《萃取与浸出》课件

《萃取与浸出》欢迎来到《萃取与浸出》的课程！本课程旨在全面介绍萃取与浸出的基本原理、方法、设备以及在食品、制药和冶金等工业中的应用通过本课程的学习，您将掌握萃取与浸出的核心知识，能够进行流程设计、优化以及实验操作，并了解该领域的发展趋势让我们一起探索萃取与浸出的奥秘！课程简介与目标课程简介课程目标12本课程系统介绍萃取与浸出的理论使学生能够理解萃取与浸出的基本基础、方法分类、影响因素、设备概念和原理；掌握萃取与浸出的方选型以及在各行业的实际应用通法分类和选择；熟悉影响萃取与浸过案例分析和实验操作，帮助学生出效率的因素；了解常用萃取与浸深入理解并掌握相关知识出设备；能够进行流程设计和优化；掌握实验操作规范，确保实验安全；了解萃取与浸出的发展趋势课程安排3课程内容包括理论讲解、案例分析、实验操作和讨论交流理论讲解涵盖萃取与浸出的基本概念、原理、方法分类、影响因素和设备选型案例分析结合实际应用，深入探讨萃取与浸出在不同行业中的应用实验操作旨在提高学生的实践能力，掌握实验操作规范讨论交流鼓励学生积极思考，提出问题并进行讨论萃取与浸出基本概念萃取浸出区别与联系萃取是利用溶剂选择性溶解混合物中某浸出是利用溶剂从固体物料中提取可溶萃取和浸出都是利用溶剂提取目标组分一组分的性质，将该组分从混合物中分性组分的过程它是冶金、食品等工业的分离技术，但萃取通常用于液液体系离出来的方法它是化学工业中常用的中常用的提取技术浸出的效果受到多，而浸出则用于固液体系两者在原理分离技术，广泛应用于石油化工、食品种因素的影响，如固体粒度、溶剂用量、方法和设备上既有区别又有联系，在、医药等领域萃取的关键在于选择合、浸出温度和时间等通过控制这些因实际应用中需要根据具体情况选择合适适的溶剂，使其能够选择性地溶解目标素，可以提高浸出的效率和选择性的技术组分萃取过程定义与原理定义原理萃取是指利用溶剂将一种或多种溶萃取过程的原理是基于溶质在不同质从一个液相转移到另一个液相的溶剂中的溶解度差异当溶质与两过程这两个液相通常是不互溶的种不互溶的溶剂接触时，会按照其，如水和有机溶剂萃取过程的目在两种溶剂中的溶解度比例进行分的是将目标溶质从原料液中分离出配通过控制溶剂的选择和用量，来，得到高纯度的产品可以实现溶质的选择性转移过程典型的萃取过程包括混合、分离和溶剂回收三个步骤首先，将原料液与萃取剂充分混合，使溶质转移到萃取剂中然后，通过重力沉降、离心或过滤等方法将两相分离最后，通过蒸馏或反萃取等方法将溶质从萃取剂中分离出来，并回收萃取剂浸出过程定义与原理定义原理过程浸出是指利用溶剂从固浸出过程的驱动力是固浸出过程通常包括以下体物料中选择性地溶解体物料中目标成分在溶步骤固体物料的预处并提取出有用成分的过剂中的溶解度通过选理（如粉碎、筛分），程该过程广泛应用于择合适的溶剂和控制浸固体物料与溶剂的混合从矿石、药材、食品等出条件，可以使目标成，浸出过程的进行（搅固体原料中提取目标产分尽可能多地溶解到溶拌、加热等），固液分物剂中离以及溶剂回收萃取与浸出的区别与联系区别联系选择萃取主要针对液液体系，提取目标组分萃取与浸出都属于分离过程，其基本原在实际应用中，选择萃取还是浸出取决从一个液相转移到另一个液相；而浸出理都是利用溶剂对不同组分的选择性溶于原料的状态和目标组分的性质如果主要针对固液体系，提取目标组分从固解能力两者都需要选择合适的溶剂，原料是液体混合物，则通常选择萃取；体物料溶解到液相溶剂中因此，萃取并优化操作条件以提高提取效率在某如果原料是固体物料，则通常选择浸出通常不需要对物料进行预处理，而浸出些情况下，萃取和浸出可以结合使用，当然，也需要考虑溶剂的选择、设备则常常需要对固体物料进行粉碎等预处例如先通过浸出将目标组