萃取过程原理及其在工业中的应用
一、萃取过程原理
原理：萃取是利用不同的物质在选定溶剂中溶解度的不同以分离混合物中的组分的方法。

注意：分离过程纯属物理过程。

一、萃取过程原理
（一）液—液萃取过程原理及应用（二）双水相萃取过程原理及应用（三）超临界流体萃取过程原理及应用
1、单级萃取
原理：料液与萃取剂在混合过程中密切接触，让被萃取的组分通过相际界面进入萃取剂，直到组分在两相间的分配基本达到平衡。

然后静置沉降，分离成为两层液体。

单级萃取萃取率较低。

2.多级错流萃取
原理：原料液F从第一级进入，依次通过各级与加入各级的溶剂Si进行萃取，获得萃余相R1，R2……。

末级引出的萃余相RN进入脱溶剂塔I脱除溶剂SR，获得萃余液RN′。

加入各级的溶剂S1，S2……分别与来自前一级的萃余相进行萃取，获得的萃取相E1，
E2……分别从各级排出，通常汇集一起后进入脱溶剂塔II脱除溶剂SE，获得萃取液RE′。

回收的溶剂SR和SE一起返回系统循环使用。

系统还应适量加入新溶剂以补充系统溶剂的损失。

3.多级逆流萃取
原理：原料液F从第一级进入，依次经过各级萃取，成为各级的萃余相，其溶质组成逐级降低，溶剂S从末级第N级进入系统，依次通过各级与萃余相逆相接触，进行萃取，使得萃取相中的溶质组成逐级提高，最终获得的萃取相E1和萃余相
RN通过脱溶剂塔I、II脱除溶剂，并返回系统循环使用。

液液萃取在工业中的应用
1、液液萃取在石油化工中的应用
分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物
用酯类溶剂萃取乙酸，用丙烷萃取润滑油中的石蜡
以HF-BF3作萃取剂，从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体2、在生物化工和精细化工中的应用
以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液
香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素
食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸
3、湿法冶金中的应用
用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
原理：当两种高聚物的水溶液相互混合时，两种被混合分子间存在空间排斥作用，使它们之间无法相互渗透，则在达到平衡时就有可能分成两相，形成双水相。

两相的组成和密度均不相同，通常密度较小的相浮于上方，成为上相（或清相），密度较大的一项沉于下风，称为下相（或重相）。

由于两相的组成不同，则两相对溶资的溶解度也不同，利用这一特点即可完成双水相萃取过程。

分离物质
举例体系分配系数收率﹪酶
过氧化氢酶的分离PEG\dextran 2.9581核酸
分离有活性核酸DNA PEG\dextran 生长素
人生长激素的纯化PEG\盐 6.460病毒
脊髓病毒和线病毒纯化PEG\NaDS 90干扰素
分离干扰素PEG-磷酸酯\盐63097细胞组织分离含有胆碱受体的细胞三甲胺-PEG\dextran 3.6457注：PEG 为聚乙二醇；dextran 为葡聚糖。

此外双水相还可用于稀有金属／贵金属分离，传统的稀有金属／贵金属溶剂萃取方法存在着溶剂污染环境，对人体有害，运行成本高，工艺复杂等缺点。

双水相技术萃取技术引入到该领域，无疑是金属分离的一种新技术。

双水相萃取技术已广泛应用于生物化学、细胞生物学、生物化工和食品化工等领域，并取得了许多成功的范例，在若干生物工艺过程中得到了应用，其中最重要的领域是蛋白质的分离和纯化，其应用举例如表所示。

双水相萃取技术可用于多种生活活性物质的分离和纯化，见下表：双水相萃取在工业中的应用
（三）超临界流体萃取过程原理及应用
原理：超临界流体萃取分离技术是利用超临界流体的溶解能力与其密度密切相关，通过改变压力或温度使超临界流体的密度大幅改变。

在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性大小、沸点高低和相对分子质量大小不同的成分萃取出来。

超临界流体萃取在工业中的应用
（1）医药工业：由于很多天然药物中的很多有效成分是不耐热、不耐酸、不耐碱的，在传统的的提取方法中有效成分易损失，而超临界流体萃取技术可以很好的解决这些问题，因此超临界流体萃取技术在医药领域运用很广泛。

在抗生素生产中的原料药的浓缩，精制；在脂质混合物中分离脂肪酸，脑磷脂甘油等；中草药有效成分的提取：银杏黄酮、紫杉醇、青嵩素、人参皂甙、马钱子碱、阿托品、甘草等的提取、精制。

（2）食品工业：咖啡去除咖啡因，脱除咖啡因的传统方法为溶剂萃取法，但这种方法存在产品纯度低、工艺复杂繁琐、提取率低、残留溶剂等缺点。

因为超临界CO2对咖啡因选择性高，同时还有较大的溶解性、无毒、不燃、廉价、易得等优点，因此格外受到人们的青睐。

；此外在食品加工中，超临界流体萃取技术还应用辣椒红色素、黑加仑籽油、啤酒花浸膏的提取，含酒精饮料的软化。

（3）高级营养保键品：天然VE 、卵磷脂、天然鱼油、沙棘籽油、小麦胚芽油、玉米胚芽油、大蒜素、a-亚麻酸、茶多酚等到的提取。

（4）化妆品工业：天然和合成香料、香精的提取及精制。

超临界流体萃取在工业中的应用
（5）环境保护：超临界水氧化处理污水，污染物、生物产物的净化等。

（6）生物工业：微生物细胞临界流体的破碎过程，发酵液中稳定剂去除等。

（7）化学工业：石油中烃的分离，共沸化合物的分离等。

总之，超临界流体萃取因其独特的物理化学特性,使其在一些重要领域中得到应用，同时结合起来超高压技术，超声波技术，超滤技术，微胶囊技术，静电场，磁场，精馏等技术，将会取得更大的社会经济效益。

今后，随着人们对于超临界流体技术认识和研究的进一步深化，这一新兴技术必将得以更广泛和深入的应用，而超临界流体技术本身也必将对人类科技进步和经济发展产生深远的影响。