按照生成氢键的能力，可将溶剂分成四种类型。 N型溶剂：不能形成氢键 A型溶剂：只有电子受体的溶剂 B型溶剂：只有电子供体的溶剂

AB型溶剂：同时具备电子受体A—H和供体B的 溶剂，可缔合成多聚分子，因氢键的结合形成 不同，又可分成三类：AB（1）型、AB（2）型、 AB（3）型。
5.2.3 溶剂的极性
并逐渐向前一级移动。料液移动的方向和萃取剂
移动的方向相反，故称为逆流萃取。在逆流萃取 中，只在最后一级中加入萃取剂，故和错流萃取 相比，萃取剂之消耗量较少，因而萃取液平均浓 度较高。
多级逆流萃取

未被萃取的分率
E 1 n n 1 E 1
理论收率
特点： 收率高 溶剂的用量小，回收费用低 工业中大多数操作为逆流萃取。
5.2.7 操作流程

过程 —— 间歇、连续
多级错流

级数 —— 单级、多级
多级逆流
单级萃取
萃取剂 S
=
，
F 料液
萃 取 器
分 离 萃取相L 器
回 收 器
产物 萃余相R
V 对于稀溶液，两相互不相溶，有： L = VS
，
VR
=
VF
单级萃取
几个概念：
萃取因素E 、未被萃取的分率φ、理论收得率1－φ
取系统中。
主要有两类萃取剂：

有机磷类萃取剂 胺类萃取剂
5.2.6溶剂选择


较大K值、 值
溶剂与溶液的关系

毒性低（酯类物质）
5.2.6溶剂选择
①较大K值，值


K值升高，则溶剂用量降低
值升高，意味着杂质分离效果提高。
极性相似——>溶解度大 介电常数升高——>极性也提高
5.2.6溶剂选择
理论收率 1- n
1 n＝ ( E 1) n
1 ( E 1) n 1 1 n＝1 n ( E 1) ( E 1) n
多级错流萃取
特：

收率高 溶剂用量大——>回收费用高
多级逆流萃取
多级逆流萃取

在多级逆流萃取中，在第一级中加入料液，并逐 渐向下一级移动，而在最后一级中加入萃取剂，
5.2.1 物质的溶解与相似相溶原理
溶剂化：也称溶剂含化，是指一定数目的溶剂分 子较多，因此结合在溶质质点上。若溶剂是水， 则称为水（合）化。 有溶剂化能力的溶剂称为溶剂化溶剂。 目前，还不能定量地解释溶解的规律，用得较多 的仍是相似相溶原理。 分子间，可以有两方面的相似： 分子结构相似：如分子的组成官能团，形态结 构等的相似。 能量（相互作用）相似：如相互作用力有极性 与非极性之分，两种物质如相互作用力相近则能 互溶。
②溶剂与溶液的关系
a.互溶度小
b.粘度小
c.有一定比重差，如果比重差太大，则混合不易，
如果比重差太小，则分离不易。 ③毒性低（酯类物质）
一个良好的溶剂应满足的条件
a. 萃取容量大 b. 选择性好，只萃取产物不萃取杂质 c. 与被萃取的液相互溶度小 d. 易回收与再生 e. 稳定性好，不易分解 f. 经济性好，价廉 g. 安全无毒
冷凝器
水+ 溶质
萃取器
热交换器 溶剂/溶质塔 汽提塔
分离器
蒸汽 溶剂
废水
废水 溶剂
液-液萃取过程图
5.1.5 浸取

用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取 到溶液中的过程称为浸取或浸出。
5.2 溶剂萃取

5.2.1 物质的溶解与相似相溶原理 5.2.2 溶剂的互溶性规律 5.2.3 溶剂的极性 5.2.4 分配定律 5.2.5 影响萃取过程的因素 5.2.6 溶剂选择 5.2.7 操作流程
多级错流萃取
轻 相 入 重相入 轻相入
轻相出
轻相出
轻相出
重相出
多级错流萃取

经一级萃取后，未被萃取的分率φ 1为
1 φ１ E 1
经二级萃取后
1 φ2 2 ( E 1)
多级错流萃取

经n级萃取后，未被萃取的分率为 n
而VF=VR1=VR2=…=VRn
若VS1=VS2=…=VSn 则E1=E2=…=En

溶液萃取过程
分液漏斗
有机相 水相
5.2.1 物质的溶解与相似相溶原理

溶剂萃取是把目标物质从第一个液相中依靠更 强大的溶解力抽提到第二个液相中，如把水相 中的醋酸抽提到醋酸乙酯中，也就是说，萃取 是通过溶质在两个液相之间的竞争性溶解（分 配）而实现的。 为了便于理解，可假定溶解过程从纯物质和纯 溶剂开始，到形成均匀的分子混合物结束。
5.2.4 分配定律
K-分配系数
C 萃取相的浓度 C11 萃取相的浓度 K K C 萃余相的浓度 C22 萃余相的浓度
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，不发生缔合或解离

