制藥分離工程教材全套課件教學(xué)教程整本書電子教案全書教案課件

制藥分離工程第1章緒論1.1制藥工業(yè)1.1.1生物制藥1.1.2化學(xué)制藥1.1.3中藥制藥1.1.1生物制藥生物藥物是一類既古老又年輕的新型藥物。早期的生物藥物多數(shù)來自動物臟器，有效成分也不明確，曾有臟器制劑之稱。到上世紀(jì)20年代，對動物臟器的有效成分逐漸有所了解。純化胰島素、甲狀腺素、各種必需氨基酸、必需脂肪酸、以及多種維生素開始用于臨床或保健。40年代~50年代相繼發(fā)現(xiàn)和提純了腎上腺皮質(zhì)激素和腦垂體激素，使這類藥物的品種日益增加。50年代起開始應(yīng)用發(fā)酵法生產(chǎn)氨基酸類藥物，60年代以來，從生物體分離、純化酶制劑的技術(shù)日趨成熟，酶類藥物很快獲得應(yīng)用。尿激酶、鏈激酶、溶菌酶、天冬酰胺酶、激肽釋放酶等已成為具有獨特療效的常規(guī)藥物。近20年來，世界生物藥物中的生化產(chǎn)品品種迅速增加，60年代生化藥物有100種余種，到80年代已有350多種。到90年代初，已有生化藥物500多種，還有100多種臨床診斷試劑。我國生化藥物近年發(fā)展也十分迅速，已有產(chǎn)品150多種，其中出口產(chǎn)品20多種。1.1.2化學(xué)制藥化學(xué)制藥工業(yè)發(fā)源于西歐。19世紀(jì)初至60年代，科學(xué)家先后從傳統(tǒng)的藥用植物中分離得到純的化學(xué)成分，如那可丁（1803）、嗎啡(1805)、吐根堿(1817)、番木鱉堿（1818）、奎寧(1820)、煙堿（1828）、阿托品(1831)、可卡因（1855）和毒扁豆堿(1867)等。這些有效成分的分離為化學(xué)藥品的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，因為從此開始有準(zhǔn)確劑量的藥品用于治療，并且使植物中的雜質(zhì)所引起的毒副作用可以消除。更重要的是，在研究天然藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過人工合成和結(jié)構(gòu)改造，可以得到新的化學(xué)藥品。例如通過可卡因的化學(xué)結(jié)構(gòu)改造的研究，發(fā)明了一系列結(jié)構(gòu)簡單的局部麻醉藥（苯佐卡因、普魯卡因、丁卡因等）。1.1.2化學(xué)制藥（1）有機砷制劑的發(fā)明：1910年的有機砷制劑胂凡納明(即“606”)和1912年新胂凡納明(“914”)的發(fā)明，開創(chuàng)了化學(xué)治療的新紀(jì)元。從此人們認(rèn)識到，藥物治療可以針對病因，藥物可以做到專屬性地對付某一種病原體，而化學(xué)結(jié)構(gòu)的微小變化對于藥物的療效有重大的影響。（2）磺胺藥的發(fā)明：20世紀(jì)30年代一系列磺胺藥的發(fā)明是化學(xué)治療又一新的里程碑，從此人類有了對付細(xì)菌感染的有效武器。過去每年奪走數(shù)以萬計生命的許多細(xì)菌性傳染病，如產(chǎn)褥熱、流行性腦膜炎、肝炎等都得到了有效的控制。在第二次世界大戰(zhàn)中，美國磺膠藥的產(chǎn)量曾達(dá)到4500t的高峰。1.1.2化學(xué)制藥（3）青霉素的發(fā)現(xiàn)青霉素的發(fā)現(xiàn)（1928）和分離提純(1941)以及不久實現(xiàn)的深層發(fā)酵生產(chǎn)，使人類有了對付細(xì)菌性感染更為有效的武器。接著許多其他抗生素，如鏈霉素、土霉素、氯霉素、四環(huán)素等相繼出現(xiàn)，并投入生產(chǎn)和應(yīng)用，更豐富了人類對細(xì)菌性疾病作戰(zhàn)的武庫。1959年6-氨基青霉烷酸(6APA)的分離成功，為一系列半合成青霉素的開發(fā)創(chuàng)造了有利條件。頭孢菌素C的發(fā)現(xiàn)(1961)推動了頭孢菌素類藥物的開發(fā)。（4）其他一些重要進(jìn)展：對于化學(xué)制藥工業(yè)曾作出貢獻(xiàn)的還有：①胰島素(1921)和其他生物化學(xué)藥的提取和精制；②抗瘧藥的研究和生產(chǎn)始于20年代，于第二次世界大戰(zhàn)中達(dá)到高峰；③維生素的人工合成始于30年代，其產(chǎn)量在整個化學(xué)制藥工業(yè)中一直占有重要的份額；④激素（包括性激素和皮質(zhì)激素）的人工合成和生產(chǎn)也始于30年代，最后發(fā)展到計劃生育藥物的生產(chǎn)和應(yīng)用。1.1.3中藥制藥中藥是中華民族的瑰寶，中國傳統(tǒng)醫(yī)藥源遠(yuǎn)流長。初時采用新鮮植物搗碎使用，商代開始應(yīng)用湯劑，公元前中國最早的醫(yī)藥經(jīng)典著作《黃帝內(nèi)經(jīng)》已有方劑、丸、散、膏、丹、藥酒以及藥材加工的記載。漢代張仲景（150～219）的《傷寒論》記載方劑加工技術(shù)甚詳，為中藥方劑和中成藥發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。晉代葛洪(281～341)的《肘后方》第一次提出成藥劑的概念，主張成批生產(chǎn)，加以貯備，供急時之需。唐代孫思邈(581～682)的《千金方》中，有制藥總論專章，敘述了制藥理論、工藝和質(zhì)量問題。659年唐朝頒布第一部國家藥典《新修本草》，共載錄844種藥物。宋熙寧9年(1076)設(shè)立太醫(yī)局專賣所（即太平惠民藥局），制備丸、散、膏、丹等成藥出售，是商業(yè)性成藥的開始。1080年又編印和頒發(fā)了《太平惠民和濟(jì)局方》，使藥劑制造有了統(tǒng)一的規(guī)范和準(zhǔn)則，對中成藥的生產(chǎn)和發(fā)展有深遠(yuǎn)的影響。明代李時珍(1518～1593)于1578年著成的《本草綱目》總結(jié)了明代以前的醫(yī)藥實踐經(jīng)驗，共收載1892種藥材和近40種成藥劑型。1.2制藥分離技術(shù)1.2.1制藥分離技術(shù)的作用1.2.2制藥分離原理與分類1.2.3制藥分離技術(shù)的進(jìn)展1.2.1制藥分離技術(shù)的作用

制藥工程涵蓋化學(xué)制藥、中藥制藥和生物制藥，由于藥物的純度和雜質(zhì)含量與其藥效、毒副作用、價格等息息相關(guān)，使得分離過程在制藥行業(yè)中的地位和作用非常重要。無論生物制藥、化學(xué)合成制藥與中藥制藥，其制藥過程均包括原料藥的生產(chǎn)和制劑生產(chǎn)兩個階段。原料藥屬于制藥工業(yè)的中間產(chǎn)品，是藥品生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，但必須加工制成適合于服用的藥物制劑，才成為制藥工業(yè)的終端產(chǎn)品。在制藥分離工程中，將主要研究原料藥的生產(chǎn)過程中的分離技術(shù)。1.2.2制藥分離原理與分類（1）平衡分離過程（2）速率分離過程（1）平衡分離過程該過程是借助分離媒介（如熱能、溶劑或吸附劑）使均相混合物系變?yōu)閮上嘞到y(tǒng)，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)而實現(xiàn)分離。其傳質(zhì)推動力為偏離平衡態(tài)的濃度差。根據(jù)兩相狀態(tài)的不同，平衡分離可分為：氣體傳質(zhì)過程（如吸收、氣體的增濕和減濕等）；氣液傳質(zhì)過程（如精餾等）；液液傳質(zhì)過程（如液液萃取等）液固傳質(zhì)過程（如浸取、結(jié)晶、吸附、離子交換、色譜分離等）氣固傳質(zhì)過程（如固體干燥、吸附等）。（2）速率分離過程該過程是在某種推動力（如濃度差、壓力差、溫度差、電位梯度和磁場梯度等）的作用下，有時在選擇性透過膜的配合下，利用各組分?jǐn)U散速率的差異實現(xiàn)組分的分離。這類過程的特點是所處理的物料和產(chǎn)品通常屬于同一相態(tài)，僅有組成差別。速率分離過程可分為兩大類：膜分離（如超濾、反滲透、電滲析等）場分離（如電泳、磁泳、高梯度磁力分離等）。表1-1制藥分離技術(shù)及其分離機理單元操作分離機理膜分離微濾壓力差、篩分

