萃取过程强化技术

　　《萃取过程强化技术》是《化工过程强化关键技术丛书》的一个分册。本书系统地介绍了液-液萃取这一经典化工分离技术在介质强化与外场强化两方面的研究成果，从萃取技术基本理论与发展历程入手（第一章），详细介绍了分子溶剂、离子液体、超临界流体、双水相体系等各类传统介质与新型介质在液-液萃取中的应用，重点阐述了各类新型介质的物化性质特点、萃取热力学与动力学强化机制以及萃取过程的影响因素（第二章～第五章），再着重介绍了各类外场强化萃取过程的原理、特点与应用（第六章），以及以微通道为代表基于新型设备的萃取过程强化（第七章），最后再简要介绍了萃取工艺发展过程中出现的若干工业化应用经典案例（第八章）。 《萃取过程强化技术》是编著者多年来在萃取技术领域多项国家和省部级科研成果的系统总结，提供了大量较为优秀的萃取技术应用实例，可供化工、材料、制药、环境、生物等领域科研人员、工程技术人员、生产管理人员以及高等院校相关专业本科生、研究生学习参考。

　　任其龙，中国工程院院士。1982年和1987年分别获浙江大学学士、硕士学位，1998年获浙江大学博士学位。现任浙江大学教授，生物质化工教育部重点实验室主任，浙江大学衢州研究院院长，兼任浙江省化工学会理事长，中国化工学会常务理事，中国化工学会超临界流体技术专业委员会主任委员，中国化工学会过程强化专业委员会副主任委员。曾任浙江大学化学工程与生物工程学院院长。 长期从事化工分离领域的应用基础研究和工程实践。曾主持国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目等。创建分子辨识分离工程平台技术，应用于组分极复杂、分子极相似生物基原料的分离，实现天然维生素E、胆固醇、24-去氢胆固醇等十余种高端化工医药产品的高效制造，产生了显著的经济和社会效益。发表SCI/EI收录论文200余篇，获授权发明专利90余件。荣获国家技术发明奖二等奖2项（2009，2018）、省级科技一等奖2项。

第一章　萃取技术概论 / 1
第一节　萃取与萃取技术 1
第二节　萃取体系的分类 2
一、Irving分类法 3
二、T.Sekine分类法 3
三、徐光宪分类法 4
第三节　萃取过程强化技术及展望 10
参考文献 11

第二章　分子溶剂萃取技术 / 13
第一节　分子溶剂萃取基本流程 13
一、逐级萃取过程 14
二、微分接触逆流萃取过程 15
第二节　分子溶剂萃取过程基本计算 16
一、萃取过程物料衡算 16
二、图解法计算平衡级 22
三、数学模型法计算平衡级 24
四、级效率 24
五、传质单元数和传质单元高度计算 25
第三节　萃取剂的选择 28
一、萃取剂的选择标准 28
二、稀释剂的选择原则 29
三、计算机辅助分子设计 29
四、分子设计的多目标优化 31
第四节　分子溶剂萃取过程强化方法 34
一、分离选择性强化 34
二、传质强化 36
第五节　分子溶剂萃取的应用领域 37
一、金属离子萃取分离 37
二、有机物萃取分离 38
三、制药工业中的萃取分离 38
四、食品工业中的萃取分离 38
五、环境工程中的萃取分离 38
参考文献 43

第三章　离子液体萃取技术 / 45
第一节　概述 45
第二节　离子液体的结构和性质 46
一、离子液体种类 46
二、离子液体理化性质 56
第三节　离子液体两相体系的相平衡 60
一、疏水性离子液体-水二元两相体系 60
二、离子液体-有机溶剂二元两相体系 63
三、离子液体/稀释剂-有机溶剂三元两相体系 65
四、离子液体双水相体系 69
第四节　离子液体萃取过程强化技术 71
一、离子液体的黏度 71
二、离子液体液滴的分散和聚并 72
三、稀释剂对离子液体萃取过程的强化 73
四、外场对离子液体萃取过程的强化 74
第五节　离子液体萃取分离技术的应用 75
一、共沸物离子液体萃取精馏 75
二、有机物离子液体萃取 77
三、生物分子离子液体萃取 79
四、天然产物离子液体萃取 82
五、天然活性同系物离子液体萃取分离 86
六、金属离子液体萃取分离 96
七、手性化合物离子液体萃取 97
第六节　展望与未来发展方向 100
参考文献 100

