第6章-新型萃取分离技术

第6章新型萃取分离技术6.1超临界流体萃取6.2双水相萃取6.3凝胶萃取

6.4膜基溶剂萃取9/21/20231第6章新型萃取分离技术利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的液-液萃取固-液萃取萃取9/21/20232第6章新型萃取分离技术常规液-液萃取是利用液液混合物各组分在另一溶剂中溶解度的差异而实现分离。A：溶质；B：溶剂；S：萃取剂。9/21/20233第6章新型萃取分离技术Heavyphase杂质溶质原溶剂萃取剂Lightphase9/21/20234第6章新型萃取分离技术

溶剂的选择性：萃取相内A、B两组分之比大于萃余相内

A、B两组分之比。9/21/20235第6章新型萃取分离技术9/21/20236第6章新型萃取分离技术完整的萃取过程：萃取-反萃取稀醋酸水溶液的分离9/21/20237第6章新型萃取分离技术两相接触方式微分接触：塔式设备喷洒萃取塔振动筛板塔分级接触：槽式设备混合沉降槽单级萃取多级错流多级逆流9/21/20238第6章新型萃取分离技术液液组成的表示方法9/21/20239第6章新型萃取分离技术6.1超临界流体萃取6.1.1基本概念超临界流体萃取(SupercriticalF1uidExtraction)，也叫气体萃取(GasExtraction)、流体萃取(F1uidExtraction)、稠密气体萃取(DenseGasExtraction)、蒸馏萃取(Destraction)，或称之为压力流体萃取(PressureFluidExtraction)。是以超临界条件下的流体为萃取剂，从液体或固体中萃取出特定成分，以达到某种分离目的的一种化工新技术。9/21/202310第6章新型萃取分离技术

超临界流体（SCF）是温度和压力同时高于临界值的流体，亦即压缩到具有接近液体密度的气体。

超临界流体的密度和溶剂化能力接近液体，粘度和扩散系数接近气体在临界点附近流体的物理化学性质随温度和压力的变化极其敏感。萃取剂气体高压或高密度6.1超临界流体萃取9/21/202311第6章新型萃取分离技术超临界流体（SCF）兼有气液两重性的特点，它既有与气体相当的高渗透能力和低的粘度，又兼有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。相密度(g/ml)扩散系数(cm2/s)粘度(g/cm.s)气体(G)10-3

10-1

10-4

超临界流体(SCF)0.3～0.910-3～10-4

10-4～10-3

液体(L)110-5

10-2

气体、液体与超临界流体特性比较6.1超临界流体萃取9/21/202312第6章新型萃取分离技术密度、黏度介于液体与气体之间，扩散系数则高于液体一个数量级，黏度小于液体一个数量级。具有较高的密度值(0.3～0.9g/mL)，对大而不具挥发性分子有较好之溶解度。超临界二氧化碳可溶解5～30个碳之正烷类。常温下可挥发，适用于热敏性物质的萃取分离。廉价、无毒、无害。6.1超临界流体萃取9/21/202313第6章新型萃取分离技术超临界流体萃取特点：萃取剂在常压和室温下为气体，萃取后易与萃余相和萃取组分分离。