超濾壓力差、篩分

反滲透壓力差、篩分

透析濃度差、篩分

電滲析電荷、篩分

滲透氣化汽液相平衡、篩分萃取浸取固液相平衡

超聲波協(xié)助浸取固液相平衡微波協(xié)助浸取固液相平衡有機溶劑萃取液液相平衡

反膠團(tuán)萃取雙水相萃取超臨界流體萃取液液相平衡液液相平衡超臨界流體相平衡電泳凝膠電泳篩分、電荷

等電點聚焦篩分、電荷、濃度差

等速電泳篩分、電荷、濃度差

區(qū)帶電泳篩分、電荷、濃度差離心離心過濾離心力、篩分

離心沉降離心力

超離心離心力1.2.3制藥分離技術(shù)的進(jìn)展在化工與制藥工業(yè)的發(fā)展過程中，由于精餾、吸收、萃取、吸附、離子交換、結(jié)晶等一些具有較長歷史的單元操作已經(jīng)應(yīng)用很廣，對這些技術(shù)的理論基礎(chǔ)與工程計算方法等不斷成熟。近年來，隨著生物技術(shù)的發(fā)展以及人們天然產(chǎn)品的青睞，在傳統(tǒng)分離技術(shù)基礎(chǔ)上也派生出一些新技術(shù)以適應(yīng)生物加工或天然產(chǎn)物加工的特殊需求。例如，萃取技術(shù)派生出了超臨界流體萃取、反膠團(tuán)萃取、雙水相萃取等。超臨界流體萃取技術(shù)是利用超臨界區(qū)溶劑的高溶解性和高選擇性將溶質(zhì)進(jìn)行萃取，再通過調(diào)節(jié)壓力或溫度使溶劑的密度大大降低，從而降低其萃取能力，使溶劑與萃取物得到有效分離。超臨界流體萃取技術(shù)被認(rèn)為是萃取速度快、效率高、能耗少的先進(jìn)工藝，其中超臨界二氧化碳萃取特別適合于分離熱敏性物質(zhì)，且能實現(xiàn)無溶劑殘留，這一特點使超臨界萃取技術(shù)用于天然產(chǎn)物、中草藥的提取分離成為研究熱點。第2章固液萃取（浸?。?.1概述萃?。╡xtration）是分離液體(或固體)混合物的一種單元操作。它是利用原料中組分在溶劑中溶解度的差異，選擇一種溶劑作為萃取劑用來溶解原料混合物中待分離的組分，其余組分則不溶或少溶于萃取劑中，這樣在萃取操作中原料混合物中待分離的組分（溶質(zhì)）從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，從而使溶質(zhì)被分離。所以萃取屬于傳質(zhì)過程。當(dāng)以液態(tài)溶劑為萃取劑，而被處理的原料為固體時，則稱此操作為固液萃取，又稱浸取或浸出（leaching）。當(dāng)以液態(tài)溶劑為萃取劑，同時被處理的原料混合物也為液體，則稱此操作為液液萃取，也常稱（有機）溶劑萃取。本章主要介紹浸取，液液萃取在第3章中介紹。2.2浸取過程的基本原理2.2.1藥材有效成分的浸取過程2.2.2費克定律與浸取速率方程

2.2.3浸取過程的影響因素2.2.1藥材有效成分的浸取過程中藥材中所含的成分十分復(fù)雜，概括：①有效成分，指起主要藥效的物質(zhì)，如生物堿、苷類、揮發(fā)油。②輔助成分，指本身沒有特殊療效，但能增強或緩和有效成分作用的物質(zhì)。③無效成分，指本身無效甚至有害的成分，它們往往影響溶劑浸取的效能、制劑的穩(wěn)定性、外觀以至藥效。④組織物，是指構(gòu)成藥材細(xì)胞或其它不溶性物質(zhì)，如纖維素、石細(xì)胞、栓皮等。浸取的目的在于選擇適宜的溶劑和方法，充分浸出有效成分及輔助成分，盡量減少或除去無效成分。2.2.1藥材有效成分的浸取過程2.2.1.1浸潤、滲透階段

2.2.1.2解吸、溶解階段

2.2.1.3擴(kuò)散、置換階段

2.2.1.1浸潤、滲透階段新鮮植物性藥材的細(xì)胞中，含有多種水溶性物質(zhì)和水不溶性物質(zhì)。藥材經(jīng)干燥后，組織內(nèi)水分被蒸發(fā)，細(xì)胞逐漸萎縮，細(xì)胞液中的物質(zhì)呈結(jié)晶或無定形沉淀于細(xì)胞中，從而使細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)空洞，充滿了空氣。當(dāng)藥材被粉碎時，一部分細(xì)胞可能破裂，其中所含成分可直接被溶劑浸出而轉(zhuǎn)入浸出液中；而大部分細(xì)胞在粉碎后仍保持完整狀態(tài)。當(dāng)它們與溶劑接觸時，被溶劑浸潤，溶劑滲透進(jìn)入細(xì)胞中。2.2.1.2解吸、溶解階段由于細(xì)胞中各種成分間有一定的親和力，故溶質(zhì)溶解前必須克服這種親和力，才能使這些待浸取的有效成分轉(zhuǎn)入溶劑中，這種作用稱為解吸作用。浸出有效成分時，應(yīng)選用具有解吸作用的溶劑，如乙醇就有很好解吸作用。有時也在溶劑中加入適量的酸、堿、甘油或表面活性劑以便能有助解吸，增加有效成分的溶解作用。浸取溶劑通過毛細(xì)管和細(xì)胞間隙進(jìn)入細(xì)胞組織后與被解吸的成分接觸，使成分轉(zhuǎn)入溶劑中被稱為溶解階段。2.2.1.3擴(kuò)散、置換階段

浸取溶劑溶解有效成分后形成的濃溶液具有較高的滲透壓，從而形成擴(kuò)散點，不停地向周圍擴(kuò)散其溶解的成分以平衡其滲透壓，這是浸出的動力。一般在藥材表面附有一層很厚的溶液膜，稱為擴(kuò)散“邊界層”，濃溶液中的溶質(zhì)向粒表面液膜擴(kuò)散，并通過此邊界膜向四周的稀溶液中擴(kuò)散。在靜止條件下，完全由于溶質(zhì)分子濃度不同而擴(kuò)散的稱為分子擴(kuò)散。擴(kuò)散過程中有流體的運動而加速擴(kuò)散的稱為對流擴(kuò)散。浸取過程中兩種類型的擴(kuò)散方式均有，而后者對浸出效率影響更大。2.2.2費克定律與浸取速率方程2.2.2.1費克定律2.2.2.2由費克定律推導(dǎo)出的浸取速率方程2.2.2.3擴(kuò)散系數(shù)2.2.2.4總傳質(zhì)系數(shù)

2.2.2.1費克定律2.2.2.1費克定律2.2.2.2由費克定律推導(dǎo)出的浸取速率方程2.2.2.2由費克定律推導(dǎo)出的浸取速率方程2.2.2.2由費克定律推導(dǎo)出的浸取速率方程2.2.2.3擴(kuò)散系數(shù)①溶質(zhì)（A）在液相（B）中的擴(kuò)散系數(shù)②溶質(zhì)在固體中的擴(kuò)散系數(shù)①溶質(zhì)（A）在液相（B）中的擴(kuò)散系數(shù)①溶質(zhì)（A）在液相（B）中的擴(kuò)散系數(shù)①溶質(zhì)（A）在液相（B）中的擴(kuò)散系數(shù)②溶質(zhì)在固體中的擴(kuò)散系數(shù)如果固體內(nèi)存在濃度梯度,固體中組分可由某一部分向另一部分?jǐn)U散。通常在固體中有兩種擴(kuò)散類型：一種是遵從費克定律的、基本上與固體結(jié)構(gòu)無關(guān)的擴(kuò)散，另一種是與固體結(jié)構(gòu)有關(guān)的多孔介質(zhì)內(nèi)擴(kuò)散。由于把固體藥物看成由可溶物（溶質(zhì)）和不溶物（載體或基質(zhì)）組成，浸取過程實質(zhì)是溶質(zhì)由復(fù)雜的植物基質(zhì)中通過內(nèi)外擴(kuò)散傳遞到液相溶劑的傳質(zhì)過程。由于中藥材的物質(zhì)結(jié)構(gòu)中存在孔隙和毛細(xì)管及其作用，使分子在毛細(xì)管中運動速度很緩慢。內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)與有效成分含量、溫度、及流體力學(xué)條件等有關(guān)，故不是固定常數(shù)。此外，內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)還和浸泡時藥材的膨脹、藥物細(xì)胞組織的變化和擴(kuò)散物質(zhì)的濃度的變化等有關(guān)。表2-1植物藥材的內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)藥材名浸出物質(zhì)溶劑內(nèi)擴(kuò)散系數(shù)/（cm2/s）百合葉顛茄葉纈草根甘草根花生仁芫荽籽五倍子甙類生物堿纈草酸甘草酸油脂油脂丹寧70%乙醇水70%乙醇25%氨水苯苯水0.45×10－80.9×10－80.82×10－75.1×10－72.4×10－80.65×10－81.95×10－92.2.2.4總傳質(zhì)系數(shù)

2.2.2.4總傳質(zhì)系數(shù)2.2.3浸取過程的影響因素2.2.3.1浸取溶劑和輔助劑2.2.3.2浸取過程的影響因素2.2.3.1浸取溶劑和輔助劑（1）浸取溶劑的選擇（2）浸取輔助劑

（1）浸取溶劑的選擇①對溶質(zhì)的溶解度足夠大，以節(jié)省溶劑用量；

②

與溶質(zhì)之間有足夠大的沸點差，以便于容易采取蒸餾等方法回收利用；③

溶質(zhì)在溶劑中的擴(kuò)散系數(shù)大和粘度??；④價廉易得，無毒，腐蝕性小等。（2）浸取輔助劑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，為了增加制品的穩(wěn)定性以及除去或減少某些雜質(zhì)，有時需要往使用溶劑或原料中添加某些被稱為輔助劑的物質(zhì)。一般常用酸（如鹽酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸）、堿（如氨水、碳酸鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣和石灰）調(diào)節(jié)pH值。利用表面活性劑可提高浸取溶劑的效果，由于浸取方法不同，選用表面活性劑的種類也有異。如用陽離子型表面活性劑的鹽酸鹽有助于生物堿的浸出；用70%乙醇滲漉顛茄草時，若加入0.2%吐溫－20，則滲漉液中有效成分的含量較用同量的吐溫－80為佳；但若用振蕩法浸出顛茄草，則吐溫－80又比吐溫－20的浸取效果好。2.2.3.2浸取過程的影響因素（1）藥材的粒度

