从热力学关系推演可知乳化的产生是一种自发过程，而 乳状液本身又是一个不稳定的热力学系统。由Gibbs热力学 关系出发，经过一系列准演可得到下式：

　　弱电解质在水中存在有电离平衡，反映在分配系数上 除热力学常数外还有表观分配系数(或称分配比)。

　　下面论述表观分配系数与物质的离解度的关系。 以青霉素为例，存在有下述电离平衡方程式；

　　第一，青霉素虽在水中可离解，但在水相和有机相之 间分配的仅仅是青霉素游离酸(不离解的分子)。

　　根据料液与萃取剂的接触方式，萃取操作流 程可分为单级和多级萃取流程，后者又可分为 多级错流萃取流程和多级逆流萃取流程，以及 两者结合进行操作的流程。

　　各种萃取操作理论收得率的计算，必须符合 有关假定：(1)萃取相和萃余相之间能很快达 到平衡，即每一级都是理论级；(2)两相完全 不互溶，并能完全分离。下面介绍具体方法：

　　在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为？ A.浓度比 B.萃取率 C.分配系数 D.萃取回收率

　　萃取分离中, 在什么情况下, 分配系数K与分配比D相等? A.溶质在两相中的溶解度相同 B.溶质在两相中的存在形式相同 C.溶质在两相中的Ksp相同 D.分配系数K=1

　　应用上式时，须符合下列条件：(1)必须是稀溶液：(2)溶 质对溶剂之互溶没有影响；(3)必须是同一种分子类型， 即不发生缔合或离解。

　　从公式可见，产物在萃取相的浓度CL愈大，即在有机 相的溶解度愈大，则K0愈大。

　　β值被定义为产物与杂质分配系数之比，其值愈大，分离 效果愈好，得到的产品愈纯。

　　工业生产中萃取操作一般应包括下面三个过程：（1) 混合-料液和萃取剂密切接触；(2)分离-萃取相与萃余 相分离；(3)溶剂回收-萃取剂从萃取相(有时也需从萃 余相)中除去，并加以回收。 因此在萃取流程中必须包括混合器、分离器与回收器。 混合器常用搅拌罐，也可用管道，将料液和萃取剂以湍 流方式混合，或用喷射泵进行涡流混合。分离器常用碟 片式离心机。

　　❖ 用溶剂提取中草药成分，常用浸渍法、渗漉法、煎煮 法、回流提取法及连续回流提取法等。

　　药的提取。按溶剂的温度分为热浸、温浸和冷浸等数 种。浸渍法的操作是先将中草药粉或碎片装入适当的 容器中，然后加入适宜的溶剂(如乙醇、烯醇或水等)， 浸渍药材以溶出其中有效成分的方法。本法比较简单 易行，但提出率较低，并且如果提取溶剂为水的话， 其提取液易于发霉变质，须注意加入适当的防腐剂。 此外，最好采用二次或三次浸渍，以减少由于药渣吸 附导致的损失，提高提取率。

　　便易行，能煎出大部分有效成分，但煎出液中杂质较 多，且容易发生霉变，一些不耐热挥发性成分易损失。 一般药材宜煎2次。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、 搪瓷器皿，不宜用铁锅．以免药液变色。加热时最好 时常搅拌，以免局部药材受热太高，容易焦糊。有蒸 汽加热设备的药厂，多采用大反应锅、大铜锅、大木 桶，或水泥砌的池子中通人蒸汽加热。还可将数个煎 煮器通过管道互相连接，进行连续煎浸。

　　式中 C ------在水相中青霉素的总浓度； [A-]-------在水相中青霉素阴离子的浓度 青霉素在水中的电离，可用电离常数来表示

　　式中[H]为水中氢离子浓度。 用上面四个关系式可以导出表现分配系数的计算式

　　已知青霉素的电离平衡常数Kp=10-2.75，所以当 pH＜1.0时，青霉素在有机相和水相之间的分配 接近于不电离的青霉素游离酸的分配，而在pH＞ 5时，分配系数就随着[H]浓度下降而比例下降， 在1.0＜pH＜10范围内分配系数取决于水相的PH 值． 多级萃取计算练习（洗衣服为例子） 用苯萃取化工生产废液中的醋酸，在有机相中醋 酸生成二聚物，推导到萃取分配比并说明回收条 件。