T和P都可以成为调节萃取过程的参数操作温度较低，适合天然物质的分离样品回收简单6.1超临界流体萃取9/21/202314第6章新型萃取分离技术应

用食品工业医药工业其他茶叶处理和脱咖啡因啤酒花有效成分、香料等的萃取从植物中提取抗癌药物从油子中提取保健品金属直接从固体和液体中提取出来聚合物混合物进行分离6.1超临界流体萃取9/21/202315第6章新型萃取分离技术6.1.2超临界流体及其性质（1）超临界流体的p-V-T性质临界点的概念可用临界温度和临界压力来解释。临界温度是指高于此温度时，无论加压多大也不能使气体液化。临界压力是指在临界温度下，液化气体所需的压力。6.1超临界流体萃取9/21/202316第6章新型萃取分离技术当流体的温度和压力处于它的临界温度和临界压力以上时，称该流体处于超临界状态。流体处于临界温度以上时，不能被液化，但是其密度随压力增高而增加。6.1超临界流体萃取9/21/202317第6章新型萃取分离技术CO2的压力-温度-密度关系超临界流体对液体或固体溶质的溶解能力也将与液体溶剂相仿，因此，可进行萃取分离。精馏操作液相萃取和吸收超临界萃取和色谱吸附分离9/21/202318第6章新型萃取分离技术很多物质具有超临界流体效应，如书P193表7-1所示。CO2临界温度31.0℃临界压力7.39MPa临界密度0.468g/cm3不燃、不爆、不腐蚀、无毒害化学稳定性好、廉价易得极易与萃取产物分离对大多数溶质具有较强的溶解能力，而对水的溶解度却很小，有利于在近临界或超临界下萃取分离有机水溶液。6.1超临界流体萃取9/21/202319第6章新型萃取分离技术超临界流体的选择原则化学性质稳定，对设备没有腐蚀性，不与萃取物发生反应。临界温度应接近常温或操作温度操作温度低于被萃取溶质的分解变质温度临界压力低对被萃取物的选择性高。纯度高，溶解性好货源充足，价格便宜，如果用于食品和医药工业，还应考虑选择无毒的气体。6.1超临界流体萃取9/21/202320第6章新型萃取分离技术6.1超临界流体萃取常用萃取剂极性萃取剂非极性萃取剂乙醇、甲醇、水二氧化碳（难）（易）实际超临界流体萃取的依据：由于超临界流体的压力降低或温度升高所引起明显的密度降低，使溶质从超临界流体中重新析出。9/21/202321第6章新型萃取分离技术p临界区附近、最简单体系液相不分层两种化学性质相似、分子尺寸差别不大的非极性或弱极性组分构成。特点从Cα-Cβ形成连续的临界轨迹曲线液相完全互溶6.1超临界流体萃取9/21/202322第6章新型萃取分离技术pUCEP上临界端点临界轨迹曲线连续与I型差别温度低时出现液-液部分互溶区具有上部临界互溶温度的液液平衡液液不互溶原因：混合物组分分子尺寸、极性差别变大。6.1超临界流体萃取9/21/202323第6章新型萃取分离技术p两组分间分子尺寸和极性差别进一步变大。从Cα-Cβ临界轨迹曲线不再连续，有两条分支。一条从易挥发组分Cβ