（2）浸取的溫度（3）溶劑的用量及提取次數(shù)（4）浸取的時間

（5）濃度差

（6）溶劑的pH值

（7）浸取的壓力

（1）藥材的粒度①過細(xì)的粉末在浸出時雖能提高其浸出效果，但吸附作用亦增加，因而使擴(kuò)散速度受到影響。故藥材的粒度要視所采用的溶劑和藥材的性質(zhì)而有所區(qū)別。如以水為溶劑時，藥材易膨脹，浸出時藥材可粉碎粗一些，或者切成薄片和小段；若用乙醇為溶劑時，因乙醇對藥材的膨脹作用小，可粉碎成粗末（5~20目，甚至40目）。藥材不同，要求的粉碎度也不同，通常葉、花、草等疏松藥材，宜用較粗的粉末，甚至可以不粉碎；堅硬的根、莖、皮類等藥材，宜用較細(xì)的粉末。②若粉碎過細(xì)，藥材組織中大量細(xì)胞破裂，致使細(xì)胞內(nèi)大量不溶物及較多的樹脂、粘液質(zhì)等混入或浸出，使浸出雜質(zhì)增加，粘度增大，會使擴(kuò)散作用緩慢，造成浸提液過濾困難和產(chǎn)品渾濁現(xiàn)象。（2）浸取的溫度因為溫度的升高能使植物組織軟化，促進(jìn)膨脹，增加可溶性成分的溶解和擴(kuò)散速度，促進(jìn)有效成分的浸出。而且溫度適當(dāng)升高，可使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)凝固、酶被破壞，有利于浸出和制劑的穩(wěn)定性。但浸取溫度高，能使藥材中某些不耐熱的成分或揮發(fā)性成分分解、變質(zhì)或揮發(fā)散失。如浸提鞣質(zhì)時，若溫度超過100℃，部分鞣質(zhì)分解，浸取量就下降；也有的藥材在高溫浸取后，放冷時由于膠體凝聚等原因有出現(xiàn)沉淀；另外溫度過高，一些無效成分被浸提，影響制劑質(zhì)量，故浸取時需選擇控制適宜溫度，保證制劑質(zhì)量。（3）溶劑的用量及提取次數(shù)在定量溶劑條件下，多次提取可提高提取的收率。一般第一次提取要超過藥材溶解度所需要的量。對不同藥材的溶劑用量和提取次數(shù)都需要實驗確定。（4）浸取的時間

一般說浸取時間與浸取量成正比，即時間愈長，擴(kuò)散值愈大，愈有利于浸取。但當(dāng)擴(kuò)散達(dá)到后，時間即不起作用。此外，長時間的浸取往往導(dǎo)致大量雜質(zhì)溶出，一些有效成分如甙類易被在一起的酶所分解。若以水作為溶劑時，長期浸泡則易霉變，影響浸取液的質(zhì)量。（5）濃度差

濃度差越大浸出速度越快，適當(dāng)?shù)剡\用和擴(kuò)大浸取過程的濃度差，有助于加速浸取過程和提高浸取效率。一般連續(xù)逆流浸取的平均濃度差比1次浸取大些，浸出效率也較高。應(yīng)用浸漬法時，攪拌或強制浸出液循環(huán)等，也有助于擴(kuò)大濃度差。（6）溶劑的pH值

浸提溶劑的pH值與浸提效果有密切關(guān)系。在中藥材浸提過程中，往往根據(jù)需要調(diào)整浸提溶劑的pH值，以利于某些有效成分的提取，如用酸性溶劑提取生物堿，用堿性溶劑提取皂甙等。（7）浸取的壓力

當(dāng)藥材組織堅實，浸出溶劑較難浸潤時，提高浸取壓力會加速浸潤過程，使藥材組織內(nèi)更快地充滿溶劑和形成濃溶液，從而使開始發(fā)生溶質(zhì)擴(kuò)散過程所需的時間縮短。同時有壓力下的滲透尚可能將藥材組織內(nèi)某些細(xì)胞壁破壞，亦有利于浸出成分的擴(kuò)散過程。當(dāng)藥材組織內(nèi)充滿溶劑之后，加大壓力對擴(kuò)散速度則沒有什么影響，對組織松軟、容易濕潤的藥材的浸出影響也不明顯。目前有兩種加壓方式，一種是密閉升溫加壓，另一種是通過氣壓或液壓加壓不升溫。經(jīng)實驗證明，水溫在65~90℃，表壓力2~5Kg/cm2時，與常壓煮提相比，有效成分浸出率相同，但浸出時間可以縮短一倍以上，固液比也可以提高。因加熱、加壓條件可能導(dǎo)致某些有效成分破壞，故加壓升溫浸出工藝需慎重選用。2.3浸取過程的計算2.3.1單級浸取和多級錯流浸取

2.3.2多級逆流浸取2.3.3浸出時間的計算2.3.1單級浸取和多級錯流浸取2.3.1.1浸出量

2.3.1.2浸出率2.3.1.1浸出量

2.3.1.1浸出量2.3.1.1浸出量2.3.1.2浸出率

2.3.1.2浸出率2.3.2多級逆流浸取2.3.2多級逆流浸取2.3.2多級逆流浸取2.3.2多級逆流浸取2.3.2多級逆流浸取表2-2多級逆流浸取的浸出率αM浸取器級數(shù)123450.20.51234567891.21.523456789100.16560.33330.50000.66670.75000.80000.83330.85710.87500.88890.90000.19530.42860.66670.85710.92310.95240.96770.97670.98240.98630.98900.19870.46130.75000.93000.97500.98820.99360.99610.99750.99830.99880.19910.48370.80000.96770.99170.99710.99870.99940.99960.99980.99990.19960.49190.83330.98420.99730.99930.9997圖2-3多級浸出圖2.3.2多級逆流浸取2.3.3浸出時間的計算2.3.3浸出時間的計算圖2-4浸出曲線2.3.3浸出時間的計算2.4浸取工藝及設(shè)備2.4.1浸取工藝

2.4.2浸取設(shè)備2.4.1浸取工藝（1）單級浸出工藝（2）單級回流浸出工藝（3）單級循環(huán)浸漬浸出工藝（4）多級浸出工藝（5）半逆流多級浸出工藝（6）連續(xù)逆流浸出工藝（1）單級浸出工藝單級浸出是指將藥材和溶劑1次加入提取設(shè)備中，經(jīng)一定時間的提取后，放出浸出藥液，排出藥渣的整個過程。在用水浸出時一般用煎煮法，乙醇浸出時可用浸漬法或滲漉法等，但藥渣中乙醇或其他有機溶劑需先經(jīng)回收，然后再將藥渣排出。1次浸出的浸出速度，開始大，以后速度逐漸降低，直至到達(dá)平衡狀態(tài)。故常將1次浸出稱為非穩(wěn)定過程。單級浸出工藝比較簡單，常用于小批量生產(chǎn)，其缺點是浸出時間長，藥渣能吸收一定量浸出液，可溶性成分的浸出率低，浸出液的濃度亦較低，濃縮時消耗熱量大。（2）單級回流浸出工藝單級回流浸出又稱索氏提?。ㄒ妶D2-5），主要用于酒提或有機溶劑（如醋酸乙酯、氯仿浸出或石油醚脫脂）浸提藥材及一些藥材脫脂。由于溶劑的回流，使溶劑與藥材細(xì)胞組織內(nèi)的有效成分之間始終保持很大的濃度差，加快了提取速度和提高了萃取率，而且最后生產(chǎn)出的提取液已是濃縮液，使提取與濃縮緊密的結(jié)合在一起。此法生產(chǎn)周期一般約為10h。其缺點是，此法使提取液受熱時間長，對于熱敏性藥材是不適宜的。圖2-5索氏提取法工藝流程示意圖Ａ－酒提灌Ｂ－緩沖罐Ｃ－輸送泵Ｄ－冷凝器Ｅ－冷卻器Ｆ－凝液受槽Ｇ－濃縮鍋（3）單級循環(huán)浸漬浸出工藝單級循環(huán)浸漬浸出系將浸出液循環(huán)流動與藥材接觸浸出，它的特點是固液兩相在浸出器中有相對運動，由于摩擦作用，使兩相間邊界層變薄或邊界層表面更新快，從而加速了浸出過程。循環(huán)浸漬法的優(yōu)點是，提取液的澄明度好，這是因為藥渣成為自然濾層，提取液經(jīng)過14~20次的循環(huán)過濾之故，由于整個過程是密閉提取，溫度低，因此在用乙醇循環(huán)浸漬時，所損耗乙醇量也比其它工藝低。其缺點是液固比大，在制備藥酒時，其白酒用量較其他提取工藝用得多。因此，此法對于用酒量大，又有高澄明度要求的藥酒和酊劑生產(chǎn)是十分適宜的。（4）多級浸出工藝藥材吸液引起的成分損失，是浸漬法的一個缺點。為了提高浸提效果，減少成分損失，可采用多次浸漬法。它是將藥材置于浸出罐中，將一定量的溶劑分次加入進(jìn)行浸出；亦可藥材分別裝于一組浸出罐中，新的溶劑分別先進(jìn)入第一個浸罐與藥材接觸浸出，浸出液放入第2浸出罐與藥材接觸浸出，這樣依次通過全部浸出罐成品或濃浸出液由最后1個浸出罐流入接受器中。當(dāng)1罐內(nèi)的藥材浸出完全時，則關(guān)閉1罐的進(jìn)、出液閥門、卸出藥渣，回收溶劑備用。續(xù)加的溶劑則先進(jìn)入第1罐，并依次浸出，直至各罐浸出完畢。浸漬法中藥渣所吸收的藥液濃度是與浸液相同的，浸出液的濃度愈高，由藥渣吸液所引起的損失就愈大，多次浸漬法能大大地降低浸出成分的損失量。但浸漬次數(shù)過多也并無實用意義。（5）半逆流多級浸出工藝此工藝是在循環(huán)提取法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它主要是為保持循環(huán)提取法的優(yōu)點，同時用母液多次套用克服酒用量大的缺點。罐組式逆流提取法工藝流程（見圖2-6）。經(jīng)粗碎或切片或壓片之藥材，加入酒提罐A中。乙醇由I1計量罐計量后，經(jīng)閥1加入酒提罐A1中。然后開啟閥2進(jìn)行循環(huán)提取2h左右。提取液經(jīng)循環(huán)泵C1和閥3打入計量罐I1，再由I1將A1的提取液經(jīng)閥4加入酒提罐A2中，進(jìn)行循環(huán)提取2h左右（即母液第1次套用）。A2的提取液經(jīng)泵/C2、閥6、罐I2、閥7加入酒提罐A3中進(jìn)行循環(huán)提?。茨敢航?jīng)第2次套用），如此類推，使提取液與各酒提罐之藥材相對逆流而進(jìn)，每次新鮮乙醇經(jīng)4次提取（即母液第3次套用）后即可排出系統(tǒng)，同樣每罐藥材經(jīng)3次不同濃度的提取外液和最后1次新鮮乙醇提取后再排出系統(tǒng)。圖2-6罐組式逆流提取法工藝流程示意圖I1,I2-計量罐，A1，A2，A3，A4-酒提罐；B1,B2,B3,B4-循環(huán)泵；1～14-閥門（6）連續(xù)逆流浸出工藝本工藝是藥材與溶劑在浸出器中沿反向運動，并連續(xù)接觸提取。它與1次浸出相比具有如下特點：浸出率較高，浸出液濃度亦較高，單位重量浸出液濃縮時消耗的熱能少，浸出速度快。連續(xù)逆流浸出具有穩(wěn)定的濃度梯度，且固液兩相處于運動狀態(tài)，使兩相界面的邊界膜變薄，或邊界層更新快，從而加快了浸出速度。2.4.2浸取設(shè)備（1）間歇式浸取器（2）連續(xù)浸取器（1）間歇式浸取器間歇式浸取器的型式較多，其中以多能式提取罐較為典型（見圖2-7）。除提取罐外，還有泡沫捕集器、熱交換器、冷卻器、油水分離器、氣液分離器、管道過濾器等附件，具有多種用途，可供藥材的水提取、醇提取或提取揮發(fā)油、回收藥渣中的溶劑等。藥材由加料口加入，浸出液經(jīng)夾層可以通入蒸氣加熱，亦可通水冷卻。此器浸出效率較高，消耗能量少，操作簡便。圖2-7多能式提取罐示意圖（2）連續(xù)浸取器①浸漬式連續(xù)逆流浸取器②噴淋滲漉式浸取器③混合式連續(xù)浸取器①浸漬式連續(xù)逆流浸取器a.U型螺旋式浸取器b.U型拖鏈?zhǔn)竭B續(xù)逆流浸取器c.螺旋推進(jìn)式浸取器d.肯尼迪（Kennedy）式逆流浸取器a.U型螺旋式浸取器U型螺旋式浸取器亦稱Hildebran浸取器，整個浸取器是在一個U型組合的浸取器中，分裝有三組螺旋輸送器來輸送物料。在螺旋線表面上開孔，這樣溶劑可以通過孔進(jìn)入另一螺旋中，以達(dá)到與固體成逆流流動。螺旋浸取器主要用于浸取輕質(zhì)的、滲透性強的藥材。b.U型拖鏈?zhǔn)竭B續(xù)逆流浸取器這種浸取器是一U型外殼，其內(nèi)有連續(xù)移動的拖鏈，浸取器內(nèi)許多鏈板上有許多小孔。被浸取的固體物由左上角加入，在拖鏈板的推動下由左邊移動到右上角而排出渣物，而溶劑則由右上部加入，與固體物料呈逆流接觸，由左上部排出浸取液。這種浸取器結(jié)構(gòu)簡單，處理能力大，適應(yīng)性強，且浸取效果良好。c.螺旋推進(jìn)式浸取器

