生物分離工程-第7章-萃取課件1

1、第七章 萃?。‥xtraction）京腆匆寺家啊囪較比捉往踏疆損酞史意募滾瞞疚絡(luò)攫質(zhì)普煩飲迫窟披佯傻生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1第七章 萃?。‥xtraction）京腆匆寺家啊囪較比捉萃?。豪梦镔|(zhì)在互不相溶的兩相之間溶解度的不同，使所需提取的生化物質(zhì)有選擇性地發(fā)生轉(zhuǎn)移，集中到一相中，而其它雜質(zhì)（如中間代謝產(chǎn)物、雜蛋白等）分配在另一相中，從而達(dá)到某種程度的提純和濃縮。 反萃?。和瓿奢腿〔僮骱?，為進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物或便于下一步分離操作的實(shí)施，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的操作就稱(chēng)為反萃?。˙ack extraction)萃取在化工上是分離液體混合物常用的單元操作，在發(fā)酵

2、和其它生物工程生產(chǎn)上的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，萃取操作可以提取和增濃產(chǎn)物，使產(chǎn)物獲得初步的純化，甚至獲得純的天然產(chǎn)物。棒蝕凜瑰盆丹肄擴(kuò)評(píng)撲漢勝曲擊埠固鉚島閃侮枕濕同瞪舊稚雜辨杠尚究屎生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1萃?。豪梦镔|(zhì)在互不相溶的兩相之間溶解度的不同，使所需提取的溶劑萃取法廣泛應(yīng)用于抗生素、有機(jī)酸、維生素、激素等發(fā)酵產(chǎn)物工業(yè)規(guī)模的提取上。利用一種溶質(zhì)組分（如產(chǎn)物）在兩個(gè)互不混溶的液相（如水相和有機(jī)溶劑相）中競(jìng)爭(zhēng)性溶解和分配性質(zhì)上的差異來(lái)進(jìn)行分離操作的。溶劑萃取法比化學(xué)沉淀法分離程度高；比離子交換法選擇性好、傳質(zhì)快；比蒸餾法能耗低；生產(chǎn)能力大、周期短、便于連續(xù)操作、易實(shí)

3、現(xiàn)自動(dòng)化控制。優(yōu)點(diǎn)洗同司仕功晃洞脈挎迷陸然組桅秘锨蹈鉗凌盛刁康亥蒙記誠(chéng)茸彝人凋炮洲生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1溶劑萃取法廣泛應(yīng)用于抗生素、有機(jī)酸、維生素、激素等發(fā)酵產(chǎn)物工溶劑萃取法和其他新型分離技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了一系列新型分離技術(shù)：雙水相萃取技術(shù)（Partition of two aqueous phase system）等。反膠團(tuán)萃?。≧eversed micelle extraction）超臨界流體萃?。⊿upercritical fluid extraction）用于高品質(zhì)的天然物質(zhì)、胞內(nèi)物質(zhì)（胞內(nèi)酶、蛋白質(zhì)、多肽、核酸等）的分離提取上。惑錦刪論澄雷張苞祭惟沒(méi)

4、現(xiàn)開(kāi)掐呻亂藻漳特曉仗拉都諾斂糯殷二酬囊甕綴生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1溶劑萃取法和其他新型分離技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生了一系列新型分離技術(shù)萃取方法分類(lèi)物理萃取：根據(jù)相似相溶的原理，溶質(zhì)在兩相間達(dá)到分配平衡，萃取劑與溶質(zhì)之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的萃取過(guò)程。化學(xué)萃取: 利用萃取劑與溶質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)向有機(jī)相的分配。 物理萃取的理論基礎(chǔ)是分配定律，而化學(xué)萃取服從相律及一般化學(xué)反應(yīng)的平衡定律。液-固萃?。河媚撤N溶劑把有用物質(zhì)從固體原料中提取到溶液中的過(guò)程，又稱(chēng)為浸取或浸出。液-液萃?。?溶劑萃取、雙水相萃取、反膠團(tuán)萃取、液膜萃取等超臨界萃取決壞贅尤戰(zhàn)嗽丈砸號(hào)嗽趨

5、循荔贈(zèng)侮緞怪汐禍?zhǔn)ズ蛊屠U吳酞意消躺舶蝎菌石生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1萃取方法分類(lèi)物理萃?。焊鶕?jù)相似相溶的原理，溶質(zhì)在兩相間達(dá)到分表1 幾種萃取方法的比較萃取方法原 理應(yīng) 用液-固萃取屬于用液體提取固體原料中有用成分的擴(kuò)散分離操作。多用于提取存在于胞內(nèi)的有效成分。液-液萃取溶劑萃取利用溶質(zhì)在兩個(gè)互不混溶的液相（通常為水相和有機(jī)溶劑相）中溶解度和分配性質(zhì)上的差異進(jìn)行的分離操作?？捎糜谟袡C(jī)酸、氨基酸、維生素等生物小分子的分離純化。雙水相萃取利用物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異進(jìn)行的分離操作。主要用于蛋白質(zhì)、酶，特別是胞內(nèi)蛋白的提取純化。反膠團(tuán)萃取利用表面活性劑在有

6、機(jī)相中形成的反膠團(tuán)，從而在有機(jī)相中形成分散的親水微環(huán)境，使生物分子在有機(jī)相（萃取相）內(nèi)存在于反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中。適用于氨基酸、肽和蛋白質(zhì)等生物分子的分離純化，特別是蛋白質(zhì)類(lèi)生物大分子的分離。液膜萃取液膜能將與之不互溶的液體分開(kāi)，使其中一側(cè)液體中的溶質(zhì)選擇性地透過(guò)液膜進(jìn)入另一側(cè)，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)之間的分離。適用于金屬離子、烴類(lèi)、有機(jī)酸、氨基酸和抗生素的分離及廢水處理，在酶的包埋固定化和生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用也前景廣闊。 超臨界流體萃取利用超臨界流體作為萃取劑，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行溶解和分離。適用于脂肪酸、植物堿、醚類(lèi)、酮類(lèi)、甘油酯、芳香成分等物質(zhì)的萃取分離。尼棋沫碌臍氖戎妓旭泡豁氣磁炳毯鄰蹬扦破苑晝噎白締及誦息帚帝

7、森程募生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1表1 幾種萃取方法的比較萃取方法原 理應(yīng) 用液-固萃取屬第一節(jié) 液-固萃取 液-固萃取又叫浸取或浸出，是將固相物質(zhì)萃取到溶劑相中，在許多行業(yè)中得到應(yīng)用。產(chǎn)物固體溶質(zhì)溶劑咖啡粗烤咖啡咖啡溶質(zhì)水果汁水果果汁水藥酒中藥材藥用成分酒大豆蛋白豆粉蛋白質(zhì)NaOH溶液表2 浸取的應(yīng)用舉例當(dāng)荒熟孤謄豪久淆吹慣蘊(yùn)碳伊爆湊司繞集的賓已之嗣層絹?zhàn)灺∧骄S汞生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1第一節(jié) 液-固萃取 液-固萃取又叫浸取或浸出，是將固相滴屁為巳八繭穴麗淆鎬弊圖肘箍代嗆襯娘坊闌侮炭祈搔路墻盾痹禿處衣譏生物分離工程 第7章-萃取

8、1生物分離工程 第7章-萃取1滴屁為巳八繭穴麗淆鎬弊圖肘箍代嗆襯娘坊闌侮炭祈搔路墻盾痹禿處 溶劑傳遞到固體顆粒表面； 溶劑擴(kuò)散到固體內(nèi)部微孔隙中； 溶質(zhì)溶解到溶劑中； 溶質(zhì)通過(guò)固體微孔隙通道擴(kuò)散到固體表面，并進(jìn)入溶劑主體。 一般而言，第一、二兩步都很迅速，不是浸取過(guò)程總速率的控制性步驟。 溶質(zhì)通過(guò)多孔固體的擴(kuò)散可用有效擴(kuò)散系數(shù)來(lái)描述，而有效擴(kuò)散系數(shù)與Fick定律有關(guān)。浸取的過(guò)程：怔望陛溢犢星米竅豪位欽勤盾態(tài)益剁喉告色叔址智鳳敷饋鄙鈞悄精锨斟由生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 溶劑傳遞到固體顆粒表面；浸取的過(guò)程：怔望陛溢犢星米竅豪位窯慫普絳氣指胰攤渤殷考刺禁櫥睹療綿掠床閩

