液液萃取過(guò)程的理論基礎(chǔ)

液-液萃取過(guò)程的理論基礎(chǔ)1.浸取基本知識(shí)和基本理論2.影響浸取過(guò)程的因素3.常用的浸取輔助劑液-液萃取過(guò)程的理論基礎(chǔ)萃?。豪没旌衔镏懈鹘M分在某溶劑中的溶解度差異來(lái)分離混合物的一種單元操作液液萃取：用溶劑分離液體混合物的萃取操作，常用于中藥提取液的粗分，合成反應(yīng)物的提取，生物發(fā)酵液的提取等。其它技術(shù)：超聲波浸取、微波浸取、超臨界流體萃取、反膠團(tuán)萃取、雙水相萃取等。固液萃?。河萌軇┓蛛x固體混合物的萃取操作，常用于中藥成分的提取。概述提取液殘?jiān)苜|(zhì)提取過(guò)程：提取劑（回收）充分混合并保持良好的固液接觸狀態(tài)提取劑固體原料浸潤(rùn)滲透溶解擴(kuò)散提取過(guò)程：1．固?液萃取體系與擴(kuò)散溶劑從固體顆拉中浸取可溶性物質(zhì)，其過(guò)程一般包括：

①溶劑浸潤(rùn)固體顆粒表面；

②溶劑擴(kuò)散、滲透到固體內(nèi)部微孔或細(xì)胞壁內(nèi)；

③溶質(zhì)解吸后，溶解進(jìn)入溶劑；

④溶質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散至固體表面；

⑤溶質(zhì)從固體表面，擴(kuò)散進(jìn)入溶劑主體。2．固?液萃取相平衡浸取過(guò)程中的相平衡可用分配系數(shù)K0表示：K0=y/xx、y—平衡時(shí)溶質(zhì)在固相、液相中的濃度；注：若y和x用體積濃度(kg/m3)表示，K0一般為常數(shù)；如用質(zhì)量濃度(kg/kg)表示，則K0值會(huì)發(fā)生變化。因?yàn)樵诮∵^(guò)程中，隨著溶質(zhì)的浸出，固體內(nèi)外的溶液密度將發(fā)生變化。

一、浸取基本知識(shí)和基本理論浸取(固?液萃取)是指用溶劑將固體物中的某些可溶組分提取出來(lái)，使之與固體的不溶部分(或稱惰性物)分離的過(guò)程。被萃取物質(zhì)在原固體中，可能以固體形式或液體形式(如揮發(fā)物或植物油)存在。固?液萃取在制藥工業(yè)中廣泛應(yīng)用，尤其是從中草藥等植物中提取有效成分，或從生物細(xì)胞內(nèi)提取特定成分。1．固體物料顆粒度的影響各類固體生物物料是由細(xì)胞組成的，可溶性物質(zhì)通常存在于細(xì)胞內(nèi)，細(xì)胞膜產(chǎn)生一種不同于一般情況下的擴(kuò)散阻力，因此浸取速率通常比較小。為了從動(dòng)、植物等中浸提藥品，在浸取前需先對(duì)固體原料進(jìn)行恰當(dāng)?shù)念A(yù)處理，即進(jìn)行細(xì)胞破碎，以縮短固體或細(xì)胞內(nèi)部溶質(zhì)分子向其表面擴(kuò)散的距離，而溶劑也容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部直接溶解溶質(zhì)，從而提高浸取速率。二、影響浸取過(guò)程的因素工業(yè)上常通過(guò)物料干燥、壓片、粉碎等方法，對(duì)固體物料進(jìn)行預(yù)處理。固體物料的顆粒度越小，藥物的浸出速率越快。過(guò)細(xì)的顆粒雖溶質(zhì)浸出效果好，也會(huì)使無(wú)用或有害物質(zhì)浸出量增大，給下一步藥物的分離純化造成困難另外，過(guò)度粉碎將使耗能增大、還會(huì)造成固－液分離困難。2．浸取溶劑的影響(1)浸取溶劑的選擇

固體藥物可看成由可溶物和不溶物（載體或基質(zhì)）組成。浸取溶劑的選擇原則如下：①溶劑對(duì)目的藥物成分的分配系數(shù)K0要大，且對(duì)目的藥物成分的選擇性要高；②溶劑對(duì)目的藥物成分的溶解度要大，節(jié)省溶劑用量；③溶劑與目的藥物成分之間應(yīng)有較大的性質(zhì)差異，易于從產(chǎn)品中去除，且便于溶劑的回收利用；④目的藥物成分在溶劑中的擴(kuò)散系數(shù)要大；⑤價(jià)格低廉，粘度小，無(wú)腐蝕性，無(wú)毒，閃點(diǎn)高，無(wú)爆炸性等。常用的浸取溶劑:水、乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、乙酸乙酯等。①

水最常用的極性浸取溶劑，價(jià)廉易得，對(duì)很多物質(zhì)都具有較大的溶解度，如生物堿類、苷類、蛋白質(zhì)類等藥物在水中都具有較好的溶解度，對(duì)于酶類藥物和含少量揮發(fā)油的藥物也能被水浸出。水的浸出范圍廣，選擇性較差，固體中大量無(wú)用、甚至有害的物質(zhì)也被浸出，增加了進(jìn)一步分離的難度，影響收率。②