如圖2-8所示，浸取器上蓋可以打開（以便清洗和維修），下中帶有夾套，其內(nèi)通往加熱蒸氣進(jìn)行加熱。如果采用煎煮法，其二次蒸氣由排汽口排出。浸取器安裝時有一定的傾斜度，以便液體的流動。浸取器內(nèi)的推進(jìn)器可以做成多孔螺旋板式，螺旋的頭數(shù)可以是單頭的可以是多頭的，也可用數(shù)十塊槳片組成螺旋帶式。在螺旋浸取器的基礎(chǔ)上，把螺旋板改為槳葉，則稱為旋槳式浸取器，其工作原理和螺旋式相同。圖2-8螺旋推進(jìn)式浸取器d.肯尼迪（Kennedy）式逆流浸取器如圖2-9所示，具有半圓斷面的槽連續(xù)地排列成水平或傾斜的，各個槽內(nèi)有帶葉片的槳，通過它的旋轉(zhuǎn)，固體物按各槽順序向前移動，溶劑和固體物逆流接觸，此浸取器的特點是可以通過改變槳的旋轉(zhuǎn)速度和葉片數(shù)目來適應(yīng)各種固體物的浸取。圖2-9肯尼迪（Kennedy）式浸取器②噴淋滲漉式浸取器a.波爾曼（Bollman）連續(xù)浸取器b.平轉(zhuǎn)式連續(xù)浸取器c.履帶式連續(xù)浸取器d.魯奇式連續(xù)浸取器a.波爾曼（Bollman）連續(xù)浸取器波爾曼連續(xù)浸取器，包含一連串的帶孔的料斗，其安排的方式猶如斗式提升機，這些料斗安裝在一不漏氣的設(shè)備中。固體物加到向下移動的那一邊的頂部的料斗中，而從向上移動的那一邊的頂部的料斗中排出。溶劑噴灑在那些行將排出的固體物上，并經(jīng)過料斗向下流動，以達(dá)到逆向的流動。然后，又使溶劑最后以并流方式向下流經(jīng)其余的料斗。典型的浸取器每小時大約轉(zhuǎn)一圈。波爾曼浸取器，一般處理能力大，可以處理物料薄片。但是在設(shè)備中只有部分采用逆流流動，且有時發(fā)生溝流現(xiàn)象，因而效率比較低（見圖2-10）。圖2-10波爾曼連續(xù)浸取器b.平轉(zhuǎn)式連續(xù)浸取器圖2-11所示是一種平轉(zhuǎn)式連續(xù)浸取器，其結(jié)構(gòu)為在一圓形容器內(nèi)有間隔十八個扇形格的水平圓盤，每個扇形格的活底打開，物料卸到器底的出渣器上排出。在卸料處的鄰近扇形格位置上部噴新鮮的浸取溶劑，由下部收集浸取液，并以與物料回轉(zhuǎn)相反的方向用泵將浸取液打至相鄰的扇形格內(nèi)的物料上，如此反復(fù)逆流浸取，最后收集到濃度很高的浸取液。平轉(zhuǎn)式浸取器結(jié)構(gòu)簡單，并且占地較小，適用于大量植物藥材的浸取，在中藥生產(chǎn)中得到廣泛使用。圖2-11平轉(zhuǎn)式連續(xù)浸取器c.履帶式連續(xù)浸取器固體原料裝在螺旋式皮帶輸送機上一邊輸送一邊在幾個地方從上面噴淋溶劑，并用泵將溶劑逆流地輸送，進(jìn)行浸取。被浸取的物料經(jīng)過回轉(zhuǎn)閥進(jìn)入裝料漏斗，落到帶上，成為層狀移動，料層厚度通過擋板調(diào)節(jié)（一般為800~1200mm）。接受料層的帶是鋪有合金鋼絲網(wǎng)的鋼板，在板上開有無數(shù)小孔。原料約需2小時在帶上一邊浸取一邊移動，渣物從帶上落下，用漏斗接受后，通過回轉(zhuǎn)閥排出。另一方面新鮮溶劑加入浸取部分，然后在料層中滲漉浸取，溶液落入帶下面的受槽中，用泵輸送使固液兩相成逆流接觸。d.魯奇式連續(xù)浸取器是由上下配置的兩個特殊的鋼絲造的皮帶輸送機和與此機等速移動的循環(huán)式無底框箱群所組成?？蛳涞牡子缮鲜銎л斔蜋C構(gòu)成。從上部送料的固體原料首先放入料斗上，這料層起密閉作用，用螺旋輸送機把濕料送入框箱，料層高為0.7~0.8m，上段皮帶輸送機一邊移動一邊使框箱內(nèi)固料層被浸取，浸取方式與平轉(zhuǎn)式相同，接受由上面注入的溶劑并充滿框箱，框箱不斷移動，溶液下流到接受槽用泵送到下段的料層，當(dāng)料層移到皮帶輸送機回轉(zhuǎn)點時，落入下一段皮帶輸送機上，此時再形成料層，繼續(xù)進(jìn)行浸取。這樣，即使上段有浸取不均勻，下段還可繼續(xù)浸取，最后用新溶劑洗淋，然后螺旋輸送機排出藥渣。新溶劑進(jìn)入第1、2級主要為洗藥渣，由第1、2級出來的溶液用泵送至第3級，第3級出來再送入第4級等等，最后浸取液由第8級用泵打出，并用少部分浸取液噴淋第9級固體，由此出來的液體再送入此泵與第8組長浸取液一起輸出。③

混合式連續(xù)浸取器所謂混合式就是在浸取器內(nèi)有浸漬過程，也有噴淋過程。如圖2-12所示是千代田式L型連續(xù)浸取器。固體原料加進(jìn)供料斗中，經(jīng)調(diào)整原料層高度，橫向移動于環(huán)狀鋼網(wǎng)板制的皮帶輸送上，其間通過浸取液循環(huán)泵進(jìn)行數(shù)次溶劑噴淋浸取，當(dāng)臥式浸取終了，固料便落入立式部分的底部，并浸噴于溶液中，然后用帶有孔可動底板的提籃撈取上來，在此一邊受流下溶劑滲漉浸取一邊上升，最后在溶劑入口上部加入，積存于底部，經(jīng)過過濾器進(jìn)入臥式浸取器，在那里和固體原料成逆流流動，最后作為浸取液排出。此種浸取器的特點是浸取比較充分和均勻。圖2-12千代田式L型連續(xù)浸取器2.5浸取強化技術(shù)簡介2.5.1超聲波協(xié)助浸取2.5.2微波協(xié)助浸取