出发，至上临界端点UCEP结束。一条从难挥发组分Cα出发，描绘出气液临界点轨迹，到达最低温度后又上升，最后向很高压力处延伸。乙烷-甲醇、CO2-CnH2n+2(n>12)甲烷-甲基环戊烷、甲烷-正己烷6.1超临界流体萃取9/21/202324第6章新型萃取分离技术ppp6.1超临界流体萃取9/21/202325第6章新型萃取分离技术pUCEP上临界端点LCEP下临界端点两个液液互溶区。甲烷-正己烯、CO2-硝基苯环己烷-聚苯乙烯、苯-聚异丁烯p在低温区不出现液液相分裂。乙烷-乙醇、乙烷-丙醇乙烷-丁醇6.1超临界流体萃取9/21/202326第6章新型萃取分离技术p在较低温度下，存在液-液-气三相平衡。混合物组分间作用力以氢键为主。温度下降，氢键增强，互溶度增加直至完全互溶。水-2-丁醇、水-丁醇、水-烟碱6.1超临界流体萃取9/21/202327第6章新型萃取分离技术据三元体系的液-液-气三相状态的存在形式，在一定温度和压力下，将三元相图分为三类。两个互溶的、挥发度不高的液体和超临界气体组成两个互溶的、挥发度不高的液体和超临界气体组成L-L-G，L-L两个部分互溶、较低挥发度的液体和超临界气体组成6.1超临界流体萃取9/21/202328第6章新型萃取分离技术第I类三元系相图一种有机物S的水溶液-乙烯点E表示乙烯在液态有机物S中的溶解度p2略低于乙烯的临界压力p3高于乙烯临界压力乙醇-水-CO2、异丙醇-水-CO2乙醇-水-乙烷、有机溶剂-水-乙烯6.1超临界流体萃取9/21/202329第6章新型萃取分离技术第II类三元系相图正丙醇-水-乙烯、丙酮-水-乙烯、正丁醇-水-乙烯醋酸-水-乙烯、丙酸-水-乙烯、乙腈-水-乙烯6.1超临界流体萃取9/21/202330第6章新型萃取分离技术第III类三元系相图丁酮-水-乙烯6.1超临界流体萃取9/21/202331第6章新型萃取分离技术6.1.3超临界流体萃取分离方法及典型流程萃取阶段分离阶段萃取质循环萃取剂原料萃取分离萃取剂+萃取质补充萃取剂超临界流体萃取的基本过程等温法等压法吸附法6.1超临界流体萃取9/21/202332第6章新型萃取分离技术（1）变压萃取分离（等温法）T1=T2，p1>p2含萃取组分的超临界流体在等温条件下，利用不同压力时待萃取组分在萃取剂中的溶解度差异来实现组分的萃取与萃取剂的分离。易于操作。能耗高。溶质为所需精制产品6.1超临界流体萃取9/21/202333第6章新型萃取分离技术（2）变温萃取分离（等压法）T1<T2，p1=p2含萃取组分的超临界流体在等压条件下，利用超临界流体在一定温度范围内萃取组分的溶解度随温度升高而降低的性质，将萃取组分通过升温来降低其在超临界流体中的溶解度，来实现萃取组分与萃取剂的分离。压缩功耗少。需加热蒸汽和冷却水。溶质为所需精制产品6.1超临界流体萃取9/21/202334第6章新型萃取分离技术（3）吸附萃取法T1=T2，p1=p2含萃取组分的超临界流体采用可吸附萃取组分而不可吸附萃取剂的特定吸附剂，将超临界流体中的分离组分选择性地除去，来实现萃取组分与萃取剂的分离，并定期再生吸附剂。6.1超临界流体萃取9/21/202335第6章新型萃取分离技术密度：温度一定时，密度(压力)增加，可使溶剂强度增加，溶质的溶解度增加。影响超临界萃取的主要因素：夹带剂：加一定夹带剂的SCF-CO2可以创造一般溶剂达不到的萃取条件，大幅度提高收率。粒度：粒度小有利于SCF萃取。流体体积：增大流体的体积能提高回收率。6.1超临界流体萃取9/21/202336第6章新型萃取分离技术311-ＣＯ２钢瓶2-注塞泵3-高压釜4-分离釜5-压力表超临界流体萃取沙田柚皮精油流程图2456.1超临界流体萃取9/21/202337第6章新型萃取分离技术6.2双水相萃取双水相萃取技术(two-aqueousphaseextraction,ATPS)，又称水溶液两相分配技术(Partionoftwoaqueousphaseextraction)。

1896年由Beijermerk在琼脂和可溶性淀粉或明胶混合时发现。

双水相系统：由两种聚合物或一种无机聚合物与无机水溶液组成。6.2.1基本概念9/21/202338第6章新型萃取分离技术双水相系统中两相密度和折射率差别较小、界面张力小，两相易分散，活性生物物质或细胞不易失活。可在常温、常压下进行，易于连续操作，处理量大。6.2双水相萃取9/21/202339第6章新型萃取分离技术6.2双水相萃取是否分层或混合成一相，取决于：熵增——与分子数目有关分子间作用力——与分子大小有关