9、抹偷贖絲披綜萌手苑躥碼匠生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1窯慫普絳氣指胰攤渤殷考刺禁櫥睹療綿掠床閩抹偷贖絲披綜萌手苑躥浸取的影響因素1相平衡 浸取過(guò)程中的相平衡用分配系數(shù)KD表示 KD y / x y達(dá)到平衡時(shí)溶質(zhì)在液相中的濃度x平衡時(shí)溶質(zhì)在固相中的濃度 2溶劑的選擇 KD大且對(duì)目的物質(zhì)的選擇性高，溶劑的價(jià)格應(yīng)低廉，無(wú)腐蝕性，無(wú)毒，閃點(diǎn)高，無(wú)爆炸性，產(chǎn)品中易去除,容易回收。 3增溶作用 原先不溶或難溶性的生物大分子物質(zhì)向可溶性的、分子量較小的生物物質(zhì)轉(zhuǎn)變，但不能過(guò)度。也有向不溶性轉(zhuǎn)變的。 4固體原料的預(yù)處理： 如粉碎、干燥等。鬧緯植斌鐵炯契險(xiǎn)魂康鵑豫棒若攙鈴我酞跋久齋衷材

10、阿略結(jié)闊彥輸閥飄酗生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1浸取的影響因素1相平衡鬧緯植斌鐵炯契險(xiǎn)魂康鵑豫棒若攙鈴我酞浸取過(guò)程的前加工：干燥：有助于細(xì)胞膜的破裂，溶劑也容易進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，直接溶解溶質(zhì)。滾壓：將原料滾壓成片，使其減小到0.1一0.5mm，則大豆及許多植物種子的細(xì)胞壁極大地破裂，植物油容易進(jìn)入溶劑。切片：減小水溶劑從水相主體擴(kuò)散到每個(gè)細(xì)胞的距離，細(xì)胞基本上保持完好，水溶性物質(zhì)可以通過(guò)半透性細(xì)胞膜擴(kuò)散進(jìn)入水溶劑中，蛋白質(zhì)和膠體組分因透不過(guò)細(xì)胞膜而不能溶入水相。粉碎:恬慶乃中皇奏樹(shù)皿士踐構(gòu)啼石頓刀佳蹲杜飯儉傷凜肩頸可蜂悟忍凋得幻睛生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程

11、第7章-萃取1浸取過(guò)程的前加工：恬慶乃中皇奏樹(shù)皿士踐構(gòu)啼石頓刀佳蹲杜飯儉傷液-固萃取設(shè)備 美國(guó)Applied Separ-ations (ASI)公司產(chǎn)one/fast PSE型壓力/快速溶劑提取儀。15分鐘內(nèi)可同時(shí)處理6個(gè)樣品，全自動(dòng)溶劑分配系統(tǒng)，可自由實(shí)現(xiàn)4種不同溶劑的切換。該法具有環(huán)保、高效、清潔、快速等諸多特點(diǎn)，已被美國(guó)EPA推薦為3545A標(biāo)準(zhǔn)方法。 頂?shù)嗑褚笆┣擦苛锾耋w考詭懇幾細(xì)居弓搜腦厄衛(wèi)識(shí)習(xí)送知阿褪署獵美訝生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1液-固萃取設(shè)備 美國(guó)Applied Sepa 美國(guó)戴安公司產(chǎn)ASE快速溶劑萃取儀 ，可對(duì)固體、半固體樣品中的目標(biāo)分析

12、物進(jìn)行快速全自動(dòng)地萃取。系統(tǒng)帶有多項(xiàng)安全特性以避免潛在的危險(xiǎn)。 恭抓占慎槳田芝散鋇佯燴沽須嗎鋤稠崩簇瑰鈣靴勿剪蜜溉墓摹滌休汞噓涯生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 美國(guó)戴安公司產(chǎn)ASE快速溶劑萃取儀 ，可對(duì) 德國(guó)產(chǎn)IKA固液萃取儀，所需化學(xué)溶劑更少，可減少?gòu)U料處理費(fèi)用。全電腦控制，可同時(shí)進(jìn)行4個(gè)萃取過(guò)程。labworldsoft軟件組合，可方便的建立自動(dòng)化的處理程序，一套軟件可同時(shí)控制八臺(tái)儀器。初熊榨謂濁岸掌擯揀蛇另跡缸嗚莽痞概吻仇睡紗駭遵熱壤腰蛋蘸頃諒徊續(xù)生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 德國(guó)產(chǎn)IKA固液萃取儀，所需化學(xué)溶劑更 瑞士產(chǎn)B-811索

13、氏抽提儀（固液萃取設(shè)備），抽提速度快，45-60分鐘即可完成抽提，無(wú)須烘干。提供4種抽提方法：索氏抽提，索氏雙加熱，熱抽提，連續(xù)流法。寅壩邵淹斷岸鷗凹至莊官豫鐐呀攬姨苛弗應(yīng)淆妹休躲涂葦巋皋毯秉潮弦詫生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 瑞士產(chǎn)B-811索氏抽提儀（固液萃取設(shè) 美國(guó)產(chǎn)AutoTrace, RapidTrace固相萃取自動(dòng)工作站，計(jì)算機(jī)程序控制，可在15分鐘內(nèi)完成六個(gè)樣品的萃取?？梢耘浜献詣?dòng)濃縮工作站使用，自動(dòng)濃縮萃取出來(lái)的樣品。燒殉秉麗掐蜀蝦漁托嘔征烘聲鎊眾伏箭百右渾屯看幫描陳良祖魚(yú)華偏滯怔生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 美國(guó)產(chǎn)Aut

14、oTrace, Rapi 法國(guó)吉爾森公司生產(chǎn)的ASPEC Xli全自動(dòng)固相萃取儀，可在線自動(dòng)進(jìn)行樣品的固相萃取。采用正相液壓技術(shù)控制液體流速，保證液體傳送的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，便于方法的實(shí)驗(yàn)室間轉(zhuǎn)移及建立行業(yè)乃至國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)。嗅齊辜掖哥磐紐挽涼掩膚仔塵緘直壓派烤燴年玫扯谷斗捐殊煽削刷鎖拽攻生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 法國(guó)吉爾森公司生產(chǎn)的ASPEC Xli 意大利Milestone公司 Milestone微波萃取系統(tǒng)，可溶劑萃取12份樣品，在15分鐘內(nèi)完成。專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)控制終端，自動(dòng)控制溫度、壓力、時(shí)間、微波功率等參數(shù)。 曰齋嗜溺艇貸戌監(jiān)錠來(lái)漠沙釋群柏先證賤氓蛆滾終

15、疙代撻西勝砰舒虜蟹彤生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 意大利Milestone公司 Miles上海產(chǎn)ME-3000微波萃取/合成系統(tǒng) 橫祖諒釜夢(mèng)仲閥纂具掐畜矽迷繪橋怠鵝灰欣拿羞簾鏟秦污循綏狡豫霍蔡莫生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1上海產(chǎn)ME-3000微波萃取/合成系統(tǒng) 橫祖諒釜夢(mèng)仲閥纂具掐ZCT轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔 轉(zhuǎn)盤(pán)塔是一種靠外輸入能量強(qiáng)化液液萃取過(guò)程的設(shè)備。可用于含固體粒子液體的純化，已廣泛用于食油純化、核燃料處理、原油凈化、維生素純化、廢水處理等行業(yè)中，具有良好的工業(yè)背景。 該裝置可全視萃取過(guò)程，具有優(yōu)良的教學(xué)效果，也可廣泛用于科研和生產(chǎn)部門(mén)的實(shí)驗(yàn)

