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中试SFE萃取器 2x400L CO2 Extraction Plant SFE的优点 超临界流体具有较高的扩散性，从而减小了传质阻力，这对多孔疏松的固态物质和细胞材料中的化合物的萃取特别有利 超临界流体对改变操作条件(如压力、温度)特别敏感，这就提供了操作上的灵活性和可调性 超临界流体可在低温下进行，对分离热敏性物料尤为有利 超临界流体具有低的化学活泼性和毒性。 SFE的存在的问题 在工业应用（如食品行业）中，SFE仍难以广泛推广 首先，包括高压设备在内的投资费用比较昂贵。 其次，超临界流体萃取过程虽是一个节能过程，但过程的经济性极大地取决于回收能量的能力或减少气体压缩所需的能量。 SFE技术研究历史较短，相关基础数据缺乏（如生物化合物在高压下的溶解度和相平衡数据等），所以给设计工作带来一定的困难。在大多数情况下，需要通过实验来测定，获得必要的参数。 高压、设备投资大、基础数据欠缺 The end 生物分离工程 第四章 萃取（extraction） 第三讲 液膜萃取 Liquid Membrane Extraction 固体膜分离技术 固体膜选择性低、通量小 改变固体高分子膜的状态，膜厚度减小，扩散系数增大，透过速度增加 以液态膜为分离介质，以浓度差为推动力的膜分离 与溶剂萃取的原理不同 属于液-液系统的传质分离过程 液膜萃取 液膜是由水溶液或有机溶剂构成的液体薄膜。液膜可将与之不能互溶的液体分隔开来，使其中一侧液体中的溶质选择性地透过液膜进入另一侧，实现溶质之间的分离 液膜的种类 液膜按其构型和操作方式的不同可分为乳状液膜和支撑液膜两类。 ① 乳状液膜 根据成膜液体的不同，分为(W/O)/W和（O/W）/O两种。 外相：含有待分离物质的料液 内相：反萃液或回收液 膜相：由膜溶剂、S、添加剂组成 支撑液膜 支撑液膜是将多孔高分子固体膜浸在膜溶剂（如有机溶剂）中，使膜溶剂充满膜的孔隙形成的液膜 支撑液膜结构简单，容易放大，但稳定性较差 液膜的膜相组成 液膜的膜相能把两个互溶但组成不同的溶液隔开，并通过这层液 膜实现物质选择性分离。膜相液通常由膜溶剂、载体、表面活性剂、 其它添加剂（如稳定剂等）组成。 液膜 膜相 膜溶剂 膜溶剂是膜相的主体,占膜总量的90%以上。当原料液为水溶液时,用有机溶剂作液膜，使用较多的膜溶剂是辛烷、异辛烷等饱和烃类，辛醇等高级醇，煤油、乙酸乙酯、乙酸丁酯或它们的混合物 较理想的膜溶剂通常有以下几个特点： (1)能保持操作过程中膜的稳定性 具有一定的粘度，又不溶解于内外水相。 (2)有良好的溶解性 优先溶解目标物质，而对杂质的溶解越少越好，同时对膜相中的其他组分也有较好的互溶性。 (3)膜溶剂与水应有一定密度差 利于膜相与料液的分离 载体 载体是运载溶质穿过液膜的物质,对欲提取的物质进行选择性迁移，因此载体对液膜萃取的选择性和膜的通量起决定性作用。 载体常常是某种萃取剂 载体 萃取物举例 磷酸三烃酯 苯丙氨酸、亮氨酸、有机酸 三辛基氧化磷酸酯 有机酸、青霉素、苯丙氨酸 氯化三辛基甲铵 苯丙氨酸、色氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、青霉素 二辛基胺 青霉素 三辛基胺 柠檬酸 冠醚 氨基酸酯、亮氨酸、芳香环氨基酸、缬氨酸、天冬氨酸、青霉素 表面活性剂 表面活性剂起乳化作用,它含有亲水基团和疏水基团,表面活性剂的分子定向排列在油/水相界面上,用以稳定液膜。 表面活性剂两种基团的相对含量用亲水亲油平衡值(HLB)表示,HLB愈大,则表面活性剂的亲水性愈强,一般HLB为3-6的表面活性剂用于油膜,易形成油包水型乳液;HLB为8-15的表面活性剂用于水膜,易形成水包油型乳液。 表面活性剂是创造液膜固定油水分界面的最重要组分,它直接影响膜的稳定性、渗透速度、分离效率和膜相与内水相分离的难易程度直接关系。 液膜 表面活性剂 液膜是从生物膜能够选择性输送物质得到启发而模仿的一种人工膜。 液膜与生物膜的相似性 液膜与生物膜在结构上有许多相似之处： 含有表面活性剂的膜溶剂相当于生物膜的类脂体（磷脂双分子层）； 液膜中的载体即相当于生物膜中的蛋白质载体； 乳化液膜的分离机制 乳化液膜的分离机制 无载体扩散迁移 (1)单纯扩散迁移； (2)内相化学反应促进迁移 载体促进传递机制 (1)载体促进同向迁移；(2)载体促进逆向迁移 单纯扩散迁移 单纯扩散迁移，又称为选择性渗透 特点：液膜不含载体，依靠待分离的不同组分在膜相液中的溶解度和扩散系数的不同而实现分离 单纯扩散迁移过程示意图 反萃液 内相有化学反应 内相中含有试剂R,它能与原料液中迁移的溶质A发生不可逆的化学反应,并生成一种不能逆扩散透过膜的新产物P,从而使渗