第03章讲义-萃取分离技术-3.1-生物分离中的液液萃取--生物分离工程精品(共59张精品).pptxVIP

第03章萃取(cuìqǔ)别离技术

目录3.1生物别离中的液液萃取(cuìqǔ)3.2液液萃取(cuìqǔ)过程分析3.3超临界流体萃取(cuìqǔ)3.4双水相萃取(cuìqǔ)3.5反微团萃取(cuìqǔ)?前一章(yīzhānɡ)?后一章?总目录第一页，共59页。

3.1生物(shēngwù)别离中的液液萃取液液萃取,是利用在两个不相溶混的液相中目的产物和其他(qítā)各组分溶解度的不同，而到达别离的目的。青霉素的提取，是最早的萃取在大规模生物别离中应用的实例。作为一种重要的提浓和初步纯化技术，萃取在生物别离中有广泛应用(氨基酸、有机酸、抗生素、维生素、激素和生物碱等)。随着萃取新技术的研究，应用范围不断拓宽(多肽、胞内酶、蛋白质、核酸等)。溶剂萃取法和其他(qítā)新型别离技术相结合，产生了多种新别离技术，如双水相萃取、反微团萃取和超临界流体萃取技术等。第二页，共59页。

待处理溶液中被萃取的物质为溶质(A)，其余为原溶剂(C)，参加的第三组分为萃取剂(S)。萃取剂应对料液中溶质A有尽可能大溶解度，而与原溶剂C互不相溶或微溶。当萃取剂参加到料液中混和静置后分成两液相，其一以萃取剂(含溶质)为主，为萃取相(E)，另一相以原溶剂为主，称为(chēnɡwéi)萃余相(R)。生物别离中萃取相通常是有机溶剂，萃余相是水。(3-1)x—平衡(pínghéng)时萃余相中溶质浓度y—平衡(pínghéng)时萃取相中溶质浓度萃取分配(fēnpèi)系数对于生物别离体系，溶质浓度通常较低，在给定溶剂中，溶质在两相间分配系数近似常数。第三页，共59页。

物理萃取－利用溶剂对欲别离组分有较高的溶解能力进行选择性别离，萃取剂与溶质之间不发生化学反响。如用乙酸丁酯萃取发酵液中的青霉素。化学萃取－利用萃取剂与溶质之间有选择性的化学反响，生成复合分子在两相中(xiānɡzhōnɡ)重新分配而到达别离目的。萃取剂与溶质的化学反响包括离子交换和络合反响等。如,柠檬酸在酸性条件下，与磷酸三丁酯(TBP)形成中性络合物而进入有机相(C6H8O7·3TBP·2H2O)。萃取(cuìqǔ)机理第四页，共59页。

如何得到满意(mǎnyì)的萃取效率？1.选择适当的萃取(cuìqǔ)剂尽量选择对溶质有较大分配系数k的萃取(cuìqǔ)剂。良好的萃取(cuìqǔ)剂一般还应满足：选择性好。化学稳定性好。易于分层：密度差较大(jiàodà)，粘度小，外表张力适中，相分散和相别离较容易，不产生第三相或产生乳化现象。萃取剂易于回收和再利用。萃取剂价廉易得，经济性好。毒性和环境污染小，闪点低，使用平安。第五页，共59页。

2.改变溶质的形态生物产品的别离过程，不应使其丧失生物效能，这就限制了萃取剂的选择范围。通过适当改变溶质的形态，使分配系数(xìshù)k改变，以改进萃取别离。具体方法主要有二，即通过溶质离子对的变化和萃取体系pH值的改变来实现。第六页，共59页。

〔1〕待别离溶质(产物,如有机酸、抗生素等)很多是弱酸或弱碱，故可用改变萃取溶液的pH值的方法来提高(tígāo)分配系数。摆动(bǎidòng)效应pH＝5.5时，青霉素在醋酸丁酯等萃取剂中比在水中更易溶解；用醋酸丁酯加到青霉素发酵液中并使其充分接触(jiēchù)，从而使青霉素被萃取浓集到醋酸丁酯中，到达别离提取青霉素的目的。第七页，共59页。

弱电解质在水相中发生不完全解离，仅是游离酸或游离碱在两相产生分配平衡，而酸根(suāngēn)或碱基不能进入有机相。到达萃取平衡态时，一方面弱电解质在水相中到达解离平衡，另一方面未解离的游离电解质在两相中到达分配平衡。对于弱酸性和弱碱性电解质，解离平衡关系分别为解离(jiělí)平衡常数分别为(3-6)(3-5)(3-7)(3-8)第八页，共59页。

弱酸(ruòsuān)性溶质的萃取：弱酸(ruòsuān)在水相中局部电离，而在有机溶剂中几乎不离解，在有机溶剂-水萃取体系中，表现分配系数为：式中──弱酸在有机(yǒujī)相(E)中的浓度；──弱酸在水相(R)中的浓度；──酸根离子在水相(R)中浓度。(3-9)第九页，共59页。

而水相中弱酸