双水相萃取是利用物质在不相溶的，两水相间分配系数的差异进行萃取的方法。含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。基于盐析作用原理，聚合物与无机盐的混合溶液也能形成双水相。9/21/202340第6章新型萃取分离技术可以构成双水相的体系有：离子型高聚物－非离子型高聚物（分子间斥力）PEG（聚乙二醇）－DEXTRAN（葡萄糖）高聚物－相对低分子量化合物（盐析作用）PEG（聚乙二醇）－

硫酸铵6.2双水相萃取9/21/202341第6章新型萃取分离技术双水相萃取的优点操作条件温和。两相的界面张力小，两相易分散。两相的相比随操作条件而变化。上下两相密度差小，一般在10g/L。易于连续操作，处理量大，适合工业应用。动力学研究、双水相亲和分离、多级逆流层析、反应分离耦合等。6.2双水相萃取9/21/202342第6章新型萃取分离技术混合物熵增、分子间作用力6.2.2双水相分配原理两种聚合物或一种聚合物与一种小分子物质相互混合。双水相自发熵增过程随分子量增加而增加所涉及分子数目小分子与大分子混合，熵增相同分子中各基团相互作用力之和两种高聚物混合6.2双水相萃取9/21/202343第6章新型萃取分离技术聚合物所带电荷相反，聚电解质之间混合均匀不分相。聚合物相互排斥，一种聚合物分子周围将聚集同种分子而排斥异种分子，达到平衡时，形成分别含不同聚合物的两水相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。基于盐析作用原理，聚合物与无机盐的混合溶液可形成双水相。6.2双水相萃取9/21/202344第6章新型萃取分离技术（1）双水相系统典型的双水相系统类型相（I）相（II）A聚丙烯醇（PPG）聚乙二烯（PEG）聚乙二醇、聚乙烯醇、葡聚糖聚乙烯醇、葡聚糖、聚乙烯吡咯烷酮B葡聚糖（Dextran）NaCl，Li2SO4C羧甲基葡聚糖钠盐羧甲基纤维素钠盐D聚乙二醇（PEG）聚丙烯醇（PPG）磷酸钾、硫酸铵、硫酸钠葡萄糖，甘油A：两种非离子型聚合物B：一种为带电荷的聚电解质C：两种聚电解质D：一种聚合物与一种低分子物质多元醇、多元糖使生物大分子稳定，无毒6.2双水相萃取9/21/202345第6章新型萃取分离技术高聚物-高聚物体系操作较易，变性作用少，界面吸附少聚合物-无机盐体系可行性受到环保限制，且某些生物物质会在这类体系中失活。6.2双水相萃取9/21/202346第6章新型萃取分离技术令WT，WB，WM分别代表上相、下相和系统的总重量6.2双水相萃取9/21/202347第6章新型萃取分离技术依据悬浮粒子与其周围物质具有的复杂的相互作用：氢键电荷力疏水作用范德华力构象效应双水相萃取的原理6.2双水相萃取9/21/202348第6章新型萃取分离技术6.2.3双水相系统中的作用力溶质与双水相系统中的作用力包括静电作用疏水作用亲和作用6.2双水相萃取9/21/202349第6章新型萃取分离技术

非电解质型溶质的分配系数不受静电作用的影响，利用相平衡热力学理论：lnKP=-Mλ/RT

溶质的分配系数的对数与相对分子质量之间呈线性关系。同一双水相系统，λ>0，不同溶质的分配系数随相对分子质量的增大而减小。同一溶质的分配系数随双水相系统的不同而改变。（1）静电作用6.2双水相萃取9/21/202350第6章新型萃取分离技术实际的双水相系统中，荷电溶质的分配平衡将受相间电位的影响，从相平衡热力学理论推导：lnKP=lnK0+ΔφFZ/RT荷电溶质的分配系数的对数与溶质的净电荷数成正比。同一双水相系统中，分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异.6.2双水相萃取9/21/202351第6章新型萃取分离技术

PEG/Dx和PEG/无机盐等双水相系统的上相(PEG相)疏水性较大，相间的疏水性差用疏水性因子HF(hydrophoblcfactor)表示。HF可通过测定疏水性已知的氨基酸在其等电点处的分配系数KS测算。lnKS=HF(RH+B)