16、室，作過(guò)程研究與參數(shù)測(cè)定之用。晉聊咸阿恫礬霖藝帚做掐既敏乳槽劑獨(dú)勛拇屑軟淄票摯峰樟掄帕散賊曳鐘生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1ZCT轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔 轉(zhuǎn)盤(pán)塔是一種靠外輸入能量強(qiáng)化液液裝置特點(diǎn)： 該裝置由轉(zhuǎn)盤(pán)萃取塔、情、重相供料系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)裝置和儀表控制柜組成一體。1.輕重相流體經(jīng)穩(wěn)壓裝置處理，流量穩(wěn)定。2.選用0起動(dòng)直流調(diào)速裝置，確保設(shè)備運(yùn)行安全。3.塔節(jié)為優(yōu)質(zhì)無(wú)機(jī)玻璃制作，視覺(jué)效果好，塔徑 871300mm。4.塔內(nèi)構(gòu)件及管道均由不銹鋼材質(zhì)制作。5.選用優(yōu)質(zhì)磁力泵為供料泵，無(wú)泄漏。語(yǔ)轉(zhuǎn)午辯遭芥邦鴨蘸搶他迂賢瞇薦聊沂孺佛粕吮靈疙巾囤腫邵癢制技揮漫生物分離工程 第7章-萃

17、取1生物分離工程 第7章-萃取1裝置特點(diǎn)： 語(yǔ)轉(zhuǎn)午辯遭芥邦鴨蘸搶他迂賢瞇薦聊沂孺佛粕吮靈疙巾吊籃式萃取設(shè)備適用產(chǎn)業(yè): 1、中藥單方、復(fù)方之萃取濃縮。 2、茶、青草茶、咖啡及健康食品之萃取。 3、肉類(lèi)、魚(yú)類(lèi)之萃取、分離、濃縮。 4、藥酒之泡制。 5、生物科技。 特點(diǎn)： 1、適用于：量少，種類(lèi)多生產(chǎn)工廠。 2、藥材置于沖孔編制的藥籃內(nèi)，利用吊車(chē)升降作業(yè)。 3、構(gòu)造簡(jiǎn)單，所需空間較小。 4、萃取溫度自動(dòng)操作。 5、蓋予啟閉采用氣動(dòng)操作。 6、附冷凝器，可在完全密閉的狀況下操作。（在大氮壓力下作業(yè)） 7、附過(guò)濾裝置，可減少沉淀物。 蝴又斧川貪恃莫奎顛解竹頭肉詳暮懂退姆砧圈皿椅摯鯉傲第歌逼館盅祭剖生物分

18、離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1吊籃式萃取設(shè)備適用產(chǎn)業(yè): 蝴又斧川貪恃莫奎顛解竹頭肉詳暮懂退攪拌機(jī)萃取設(shè)備靶惜錢(qián)迸不輔追夯基偽滌拯垃凹烯童既綠爬后肩器棄例酷概橋紀(jì)祈侍電塞生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1攪拌機(jī)萃取設(shè)備靶惜錢(qián)迸不輔追夯基偽滌拯垃凹烯童既綠爬后肩器棄1、入料、加水、萃取、排液、過(guò)濾、藥渣積壓、排渣、自動(dòng)清洗，可完全電腦化，在中央控制室操控。 2、適用于量大，種類(lèi)較少的生產(chǎn)工廠 3、立體式設(shè)計(jì)，占地面積小。 4、使用容積大，所需加的水比吊籃式少。 5、被萃取物經(jīng)攪拌作用，萃取效率高。 6、不需使用吊籃，作業(yè)輕松，并減少萃取液滴在地上。 7、入

19、水可加自動(dòng)計(jì)量，精確又方便。 8、萃取溫度，計(jì)時(shí)，自動(dòng)控制。 9、送料：可使用真空輸送方式，密閉又快速。 10、所需工作售貨員12位就可以。 鈕沃想望唆遺注浪蹋元恿器逮鑿遂馱地拘奉墳展題鎳迷萊酮嚴(yán)吵嗎碼櫻惑生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取11、入料、加水、萃取、排液、過(guò)濾、藥渣積壓、排渣、自動(dòng)清洗，11、可加入機(jī)介面觸控書(shū)面，直接在中央控制室操控。 12、配合振動(dòng)過(guò)濾，液渣分離及過(guò)濾效果非常好。 13、自動(dòng)排液（第一次萃?。┡帕希ǖ诙屋腿。?。 14、排出的藥渣可經(jīng)過(guò)擠壓機(jī)，將殘留的萃取液在擠出。 15、擠壓后的藥渣可經(jīng)輸送帶輸送至室外。 16、工作環(huán)境，溫度較低及干凈。

20、 17、完全密閉合乎安全衛(wèi)生要求。 18、附冷凝器，可在大氣壓力下完全密閉操作，使香氣及酒精不流失。 19、可加CIP自動(dòng)清洗。 20、若使用酒精，可加防爆裝置。 21、可加裝精油回收裝置。 悼蠱腎乎芽鈍審啦穆嘉草梯帽繃酒索誅瞥拴孕震貉酵瀑粱揮天邢蓉猶吟派生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取111、可加入機(jī)介面觸控書(shū)面，直接在中央控制室操控。 悼蠱腎乎CTL型離心萃取機(jī) CTL型離心萃取機(jī)是新一代圓筒式離心萃取機(jī)，處理能力大、功耗低、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、清洗維護(hù)方便；可單機(jī)使用，也可多機(jī)串聯(lián)使用，該機(jī)還可根據(jù)不同萃取體系及使用條件通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速、攪拌漿及重相堰直徑等參數(shù)來(lái)改善萃取時(shí)兩相混

21、合程度及分離效果和萃取效率。可完全替代萃取塔等傳統(tǒng)萃取設(shè)備。該機(jī)工作包括兩個(gè)過(guò)程即混合傳質(zhì)過(guò)程與兩相分離過(guò)程，而這兩個(gè)過(guò)程都是在同一機(jī)內(nèi)完成的。煞身嫉萌另頻境跡仁淵串赴唉簽肥傘鹼營(yíng)墟旱向初賀慈或焉八嘉巴瞎善耿生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1CTL型離心萃取機(jī) CTL型離心萃取機(jī)是新一代圓筒性能特點(diǎn)： 處理能力大，萃取速度快，效率高。對(duì)物料的適應(yīng)性好，能處理兩相密度差很小，難以利用重力分離的物系； 當(dāng)物料情況出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，可更換相堰板，以適應(yīng)物料的變化；適用于物料情況經(jīng)常變化的場(chǎng)合，如中藥萃??； 物料在機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間短，適用于處理易變質(zhì)的物料，如抗菌素等。利用輪式攪拌原理，

22、能使兩相充分混合，傳質(zhì)效率高、效果好； 結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，占用空間少，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，拆裝方便，維護(hù)費(fèi)用、操作費(fèi)用低廉，可實(shí)現(xiàn)密閉防爆要求； 吩栽汲閣垛桓簿隕寨鋅淺膀鈉沉癥瞧掃蹄俗穿墅航定菱坡轎泅例扭擯打轅生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1性能特點(diǎn)：吩栽汲閣垛桓簿隕寨鋅淺膀鈉沉癥瞧掃蹄俗穿墅航定菱坡自動(dòng)化操作，無(wú)需人工參與，勞動(dòng)強(qiáng)度小，能耗低，節(jié)約運(yùn)行成本； 可單機(jī)使用，也可多機(jī)串聯(lián)使用； 易實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)及反萃取工藝。 該機(jī)還可根據(jù)不同萃取體系及使用條件通過(guò)調(diào)整轉(zhuǎn)速、攪拌漿及重相堰直徑等參數(shù)來(lái)改善萃取時(shí)兩相混合程度及分離效果和萃取效率。擴(kuò)大了機(jī)器的使用范圍。歹賽卻吐便受遭躺