2.5.1超聲波協(xié)助浸取2.5.1.1超聲波的基本作用原理2.5.1.2超聲協(xié)助浸取技術(shù)在中藥提取中的應(yīng)用2.5.1.1超聲波的基本作用原理①超聲波熱學(xué)機理②超聲波機械機制③超聲波空化作用①超聲波熱學(xué)機理和其他形式的能一樣，超聲能也會轉(zhuǎn)化為熱能。生成的熱能多少取決于介質(zhì)對超聲波的吸收，所吸收能量大部分或全部轉(zhuǎn)化為熱能，從而導(dǎo)致組織溫度升高。這種吸收聲能而引起溫度升高是穩(wěn)定的。所以超聲波用于浸取時可以在瞬間使溶液內(nèi)部溫度升高，加速有效成分的溶解。②超聲波機械機制超聲波的機械作用主要是輻射壓強和超聲壓強引起的。輻射壓強可能引起兩種效應(yīng)，其一是簡單的騷動效應(yīng)。其二是在溶劑和懸浮體之間出現(xiàn)摩擦。這種騷動可使蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞組織變形。而輻射壓將給予溶劑和懸浮體以不同的加速度，即溶劑分子的速度遠(yuǎn)大于懸浮體的速度，從而在它們之間產(chǎn)生摩擦，這力量足以斷開兩碳原子之鍵，使生物分子解聚。③超聲波空化作用由于大能量的超聲波作用在液體里，當(dāng)液體處于稀疏狀態(tài)下時，液體會被撕裂成很多小的空穴，這些空穴一瞬間閉合，閉合時產(chǎn)生高達(dá)幾千大氣壓的瞬間壓力，即稱為空化效應(yīng)。由于超聲波的空化效應(yīng)產(chǎn)生極大的壓力造成被粉碎物細(xì)胞壁及整個生物體的破碎，而且整個破碎過程在瞬間完成；同時，超聲波產(chǎn)生的振動作用增加了溶劑的湍流強度及相接觸面。積，加快了胞內(nèi)物質(zhì)的釋放，擴(kuò)散及溶解，從而強化了傳質(zhì)，有利于胞內(nèi)有效成分提取。萃取效果隨聲強呈線性地增加，而頻率似乎影響不明顯。2.5.1.2超聲協(xié)助浸取技術(shù)在中藥提取中的應(yīng)用①提取生物堿類成分②提取黃酮類成分③提取蒽醌類成分④提取多糖類成分⑤提取皂甙類部分①提取生物堿類成分從中草藥中用常規(guī)方法提取生物堿一般提取時間長，收率低，而經(jīng)超聲波處理后可以獲得很好的效果。如從黃柏中提取小劈堿，以飽和石灰水浸泡24小時為對照，用20KHz的超聲波提取30min，提取率比對照組高18.26%，且小劈堿結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。當(dāng)從黃連根中提取黃連素時，實驗證明超聲法也優(yōu)于浸泡法。②提取黃酮類成分黃酮類成分常用加水煎煮法、堿提酸沉法或乙醇，甲醇浸泡提取，費時又費工，提取率也低。有文獻(xiàn)報道在從黃芩根莖中提取主要成分黃芩甙時，以水為溶劑，僅超聲提取10min就高于加水煎煮3小時的提出率，并以20KHz超聲波提取40min的黃芩甙的提出率最高。又如從槐米中提取蘆丁，超聲提取40min的提出率為22.53%，是目前大生產(chǎn)得率的1.7-2倍，經(jīng)對比實驗可知，節(jié)約藥材30-40%。③提取蒽醌類成分蒽醌衍生物在植物體內(nèi)存在形式復(fù)雜，游離態(tài)與化合態(tài)經(jīng)常共存與同一種中藥中，一般提取都采用乙醇或稀堿性水溶液提取，因長時間受熱易破壞其中的有效成分，影響提出率。當(dāng)從大黃中提取大黃蒽醌類成分時，用超聲提取10min比煎煮法提取3小時的蒽醌成分高，同時以頻率為20KHz的超聲波提取的提出率最高。在復(fù)方首烏口服液的提取工藝中，對含有大量的蒽醌甙類衍生物的何首烏，大黃，番瀉葉采用超聲提取，可避免蒽醌類物質(zhì)因久煎破壞有效成分。④提取多糖類成分從茯苓提取水溶性多糖，以冷浸12小時和熱浸1小時作對照，超聲提取1小時，其提取率比對照的兩種方法高30%。由此看出，超聲提取多糖類成分省時，提取率也高。⑤提取皂甙類部分從丹參中提取丹參皂甙，以常規(guī)浸漬法為對照，丹參細(xì)粉經(jīng)超聲處理40min后，丹參皂甙的提出率高于常規(guī)法一倍多，時間縮短了98.6%，而且經(jīng)超聲提取的丹參皂甙得到的粗品量是常規(guī)法的近兩倍，純度也高。在從穿地龍根莖中提取有效成分薯蕷皂甙時，以70%乙醇浸泡48小時為對照，用20kHz的超聲波提取30min，其提取率是對照組的12倍，并用1Mhz的超聲波提取30min，其提取率是對照組的1.34倍，可以節(jié)約藥材23.4%。2.5.2微波協(xié)助浸取