RH是氨基酸的相对疏水性(relativehydrophobicity)，是通过测定氨基酸在水和乙醇中溶解度的差别确定的，并设疏水性最小的甘氨酸的RH＝0。B=lnKGly/HF（2）疏水作用6.2双水相萃取9/21/202352第6章新型萃取分离技术

pH＝pI时氨基酸在双水相系统中的分配系数与其RH值呈线性关系，直线的斜率就是该双水相系统的HF值。6.2双水相萃取9/21/202353第6章新型萃取分离技术在pH为等电点的双水相中蛋白质的分配系数(m0)与HF值之间呈线性关系，则直线的斜率定义为该蛋白质的表面疏水性，用HFS(hydrophobicfactorofsolutes)表示lnK0=HF×HFS一般形式lnKP=HF(HFS+ΔHFS)+ΔφFZ/RT6.2双水相萃取9/21/202354第6章新型萃取分离技术成相高聚物的相对分子量一般来说，蛋白等高分子量物质易集中于低分子量相成相高聚物浓度——界面张力分配物质的分子量盐种类，浓度，电荷pH值温度其它因素6.2.4双水相系统中目标物分配系数的影响因素6.2双水相萃取9/21/202355第6章新型萃取分离技术几种典型的双水相萃取酶蛋白实例酶菌种相系统延胡索酸酶BrevibacteriumspPEG/盐天冬氨酸酶E.coliPEG/盐

-半乳糖苷酶E.coliPEG/盐亮氨酸脱氢酶BacillussphaericusPEG/Dex乙醇脱氢酶Baker’syeastPEG/盐青霉素酰化酶E.coliPEG/盐6.2双水相萃取9/21/202356第6章新型萃取分离技术6.3凝胶萃取Cussler

等于1984年在美国最先提出。6.3.1凝胶胶体：分散质的微粒直径在1～100nm之间的分散系。

胶体

气溶胶

液溶胶

固溶胶

具有丁达尔效应

9/21/202357第6章新型萃取分离技术6.3凝胶萃取胶体凝聚胶状沉淀

将胶体溶液加热或加入电解质，会使胶体溶液发生凝聚作用，使得分散在分散剂中的胶粒互相凝结为较大的颗粒从分散剂中析出，析出的物质叫胶状沉淀。在一些情况下胶体凝聚后胶粒和分散剂凝聚成一个整体，成为一种冻状物，这种冻状物叫凝胶。

凝胶冻胶9/21/202358第6章新型萃取分离技术分子胶体在一定条件下发生胶体凝结，胶体分散质浓度足够大时可以形成网状的结构而把全部的分散剂包络起来，形成一个整体，它也是一种胶冻状物质，称为冻胶。6.3凝胶萃取凝胶：高聚物以分子状态分散在溶剂中形成的均相混合物称为高分子溶液，当浓度大时其中的高分子链相互交联使其失去流动性时，即成为凝胶。9/21/202359第6章新型萃取分离技术胶体聚沉时把分散剂聚在一起。

1～10埃

气凝胶

液凝胶

固凝胶

云，雾

氢氧化铁胶体

烟水晶

不具有丁达尔效应

6.3凝胶萃取结构：胶体颗粒或高聚物分子链以化学键相互连接，搭成架子，形成空间网状结构，液体或气体充满在结构空隙中，形成溶胀体。9/21/202360第6章新型萃取分离技术其性质介于固体和液体之间，从外表看，它成固体状或半固体状，有弹性；但又和真正的固体不完全一样，其内部结构的强度往往有限，易于破坏。6.3凝胶萃取9/21/202361第6章新型萃取分离技术含水量分类干凝胶软胶含水量小于固体量含水量超过固体量机械性质脆性凝胶弹性凝胶敏感凝胶形状和体积都不改变多数的无机凝胶形状和体积都改变橡胶、明胶、琼脂不可逆凝胶pH敏感凝胶温度敏感凝胶电场力敏感凝胶可逆凝胶6.3凝胶萃取9/21/202362第6章新型萃取分离技术制备