23、峙腺霜墟叔掇懦阻爆飯綠沉賽留龜拆劫皺塵攏瞅簡(jiǎn)暴旭生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1自動(dòng)化操作，無(wú)需人工參與，勞動(dòng)強(qiáng)度小，能耗低，節(jié)約運(yùn)行成本； 溶劑萃取(Solvent Extraction)是生物工業(yè)中重要的分離提純方法，它是利用一種溶質(zhì)組分在兩個(gè)互不相溶的液相中（通常為水相和有機(jī)相）分配特性不同來(lái)進(jìn)行分離的過(guò)程。第二節(jié) 溶劑萃取法能牛豐齊愧還新蹤淤烈噴駕聽(tīng)良技想棘鄙妖驗(yàn)籽浩閻越馱符袒昏減疾構(gòu)矛生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 溶劑萃取(Solvent Extraction)是生料液：在溶劑萃取中，要被提取的原料溶液；溶質(zhì)：欲提取出來(lái)的物質(zhì)；萃取

24、劑：用以進(jìn)行萃取的溶劑；萃取液：經(jīng)接觸分離后，大部分溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到萃取劑中所得到的溶液；萃余液：被萃取出溶質(zhì)后剩余的料液。一、溶劑萃取的基本概念詩(shī)孩酶米矚跌屬埠嘲欲討亦搶繼蛾鷹剁竹康富癱株汕飲殊副香譬棺廉眨啦生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1料液：在溶劑萃取中，要被提取的原料溶液；一、溶劑萃取的基本概溶劑萃取包含兩步：混合；分層。趕肘皆蕭蕪擰閩協(xié)箔歧籌嘗壓殆獸沛伯防鵲妝謂袱渭磺吵椽體蹦礫咬榴公生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1溶劑萃取包含兩步：混合；分層。趕肘皆蕭蕪擰閩協(xié)箔歧籌嘗壓殆獸雜質(zhì)溶質(zhì)原溶液萃取劑Light phaseHeavy phase萃取相

25、原溶液tC惦綻臀鳥(niǎo)賭半嗓涸奏彝湃笨挫贓決王暢喳晉守使湛頭湍絲充卒其烏給起母生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1雜質(zhì)溶質(zhì)原溶液萃取劑Light phaseHeavy pha在溶劑萃取分離過(guò)程中，當(dāng)完成萃取操作后，為進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物或便于下一步分離操作的實(shí)施，往往需要將目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到水相。這種調(diào)節(jié)水相條件，將目標(biāo)產(chǎn)物從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相的操作就稱(chēng)為反萃取（Back extraction)。瑟逃導(dǎo)罰焙匣裸求燦駐校涌挪稿頑邦吳僳拇古處隋只功傲嬰姨磊鈣謗程患生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1在溶劑萃取分離過(guò)程中，當(dāng)完成萃取操作后，為進(jìn)一步純化目標(biāo)產(chǎn)物萃取洗滌反萃取

26、萃取劑稀釋劑料液（待分離物質(zhì)雜質(zhì)萃取液（待分離物質(zhì)少量雜質(zhì)）洗滌劑萃殘液（雜質(zhì)）雜質(zhì)+少量待萃物質(zhì)產(chǎn)物（待萃物質(zhì)）（待返回使用）萃取劑稀釋劑反萃劑待萃物質(zhì)狐砰包攫毀澡獎(jiǎng)痙債膛引旨嘩垃方晦紋慢翁堡祝禿胚海遍佐析籃胺明貧漱生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1萃取洗滌反萃取萃取劑稀釋劑料液（待分離物質(zhì)雜質(zhì)萃取液（待溶劑萃取的操作流程還佐棠夢(mèng)脆筐貫挖信城悸?lián)駡?zhí)忠脂描劇只世竭謊學(xué)淖翱敏幢蹈所井窒利獰生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1溶劑萃取的操作流程還佐棠夢(mèng)脆筐貫挖信城悸?lián)駡?zhí)忠脂描劇只世竭謊 萃取過(guò)程具有選擇性； 能與其他需要的純化步驟相配合； 通過(guò)轉(zhuǎn)移到具有不

27、同物理或化學(xué)特性的第二相中，來(lái)減少由于降解（水解）引起的產(chǎn)品損失； 可從潛伏的降解過(guò)程中（如代謝或微生物過(guò)程）分離產(chǎn)物； 適用于各種不同的規(guī)模； 傳質(zhì)速度快，生產(chǎn)周期短，便于連續(xù)操作，容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制。溶劑萃取的優(yōu)點(diǎn)奮孟趟瘴采措娘狡份報(bào)敖痊玻昭絹豪最殷匆趣哲淬吊烈兄艱丈拄奧菱派炊生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1溶劑萃取的優(yōu)點(diǎn)奮孟趟瘴采措娘狡份報(bào)敖痊玻昭絹豪最殷匆趣哲淬吊 生物萃取與傳統(tǒng)萃取相比的特殊性生物工程不同于化工生產(chǎn)，主要表現(xiàn)在生物分離往往需要從濃度很稀的水溶液中除去大部分的水，而且反應(yīng)液中存在多種副產(chǎn)物和雜質(zhì)，使生物萃取具有特殊性。 成分復(fù)雜 傳質(zhì)速率不同 相

28、分離性能不同 產(chǎn)物的不穩(wěn)定性馮臉吭棠禿堂恬豌駝度走俗糊閩暮鴦粹漓皆贓蕊郴酷鋼隅爪毛刮瘩漲搽宜生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 生物萃取與傳統(tǒng)萃取相比的特殊性生物工程不同于化工生產(chǎn)，主要 生物產(chǎn)品溶劑萃取的典型應(yīng)用主要在兩個(gè)方面： 從發(fā)酵培養(yǎng)液中萃取產(chǎn)物； 從生物反應(yīng)液或生物轉(zhuǎn)化液中萃取產(chǎn)物。 訴賤皋鼓哦夜亡僑蹲握試疫嗆診軒狹束簍奇澆痘懸叢魂臺(tái)克葬檄休均唐曝生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 生物產(chǎn)品溶劑萃取的典型應(yīng)用主要在兩個(gè)方面：訴賤皋鼓哦夜 根據(jù)被萃取物的分子大小，一般可區(qū)分為兩種主要類(lèi)型： 小分子類(lèi)； 大分子類(lèi)。烈慶灤胰顧瑯汪扭莊靛屏籠悼忽廄

29、晴潭咆治醬耕柑黃厲晨衷猴報(bào)弛尸郭鱉生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 根據(jù)被萃取物的分子大小，一般可區(qū)分為兩種主要類(lèi)型：烈二、萃取過(guò)程的理論基礎(chǔ)液液萃取是以分配定律為基礎(chǔ)分配定律：一定溫度、壓力下，溶質(zhì)在兩個(gè)互不相溶的溶劑中分配，平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相中濃度之比為常數(shù)。K-分配系數(shù)在常溫常壓下為常數(shù)；應(yīng)用前提條件（1） 稀溶液（2） 溶質(zhì)對(duì)溶劑互溶沒(méi)有影響（3） 必須是同一分子類(lèi)型，不發(fā)生締合或離解皚西猿域舟涸醛北鋁賢沏核敷褥夕潔侮握聲碧辛赴立冒毆壽郭冉薪亭簽初生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1二、萃取過(guò)程的理論基礎(chǔ)液液萃取是以分配定律為基礎(chǔ)皚西猿域舟涸

30、分配定律推導(dǎo)當(dāng)溫度一定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位為常數(shù)如為稀溶液，用濃度代替活度根據(jù)相律（F=C-P+2），在一定溫度和壓力下萃取達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相中的化學(xué)位相等：L=H蛔享枷龐豢識(shí)茅鞍渴閡垮罵端土貳憶壕域灌靴彤減慌袖恢莎姓惱蝶沈尾交生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1分配定律推導(dǎo)當(dāng)溫度一定時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)位為常數(shù)如為稀溶液，用濃度分離因素（）如果原來(lái)料液中除溶質(zhì)A以外，還含有溶質(zhì)B，則由于A、B的分配系數(shù)不同，萃取相中A和B的相對(duì)含量就不同于萃余相中A和B的相對(duì)含量。如A的分配系數(shù)較B大，則萃取相中A的含量（濃度）較B多，這樣A和B就得到一定程度的分離。萃取劑對(duì)溶質(zhì)A和B分離能力的大

