生物分离工程第四章萃取.pptVIP

⑸脉冲萃取柱 主要有脉冲筛板柱和脉冲填料柱。 利用脉冲发生装置，产生使流体作垂直方向脉动运动的能量。 脉冲发生其可以远离萃取柱柱体，工作可靠，而机械搅拌柱的转轴轴承存在维修问题。在处理腐蚀和放射性溶液时，比搅拌柱有明显的优点。在核化工及其他领域广泛应用。 三、液液萃取设备及其设计的理论基础 ⑹振动筛板柱 原理与脉冲筛板柱相似，但克服了后者是整个 萃取柱内流体产生脉动因而能耗大的缺点，改为流体不振动，而使筛板在柱内作上、下的往复运动。振动的筛板使液滴得以很好的分散和均匀的搅拌。 三、液液萃取设备及其设计的理论基础 我们这里的有机溶剂萃取指料液相为水相，萃取剂为有机溶剂的液-液萃取。 有机溶剂萃取特点处理量大、能耗低、速度快，易于实现连续操作和自动化控制。 ㈠弱电解质萃取的原理 有机溶剂常用于萃取有机酸、氨基酸、抗生素等弱电解质。 弱电解质在水中不发生完全解离，仅仅是游离酸或游离碱在两相产生分配平衡，酸根和碱基不能进入有机相。 弱电解质萃取中存在两个平衡：弱电解质在水中的解离平衡，游离电解质在两相中的分配平衡。 四、有机溶剂萃取 弱酸性和弱碱性电解质的解离关系式： 解离常数： 分配常数为： 四、有机溶剂萃取 一般测定的为水相中弱酸的总浓度 上面三个式子综合得弱酸性电解质的分配常数 分配系数： 四、有机溶剂萃取 ㈡化学萃取平衡 氨基酸及一些极性很强的抗生素，水溶性很强，在有机溶剂中的分配系数很小，常需要用化学萃取法。 两个解离平衡关系式： 四、有机溶剂萃取 得到两个解离常数 ①阴离子型交换剂（氯化三辛基甲铵）萃取时 离子交换平衡常数： 水相中氨基酸的总浓度： 四、有机溶剂萃取 氨基酸和Cl-分配系数为： 可推到出： 阴离子氨基酸的交换反应需要在高于其等电点的pH范围内进行，所以[A+]可忽略不计。 四、有机溶剂萃取 ②阳离子型交换剂萃取时（二（2-乙基己基）磷酸） 离子交换平衡常数： 氨基酸的分配系数 阳离子氨基酸的离子交换反应需要在pH小于等电点的范围内进行，[A-]忽略不计。 四、有机溶剂萃取 ㈢影响有机溶剂萃取的因素 ①水相物理条件对萃取的影响 a.pH 不仅影响分配系数的大小，还影响溶剂的选择性。物理萃取时，弱酸性电解质的分配系数随pH的降低而增大，弱碱性电解质则正相反。 b.温度 温度越高萃取速率越大，但生化产物高温时不温度，一般在室温和低温下进行。 c.无机盐 可降低溶质在水相中的溶解度，有利于向有机相中分配。 四、有机溶剂萃取 四、有机溶剂萃取 d. 带溶剂 易溶于溶剂中并能够和溶质形成复合物且此复合物在一定条件下又易分解的物质，也称化学萃取剂。如链霉素（水溶性较强的碱）可与月桂酸形成复合物能溶于丁醇、醋酸丁酯等，此复合物分解后可再转入水相。 ②有机溶剂的选择 a.根据相似相溶原理 溶剂对溶质有较好的溶解度，还要有良好的选择性。主要考虑两方面：分子结构相似，如分子的组成、官能团、形态结构等；分子的极性，根据介电常数的大小选择。 b.单位体积的溶剂能萃取大量的溶质。 c.与水互溶性低，粘度低、表面张力小或适中相分散与分离容易。 d.不与目标产物发生反应，与水的密度差较大，便于分层 e.易回收再生。 f.化学稳定性好，不易分解，腐蚀性小。 g.价廉。 h.无毒、低毒。 四、有机溶剂萃取 ㈣乳化现象 乳化：水或有机溶剂以微小液滴形式分散于有机相或水相的现象。乳化产生后有机相和水相分层困难，出现夹带。使目标产物受损，给后处理带来麻烦。 原因：料液中存在蛋白质和固体颗粒，它们具有表面活性剂的作用。 处理：提前对料液进行过滤或絮凝；加入适当的表面活性剂破乳。 四、有机溶剂萃取 1.基本概念 主要针对生物活性大分子的提取而开发的一种新型液-液萃取技术。 双水相系统 某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相中水分均占很大的比例，形成双水相系统。 聚合物的不相溶性 当高分子聚合物混合时，因它们的相对分子质量较大，不同的高分子聚合物之间的具有排斥作用，且该作用比混合过程的熵增加占主导地位，一种分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相，这种含有聚合物分子的溶液发生分层的现象称聚合物的不相溶性。 五、双水相萃取 五、双水相萃取 几种双水相系统 非离子型高聚物-非离子型高聚物 聚电解质-非离子型高聚物 聚电解质-聚电解质 高聚物-无机盐 聚丙二醇-聚乙二醇 硫酸葡聚糖钠盐- 聚丙二醇 硫酸葡聚糖钠盐- 羧甲基葡聚糖钠 聚乙二醇- 硫酸铵 聚丙二醇-聚乙烯醇 羧甲基葡聚糖钠盐 -甲