固体

溶液

干胶吸收液体膨胀，弹性凝胶

条件

降低溶解度

析出的固体质点搭成骨架形成连续的网状结构

方法冷却胶体溶液，产生过饱和溶液

加入非溶剂

加入盐类

化学反应

6.3凝胶萃取9/21/202363第6章新型萃取分离技术萃取用凝胶在给定温度下不溶解、不熔融、不污染溶液溶胀与收缩过程快溶胀量大易于溶液分离及易于再生对溶质的吸着选择性高强度好、使用寿命长6.3凝胶萃取9/21/202364第6章新型萃取分离技术疏水性有机凝胶亲水性有机凝胶非溶胀性的无机凝胶交联葡聚糖琼脂糖聚丙烯酰胺聚苯乙烯6.3凝胶萃取9/21/202365第6章新型萃取分离技术从稀溶液中提取有机物或生物制品能耗小萃取剂易再生设备与操作简单对物料分子不存在机械剪切或热力破坏6.3凝胶萃取9/21/202366第6章新型萃取分离技术6.3.2凝胶的特性凝胶的性质取决于网络和溶剂及其相互间的作用。膨胀作用脱水收缩作用扩散与化学反应筛分作用溶剂钻入凝胶中与大分子相互作用形成溶剂化层液体的渗透作用老化过程中会发生特殊的分层现象弹性凝胶可逆6.3凝胶萃取9/21/202367第6章新型萃取分离技术6.3.3凝胶萃取基本概念及设备凝胶萃取(GelExtraction)：利用凝胶在溶剂中溶胀特性和凝胶网络对大分子、微粒等的排斥作用达到溶液浓缩分离的目的的一种新型分离技术。温敏型酸敏型电敏型取代超滤或蒸发溶质分配凝胶溶胀能力6.3凝胶萃取9/21/202368第6章新型萃取分离技术6.3凝胶萃取典型凝胶萃取工艺温敏型酸敏型电敏型凝胶萃取应用碱性蛋白酶浓缩牛血清白蛋白与牛血红红蛋白的分离

VB12脉动式释放胰岛素释放9/21/202369第6章新型萃取分离技术6.4.1

基本原理

膜萃取：利用微孔膜的疏水性或亲水性，将膜过程和液-液萃取过程耦合而形成的一种分离技术

传质过程是在分隔物料液相和萃取相的微孔膜表面上进行。应用于膜萃取过程的微孔膜材料分为疏水性微孔膜、亲水性微孔膜和疏水-亲水复合膜。6.4膜基溶剂萃取9/21/202370第6章新型萃取分离技术6.4膜基溶剂萃取

膜萃取：利用微孔膜的疏水性或亲水性，将膜过程和液-液萃取过程耦合而形成的一种分离技术

传质过程是在分隔物料液相和萃取相的微孔膜表面上进行。应用于膜萃取过程的微孔膜材料分为疏水性微孔膜、亲水性微孔膜和疏水-亲水复合膜。9/21/202371第6章新型萃取分离技术疏水微孔膜萃取溶质浓度分布图疏水膜组件适用于：溶质分配系数大于1的体系,可得到高传质系数；要求pH适用范围大或化学稳定性好的体系；要求减少细胞污染的体系；要求膜孔较大,以避免对分子组分的扩散形成障碍的体系；便于灭菌的体系。6.4膜基溶剂萃取9/21/202372第6章新型萃取分离技术亲水微孔膜萃取溶质浓度分布图亲水膜组件适用于：溶质分配系数小于1的体系,可得到较高的传质系数。大多数用于溶剂萃取的亲水膜孔径小，因此适用于在溶剂萃取中大分子组分不需透过膜的体系。6.4膜基溶剂萃取9/21/202373第6章新型萃取分离技术6.4.2