分从固体物料的成本以及操作的复杂性等因素理中提取出来，再通过萃取进行分离纯化萃取方法分类按操作方式1间歇萃取操作简单，适用于小规模生产；连续萃取效率高，适用于大规模生产按萃取设备2混合澄清槽萃取适用于处理高粘度物料；萃取塔适用于连续萃取，效率高；离心萃取机分离效率高，适用于处理乳化体系按溶剂状态3液液萃取使用液体溶剂；超临界流体萃取使用超临界状态的溶剂，具有萃取效率高、溶剂易于回收等优点浸出方法分类搅拌浸出固体颗粒悬浮于溶剂中，通过搅拌加速溶解，适用于粒度较小的物料渗滤浸出溶剂通过固体料层，溶解目标组分，适用于粒度较大的物料连续逆流浸出固体和溶剂逆向流动，提高提取效率，适用于大规模生产溶剂的选择原则溶解度选择性溶剂应具有足够的溶解能力，能够有效2地溶解目标组分溶剂对目标组分具有较高的溶解度，对1杂质的溶解度较低化学稳定性溶剂性质稳定，不易分解、变质或与其3他组分发生反应经济性5安全性溶剂价格低廉、易于获得、回收成本低4溶剂无毒、不易燃、不易爆，对环境友好影响萃取效率的因素溶剂性质1选择性、溶解度、粘度、密度等温度2影响溶质溶解度和传质速率溶剂比例3溶剂与原料的比例搅拌速度4影响传质速率时间5萃取时间温度对萃取的影响溶解度传质速率稳定性通常情况下，温度升高，溶质在溶剂中温度升高，传质速率加快，缩短萃取时过高的温度可能导致某些目标组分分解的溶解度增大，有利于萃取间或变质，降低萃取效率溶剂比例对萃取的影响提高效率增加成本12增加溶剂用量，有利于目标组过多的溶剂用量会增加生产成分从原料液中转移到溶剂中，本和溶剂回收的负担提高萃取效率平衡3需要根据具体情况，选择合适的溶剂比例，在萃取效率和成本之间取得平衡搅拌速度对萃取的影响传质速率乳化提高搅拌速度，增加两相接触面过高的搅拌速度可能导致乳化现积，加快传质速率，缩短萃取时象，影响两相分离，降低萃取效间率控制需要根据具体情况，选择合适的搅拌速度，避免乳化现象的发生，保证萃取效率时间对萃取的影响萃取时间效率平衡延长萃取时间，有利于过长的萃取时间可能导需要根据具体情况，选目标组分从原料液中转致杂质溶解，降低萃取择合适的萃取时间，在移到溶剂中，提高萃取效率萃取效率和杂质溶解之效率间取得平衡影响浸出效率的因素固体粒度1影响溶剂与固体接触面积溶剂用量2溶剂与固体比例浸出温度3影响溶质溶解度和传质速率浸出时间4浸出时间搅拌5增加传质速率固体粒度对浸出的影响接触面积扩散阻力注意事项减小固体粒度，增加溶剂与固体接触面减小固体粒度，缩短溶质扩散路径，降过小的粒度可能导致物料结块，影响溶积，有利于目标组分溶解，提高浸出效低扩散阻力，加快浸出速率剂渗透，降低浸出效率需要根据具体率情况，选择合适的粒度溶剂用量对浸出的影响提高效率经济性12增加溶剂用量，有利于目标组过多的溶剂用量会增加生产成分从固体物料中溶解出来，提本和溶剂回收的负担需要根高浸出效率据具体情况，选择合适的溶剂用量平衡3在浸出效率和成本之间取得平衡，选择合适的溶剂用量，以达到最佳的经济效益浸出温度的影响溶解度传质速率通常情况下，温度升高，溶质在温度升高，传质速率加快，缩短溶剂中的溶解度增大，有利于浸浸出时间出稳定性过高的温度可能导致某些目标组分分解或变质，降低浸出效率需要根据具体情况，选择合适的温度浸出时间的影响浸出时间效率平衡延长浸出时间，有利于目标组分从固体物过长的浸出时间可能导致杂质溶解，降低需要根据具体情况，选择合适的浸出时间料中溶解出来，提高浸出效率浸出效率，在浸出效率和杂质溶解之间取得平衡萃取设备概述混合设备1使两相充分接触分离设备2将两相分离溶剂回收设备3回收溶剂，循环使用控制系统4控制温度、压力、流量等参数常用萃取设备介绍索氏提取器适用于固体样品中目标组分的萃取液液萃取塔适用于连续