2.5.2.1微波的基本作用原理2.5.2.2微波協(xié)助浸取的影響因素2.5.2.3微波協(xié)助萃取設(shè)備

2.5.2.4微波協(xié)助浸取在中藥提取中的應(yīng)用2.5.2.1微波的基本作用原理①體熱源瞬時加熱②熱慣性?、鄯瓷湫院屯干湫寓袤w熱源瞬時加熱對于極性液體分子用微波加熱時可看作為球形偶極子在外電場高頻作用下，每個極性分子都要克服與周圍分子間的磨擦阻力，隨外電場方向的高速變化而做高速正反取向的旋轉(zhuǎn)運動，極性分子的平均動能增大，同時，分子間的相互摩擦和碰撞，以及微波透入介質(zhì)時由于介質(zhì)損耗而引起介質(zhì)體的溫升，使介質(zhì)材料內(nèi)、外部幾乎同時生熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，從而大大縮短了常規(guī)加熱中熱傳導(dǎo)時間，且內(nèi)外加熱均勻一致。②熱慣性小對介質(zhì)材料系瞬時加熱升溫，能耗自然也很低。同時，微波輸出功率隨時可調(diào)，介質(zhì)材料的溫升可無惰性地隨之改變，即不存在“余熱”現(xiàn)象，有利于自動控制和連續(xù)化生產(chǎn)。③反射性和透射性2.5.2.2微波協(xié)助浸取的影響因素①萃取劑的選擇②pH值的影響③物料中水含量的影響④微波劑量的影響⑤萃取時間的影響⑥基體物質(zhì)的影響①萃取劑的選擇在微波協(xié)助提取中，萃取溶劑的選擇對萃取結(jié)果的影響至關(guān)重要，直接影響到有效成分的提取率。選擇的萃取劑首先應(yīng)對微波透明或部分透明，溶劑必須有一定的極性以吸收微波能進(jìn)行內(nèi)部加熱；其次所選萃取溶劑對目標(biāo)萃取物必須具有較強的溶解能力，這樣，微波便可完全或部分透過萃取劑，達(dá)到協(xié)助萃取的目的。此外，溶劑的沸點及其對后續(xù)測定的干擾也是必須考慮的因素。己見報道的用于微波萃取的溶劑有：水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸、二氯甲烷、三氯乙酸、已烷等有機溶劑，硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無機溶劑以及已烷-丙酮、二氯甲烷-甲醇、水-甲苯等混合溶劑。對同一種待處理物料，不同的萃取劑，其微波協(xié)助萃取效果往往差別很大。萃取劑的用量與物料之比（L/kg）一般在（1：1）~（20：1）范圍內(nèi)。②pH值的影響有文獻(xiàn)考察了微波萃取去除植物中除草劑三嗪農(nóng)藥殘留時，溶劑pH值對去除率的影響，結(jié)果表明：當(dāng)溶劑的pH值介于4.7~9.8時，除草劑三嗪農(nóng)殘去除率最高。③物料中水含量的影響水是介電常數(shù)較大的溶劑，可以有效地吸收微波能并轉(zhuǎn)化為熱能。物料含水分程度越高，吸收能量越多，物料加熱蒸發(fā)就越劇烈。這是因為水分子在高頻電磁場作用下也發(fā)生高頻取向振動，分子間產(chǎn)生劇烈摩擦，宏觀表現(xiàn)為溫度上升，從而完成高頻電磁場能向熱能的轉(zhuǎn)換。由于植物物料中含水量的多少對萃取回收率的影響很大，對含水量較少的物料，一般采用再濕的方法使之有效地吸收所需的微波能。另外，含水量的多少對萃取時間也有顯著影響。④微波劑量的影響在微波協(xié)助萃取過程中，所需要的微波劑量的確定應(yīng)以最有效地萃取出目標(biāo)成分為原則。一般選用的微波能功率在200~1000W，頻率（0.2~30）×104MHz，微波輻射時間不可過長。⑤萃取時間的影響一般微波協(xié)助萃取輔照時間在10~100s之間。對于不同的物質(zhì)，最佳萃取時間不同。連續(xù)輔照時間也不可太長，否則容易引起溶劑沸騰，不僅造成溶劑的極大浪費，還會帶走目標(biāo)產(chǎn)物，降低產(chǎn)率。⑥基體物質(zhì)的影響基體物質(zhì)對萃取的效率以及溶劑回收率也有不同程度的影響，如果有效成分不在富含水的部位，那么用微波就難以奏效。例如微波處理銀杏葉，溶劑中銀杏黃酮的量并不多，而葉綠素大量釋放，說明銀杏黃銅可能處在較難破壁的葉肉細(xì)胞內(nèi)。另有報道用微波輔助浸取丹參酮已經(jīng)取得了較為理想的結(jié)果，但水溶性成分，尤其是丹參素和原兒茶醛的提取或分析則不宜采用此法。因此，最佳條件的選擇應(yīng)根據(jù)處理物料的不同而有所不同。2.5.2.3微波協(xié)助萃取設(shè)備微波輻射會對人的神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、眼、生殖系統(tǒng)等產(chǎn)生危害。因此，微波協(xié)助萃取設(shè)備一般由專有密閉容器作為提取罐。操作人員操作時必須采取有效的安全防護(hù)措施，以減弱或消除微波輻射的不良影響，尤其是要避免微波泄露。目前國內(nèi)尚沒有廠家生產(chǎn)成熟的微波協(xié)助萃取設(shè)備。一些國外廠家，如加拿大CWT-TRANInternationalInc.可提供如下表所示的型號的微波協(xié)助萃取設(shè)備用于研究。見表2-3。表2-3微波協(xié)助萃取設(shè)備型號發(fā)生器輸出最大功率/kW泵標(biāo)定容量/L?min-1最大材料標(biāo)定量/L?h-1MEU－1.21.21~5100MEU－221~10300MEU-331~15450MEU-665~30900MEU-121210~601800MEU-242420~1203600MEU-363630~1805400MEU-484840~3607500MEU-606060~360100002.5.2.4微波協(xié)助浸取在中藥提取中的應(yīng)用與傳統(tǒng)的浸取方法相比，微波協(xié)助浸取具以下幾個特點：①萃取速度快，可以節(jié)約萃取時間;②溶劑消耗量少，利于環(huán)境改善并減少投資;③對萃取物具有較高的選擇性，利于產(chǎn)品質(zhì)量的改善;④可避免長時間高溫引起熱不穩(wěn)定物質(zhì)的降解。⑤操作簡單。第3章液液萃取3.1概述液液萃取，也常稱（有機）溶劑萃取，是化工和治金工業(yè)常用的分離提取技術(shù)，其在醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用也很廣泛，例如，以醋酸戊酯為溶劑從青霉素和水的混合物中提取青霉素。在液液萃取過程中常用有機溶劑作為萃取試劑，溶劑萃取是通過溶質(zhì)在兩個液相之間的不同分配而實現(xiàn)的。液液萃取的基本過程如圖3-1所示。原料液中欲分離的組分為溶質(zhì)Ａ，組分Ｂ為稀釋劑（或原溶劑）；所選擇的萃取劑Ｓ應(yīng)對溶質(zhì)Ａ的溶解度愈大愈好，而對稀釋劑Ｂ的溶解度則愈小愈好。萃取過程在混合器１中進(jìn)行，原料液和萃取劑充分分散，形成大的相界面積，溶質(zhì)Ａ從稀釋劑向萃取劑相轉(zhuǎn)移。由于稀釋劑Ｂ和萃取劑Ｓ部分互溶或不互溶，因此經(jīng)過充分傳質(zhì)后的兩液相進(jìn)入分層器２中利用密度差分層，其中以萃取劑為主的液層稱萃取相Ｅ，以稀釋劑為主的液層稱萃余相Ｒ。當(dāng)稀釋劑Ｂ和萃取劑Ｓ部分互溶時，萃取相中含有少量Ｂ，萃余相中含少量Ｓ，通常還需采用蒸餾等方法進(jìn)行分離。3.2液液萃取過程的基本原理3.2.1液液萃取的平衡關(guān)系3.2.2液液萃取過程的影響因素3.2.1液液萃取的平衡關(guān)系3.2.1.1三角形相圖3.2.1.2分配系數(shù)與分配曲線3.2.1.1三角形相圖（1）相組成表示法（2）溶解度曲線、連接線及臨界混溶點（3）杠桿規(guī)則圖3-2三角形相圖的組成（1）相組成表示法（2）溶解度曲線、連接線及臨界混溶點（2）溶解度曲線、連接線及臨界混溶點圖3-3相平衡圖（3）杠桿規(guī)則（3）杠桿規(guī)則圖3-4杠桿規(guī)則的應(yīng)用3.2.1.2分配系數(shù)與分配曲線3.2.1.2分配系數(shù)與分配曲線3.2.1.2分配系數(shù)與分配曲線圖3-5分配曲線與平衡連結(jié)線的關(guān)系（K>1）圖中：x－組分在萃余相R中的質(zhì)量分率；y－組分在萃取相E中的質(zhì)量分率；(下標(biāo)字母表示組分，例如xA表示萃余相R中組分A的質(zhì)量分率)。3.2.2液液萃取過程的影響因素3.2.2.1萃取劑的影響與選擇原則3.2.2.2操作溫度的影響3.2.2.3原溶劑條件的影響3.2.2.4乳化和破乳3.2.2.1萃取劑的影響與選擇原則（1）萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù)（2）萃取劑與原溶劑的互溶度（3）萃取劑的物理性質(zhì)（4）萃取劑的化學(xué)性質(zhì)（5）萃取劑的回收（6）萃取劑還應(yīng)經(jīng)濟(jì)性好，價廉易得；對設(shè)備腐蝕性小和安全性好。（1）萃取劑的選擇性與選擇性系數(shù)同溶質(zhì)在兩相中分配平衡的差異是實現(xiàn)萃取分離的主要因素。因此萃取劑的選擇至關(guān)重要。由于萃取是一種擴(kuò)散分離操作，萃取劑選擇性系數(shù)大的對傳質(zhì)分離有利。萃取劑若對溶質(zhì)A的溶解能力較大，而對稀釋劑B的溶解能力很小，即萃取劑的選擇性系數(shù)β大，此種萃取劑的選擇性就好。選擇性系數(shù)的定義相當(dāng)于精餾中的相對揮發(fā)度。若β＝1，表示E相中組分A和B的比值與R相中的相同，不能用萃取方法分離。此外，選擇的萃取劑還應(yīng)考慮對溶質(zhì)有大的萃取容量，即單位體積的萃取溶劑能萃取大量的目的物。（2）萃取劑與原溶劑的互溶度如圖3-6表示兩種不同性質(zhì)的萃取劑S1和S2，在相同溫度下，對同一種A與B組成的兩組分混合液，構(gòu)成大小不同的分層區(qū)。由S1構(gòu)成的分層區(qū)較S2構(gòu)成的分層區(qū)大，表明萃取劑S1和B的互溶度小，而萃取劑S2和B的互溶度大。由圖可見，分層區(qū)大的所得萃取液含溶質(zhì)A的最大濃度yˊmax高，說明分層區(qū)大有利于萃取且分層區(qū)的大小直接與所選萃取劑的性質(zhì)有關(guān)。圖3-6互溶度對萃取過程的影響（3）萃取劑的物理性質(zhì)為使萃取后形成的萃取相與萃余相這兩個液相易于分層，要求萃取劑與稀釋劑之間應(yīng)有較大的密度差，且二者之間的界面張力適中。因為界面張力過小，則分散后的液滴不易凝聚，對分層不利；界面張力過大，則又不易形成細(xì)小的液滴，對兩相間的傳質(zhì)不利。（4）萃取劑的化學(xué)性質(zhì)萃取劑應(yīng)化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，閃點高，對人體無毒性或毒性低。（5）萃取劑的回收工業(yè)上所用的萃取劑一般都需要分離回收，萃取相與萃取余相經(jīng)分層后常用蒸餾方法脫除萃取劑以循環(huán)使用，因此，要求萃取劑S對其他組分的相對揮發(fā)度大，且不形成恒沸物。如果被萃取的溶質(zhì)不揮發(fā)或揮發(fā)度很低，而S為易揮發(fā)組分時，則S的汽化熱要小，以能節(jié)省能耗。3.2.2.2操作溫度的影響相圖上，兩相區(qū)面積的大小，不僅取決于物系本身的性質(zhì)，而且與操作溫度有關(guān)。一般情況下，溫度升高溶解度增加，溫度降低溶解度減小。圖3-7所示為二十二烷―二苯基己烷－糠醛系統(tǒng)的三元相圖。由圖可知，分層區(qū)面積隨溫度升高而縮小。溫度特別高時，甚至?xí)狗謱訁^(qū)消失，致使萃取分離不能進(jìn)行。顯然，選擇較低的操作溫度，能夠獲得較好的分離效果。但溫度過低，會使液體粘度過大，擴(kuò)散系數(shù)減小，不利于傳質(zhì)。故應(yīng)選擇適宜的操作溫度。圖3-7溫度對互溶度的影響3.2.2.3原溶劑條件的影響（1）pH值（2）鹽析（3）帶溶劑（1）pH值pH選擇至關(guān)重要，因為它影響弱酸或弱堿性藥物的分配系數(shù)，從而影響到萃取收率以及藥物的穩(wěn)定性。如青霉素的萃取pH值一般取2.0~2.2，紅霉素萃取pH值為10~10.2。另外，還應(yīng)考慮pH值選擇在使產(chǎn)物穩(wěn)定的范圍內(nèi)。（2）鹽析無機鹽類如硫酸銨、氯化鈉等一般可降低產(chǎn)物在水中的溶解度而使其更易于轉(zhuǎn)入有機溶劑相中，另一方面還能減小有機溶劑在水相中的溶解度。如提取維生素B12時，加入硫銨，可促使維生素B12自水相轉(zhuǎn)移到有機相中；提取青霉素時加入NaCl，也有利于青霉素從水相轉(zhuǎn)移到有機溶劑相中。但鹽析劑用量要適宜，用量過多也有可能促使雜質(zhì)一起轉(zhuǎn)入溶劑相，同時還要考慮其經(jīng)濟(jì)性，必要時要回收。（3）帶溶劑3.2.2.4乳化和破乳(1)乳化(2)破乳(1)乳化一般形成乳狀液要有不互溶的兩相溶劑、表面活性物質(zhì)（一些中藥成分如皂甙、蛋白質(zhì)、多種植物膠等）條件。許多中藥和生物制藥分離時，一般都具備這些條件。乳化的結(jié)果可能形成兩種形式的乳狀液。一種是水包油型（O/W），另一種是油包水型(W/O)。關(guān)于乳狀液的形成和穩(wěn)定性有多種學(xué)說。概括起來，乳狀液的液滴界面上由于表面活性物質(zhì)或固體粉粒的存在，而形成了一層牢固的帶有電荷的膜（固體粉粒膜不帶電荷），因而阻礙液滴的聚結(jié)分層。乳狀液雖有一定的穩(wěn)定性，但乳狀液具有高分散度、表面積大、表面自由能高，是一個熱力學(xué)不穩(wěn)定體系，它有聚結(jié)分層、降低體系能量的趨勢。(2)破乳①頂替法②