第四章　超临界流体萃取技术 / 113
第一节　概述 113
一、超临界流体的概念 113
二、超临界流体的特性 113
三、超临界流体的选择 117
第二节　超临界流体萃取原理及特点 122
一、超临界流体萃取工艺流程及类型 122
二、超临界流体萃取过程热力学分析 125
三、超临界流体萃取过程的影响因素 127
第三节　超临界流体萃取过程中的传递基础 129
一、超临界流体萃取过程传质机理分析 129
二、超临界流体萃取过程传质数学模型 130
三、超临界流体萃取过程的模拟与优化 136
第四节　超临界流体萃取过程的强化 141
一、夹带剂强化 142
二、超声场强化 149
三、电场强化 152
四、微波强化 153
第五节　超临界流体萃取技术的应用 155
一、天然产物的提取 156
二、中药有效成分提取 160
三、食品工业中的应用 166
四、环境科学中的应用 168
参考文献 170

第五章　双水相萃取技术 / 182
第一节　概述 182
第二节　双水相萃取技术原理 183
一、双水相系统的主要类型 183
二、双水相系统的形成 186
三、相图的制备 188
四、溶剂化特性 191
五、热力学与相平衡和界面性质 197
第三节　双水相萃取的影响因素及放大过程 202
一、成相组分的影响 203
二、操作条件的影响 206
三、成相组分的回收 209
四、萃取过程的放大与传质 211
第四节　双水相萃取技术在绿色分离过程中的应用 213
一、生物分离工程中的应用 213
二、药物分离和提取中的应用 217
三、金属离子分离中的应用 220
四、其他方面的应用 224
第五节　双水相萃取技术的新进展 230
一、新型双水相系统的开发 230
二、双水相萃取技术与其他技术的集成 235
参考文献 238

第六章　外场与介质辅助强化萃取技术 / 243
第一节　超声场强化萃取技术 243
一、原理 243
二、特点 244
三、影响因素 245
四、超声场萃取的应用 246
第二节　微波辅助萃取技术 248
一、原理 248
二、特点 249
三、影响因素 250
四、微波辅助萃取的应用 252
第三节　电场强化萃取技术 254
一、电萃取 254
二、电泳萃取 255
三、电泳萃取的特点 256
四、电场强化萃取的应用 256
第四节　反胶团萃取技术 257
一、原理 257
二、特点 259
三、影响因素 260
四、反胶团萃取的应用 262
第五节　膜萃取技术 262
一、液膜萃取的原理和特点 263
二、固定膜萃取的原理和特点 265
三、膜萃取的传质特性 265
四、固定膜萃取过程的影响因素 267
五、液膜萃取的影响因素 270
六、固定膜萃取的应用 271
七、液膜萃取的应用 274
参考文献 275

第七章　萃取设备 / 282
第一节　经典萃取设备 282
一、连续操作式混合澄清槽 282
二、液-液萃取柱 294
三、离心萃取器 302
第二节　填料萃取设备 306
一、填料的选择 307
二、轴向返混影响消除 310
三、体系物性与分布器设计 312
第三节　微通道萃取装置 313
一、微通道内液滴流的形成 314
二、微通道内液-液萃取传质特性 318
三、微通道萃取装置介绍 322
参考文献 327

第八章　工业化萃取技术示例 / 334
第一节　芳烃抽提 334
一、原理 334
二、工艺特点 335
三、萃取剂选择 336
四、芳烃抽提的影响因素 337
五、外场辅助作用下芳烃的抽提 338
六、离子液体溶剂用于芳烃的抽提 339
第二节　金属离子萃取 341
一、钴-镍分离技术 342
二、铜湿法冶金技术 344
三、稀有金属和贵金属提取技术 346
第三节　酚类萃取 348
一、概述 348
二、萃取剂的设计/选取 350
三、萃取热力学 352
四、发展前景 353
第四节　抗生素分离 353
一、抗生素萃取基本原理 353
二、不同类别抗生素工业萃取工艺 356
第五节　油脂的超临界二氧化碳萃取 358
一、工艺流程及设备 358
二、工艺参数优化 362
第六节　天然活性物质的提取与分离 365
一、概述 365
二、萃取剂 366
三、工业应用 367
四、展望 371
参考文献 371

索引 / 378