萃取，效率高超临界流体萃取设备使用超临界流体作为溶剂，萃取效率高，溶剂易于回收索氏提取器原理与应用原理应用利用溶剂的回流和虹吸作用，将固体样品中的目标组分萃取出来索氏提取器适用于固体样品中目标组分的萃取，如食品中的脂肪溶剂在加热flask中沸腾，蒸汽通过旁路管进入冷凝器冷凝，、土壤中的有机污染物等其优点是操作简单，提取效率较高滴入样品筒中，溶解目标组分当样品筒中的溶剂达到一定液位缺点是萃取时间较长，溶剂用量较大在实际应用中，需要根据时，通过虹吸管回流到加热flask中，如此循环，直至萃取完全具体情况选择合适的溶剂和萃取时间液液萃取塔原理与应用原理应用利用两相的密度差，使两相在塔液液萃取塔适用于大规模连续萃内逆向流动，进行连续萃取轻取，如石油化工中的芳烃萃取、相从塔底进入，重相从塔顶进入制药工业中的抗生素萃取等其，两相在塔内充分接触，进行传优点是萃取效率高，处理量大质，目标组分从原料液转移到萃缺点是设备复杂，投资成本高取剂中类型常见的液液萃取塔有筛板塔、填料塔、旋转盘塔等不同类型的萃取塔适用于不同的物料体系和操作条件在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的萃取塔类型超临界流体萃取设备原理应用优点利用超临界流体作为溶超临界流体萃取设备广具有萃取效率高、溶剂剂，萃取目标组分超泛应用于食品、医药、易于回收、无溶剂残留临界流体具有密度接近化工等领域，如咖啡因等优点常用的超临界液体，粘度接近气体的的脱除、天然色素的提流体有二氧化碳、水等特性，具有较强的溶解取、药物的提取等二氧化碳无毒、无味能力和传质能力、不易燃，是理想的超临界流体溶剂浸出设备概述预处理设备1固体物料的粉碎、筛分等混合设备2固体物料与溶剂的混合分离设备3固液分离溶剂回收设备4溶剂回收，循环使用常用浸出设备介绍搅拌浸出罐适用于处理粒度较小的物料渗滤塔适用于处理粒度较大的物料连续逆流浸出设备适用于大规模生产，效率高搅拌浸出罐原理与应用原理应用固体颗粒悬浮于溶剂中，通过搅拌加速溶解搅拌浸出罐通常配搅拌浸出罐广泛应用于食品、医药、化工等领域，如中药提取、有搅拌器和加热装置，可以控制浸出温度和搅拌速度，提高浸出矿物浸出等其优点是操作简单，适用性强缺点是浸出时间较效率长，效率较低在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的溶剂和操作条件渗滤塔原理与应用原理应用改进溶剂通过固体料层，溶解目标组分渗滤塔适用于处理粒度较大的物料，为了提高渗滤塔的浸出效率，可以采渗滤塔通常由塔体、料层支撑板、溶如药材、矿石等其优点是设备简单用分段浸出、逆流浸出等方法分段剂喷淋装置和收集装置组成溶剂从，操作方便缺点是浸出效率较低，浸出是指将固体物料分成几段，分别塔顶喷淋，通过固体料层，溶解目标溶剂用量较大在实际应用中，需要用新鲜溶剂进行浸出逆流浸出是指组分，然后从塔底收集根据具体情况选择合适的溶剂和操作固体和溶剂逆向流动，提高溶剂利用条件率连续逆流浸出设备原理应用优点固体和溶剂逆向流动，连续逆流浸出设备适用具有浸出效率高、溶剂提高提取效率连续逆于大规模生产，如糖厂利用率高、生产能力大流浸出设备通常由多个的甜菜浸出、冶金厂的等优点缺点是设备复浸出单元组成，固体从矿物浸出等杂，投资成本高在实一端进入，溶剂从另一际应用中，需要根据具端进入，固体和溶剂逆体情况选择合适的设备向流动，进行连续浸出类型和操作条件萃取在食品工业中的应用植物油的萃取1从油料作物中提取植物油天然色素的萃取2从植物中提取天然色素，用于食品着色香精香料的萃取3从植物中提取香精香料，用于食品调香咖啡因的脱除4从咖啡豆中脱除咖啡因植物油的萃取压榨法浸出法超临界流体