乙醇僅次于水的常用半極性浸取溶劑。乙醇的溶解性能介于極性與非極性之間，能溶解溶于水的某些成分，也能溶解溶于非極性有機(jī)溶劑的某些成分。與水形成任意組成的混合液，可通過(guò)組成的改變，有選擇地浸取某些成分。如乙醇含量＞90%時(shí)，可有效地浸取有機(jī)酸、揮發(fā)油、葉綠素等物質(zhì)；乙醇含量在50%～70％時(shí)，主要浸取生物堿、苷類等藥物；乙醇含量＜50％時(shí)，適用于浸取苦味質(zhì)、蒽醌類化合物等。無(wú)毒無(wú)害，價(jià)格低廉，還具有一定的防腐作用，其比熱容小，沸點(diǎn)低，汽化熱不大，使分離回收費(fèi)用低，可降低生產(chǎn)成本。但乙醇具有揮發(fā)性和易燃性，生產(chǎn)中應(yīng)注意安全防護(hù)。③丙酮一種良好的脫脂溶劑，與水形成任意組成的混合液。丙酮也是一種脫水劑，常用于新鮮動(dòng)物藥材的脫水和脫脂。丙酮的防腐性能較好，但有一定的毒勝，而且丙酮易于揮發(fā)和燃燒，使用時(shí)要特別注意。④乙醚非極性有機(jī)溶劑，可與乙醇及其他有機(jī)溶劑任意混溶。其溶解選擇性較強(qiáng)，可溶解游離生物堿、揮發(fā)油、某些苷類等物質(zhì)。因乙醚有強(qiáng)烈的生理作用，又極易燃燒，且價(jià)格昂貴一般僅用于生物有效成分的提取、精制。主要作用為全身麻醉。急性大量接觸，早期出現(xiàn)興奮，繼而嗜睡、嘔吐、面色蒼白、脈緩、體溫下降和呼吸不規(guī)則，而有生命危險(xiǎn)。⑤氯仿一種非極性溶劑，微溶于有機(jī)溶劑，與乙醚、乙醇都能任意混溶。(2)浸取輔助劑

浸取時(shí)有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)原先不溶或難溶的大分子等物質(zhì)向可溶性、分子量較小的物質(zhì)的轉(zhuǎn)變，如原果膠向果膠的轉(zhuǎn)變，在此浸取過(guò)程中，包含了增溶作用。浸取時(shí)可能還會(huì)出現(xiàn)某些物質(zhì)向不溶性物質(zhì)的轉(zhuǎn)變，如用開(kāi)水浸泡固體藥物，使可溶性蛋白凝固，改變了細(xì)胞膜的通透性，從而提高了浸取過(guò)程的選擇性，在此浸取過(guò)程中，也包含了增溶作用。為了提高浸取溶劑的浸取效能，增加浸取成分在溶劑中的溶解度，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，除去某些雜質(zhì)，減少其他成分對(duì)浸取的影響，往往需要采取一定措施（如改變浸取條件）或加入某些浸取輔助劑。常用的浸取輔助劑：①酸

可使有機(jī)酸游離，使堿性物質(zhì)沉淀；②堿

可使某些物質(zhì)水解，使酸性物質(zhì)沉淀；③表面活性劑?？捎兄谟袡C(jī)物的溶解，提高浸取效果。(3)浸取溶劑用量及浸取次數(shù)浸取溶劑用量大，溶質(zhì)浸取率高，但溶劑消耗量大，進(jìn)一步分離難度增加，增大成本。浸取溶劑用量一定時(shí)，多次浸取可提高浸取率。一般情況下，第一次浸取時(shí)，溶劑的用量較大，這是因?yàn)橐紤]浸出后剩余在固體物料中的溶劑量。通常浸取溶劑用量和浸取次數(shù)需通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)確定。(4)浸取溶劑的pH值在浸取操作時(shí)，溶劑的pH值與浸取效果密切相關(guān)。通過(guò)調(diào)整浸取時(shí)的pH值，可使浸取的選擇性提高。如用酸性溶劑提取生物堿，用堿性溶劑提取皂苷等。3．浸取操作條件的影響(1)浸取溫度溫度升高，可使固體物料的組織軟化、膨脹，促進(jìn)可溶性有效成分的浸出。當(dāng)固體物料中含有蛋白質(zhì)、酶等雜質(zhì)時(shí)，溫度升高可使蛋白質(zhì)類雜質(zhì)凝固，使酶類雜質(zhì)失活，從而有利于后序分離過(guò)程的進(jìn)行。溫度升高，會(huì)破壞熱敏性藥物成分，造成揮發(fā)性藥物成分的散失，降低收率。溫度升高，一些無(wú)效成分也容易被浸出。(2)浸出時(shí)間達(dá)到浸取平衡前，浸取時(shí)間與浸取量成正比；達(dá)到平衡時(shí)，浸取量為最大，但所需時(shí)間較長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率。長(zhǎng)時(shí)間浸取會(huì)使大量雜質(zhì)溶出，也會(huì)導(dǎo)致一些有效成分被一起浸出，還使酶類等物質(zhì)分解或發(fā)生降解反應(yīng)而降低溶質(zhì)的收率。以水作溶劑，長(zhǎng)期浸泡則易發(fā)生霉變，從而影響浸取液的質(zhì)量。(3)浸取壓力（操作壓力）當(dāng)固體物料組織密實(shí)，較難被浸取溶劑浸潤(rùn)時(shí)，可采用提高浸取壓力的方法，促進(jìn)浸潤(rùn)過(guò)程的進(jìn)行，可提高固體物料組織內(nèi)充滿溶劑的速度，縮短浸取時(shí)間。在較高壓力下的滲透，還可能將固體物料組織內(nèi)的某些細(xì)胞壁破壞，利于溶質(zhì)的浸出經(jīng)一旦固體物料被完全浸透而充滿溶劑后，加大壓力對(duì)浸出速率的影響將迅速減弱。兩種常用加壓方式：①密閉升溫使壓力升高；②通