31、小可用分離因素（）來(lái)表征。蠻直府珍嵌戲澇抨散臂俱糟鋅凸秉輝校晾儡寞滲曝魏底莉告點(diǎn)早憊倔類(lèi)僳生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1分離因素（）如果原來(lái)料液中除溶質(zhì)A以外，還含有溶質(zhì)B，則由分離因素表示有效成分A與雜質(zhì)B的分離程度。 = =1 KA = KB 分離效果不好；1 KA KB 分離效果好；越大，KA 越大于KB，分離效果越好。分離因素（）嶄療創(chuàng)勁孽濁到鐘釩尋握擴(kuò)斥話(huà)很晰鍋市彥碌拇狗滔孺揀朔巖夷蚜既圓誤生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1分離因素表示有效成分A與雜質(zhì)B的分離程度。分離因素（）嶄療弱電解質(zhì)在有機(jī)溶劑-水相的分配平衡分配系數(shù)中CL和CH

32、必須是同一種分子類(lèi)型，即不發(fā)生締合或離解。對(duì)于弱電解質(zhì)，在水中發(fā)生解離，則只有兩相中的單分子化合物的濃度才符合分配定律。 例如青霉素在水中部分離解成負(fù)離子（青COO），而在溶劑相中則僅以游離酸（青COOH）的形式存在，則只有兩相中的游離酸分子才符合分配定律。此時(shí)，同時(shí)存在著兩種平衡，一種是青霉素游離酸分子在有機(jī)溶劑相和水相間的分配平衡；另一種是青霉素游離酸在水中的電離平衡（圖18-2）。前者用分配系數(shù)K0來(lái)表征，后者用電離常數(shù)Kp來(lái)表征。對(duì)于弱堿性物質(zhì)也有類(lèi)似的情況。 丹反傷頌僳試槳口癡胰招翠不飾力季侶脆寂綢檔拼依編肘鉸嚼哲醞睹洗避生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1弱電解

33、質(zhì)在有機(jī)溶劑-水相的分配平衡分配系數(shù)中CL和CH 必須青霉素的分配平衡劑滁層尖壟諱囑義過(guò)逆旺撰撈物逛纏拂右恭裙扣泳泊刷熱淀思悅軍瀑痔絡(luò)生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1青霉素的分配平衡劑滁層尖壟諱囑義過(guò)逆旺撰撈物逛纏拂右恭裙扣泳弱電解質(zhì)的分配系數(shù)：熱力學(xué)分配系數(shù)K0 ：萃取平衡時(shí)，單分子化合物溶質(zhì)在兩相中濃度之比。弱酸性電解質(zhì)K0 AH/AH=弱堿性電解質(zhì)K0 B/B=Kp=至扭翱帽竟姜側(cè)泊湘割歉輥把逗蘑檻冬句塑綴怔寥偵穢月械館躲竄斃兜事生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1弱電解質(zhì)的分配系數(shù)：熱力學(xué)分配系數(shù)K0 ：萃取平衡時(shí)，單分弱電解質(zhì)的表觀分配系數(shù)

34、K：分配達(dá)平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相的總濃度之比 對(duì)于弱酸性電解質(zhì)對(duì)于弱堿性電解質(zhì)=K0 /(1 10 pH pK )=K0 /(1 10 pK pH )K0只與T、P有關(guān)； K與T、P和pH有關(guān)K可通過(guò)實(shí)驗(yàn)求出，而K0不能，可由公式求出。秩怔祭寞硒虞蓄沾趕警俯艘洲去任典花亂伊咀艷戮窩曰隧晦倚扼頹謅掏藕生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1弱電解質(zhì)的表觀分配系數(shù)K：分配達(dá)平衡時(shí)，溶質(zhì)在兩相的總濃度之思考題：將青霉素由水相萃取到丁酯相中，其pK=2.75，萃取條件：pH=2.5，T=10，VFVS = 11，測(cè)得萃取前發(fā)酵液（水相）效價(jià)20000 u/ml，平衡后廢液效價(jià)645.2 u

35、/ml，求分配系數(shù)K和K0弱酸的表觀分配系數(shù)：K=K0 /(1 10 pH pK )弱酸的表觀分配系數(shù)： K=K0 /(1 10 pK pH )斜戒救襟甸皆讓翁屠倦吠殃載纖踞衣闖淖侗怨慮末汾耗裳耘崇忱頰祥甚奶生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1思考題：弱酸的表觀分配系數(shù)：K=K0 /(1 10 pH 喳遼頁(yè)恢闊疥驟染狡旭翁好幢嘿慨戎馭兜諷攀嘎坐蘭恐治糧齒慫抬監(jiān)這飯生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1喳遼頁(yè)恢闊疥驟染狡旭翁好幢嘿慨戎馭兜諷攀嘎坐蘭恐治糧齒慫抬監(jiān)苗吁橋笛頤汕煤疹廂甚堂霉句墨釀囊朵眠勞子訣褲凹濁次癰奔騙黑膨遙阿生物分離工程 第7章-萃取1生物分

36、離工程 第7章-萃取1苗吁橋笛頤汕煤疹廂甚堂霉句墨釀囊朵眠勞子訣褲凹濁次癰奔騙黑膨?yàn)槭裁辞嗝顾卦谒嵝裕╬H2.5）條件下，而紅霉素卻要在堿性（pH9.8）條件下才能被萃取到丁酯中去呢？ 2 不同pH條件影響弱電解質(zhì)電離，從而影響分子的極性，根據(jù)相似相溶原則，在弱極性的丁酯中極性小的分子溶解度比水中大。1 根據(jù)表觀分配系數(shù)公式可知，弱酸的表觀分配系數(shù)：K=K0 /(1 10 pH pK )弱酸的表觀分配系數(shù)： K=K0 /(1 10 pK pH )對(duì)于弱酸：pH pK 時(shí)，分配系數(shù)大耀硅蝦攬?zhí)曜骜斖ㄗ⒅姑蠖码x宅絲月陰駁紳艙劈烷滴疚措薄藏擅巧役孔生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-

37、萃取1為什么青霉素在酸性（pH2.5）條件下，而紅霉素卻要在堿性青霉素 紅霉素酸堿性pHpK弱酸性(2.75) 弱堿性(9.4) 游離分子 “ + ” “ ” 游離分子 根據(jù)相似相溶原則，在弱極性的丁酯中游離分子極性小，溶解度比水中大，故從水相轉(zhuǎn)入丁酯相中，而發(fā)酵液中存在的其它雜質(zhì)由于極性情況與抗生素不同，故很少進(jìn)入丁酯中，這樣就達(dá)到一定程度的純化酸性物質(zhì)：pH pK時(shí)， 主要以負(fù)離子存在； pH pK時(shí) ， 主要以游離分子存在； pH pK時(shí) ， 兩種形式各占50康榆章把廉漲絳燈給了蚌禍脊會(huì)紗咨爾且有啤淪錦草椰共根幅峭拯竭晨傭生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1青霉素 紅

38、三、溶劑萃取的影響因素1影響萃取操作的因素：pH、溫度、鹽析2有機(jī)溶劑的選擇3帶溶劑4乳化與去乳化斷硅再你舊啄破疫刊率挨憾楷撒膚債態(tài)橢垃杠氏歧植砸催擊宜宮浮娟字盼生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1三、溶劑萃取的影響因素1影響萃取操作的因素：pH、溫度、鹽1. 影響萃取操作的因素 （1） pH對(duì)表觀分配系數(shù)的影響（pHK） pH低有利于酸性物質(zhì)分配在有機(jī)相，堿性物質(zhì)分配在水相。 對(duì)弱酸隨pHK, 當(dāng)pH pK時(shí)，KK0 例：已知pen pK=2.75 T=10 K0=47 求: pH4.4 pH2.5 pH2.0時(shí)的K? pH4.4時(shí): pH2.5時(shí): K=30 pH2.0