优缺点（1）优点无相水平上的分散和聚结过程。不形成直接接触的液-液两相流动

。两相在膜两侧分别流动。提高了过程传质效率。料液相与萃取相在膜两侧同时存在。6.4膜基溶剂萃取9/21/202374第6章新型萃取分离技术（2）不足不太适用于分配系数较小的体系。溶剂对膜的溶胀作用。为防止相间渗透，膜萃取中的液液两相压差必须保持在一定的范围内。6.4膜基溶剂萃取9/21/202375第6章新型萃取分离技术6.4.3

膜基传质方程式总的传质速率系数局部传质速率系数传质通量两相传质阻力6.4膜基溶剂萃取9/21/202376第6章新型萃取分离技术（1）总传质方程平板疏水膜溶剂萃取溶质i从水相主体到有机相主体在水中在膜孔中在有机相中疏水微孔膜萃取溶质浓度分布图6.4膜基溶剂萃取9/21/202377第6章新型萃取分离技术则：以有机相为基准溶质分配系数mi则6.4膜基溶剂萃取9/21/202378第6章新型萃取分离技术同理，以水相为基准的总传质系数Kw与分传质系数有：6.4膜基溶剂萃取（2）膜传质系数假定：膜孔径比扩散溶质分子大1～2个数量级溶质i通过膜孔中液体的扩散为无障碍的自由扩散膜为对称，且被指定相完全润湿只考虑一维传递9/21/202379第6章新型萃取分离技术则溶质通过非荷电膜孔内的有机溶剂或水溶液的扩散传质系数满足：（3）中空纤维束内传质系数疏水膜小分子和蛋白溶剂萃取纤维束内传质系数关联式6.4膜基溶剂萃取9/21/202380第6章新型萃取分离技术（4）中空纤维束间传质系数溶剂萃取气体吸收返混、壁流及沟流等都影响流动关联式适用于特定体系和条件6.4膜基溶剂萃取9/21/202381第6章新型萃取分离技术亲水中空纤维6.16.4膜基溶剂萃取9/21/202382第6章新型萃取分离技术6.4.4

传质影响因素（1）两相压差溶质i在膜两侧的化学位差中Vi△p与RTlnci相比可略，在操作温度范围内压差的变化不影响传质系数。如教材P230图7-48所示。6.4膜基溶剂萃取9/21/202383第6章新型萃取分离技术（2）溶质分配系数疏水膜孔内充满有机溶剂分配系数mi>1或mi<1膜阻可略传质速率与膜性质无关如教材P230图7-49所示。6.4膜基溶剂萃取9/21/202384第6章新型萃取分离技术亲水膜孔内充满水溶液分配系数mi>1或mi<1膜阻可略传质速率与膜性质无关如教材P230图7-49所示。6.4膜基溶剂萃取9/21/202385第6章新型萃取分离技术溶质通过膜孔内液体为有障碍扩散，且膜较厚，则膜阻不能忽略。注意已知体系的mi、kiw及kiomi<1亲水膜mi>1疏水膜溶质优先溶于水相，选用亲水膜溶质优先溶于有机相，选用疏水膜6.4膜基溶剂萃取9/21/202386第6章新型萃取分离技术（3）界面张力界面张力小，分散相液滴小，体积传质系数高，有利传质。界面张力大，分散相液滴大，体积传质系数低，不利传质。影响临界突破压差。6.4膜基溶剂萃取9/21/202387第6章新型萃取分离技术（4）临界突破压差膜外液体侧压力应稍大于膜孔内液体侧的压力。但需小于临界突破压差，否则膜孔内一相将为另一相所置换。圆柱形膜孔半径rp，突破压力Young-Laplace方程低界面张力的体系，可通过减小孔径来增加临界突破压差。6.4膜基溶剂萃取9/21/202388第6章新型萃取分离技术（5）膜材料在有机相中的溶胀