變型法③

反應(yīng)法④

物理法①頂替法加入表面活性更強物質(zhì)，把原來的界面活性劑頂替出來，常用低級醇，如戊醇，其界面活性強，但碳鏈短，不能形成牢固的膜而使乳狀液破壞。②

變型法針對乳狀液類型和界面活性劑類型，加入相反的界面活性劑，促使乳狀液轉(zhuǎn)型，在未完全轉(zhuǎn)型的過程中將其破壞，如陽離子表面活性劑溴化十五烷吡啶用于破壞W/O型乳狀液，陰離子型（如十二烷基磺酸鈉）用于破壞O/W型乳狀液。③

反應(yīng)法如己知乳化劑種類，可加入能與之反應(yīng)的試劑，使之破壞、沉淀。如皂類乳化劑加入酸等。對離子型乳化劑，因其穩(wěn)定性主要是其雙電層維持，可加入高價電解質(zhì)，破壞其雙電層和表面電荷，使乳狀液破壞。④

物理法如離心法、加熱法、稀釋法和吸附法等，其中離心和加熱是常用的方法。離心法主要利用比重差促使分層，克服雙電層的斥力，促進(jìn)凝聚。加熱破乳可有幾種解釋：a.

加熱使布朗運動加快，增加液滴碰撞機率，加快絮凝速度。b.液體粘度與液體的絕對溫度的倒數(shù)成指數(shù)關(guān)系，即溫度升高不多而粘度降低很大，界面膜易破裂。c.

溫度升高，粘度降低，液滴沉降速度加快，導(dǎo)致較快分層。3.3萃取過程的計算3.3.1單級萃取的計算3.3.2多級錯流萃取3.3.3多級逆流萃取

3.3.4微分接觸萃取3.3.5萃取劑最小用量

3.3.1單級萃取的計算圖3-8單級萃取流程示意圖圖3-9單級接觸取操作圖解法3.3.1單級萃取的計算3.3.1單級萃取的計算3.3.1單級萃取的計算3.3.1單級萃取的計算3.3.2多級錯流萃取(1)圖解法(2)代數(shù)公式法

圖3-10多級錯流液－液萃取流程(1)圖解法圖3-11三級錯流萃取(2)代數(shù)公式法(2)代數(shù)公式法3.3.3多級逆流萃取

1.用三角形坐標(biāo)圖解理論級數(shù)2.在x－y直角坐標(biāo)圖上求解理論級數(shù)3.代數(shù)公式法圖3-12多級逆流液－液萃取流程1.用三角形坐標(biāo)圖解理論級數(shù)（a）根據(jù)平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上作出溶解度曲線及輔助曲線（b）依物料衡算圖解確定理論級數(shù)圖3-13多級逆流接觸萃取理論級的圖解計算（a）根據(jù)平衡數(shù)據(jù)在直角三角形坐標(biāo)圖上作出溶解度曲線及輔助曲線（b）依物料衡算圖解確定理論級數(shù)（b）依物料衡算圖解確定理論級數(shù)2.在x－y直角坐標(biāo)圖上求解理論級數(shù)圖3-14用分配曲線圖解理論級數(shù)（多級逆流萃?。?.代數(shù)公式法3.代數(shù)公式法3.3.4微分接觸萃取(1)理論級當(dāng)量高度法

(2)傳質(zhì)單元法

圖3-15塔式液－液萃取流程(1)理論級當(dāng)量高度法(2)傳質(zhì)單元法

圖3-16萃取塔的活塞流模型(2)傳質(zhì)單元法(2)傳質(zhì)單元法(2)傳質(zhì)單元法(2)傳質(zhì)單元法(2)傳質(zhì)單元法圖3-17傳質(zhì)單元數(shù)的意義3.3.5萃取劑最小用量

3.3.5萃取劑最小用量圖3-18最少萃取劑量3.4液液萃取設(shè)備3.4.1萃取設(shè)備的分類3.4.2典型萃取設(shè)備簡介3.4.1萃取設(shè)備的分類在液－液萃取操作中，為了獲得較高的傳質(zhì)速率，所采用的萃取設(shè)備應(yīng)能使兩相密切接觸并伴有較高程度的湍動，且兩相經(jīng)充分接觸后能較快地分離。萃取設(shè)備可按分散相與連續(xù)相的流動方式不同分為分級接觸式和連續(xù)微分接觸式兩大類。目前，工業(yè)所采用的各種類型設(shè)備已超過30種，而且還在不斷有更新的設(shè)備問世。分級接觸萃取設(shè)備特點是每一級都為兩相提供良好的接觸及分離，級與級之間每一相的濃度呈梯級式的變化。連續(xù)微分接觸式萃取設(shè)備的特點是分散相和連續(xù)相呈逆流流動，每一相的濃度都呈微分式的變化，分散相的聚集及兩相的分離是在設(shè)備的一端實現(xiàn)的。在萃取設(shè)備中為了強化傳質(zhì)過程，多采用外部輸入能量，如攪拌、脈沖、振動和離心力等方法。設(shè)備分類情況見表3-1。本節(jié)將介紹其中幾種典型的萃取設(shè)備。表3-1萃取設(shè)備的分類流體分散的動力逐級接觸式微分接觸式重力差篩板塔噴灑塔填料塔外加能量脈沖脈沖混合-澄清器脈沖填料塔液體脈沖篩板塔旋轉(zhuǎn)攪拌混合-澄清囂夏貝爾(Scheibel)塔轉(zhuǎn)盤塔(RDC)偏心轉(zhuǎn)盤塔(ARDC)庫尼(Kühni)塔往復(fù)攪拌往復(fù)篩板塔離心力盧威離心萃取機POD離心塔3.4.2典型萃取設(shè)備簡介3.4.2.1分級接觸式萃取設(shè)備3.4.2.2微分接觸式萃取設(shè)備3.4.2.1分級接觸式萃取設(shè)備（1）混合澄清器（2）篩板萃取塔（1）混合澄清器這類設(shè)備無論是單級或多級，每一級都是由一混合器與一澄清器所組成，可連續(xù)操作或間歇操作。圖3-19所示為典型的單級混合澄清器。混合的作用是使兩相液體能充分接觸進(jìn)行傳質(zhì)，混合器內(nèi)通常加有攪拌裝置以形成分散相。分散體系在混合器內(nèi)經(jīng)過一定時間停留，然后進(jìn)入澄清器，在澄清器內(nèi)可以依靠重力或離心力使分散相凝聚，輕重液得到分離。當(dāng)要進(jìn)行多級連續(xù)萃取時，可將若干單級混合澄清器串起來使用，如圖3-20為混合澄清器組合的三級逆流萃取流程，也可將若干個單級組合構(gòu)成一個整體的多級混合澄清器，這類混合澄清器中，液體逐級流動的推動力可以靠泵提供或者靠液體本身的壓差。圖3-19典型單級混合澄清器圖3-20三級逆流混合－澄清器的串聯(lián)組合（2）篩板萃取塔篩板萃取是利用重力使液體通過篩孔分散成為液滴的塔式萃取設(shè)備。圖3-21所示是輕液為分散相的篩板塔的操作示意圖。操作時輕相通過板上篩孔分成細(xì)液向上流動，然后又聚結(jié)于上層篩板的下面。連續(xù)相由溢流管流到下層，橫向流過篩板并與分散相接觸。若以重液相為分散相，則應(yīng)如圖3-22所示將降液管改為升液管。由升液管上升的連續(xù)相輕液橫向流過篩板，重液則穿過篩孔被分成液滴。并多次地聚結(jié)，從而有利于液－液相間的傳質(zhì)。由于有塔板的限制，也減少塔內(nèi)軸向混合的影響。圖3-21篩板萃取塔（輕相為分散相）圖3-22篩板結(jié)構(gòu)示意圖（重相為分散相）3.4.2.2微分接觸式萃取設(shè)備（1）填料萃取塔（2）脈沖篩板塔（3）往復(fù)振動篩板塔（4）轉(zhuǎn)盤萃取塔(RDC)（5）離心萃取器（1）填料萃取塔（1）填料萃取塔圖3-23脈動填料塔（2）脈沖篩板塔脈沖篩板塔是靠外加的脈動力作用使液體在塔內(nèi)產(chǎn)生脈沖的萃取設(shè)備。圖3-24所示的往復(fù)活塞型脈沖篩板塔，是在無溢流裝置篩板塔底部安裝一臺往復(fù)泵，由此泵的往復(fù)作用使塔中液體產(chǎn)生頻率較高(30~120次/分)、振幅較小的(6~25mm)的脈動。憑借此往復(fù)脈沖，輕、重液體皆穿過篩板呈逆流接觸。分散相在篩板之間不凝聚分層，始終均勻地分布在連續(xù)相中。因往復(fù)脈沖運動，增強了液體的湍動和相互間的磨擦，并增大了分散度，有效地強化了傳質(zhì)過程。圖3-24脈沖篩板塔（3）往復(fù)振動篩板塔往復(fù)振動篩板塔的結(jié)構(gòu)如圖3-25，是將多層篩板按一定的板間距固定在中心軸上。操作時由塔頂傳動機構(gòu)驅(qū)動使塔板隨中心軸在塔上做垂直的上下往復(fù)運動，塔板與內(nèi)壁之間有一定的間隙。當(dāng)液體隨軸向上運動時，迫使篩板上面的液體向下穿過篩孔。同理，當(dāng)篩板向下運動時，迫使下面的液體向上穿過篩孔，從而增大了相際接觸面積和湍動程度。往復(fù)振動篩板塔的效率與塔板的往復(fù)頻率有密切關(guān)系。當(dāng)脈動振幅一定時，效率隨頻率增大而提高。故只要控制了操作條件使不發(fā)生液泛，選用較大的頻率可以獲得較高的操作頻率。往復(fù)振幅一般為3~50mm，頻率達(dá)100l/min。往復(fù)振動篩板塔與其它帶有攪拌裝置的相比，其生產(chǎn)能力較大，由于孔直徑較大(通常為6~16mm)，流體流動阻力較小，且操作方便，傳質(zhì)效率高。圖3-25往復(fù)篩板萃取塔（4）轉(zhuǎn)盤萃取塔(RDC)圖3-26轉(zhuǎn)盤萃取塔(RDC)（5）離心萃取器離心萃取器種類很多，圖3-27所示為應(yīng)用較廣的波德式（Podbielniak,簡稱POD）離心萃取器。其主要構(gòu)件為一個能高速旋轉(zhuǎn)的螺旋形轉(zhuǎn)子，將其安裝在外殼內(nèi)，轉(zhuǎn)子是由開有多孔的長帶卷制而成，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速高達(dá)2000~5000r.p.m.。操作時輕液被引至螺旋的外圈，重液由螺旋的中心引入。由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生的離心力作用，重液相由螺旋的中部向外流，輕液相由外圈向中部流動，于是兩相在相互逆流過程中，在螺旋形通道內(nèi)密切接觸。重液相從螺旋的的最外層經(jīng)出口通道而流到器外，輕液相則由萃取器的中部經(jīng)出口通道流到器外。圖3-27波德式離心萃取器3.5萃取設(shè)備內(nèi)流體的傳質(zhì)特性3.5.1分散相的形成和凝聚3.5.2萃取設(shè)備內(nèi)的傳質(zhì)3.5.3萃取塔內(nèi)的液泛3.5.4萃取塔內(nèi)的返混3.5.5萃取設(shè)備的效率3.5.1分散相的形成和凝聚3.5.1分散相的形成和凝聚3.5.2