　　将选定的某种溶剂，加入到液体混合物中，由于混合物 中不同组分在同种溶剂中的溶解度不同，就可将所需要的 组分分离出来，这个操作过程称为萃取。 萃取过程取决于溶剂的特性

　　溶剂萃取法属于平衡分离过程中物质添加型(溶剂)分离 过程，因此关键是要选择一个合适的溶剂。一般来说，在 大规模生产之前，必须先通过小型试验，了解产物在各种 溶剂中的溶解度。试验遵循一个简单的规律；“相似物容 易溶解在相似物中”，重要的“相似”就溶解度关系而论， 是在分子的极性上。极性液体互相混和并溶解盐类和极性 固体，而非极性化合物溶剂是低极性或没有极性的液体。

　　乳化属于胶体化学范畴，是一种液体成细小液滴(分散 相)分散在另一不相混合的液体(连续相)中的分散体系， 这种现象称为乳化现象．生成的这种液体称为乳状液或 乳浊液。

　　在液-液萃取过程中，往往会在两相界面产生乳化现象， 这种现象对于萃取过程的进行通常是不利的，给分离带 来麻烦．即使采用离心机，也很难将两相完全分离。如 萃余的废发酵液中夹带溶剂，收率就会相应的降低；经 萃取的溶剂中夹带发酵液也会给以后的精制造成困难。 因此必须设法破除。

　　第二，在萃取时不发生青霉素分子的电离作用。 第三，在有机溶剂中青霉素分子不离解为离子。

　　在这些前提下，可以得到相平衡特性是pH的函数。青霉 素在两相间的分配可表示为：

　　式中 K0-----不离解的青霉素的分配系数； K-----表现分配系数； [AH]----青霉素在有机溶剂中的浓度； [AH]----在水相中不电离的青霉素浓度。

　　D2为已知值，C1和C2可以测量，所以D1值可以求得。各 种溶剂的介电常数值列于下表：

　　可以测定被提取物(产物)的介电常数，来寻找极性相 当的溶剂。具体来讲，就是要选择一个对产物溶解度 大即萃取能力高和选择性或分离程度高的溶剂，这是 主要的。这两个要求都反映在分配系数K0上。要说 清这个问题，须从分配定律谈起，在物理化学中已经 有介绍，即在一定温度、一定压力下，溶质分配在两 个互不相溶的溶剂里，达到平衡后，它在两相的浓度 比为一常数K0，这个常数称为分配系数。

　　如果C0是在完全真空时，同一电容器中的静电容量值，那 么实际上，介电常数是用一个充满已知液体的电容器的电

　　当水相内存在的表面活性物质含量上升时，表面张力下 降，即dσ／dc＜0。则在界面上有一定的吸附量(乳化 层)。而且表面张力下降时，自由能变化△G＜0为一自 发过程。由此可见，在两相界面引起自发乳化的进程中， 一定存在某种表面活性物质，用表面张力与浓度之间关 系来探索引起乳化的表面活性物质已在微生物代谢产物 的液-液萃取等方面得到应用。

　　从上可见，无论是溶解度还是选择性都可归结在β的大 小上。分配系数K0可通过实验室萃取操作求得，也可 采用纸层析方法求得分配系数。

　　对于溶剂除了上述要求外，在其操作使用上还要求： (1)溶剂与被萃取的液相，互溶度要小、粘度低、界面 张力适中，使相的分散和两相分离有利；(2)溶剂的回 收和再生容易、化学稳定性好；(3)溶剂价廉、易得，(4) 安全性好，如闪点高、低毒等

　　1. 螯合物萃取体系---------应用于Mn的萃取. (1).形成不带电荷的中性螯合物 (2).有较多的疏水基团

　　(2). 离子缔合物萃取体系---------应用于Mn或MXm的萃取, 通过静电、-相吸， 离子体积越大、电荷 越少，越易形成疏水性的离子缔合物.