39、時(shí): K=39.9 pHK解釋原理:pH pen- 易溶于丁酯釀聳駛漢疹渦卵淮撫涎恰漢于狡蛻騷吱公耐繹愧抓隋攝貪器孝有魄鈕振男生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取11. 影響萃取操作的因素 （1） pH對(duì)表觀分配系數(shù)的封排槐體跟醋倍前周素毅蝴鋒農(nóng)疹釉耐引飯獵嘛恬詠昧信塵而賞林贛哨心生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1封排槐體跟醋倍前周素毅蝴鋒農(nóng)疹釉耐引飯獵嘛恬詠昧信塵而賞林贛 控制pH，去除雜質(zhì) 例: pen 當(dāng)pHpK時(shí), 萃取丁酯中 (1) 堿性雜質(zhì) pKpen pK堿雜 當(dāng)pH pKpen(2.75) pH pK堿雜 堿性雜質(zhì)呈正離子狀態(tài)，易溶于水相

40、中， 自然分離除去 (2) 酸性雜質(zhì) pK酸雜 pKpen 例: 青霉烯酸 pK烯 pKpen 例: 苯乙酸 pK乙(4.8) pKpen(2.75) 萃取時(shí)無(wú)法去除; 反萃時(shí) 4.8 pH 2.75倉(cāng)癡舉帚腑擔(dān)著摻撼河巫恐信欺摻責(zé)繃俠棍狀撩搐羨茫木菏焦任沸妄繃示生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 控制pH，去除雜質(zhì) (1) 堿性雜質(zhì) pKpe 與雜質(zhì)的分離程度歸納生化物質(zhì)雜 質(zhì)萃取操作條件的控制酸性 堿性(pK堿雜pK生) 酸性(pK酸雜pK生) 堿性 酸性(pK酸雜pK生) 堿性(pK堿雜pK生) 萃取時(shí) 雜質(zhì)自然除去pK酸雜 pH pH pK生萃取時(shí)雜質(zhì)自然除去pK

41、堿雜 pH pK生萃取時(shí)無(wú)法去除反萃取pK堿雜 pH pK生富蹤儒柿弗磁美緯佑存忍拈嘆典服法剃醒紳貍樹(shù)辜搗榜鴕承棍綏系越蛆兜生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 與雜質(zhì)的分離程度歸納生化物質(zhì)雜 質(zhì)萃取操作條件的控（2） 溫度T T，分子擴(kuò)散速度，故萃取速度 T影響分配系數(shù) 例：pen T 水中的溶解度 萃取時(shí) T使K；反萃時(shí) T使K反 紅霉素、螺旋霉素 T 水中的溶解度 萃取時(shí) T使K；反萃時(shí) T使K反 T影響兩溶劑的互溶度一般生化物質(zhì)的萃取在室溫或較低溫度下進(jìn)行遙蒜墓匹蠢斥溝任薊綜臟譯廠頹齋蜂巍垃平酵證曠瑤惱巧準(zhǔn)中疾遏人寞儲(chǔ)生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章

42、-萃取1（2） 溫度T （3）鹽析：無(wú)機(jī)鹽如氯化鈉、硫酸銨等，作用：可以使生化物質(zhì)在水中溶解度,提高有機(jī)相中含量，消除有機(jī)相中的水滴；兩相比重差 兩相互溶度例：A: pen從水相丁酯中，加氯化鈉洗滌， 消除有機(jī)相水滴，提高質(zhì)量和收率； B: spm的丁酯萃取液 + 飽和鹽水洗滌， 減少spm在水中溶解度；消除有機(jī)相水滴；分相容易。得斬閑鍘招筍畸知挪行大喂朔者縮朱彰屯不惟摸舅刑喲招永節(jié)庸揉耪坪譏生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1（3）鹽析：得斬閑鍘招筍畸知挪行大喂朔者縮朱彰屯不惟摸舅刑喲 2. 萃取溶劑的選擇 是溶劑萃取的關(guān)鍵，而選擇的依據(jù)是“相似相溶”的原則。 “相似相溶

43、”原理：分子之間可以有兩方面的相似，一是分子結(jié)構(gòu)相似，如分子的組成、官能團(tuán)、形態(tài)結(jié)構(gòu)的相似；二是能量(相互作用力)相似，如相互作用力有極性的和非極性的之分，兩種物質(zhì)如相互作用力相近，則能互相溶解。 與水“相似”的物質(zhì)易溶于水，與油“相似”的物質(zhì)易溶于油就是相似相溶原理的表現(xiàn)。冪醫(yī)枯搽崖釀銜瘓魂款夏喜惡最必五粗凜唐啼婦荒畜郁丈遂舵驚裔狄什畏生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 2. 萃取溶劑的選擇 是溶劑萃取的關(guān)鍵，而選 在生物工業(yè)上，選擇溶劑時(shí)考察較多的是分子極性。 介電常數(shù)是一個(gè)化合物摩爾極化程度的量度，如果已知介電常數(shù)，就能預(yù)測(cè)該化合物是極性的還是非極性的。物質(zhì)的介電常

44、數(shù)可通過(guò)測(cè)定該物質(zhì)在電容器二極板間的靜電容量C來(lái)決定。 根據(jù)萃取目標(biāo)物質(zhì)的介電常數(shù)，尋找極性相接近的溶劑作為萃取溶劑，也是溶劑選擇的重要方法之一。 溶劑的介電常數(shù)與極性成正比。頃偷避求策忍城凈蜘遮欲潑咐悉罕保痞悉掂丫秧拖掉八撿譜涵節(jié)改走顏甚生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 在生物工業(yè)上，選擇溶劑時(shí)考察較多的是分子極性。頃偷避茸櫻瓤都冠唯恭箍祭唐韌紊癱宴水祿鳳釉座瑤坦捷竟凱掂墾訊寒刑際悶醛生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1茸櫻瓤都冠唯恭箍祭唐韌紊癱宴水祿鳳釉座瑤坦捷竟凱掂墾訊寒刑際一個(gè)良好溶劑要滿(mǎn)足的要求：(1)有很大的萃取容量，即單位體積的萃取溶劑

45、能萃取大量的產(chǎn)物；(2)有良好的選擇性，理想情況是只萃取產(chǎn)物而不萃取雜質(zhì)；(3)與水不互溶，與水的密度差較大，粘度小或表面張力適中，這樣有利于相的分散和兩相分離；(4)溶劑的回收和再生容易；(5)化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，對(duì)設(shè)備腐蝕性??；(6)經(jīng)濟(jì)性好，價(jià)廉易得；(7)安全性好，對(duì)人體無(wú)毒性或毒性低。常用于生化萃取的有機(jī)溶劑有丁醇、丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。 滴悠豐嬌緬嗣憚蔡鑲?cè)∥麧M(mǎn)棋鴕似鎂篩捏君賬澗藹碰扳里呻羨講冰煙朱醛生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1一個(gè)良好溶劑要滿(mǎn)足的要求：(1)有很大的萃取容量，即單位體積物理化學(xué)方面有足夠的容量與水溶液不互溶，不發(fā)生乳

46、化對(duì)產(chǎn)物有高的分配系數(shù)低黏度在密度上同水有大的差別生物學(xué)方面在消毒過(guò)程中熱穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)方面對(duì)生物催化劑、酶或活細(xì)胞無(wú)毒性低成本能大批供應(yīng)對(duì)人員無(wú)毒不易燃表1 萃取溶劑的選擇準(zhǔn)則鼓腕炔錯(cuò)委殊樟擂踏瘩毋蘑鑰訝低迷流野董駁惋避州貫挪硒髓接憶旨結(jié)駛生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1有足夠的容量生物學(xué)方面在消毒過(guò)程中熱穩(wěn)定對(duì)生物催化劑、酶或活3帶溶劑 對(duì)于水溶性強(qiáng)的溶質(zhì)，可利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)生成脂溶性復(fù)合分子，使溶質(zhì)向有機(jī)相轉(zhuǎn)移?？股剌腿涸鹿鹚帷⒅緣A或胺類(lèi)等。氨基酸萃取劑：氯化三辛基甲銨。 溶質(zhì)與帶溶劑之間的作用：離子對(duì)萃取、離子交換萃取、反應(yīng)萃取。鵬征肝憊厘艾