萃取利用机械压力将油料作物中的油脂挤压利用溶剂将油料作物中的油脂溶解出来利用超临界二氧化碳作为溶剂，萃取油出来优点是工艺简单，成本较低缺优点是出油率高，残油率低缺点是料作物中的油脂优点是无溶剂残留，点是出油率较低，残油率较高溶剂残留，需要进行脱溶处理产品质量高缺点是设备投资高，运行成本高天然色素的萃取水提法醇提法12用水作为溶剂，提取植物中的用乙醇或甲醇作为溶剂，提取水溶性色素，如甜菜红、姜黄植物中的脂溶性色素，如叶绿素等素、胡萝卜素等超临界流体萃取3用超临界二氧化碳作为溶剂，提取植物中的脂溶性色素，如辣椒红素、万寿菊黄素等香精香料的萃取水蒸气蒸馏法溶剂萃取法利用水蒸气将植物中的挥发性香利用溶剂将植物中的香精油萃取精油蒸馏出来，适用于提取耐高出来，适用于提取不耐高温的香温的香精油，如玫瑰精油、薰衣精油，如茉莉精油、晚香玉精油草精油等等冷榨法利用机械压力将果皮中的香精油挤压出来，适用于提取柑橘类果皮中的香精油，如柠檬油、橙皮油等萃取在中药制药中的应用中药有效成分的提提高药物质量推动中药现代化取提高中药制剂的质量和推动中药制药的现代化从中药材中提取有效成疗效和国际化分，如生物碱、黄酮、多糖等中药有效成分的萃取水提法1用水作为溶剂，提取中药中的水溶性成分，如多糖、甙类等醇提法2用乙醇或甲醇作为溶剂，提取中药中的醇溶性成分，如生物碱、黄酮等超临界流体萃取3用超临界二氧化碳作为溶剂，提取中药中的脂溶性成分，如挥发油、生物碱等浸出在冶金工业中的应用金属矿物的浸出稀有金属的浸出湿法冶金工艺从金属矿物中提取有价金属，如铜、金从稀有金属矿物中提取稀有金属，如锂湿法冶金是利用浸出技术从矿物原料中、铀等、钴、镍等提取有价金属的冶金方法金属矿物的浸出酸浸碱浸12用酸性溶液作为溶剂，浸出金用碱性溶液作为溶剂，浸出金属矿物中的有价金属，如硫酸属矿物中的有价金属，如氰化浸铜、盐酸浸金等浸金、氨浸镍等生物浸出3利用微生物的作用，浸出金属矿物中的有价金属，如细菌浸铜、真菌浸金等稀有金属的浸出锂的浸出钴的浸出从锂辉石、锂云母等矿物中提取从钴矿、含钴废料中提取钴锂镍的浸出从硫化镍矿、氧化镍矿中提取镍湿法冶金工艺浸出净化提取将矿物原料中的有价金去除溶液中的杂质从溶液中提取有价金属属溶解到溶液中精炼将提取出来的有价金属精炼成高纯度的产品萃取与浸出的流程设计确定目标1明确要提取的目标组分选择方法2根据原料性质选择萃取或浸出选择溶剂3根据目标组分性质选择合适的溶剂选择设备4根据处理量和操作条件选择合适的设备流程图的绘制输入输出单元操作连接明确流程的输入物料和输出产品确定流程中的各个单元操作，如混合、用箭头表示物料的流动方向，连接各个分离、溶剂回收等单元操作物料衡算与能量衡算物料衡算能量衡算12确定流程中各个物料的流量和确定流程中各个设备的能量消组成，保证物料的守恒耗和释放，保证能量的守恒优化3通过物料衡算和能量衡算，优化流程设计，降低生产成本萃取过程的优化溶剂选择操作条件选择合适的溶剂，提高萃取效率优化温度、溶剂比例、搅拌速度和选择性和萃取时间等操作条件设备改进改进萃取设备，提高萃取效率和处理量浸出过程的优化溶剂选择操作条件设备改进选择合适的溶剂，提高浸出效率和选择性优化固体粒度、溶剂用量、浸出温度和浸改进浸出设备，提高浸出效率和处理量出时间等操作条件萃取实验操作规范准备1准备实验所需试剂、仪器和设备操作2按照实验步骤进行操作，注意安全记录3记录实验数据和现象分析4分析实验结果，得出结论浸出实验操作规范安全第一规范操作数据记录在进行浸出实验时，务必佩戴必要的防严格按照实验步骤进行操作，控制好温详细记录实验数据，包括起始物料的重护设备，如手套、眼镜等，确保实验安度、搅拌速度等参数，确保实验结果的量、溶剂的用量、浸出时间