐——氯化钠、硫酸铵，作用： 生化物质在水中溶解度↓，K↑；两相比重差↑ 两相互溶 度↓
2021
15
4 有机溶剂萃取的影响因素
4.1 pH的影响
pH影响表观分配系数（K） pH低有利于酸性物质分配在有机相，碱性物质 分配在水相。
2021
16
由萃取机理和 K～pH 的关系式可得出如下结论：
萃取 反萃取
酸性物质 碱性物质
pH<pK pH>pK
pH>pK pH<pK
2021
17
4.2. 温度T