萃取設(shè)備內(nèi)的傳質(zhì)在液-液萃取過程，一般應(yīng)包括相內(nèi)傳質(zhì)和通過兩相界面的傳質(zhì)。有人曾采用雙膜型來處理傳質(zhì)，即認(rèn)為在相界面上沒有傳質(zhì)阻力，兩相呈平衡狀態(tài)；緊靠界面兩側(cè)是兩層滯流液膜；傳質(zhì)總阻力主要由兩液膜阻力疊加所構(gòu)成。但采用這一模型來處理萃取過程的傳質(zhì)，有時并不正確，因另有許多因素影響傳質(zhì)過程的進(jìn)行。根據(jù)傳質(zhì)理論，并為實踐證明，在液滴舊界面破裂新界面形成的瞬間傳質(zhì)速度最快。所以使分散相液滴作反復(fù)的分散和凝聚能促進(jìn)傳質(zhì)。因此許多萃取設(shè)備采用了有多次分散和凝聚的分級接觸式，以提高傳質(zhì)效率。3.5.3萃取塔內(nèi)的液泛3.5.3萃取塔內(nèi)的液泛圖3-28填料萃取塔的泛點關(guān)聯(lián)圖3.5.4萃取塔內(nèi)的返混若塔內(nèi)有一部分液體的流動滯后于主體流動，或者向相反方向運動，或者產(chǎn)生不規(guī)則的旋渦流動，這些現(xiàn)象總稱為返混，又稱軸向混合。如果塔內(nèi)同一截面上的各液體質(zhì)點速度相等，液體象一個柱塞形平行流動，這種流動為理想的無返混的活塞流流動狀態(tài)，此時萃取效率最高。但萃取塔內(nèi)因為液體與塔壁之間有磨擦阻力，使靠近塔壁連續(xù)相的液體流速比中心區(qū)慢，這種區(qū)別是造成液體返混的原因之一；此外，分散相的液滴大小不均勻。再者，塔內(nèi)所產(chǎn)生的局部旋渦流動也會造成液體的返混。返混是影響塔效率的重要因素，因此工業(yè)規(guī)模的萃取塔用增加塔板數(shù)或高度來彌補軸向混合的作用3.5.5萃取設(shè)備的效率(1)單級效率(2)總效率(1)單級效率圖3-29任意萃取級(2)總效率第4章超臨界流體萃取4.1概述自二十世紀(jì)七十年代以來，基于超臨界流體（SupercriticalFluid，簡稱SCF或SF）的優(yōu)良特性發(fā)展起來的SCF技術(shù)取得迅速發(fā)展。其中發(fā)展最早、研究最多并已有工業(yè)化產(chǎn)品的技術(shù)當(dāng)屬超臨界（流體）萃取（SupercriticalFluidExtraction，簡稱SFE）。如德國Zosel博士成功地利用超臨界二氧化碳（SC-CO2）脫除咖啡豆中的咖啡因工藝成為超臨界萃取的第一個工業(yè)化項目。自此以后，超臨界萃取被視為環(huán)境友好且高效節(jié)能的新的化工分離技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛重視和開發(fā)，如從天然物中提取高附加值的有用成分（天然色素、香精香料、食用或藥用成分等），煤的直接液化，烴類中有選擇地萃取直鏈烷烴或芳香烴，共沸物的分離，海水脫鹽，活性碳再生，從高聚物中分離單體或殘留溶劑，同分異構(gòu)體的分離，天然產(chǎn)物中有害成分的脫除，有機物的稀濃度水溶液的分離以及超臨界流體色譜分析等，上述研究涉及化工、能源、燃料、醫(yī)藥、食品、香料、環(huán)保、海洋化工、生物化工、分析化學(xué)等眾多領(lǐng)域。尤其近年來，在我國實施中藥現(xiàn)代化進(jìn)程中，超臨界萃取技術(shù)更受到國人廣泛重視，被視為環(huán)境友好的、可用于中藥高效提取分離的新技術(shù)。4.2超臨界（流體）萃取的基本原理4.2.1超臨界流體的特性4.2.2超臨界萃取的特點4.2.3超臨界萃取劑4.2.4超臨界萃取工藝類型4.2.5使用夾帶劑的超臨界CO2萃取4.2.1超臨界流體的特性圖4-1純流體的壓力-溫度關(guān)系示意圖表4-1超臨界流體與氣體和液體性質(zhì)的比較性質(zhì)相態(tài)氣體超臨界流體*液體密度，kg/m31．07.0×1021.0×103粘度，Pa﹒s10-6～10-510-510-4擴(kuò)散系數(shù)，m2/s10-510-710-9*在32℃和13.78MPa時的二氧化碳

圖4-2純二氧化碳的對比壓力—對比密度圖4.2.1超臨界流體的特性4.2.2超臨界萃取的特點4.2.2超臨界萃取的特點圖4-3超臨界萃取工藝流程示意圖1—升壓裝置；2，6—換熱器；3—萃取器；4—降壓閥；5—分離器4.2.3超臨界萃取劑4.2.3超臨界萃取劑表4-2一些超臨界流體的臨界性質(zhì)萃取劑臨界溫度/K臨界壓力/MPa臨界密度/kg

m-3非極性試劑二氧化碳304.37.38469乙烷305.44.88203乙烯282.45.04215丙烷369.84.25217丙烯364.94.60232丁烷425.23.80228戊烷569.93.38232環(huán)己烷553.54.12273苯562.24.96302甲苯592.84.15292對二甲苯616.23.51280極性試劑甲醇512.68.20272乙醇513.96.22276異丙醇508.34.76273丁醇562.94.42270丙酮508.14.70278氨405.511.35235水647.522.123154.2.4超臨界萃取工藝類型表4-3超臨界流體萃取過程的操作模式模型特點類型號參數(shù)調(diào)節(jié)萃取狀態(tài)分離狀態(tài)壓力P溫度T降壓1P1>Pc>P2T1>Tc>T2SCF汽-液混合物2P1>Pc>P2T1<Tc>T2亞臨界流體汽-液混合物3P1>Pc>P2T1

T2>TcSCF氣體4P1>P2>PcT1

T2>TcSCFSCF變溫5P1=P2>PcT1>T2>TcSCFSCF6P1=P2>PcT1<T2>TcSCFSCF恒溫恒壓吸附7P1=P2>PcT1=T2>TcSCFSCF圖4-4萘在SC-CO2中的溶解度4.2.4超臨界萃取工藝類型4.2.5使用夾帶劑的超臨界CO2萃取4.3溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度4.3.1溶質(zhì)在超臨界CO2

中的溶解度規(guī)則4.3.2溶質(zhì)在超臨界流體中溶解度計算方法4.3.1溶質(zhì)在超臨界CO2

中的溶解度規(guī)則4.3.1溶質(zhì)在超臨界CO2

中的溶解度規(guī)則4.3.2溶質(zhì)在超臨界流體中溶解度計算方法4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.2膨脹液體模型4.3.2.3實驗關(guān)聯(lián)法

4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.1壓縮氣體模型4.3.2.2膨脹液體模型4.3.2.2膨脹液體模型4.3.2.2膨脹液體模型4.3.2.2膨脹液體模型4.3.2.2膨脹液體模型4.3.2.3實驗關(guān)聯(lián)法4.3.2.3實驗關(guān)聯(lián)法4.3.2.3實驗關(guān)聯(lián)法4.4超臨界萃取過程的質(zhì)量傳遞4.4.1影響超臨界萃取過程傳質(zhì)的因素4.4.2