　　❖ 具体操作是将中草药粉末先装在渗漉器中使药材浸 渍24—48h膨胀，然后不断添加新溶剂，使其自上而 下渗透过药材，从渗漉器下部流出、收集出液的一种 浸出方法。当溶剂渗透进药粉细胞内溶出成分后，由 于其比重加大而向下移动时，上层新加入的溶液便置 换其位置，造成良好的浓度差，使扩散能较好地进行， 提取的过程是一种动态过程，故浸出的效果优于浸渍 法。但流速应该加以控制(宜成滴不宜成线)，在渗漉 过程中应该随时从药面上补充加入新的溶剂，使药材 中有效成分充分浸出为止。当渗漉流出液的颜色极浅 或渗渗液的体积相当于原药材重的l0倍时，便可认为 基本上已提取完全。渗漉装置如图所示：

　　SLNS—装置 六大特点、十大功能 A.节能89% (水提用水4.5kg/kg，多功能罐提取方法用水18kg/kg， 得膏率提高9%，且回收3.10kg/kg蒸馏水) B.功能 1、醇提水提(混合抽提) 2、溶剂在流动下传质 3、高效 蒸发浓缩 4、泵输送物料 5、对稀料乙醇的吸附脱水 6、回收溶剂 (95％以上) 7、自动收集药液 8、自动补、加溶剂 9、对浸出物的 流量流速进行控制 10，可实现智能化控制

　　C.药物提取效率高 得膏率提高了，操作时 间却缩短了，仅1.5-3小时，是多功能提取罐 操作的1/4(水提)和1/6(醇提)。 D.提取温度，真空度，压力随时可调，直观 显示；本装置即适合大生产，也适宜实验性 生产；整个提取过程在密闭状态下进行，符 合GMP规范。 E.设备占地面积小，是多功能罐的1/2-1/3， 投资省。 F.乙醇实际操作损失不大于10%。 (实现回收率不小于90％，浸膏含醇占5%)

　　较难实行，最好采用预处理手段，将发酵液中表面活性物 质(蛋白质)除去，消除水相乳化的起因。例如某抗生素发酵 液经酸化预处理后，清液和发酵液物性相比，蛋白质含量 从0.3969％降到0.1810％，其他物性变化甚少，进行清液 萃取时就会不再发生乳化现象。 对萃取溶剂进行酸洗和碱洗。 实例：青霉素G的萃取。 萃取过程一股可分为四个阶段： (1)青霉素G由滤液萃取进入醋酸丁酯或醋酸戊酯或甲基异 丁基酮的有机相 (2)青霉素G从有机相转入缓冲液； (3)青霉素G再从水相转入有机相； (4)从溶剂中制得青霉素， 具体流程如下（见下页）：

　　这种界面乳状液放置数月而不凝聚。这一方面是出于 蛋白质分散在两相界面，形成无定形粘性膜起保护作用， 另一方面．发酵液中存在着一定数量的固体粉末对于已 产生的乳化层也有稳定作用所致。

　　乳状液的消除，方法甚多。有过滤或离心分离、化学 法(加电解质破坏双电层)、物理法(加热、稀释、吸附等)、 顶转法(加入其他表面活性剂)。这些方法不仅耗费能量和 物质，而且都是在乳化产生后再消除。而这样做，势必 首先将界面聚结物分离出来再处理，在工业上

　　经过生物过程所得到的发酵液(如抗菌素发酵液)，往 往含有某些表面活性物质，在萃取过程中会产生上述界 面现象。我们对发酵液的组成进行分析测定，发现其中 酸、铁、钙、镁等不是表面活性物质，还原糖浓度变化 对表面张力的影响极小，而蛋白质明显地影响表面张力。

　　由蛋白质引起的乳化，构成型式为O/W型，平均粒径在 2.5～30微米之间。