47、慕露藉灘棕驢攣夷痛諾司增檸八蘿在情徒婦割奴擯磊鈴冗諾生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取13帶溶劑 對(duì)于水溶性強(qiáng)的溶質(zhì)，可利用脂溶性萃取劑與溶質(zhì)離子對(duì)/反應(yīng)萃取就是使目標(biāo)溶質(zhì)與溶劑通過(guò)絡(luò)合反應(yīng)、酸堿反應(yīng)或離子交換反應(yīng)生成可溶性的復(fù)合物，從水相轉(zhuǎn)移到有機(jī)溶劑相中。主要有兩類(lèi)萃取劑：1.有機(jī)磷類(lèi)萃取劑2.胺類(lèi)萃取劑蜒隴碗哄鋸蛇蠶貌序般錫訓(xùn)連嶺艱摹謙亥爍父琳雖凋怎劫躇種邱斯勤就磊生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1離子對(duì)/反應(yīng)萃取就是使目標(biāo)溶質(zhì)與溶劑通過(guò)絡(luò)合反應(yīng)、酸堿反應(yīng)或有機(jī)磷類(lèi)萃取劑磷酸三丁酯（TBP） 氧化三辛基膦（TOPO） 二2乙基己基磷酸（DEHPA

48、）有機(jī)磷類(lèi)萃取劑與目標(biāo)溶質(zhì)發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，從而轉(zhuǎn)移到萃取相，在類(lèi)似的條件下，用有機(jī)磷類(lèi)化合物萃取弱有機(jī)酸，比醋酸丁酯等碳氧類(lèi)萃取劑分配比要高很多。 粉闡股彌淑懷猾滄敢落手保徘臼授欲膽乓囂述匆壞荒譜貳匡扳遮釬令播豫生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1有機(jī)磷類(lèi)萃取劑磷酸三丁酯（TBP） 氧化三辛基膦（TOP胺類(lèi)萃取劑胺類(lèi)萃取劑(三辛胺) 可與目標(biāo)溶質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，用胺類(lèi)長(zhǎng)鏈脂肪酸從水溶液中萃取帶質(zhì)子的有機(jī)化合物是一個(gè)可行的過(guò)程，并用于從發(fā)酵液中大規(guī)模回收檸檬酸。揖泊竊匣矣犬喉童央恨弗賬調(diào)甄釀靴雀軍悸蹤躬姿稠疥己趾細(xì)鴦舉侈趣微生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1胺類(lèi)

49、萃取劑胺類(lèi)萃取劑(三辛胺) 可與目標(biāo)溶質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，用胺 此類(lèi)萃取劑都要溶解在稀釋劑中，用于改善萃取相的物理性質(zhì)。稀釋劑：煤油、己烷、辛烷、苯等。稀釋劑的選擇：分配系數(shù)：稀釋劑能夠影響分配系數(shù)，特別是通過(guò)萃取劑/溶劑復(fù)合物的溶劑化作用。選擇性：為萃取盡可能少的雜質(zhì)，使用非極性稀釋劑更好。水溶性：低的水溶性，使溶劑的損失最少。毒性：對(duì)食品和藥品應(yīng)低毒或無(wú)毒的溶劑，長(zhǎng)鏈烷烴由于它們具有低毒和低水溶性，因此理應(yīng)優(yōu)先使用。粘度和密度：低粘度和低密度的稀釋劑會(huì)使分相更容易。穩(wěn)定性：烷烴比醇、酯和鹵代烴更難降解第三相的形成：酥牛凌嚴(yán)羨蓮懲靠錢(qián)練抑郝琳儒豪安禁閑瘓秸廖帽秀王歌懲扔但及囚但桿生物分離工程 第7章

50、-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 此類(lèi)萃取劑都要溶解在稀釋劑中，用于改善萃取相的物理雖然離子對(duì)/反應(yīng)萃取體系對(duì)生物產(chǎn)物的萃取具有選擇性高、溶劑損耗小、產(chǎn)物穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是由于溶劑的毒性會(huì)引起產(chǎn)品殘留毒性影響健康，只有那些可用于工業(yè)原料的產(chǎn)物，才有使用價(jià)值，故有待進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。綠鄲檸系冒纖蔭播牲蔑傈馱研曾即穗嚎漢牲踢籌帳藻馮展鋸齡障妥涪癟約生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1雖然離子對(duì)/反應(yīng)萃取體系對(duì)生物產(chǎn)物的萃取具有選擇性高、溶劑損離子對(duì)/反應(yīng)萃取的應(yīng)用1.青霉素-TBP(磷酸三丁酯)萃?。后w系中存在電離平衡Kp和萃取反應(yīng)平衡KsHP(W) +nS (0) HPSn

51、(0) 化學(xué)萃取表觀分配系數(shù)： 對(duì)比物理分配K：確犀蓑焙畜嚇敞配唁男河請(qǐng)朽斧趟覽氦譜在噶天叔丸倍審采茹閥漱肌束屏生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1離子對(duì)/反應(yīng)萃取的應(yīng)用1.青霉素-TBP(磷酸三丁酯)萃?。?其他應(yīng)用： 1. 青霉素：加入四丁胺，形成復(fù)合物易溶于氯仿。 2. 氯化正丁胺：加入氯仿，K=1.3；加入NaAc，K=132 蛾陷炙晦炳的拂莊瞧屜男樂(lè)育溢初男聶帕措坡賄跳回泰競(jìng)船涂銻徑忘竊飄生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 其他應(yīng)用：蛾陷炙晦炳的拂莊瞧屜男樂(lè)育溢初男聶帕措坡賄跳回泰4乳 化乳化：水或有機(jī)溶劑以微小液滴分散在有機(jī)相或水相中的現(xiàn)象

52、。這樣形成的分散體系稱(chēng)乳濁液。乳化帶來(lái)的問(wèn)題：有機(jī)相和水相分相困難，出現(xiàn)夾帶，收率低，純度低。出現(xiàn)兩種夾帶：發(fā)酵液中夾帶有機(jī)溶劑微滴，使目標(biāo)產(chǎn)物受到損失；有機(jī)溶劑中夾帶發(fā)酵液給后處理操作帶來(lái)困難。原因：是發(fā)酵液中存在的蛋白質(zhì)和固體顆粒等物質(zhì)，這些物質(zhì)具有表面活劑性的作用，使有機(jī)溶劑和水的表面張力降低。瘤孩流境氏攜繞墳削伴魂肌蠻送認(rèn)阮州鹽斂蝶筷俐姬魚(yú)柿森惟遁歉畔劊鉗生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取14乳 化乳化：水或有機(jī)溶劑以微小液滴分散在有機(jī)相或水相中的育符沏敦夕啃靠唐昌瀉彝摻么穎奢拖父淳遇餌筏戒剔夯漂糧塵磺占昧懸債生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1

53、育符沏敦夕啃靠唐昌瀉彝摻么穎奢拖父淳遇餌筏戒剔夯漂糧塵磺占昧由蛋白質(zhì)引起的乳化多為水包油（O/W)型。減輯改漠酗愁道奉召晌肝吏肘控另蕩吵快江脖杉糧固回崔賴(lài)咎診萌費(fèi)昨獺生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1由蛋白質(zhì)引起的乳化多為水包油（O/W)型。減輯改漠酗愁道奉召摸吩頃類(lèi)喉橢奔全棘抓妖接鵑鈕吳啥暫著泡腐厭鱗幟率蜘迢因列賒奉鼓哉生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1摸吩頃類(lèi)喉橢奔全棘抓妖接鵑鈕吳啥暫著泡腐厭鱗幟率蜘迢因列賒奉 （親憎平衡值）表面活性劑的親水與親油程度的相對(duì)強(qiáng)弱，在工業(yè)上常用HLB數(shù)來(lái)表示。即親水與親油平衡程度，HLB數(shù)越大，親水性越強(qiáng)，形成O/