5.2.4 分配定律
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。如A的分配系数 较B大，则萃取相中A的含量（浓度）较B多，这样A 和B就得到一定程度的分离。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：
5.2 溶剂萃取

萃取过程
料液 ｝ 稀释剂Ｂ
溶质Ａ
萃取液Ｓ＋Ａ(B)
溶剂Ｓ
萃余液Ｂ＋Ａ(s)

萃取过程
Light phase 杂质
溶质
萃取剂
原溶剂
Heavy phase
溶剂萃取法

萃取过程
萃取剂 S
萃 取 器 分 离 萃取相L 器 回 收 器
F 料液
产物 萃余相R
单级萃取流程示意图
实验室液液萃取过程

5.2.1 物质的溶解与相似相溶原理
从热力学角度考虑，一个过程要能自动进行， 体系的自由能下降。 自由能的变化 焓变化、熵变化 即： ⊿G= ⊿H-T⊿s ⊿ H=⊿E+⊿(PV) 为简单起见，忽略熵的变化，并忽略压力和 体积变化（一般溶解过程压力和体积的变化很 小），这样，只要考虑体系能量的变化即可。
多级错流萃取

在此法中，料液经萃取后，萃余液再与新鲜萃取 剂接触，再进行萃取。上图表示三级错流萃取过 程，第一级的萃余液进入第二级作为料液，并加
入新鲜萃取剂进行萃取。

第二级的萃余液再作为第三级的料液，也同样用 新鲜萃取剂进行萃取。此法特点在于每级中都加 溶剂，故溶剂消耗量大，而得到的萃取剂平均浓 度较稀，但萃取较完全。

不适合萃取（适合离子交换）
5.1.3 特点
①选择性较好 ②操作条件温和（低温） ③能耗较少，设备简单 ④传质快—>生产能力较大 ⑤可达到较高的分离程度

5.1.4 工艺过程
①培养液预处理 ②混合与分离 ③产物回收与溶剂回收

5.1.4 工艺过程
溶质

溶液萃取过程
溶剂+ 溶质



溶剂萃取法广泛应用于抗生素、有机酸、维生素、 激素等发酵产物工业规模的提取上。 萃取过程 溶剂与水互不相溶 目标产物在溶剂中的溶解度较大 产物大部分被萃取至溶剂中

5.1.2 萃取方法的适应性

①非极性物质——最适合萃取（胞内产物） ②既溶于水也溶于有机溶剂的极性化合 物——尚可萃取（大多胞外） ③大多数极性化合物（酸碱性物质）——
①萃取因素E ：溶质在两相中数量之比
K
Vs 溶质在萃取相中的数量 Vs C1 E ＝ K 溶质在萃余相中的数量 VF C2 VF
C1 溶质在萃取相中的浓度 C2 溶质在萃余相中的浓度
单级萃取
未被萃取的溶质分率φ
＝ VF C2 VF C2 VS C1
1 C V ＝1 1 S 1 E C2 VF

青霉素的分配平衡
弱电解质在有机溶剂-水间的分配平衡

弱酸性电解质的解离平衡为
AH A H



弱碱性电解质的解离平衡为
BH B H


5.2.5 影响萃取过程的因素
由于产物所在的发酵液或水相中往往还存在与 产物性质相近的杂质，未完全利用的底物、无机盐、 供微生物生长代谢的其它营养成分等，必须考虑这 些物质对萃取过程的影响。如:
下进行。

影响分配系数：温度通过影响溶质的化学位
而影响其在两相中的分配。
5.2.5 影响萃取过程的因素
③盐析 无机盐类如：硫酸铵、氯化钠等。

一方面：可降低产物在水中的溶解度，而使其
更易于转入有机溶剂相中。

另一方面：还能减小有机溶剂在水相中的溶解
度。
注意：加入的盐要适量，过量使杂质转入溶剂相，
考虑经济性，注意回收。
C1 A / C1B K A A C 2 A / C2 B K B B
弱电解质的分配定律
弱电解质的表观分配系数K、分配系数K0、 电离平衡常数Kp、溶液氢离子浓度[H+]之间的关 系： 对于弱酸性电解质 对于弱碱性电解质
K K0
H K H
p
K K0
Kp
Kp H
5.2.5 影响萃取过程的因素
④带溶剂

为提高分配系数K，常添加带溶剂。 带溶剂：是指这样一种物质，它们能和产物 形成复合物，使产物更易溶于有机溶剂相中， 该复合物在一定条件下又要容易分解。
5.2.5 影响萃取过程的因素
离子对/反应萃取

离子对/反应萃取就是使目标溶质与溶剂通过络 合反应，酸碱反应或离子交换反应生成可溶性 的复合的络合物，易从水相转移到有机溶剂/萃