、浸出液的全准确性浓度等，为后续的数据分析提供依据实验安全注意事项熟悉试剂规范操作12在使用试剂前，务必仔细阅读试剂的安全说明书，了解试在实验过程中，严格按照操作规程进行操作，避免发生意剂的性质、危害和防护措施外事故防护设备紧急处理34在进行实验时，务必佩戴必要的防护设备，如手套、眼镜如发生意外事故，如试剂溅出、设备故障等，应立即采取、口罩等，保护自身安全相应的紧急处理措施，并及时报告萃取过程的常见问题及解决方法乳化萃取效率低溶剂残留加入破乳剂，降低搅拌速度，调整pH选择合适的溶剂，优化操作条件，延提高溶剂回收率，采用合适的溶剂回值长萃取时间收方法浸出过程的常见问题及解决方法浸出速度慢浸出效率低固液分离困难减小固体粒度，提高浸选择合适的溶剂，优化加入絮凝剂，采用合适出温度，增加搅拌速度操作条件，提高溶剂用的固液分离方法，延长浸出时间量萃取与浸出的发展趋势绿色环保1开发绿色环保的溶剂和萃取/浸出方法高效节能2提高萃取/浸出效率，降低能耗智能化3实现萃取/浸出过程的自动化和智能化控制新型萃取技术微波辅助萃取原理优点利用微波的穿透性和选择性加热的特点，加速溶剂对目标组分的微波辅助萃取具有萃取时间短、溶剂用量少、萃取效率高、操作萃取微波辐射能够直接作用于极性分子，使其快速振动，产生简单等优点适用于提取植物中的挥发油、生物碱、黄酮等成分热效应，从而破坏细胞壁，促进目标组分的释放超声波辅助萃取原理优点12利用超声波的空化效应，破坏细胞壁，促进溶剂渗透，加超声波辅助萃取具有萃取时间短、溶剂用量少、萃取效率速目标组分的萃取超声波在液体中传播时，会产生大量高、操作简单等优点适用于提取植物中的多糖、蛋白质的微小气泡，这些气泡在声场的作用下不断生长、振动和、生物碱等成分破裂，产生强大的冲击波和微射流，从而破坏细胞壁，促进溶剂渗透，加速目标组分的萃取酶辅助萃取原理优点利用酶的选择性降解作用，破坏酶辅助萃取具有萃取条件温和、细胞壁，促进溶剂渗透，加速目溶剂用量少、萃取效率高、选择标组分的萃取酶能够选择性地性强等优点适用于提取植物中降解细胞壁中的特定成分，如纤的多糖、蛋白质、生物碱等成分维素、半纤维素、果胶等，从而破坏细胞壁，促进溶剂渗透，加速目标组分的萃取应用酶辅助萃取广泛应用于食品、医药、化工等领域，如植物油的提取、天然色素的提取、药物的提取等膜分离技术在萃取中的应用原理优点应用利用膜的选择性渗透性膜分离技术具有分离效膜分离技术广泛应用于，将目标组分从混合物率高、能耗低、操作简食品、医药、化工等领中分离出来膜分离技单等优点域，如蛋白质的分离、术包括微滤、超滤、纳多糖的分离、抗生素的滤和反渗透等分离等萃取与浸出的案例分析实例一咖啡因的脱除1从咖啡豆中脱除咖啡因植物油的提取2从油料作物中提取植物油中药有效成分的提取3从中药材中提取有效成分萃取与浸出的案例分析实例二湿法炼铜甜菜制糖利用浸出技术从铜矿中提取铜，然后通过电解等方法将铜精炼成利用浸出技术从甜菜中提取糖，然后通过浓缩、结晶等方法将糖高纯度的产品精炼成白糖萃取与浸出的案例分析实例三青霉素的提取紫杉醇的提取12利用溶剂萃取技术从发酵液中利用超临界流体萃取技术从红提取青霉素豆杉树皮中提取紫杉醇黄酮类化合物的提取3利用超声波辅助萃取技术从植物中提取黄酮类化合物课程总结与回顾核心概念实际应用回顾萃取与浸出的基本概念、原回顾萃取与浸出在食品、医药、理、方法分类、影响因素和设备化工等领域的实际应用选型发展趋势回顾萃取与浸出的发展趋势，包括绿色环保、高效节能和智能化等方面关键知识点回顾定义原理因素设备萃取与浸出的定义萃取与浸出的原理影响萃取与浸出效率的因素常用萃取与浸出设备应用萃取与浸出在各领域的应用答疑环节欢迎大家提出问题，我们将尽力解答感谢大家的参与！。