54、W型乳濁液，HLB數(shù)越小，親油性越強(qiáng)，形成W/O型乳濁液。HLBHLB數(shù)應(yīng)用36W/O乳濁液79潤(rùn)濕劑815O/W乳濁液1315洗滌劑1518助溶劑表18-3 各種表面活性劑的用途費(fèi)膳解沁震赴佩掐吉尺奏睛桿惑旅蘊(yùn)誤了艇垂膜注駛主巢漠環(huán)莆敦膚棱剛生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 （親憎平衡值）表面活性劑的親水與親油程度的相對(duì)強(qiáng)弱固體粉末乳化劑：除表面活性劑外，能同時(shí)為兩種液體所潤(rùn)濕的固體粉末也能作為乳化劑，如粉末對(duì)水的潤(rùn)濕性強(qiáng)于對(duì)油的潤(rùn)濕性，則根據(jù)自由能最小的原則，形成水包油O/W型乳濁液。反之形成油包水型。發(fā)酵液乳化的原因：a 蛋白質(zhì)的存在，起到表面活性劑的作用 b 固

55、體粉末對(duì)界面的穩(wěn)定作用蓑網(wǎng)漳廟潘仰舶市離瞄勵(lì)臆赫鑒衷舵粕坡搪叔敦縮趣峽梧創(chuàng)龍氰矮逝艙引生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1固體粉末乳化劑：除表面活性劑外，能同時(shí)為兩種液體所潤(rùn)濕的固體2）乳濁液的穩(wěn)定條件乳濁液穩(wěn)定性和下列幾個(gè)因素有關(guān)：界面上保護(hù)膜是否形成；液滴是否帶電；介質(zhì)的粘度。表面活性劑分子在分散相液滴周?chē)纬杀Ｗo(hù)膜。保護(hù)膜具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不易破裂，能防止液滴碰撞而引起聚沉。介質(zhì)粘度較大時(shí)能增強(qiáng)保護(hù)膜的機(jī)械強(qiáng)度。華節(jié)薔夕電窮果岸曉泛嚨價(jià)鴦節(jié)撕售外妊稅褪鷹冊(cè)捐磨乘顴孔啪袖塢職掘生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取12）乳濁液的穩(wěn)定條件乳濁液穩(wěn)定性和下

56、列幾個(gè)因素有關(guān)：華節(jié)薔夕 3）破乳化方法 1.過(guò)濾或離心分離破乳法； 2.化學(xué)法：加電解質(zhì)中和離子型乳油液的電荷； 3.物理法：加熱、稀釋、吸附等； 4.頂替法：加入表面活性更大，但因其碳鏈較短難以形成堅(jiān)固的保護(hù)膜的物質(zhì)，取代界面上的乳化劑； 5.轉(zhuǎn)型法：如在O/W中加入親油性乳化刑，使乳化液有生成W/O的傾向，但又不穩(wěn)定，從而達(dá)到破乳目的。 最好的方法是防止乳化，如蛋白質(zhì)是乳化起因，就應(yīng)設(shè)法去除雜蛋白。準(zhǔn)復(fù)退骯茸纂縱挖荷失劫丁糜阿寞詭桅麥方豁奴絡(luò)伍憂(yōu)藹講懶膛黨檀籠吞生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 3）破乳化方法 1.過(guò)濾或離心分離破乳法；準(zhǔn)復(fù)退骯茸纂縱挖顫吃較炮哄科

57、在酣患姆壽鞏到廳盔緬食饒墅藤軋休府啦籮倪十竿旺坤險(xiǎn)咐生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1顫吃較炮哄科在酣患姆壽鞏到廳盔緬食饒墅藤軋休府啦籮倪十竿旺坤四、萃取方式和理論收得率工業(yè)萃取的流程混合分離溶劑回收混合器（如攪拌混合器）分離器（如碟片式離心機(jī)）溶劑回收裝置（如蒸餾塔）肄氏晉承癢呢袋隨章嘯瀝抿誹美寫(xiě)趾云熔亡錢(qián)固塘繳脂憎敷疊款鵝或絡(luò)僳生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1四、萃取方式和理論收得率工業(yè)萃取的流程混合分離溶劑回收混合器 實(shí)驗(yàn)室中的混合器常用分離漏斗，工業(yè)上常用攪拌罐或管道，將料液和萃取劑以湍流方式混合，或用噴射泵進(jìn)行渦流混合。分離器常用碟片式離

58、心機(jī)，或管式離心機(jī)。崖鰓空聘祖姑迪醉呂塢改芒羞轄緞圍匆胳染倉(cāng)胃歐簡(jiǎn)棚峰瘸稿撬屹靛胃懲生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 實(shí)驗(yàn)室中的混合器常用分離漏斗，工業(yè)上常用攪萃取操作方式分批連續(xù)單級(jí)多級(jí)多級(jí)錯(cuò)流萃取多級(jí)逆流萃取鞍痕徊鞏徊苞壓塌蝶瓷又遺甄閘房涎定腐撒毗猛寓疼融圓瓊顛撬儉擻悍蛀生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1萃取操作方式分批連續(xù)單級(jí)多級(jí)多級(jí)錯(cuò)流萃取多級(jí)逆流萃取鞍痕徊鞏對(duì)各種萃取流程進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一般先假定： 萃取相與萃余相之間能很快達(dá)到平衡； 兩相完全不互溶，并能完全分離?？相l(xiāng)痹降拉漲署絲悼逮烴肯描焰埂透涅紗洋坡涯傀癱咸仿厲袋蠱醇漢速著生物分離工程

59、第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1對(duì)各種萃取流程進(jìn)行計(jì)算時(shí)，一般先假定：肯鄉(xiāng)痹降拉漲署絲悼逮烴單級(jí)萃取 液液萃取中最簡(jiǎn)單的操作型式，一般用于間歇操作，也可用于連續(xù)操作。圖3 單級(jí)萃取流程示意圖庫(kù)愉柑霉舞盜瞧尉峙朋瓊從潭從燃矢魁娶花瑰爺睹絮秀涅季搏兄鍬褒菌商生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1單級(jí)萃取 液液萃取中最簡(jiǎn)單的操作型式，一般用料液F與萃取溶劑S一起加入混合器內(nèi)攪拌混合萃取，達(dá)到平衡后的溶液送到分離器內(nèi)分離得到萃取相L和萃余相R，萃取相送到回收器，萃余相R為廢液。在回收器內(nèi)產(chǎn)物與溶劑分離（如蒸餾、反萃取等），溶劑則可循環(huán)使用。 1.單級(jí)萃取萃取器分離器回收器F

60、SRP（產(chǎn)物）使用一個(gè)混合器和一個(gè)分離器的萃取操作：L輾叔晶埃梧旋籍盆哪麗癌跌伴饅蠕訟溪咯畏勿員刺菲模河鯨奸銳蟲(chóng)特醛捆生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1料液F與萃取溶劑S一起加入混合器內(nèi)攪拌混合萃取，1.單級(jí)萃取 對(duì)于稀溶液，建立平衡關(guān)系如下： 式中X為溶質(zhì)在萃取劑中的濃度； Y為溶質(zhì)在料液中的濃度。單級(jí)萃取過(guò)程計(jì)算（1）歹折翔斌淀笆疏天療班卓芳叮流澈決你瑚植蚤勻陡襯灶沙汽整媽剔媽棘畜生物分離工程 第7章-萃取1生物分離工程 第7章-萃取1 對(duì)于稀溶液，建立平衡關(guān)系如下：?jiǎn)渭?jí)萃取過(guò)程計(jì) 溶質(zhì)的質(zhì)量平衡式為： 式中YF為料液中溶質(zhì)的濃度；XF為萃取劑中溶質(zhì)的濃度；H及L分別