生物分离工程萃取.docx

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生物分离工程萃取

生物分离工程萃取

通过本章学习因掌握以下内容：

1、什么是萃取过程？

2、萃取平衡的条件？

3、液・液萃取的分类？

4、常见物理萃取体系由那些构成要素？

5、何谓萃取的分配系数？

其影响因素有哪些？

6、掌握多级萃取萃取级数的计算方法。

7、萃取设备的选择方法

8、何谓超临界流体萃取？

其特点有哪些？

9、何谓双水相萃取?

常见的双水相构成体系有哪些？

10、反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理

11、反应萃取的基本原理

二萃取过程

利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从

而达到分离的目的

物理萃取、化学萃取

三、物理萃取

利用溶剂对需分离组分有较高的溶解能力，分离过程纯属物理过程

溶质:

被萃取的物质

原溶剂：

原先溶解溶岳的溶剂

萃取剂:

加入的第三组分

萃取剂选择原则：

使溶质在萃取相中有最大的溶解度

1、分配系数：

衡量萃取体系是否合理的重要参数X/Y

2、萃取分离的基本方程

〃（/）=〃（力）

由物化理论可知:

萃取操作达到平衡时，溶质在轻相和重相中的化学势相等。

即

“芈沖[心加2]

XK1

由上式可知，分配系数的对数值与标准状态下的化学势的差值有关

因此,要提高溶岳的分配系数，必须提高标准状态下，其在重相与轻相的化学势之差。

可以采取的方法有:

（a）改变溶剂

（b）改变溶離的恃性

•生成有用离子对•-可溶于萃取剂的离子对

将强酸弱碱盐或强碱弱酸盐生成弱酸弱碱盐

•通过改变原溶剂中的pH值,改变溶压的解离

3、单级萃取:

使含溶贡的溶液（h）和萃取剂（L）解岀混合，静止后分成两层。

4、多级萃取:

是理生产最常用的萃取流程

分离效率高

产品回收率高

溶剂用量少

5、常用的萃取设备

混合-沉降器

旋转圓筒萃取塔

离心萃取器

填横

喷雾塔

旋转圓盘塔

四、超临界流体萃取（SupercriticalFluidExtraction,SFE）

1、超临界流体:

当一种流体处于其临界点的温度和压力之下”则称之为超临界

流体。

特点：

（a）密度接近液体…萃取能力强

（b）粘度斷宅体…传质性能好

PhaseDiagram:

CntcalPressure:

73bar

2、超临界流体萃取的基本思想

利用超临界流体的特殊性底，使其在超临界状态下，与待分离的物料接触,

萃取岀目的产物，然后通过降压或升温的方法，使萃取物得到分离

常用萃取剂:

（1）极性萃取剂：

乙醇、甲醇、水（难）

（2）耳取性萃取剂:

二氧化碳（易）

3、超临界二氧化碳萃取

临界点：

T:

304.1P:

73.8bar

优点：

缺点：

临界条件温和设备投资大

产品分离简单

无毒、无害

不燃

无腐蚀性价格便宜

超临界CO2萃取流程圉

超临界流体的应用

（1）咖啡因萃取

（2）植物油：

胚芽油、玉米油、Y亚麻酸

（3）天然香料:

杏仁油、柠樣油（4）啤酒花（5）尼古丁

五、双水相萃取（AqueousTwoPhase）

1、概念:

利用物质在不相溶的，两水相间分配系数的差异进行萃取的方法

2、可以构成双水相的体系：

（1）离子型高聚物■非离子型高聚物

PEG・DEXTRAN

（2）高聚物-相对低分子量化合物

PEG-硫酸披

3、双水相萃取的原理

依据悬浮粒子与其周围物质員有的复杂的相互作用：

（a）氢键

（b）电荷力

（c）疏水作用

（d）范德华力

（e）构象效应

4、双水相系统中目标物分配系数的影响因素

（1）成相高聚物浓度・・界面张力

（2）成相高聚物的相对分子量

一般来说，蛋白等高分子量物质易隼中于低分子量相

（3）电化学分配

双水相萃取时，蛋白质的分配系数受离子强度的影响很小

（4）酗反应

（5）生物亲和分配

（6）温度及其它因素5、双水相萃取的优点

（1）平衡时间短、含水量高、截面张力小，特别适合于生物活性物质的分离纯

化

（2）操作简便

（3）易于放大

6.反胶束萃取（ReversedMicellesExtraction）

胶束是表面活性列在非极性有机溶剂中形成的一种聚隼体

当表面活性剂浓度超过临界微团浓度时，表面活性剂会在水溶液中形成聚集

体

RM

微团和反微团

极性头朝外疏水的尾部朝内冲间形阳E极性的

2.反微团：

表面活性剂

的极性头朝内疏水的尾部向外,中间形成极性的“核”

3.反微团的优点

（1）极性“水核”具有较强的溶解能力。

（2）生物大分子由于具有较强的极性，可溶解于极性水核中，防止与外界有机溶剂接触，减少变性作用。

（3）由于“水核啲尺度效应，可以稳定蛋白质的立体结构，増加其结构的刚性,提高其反应性能。

因此，可作为酶固定化体系，用于水不溶性底物的生物催化

4、构成反胶团的表面活性剂种类

（1）阴离子表面活性剂

AOT

（2）阳离子表面活性剂

季铁盐

7.化学萃取

1、概念:

利用可与被萃目标物发生反应的弓嵌性物质作为萃取剂进行的反应

2、络合萃取分离有机酸（醋酸）

季铁盐

叔胺

3、络合萃取体系构成

萃取剂

稀释剂

Xion-pair）（H-bonding）唧+HACsR、N•HAC

离子交换（ion

exchange）心何弋广+ACT今他NHJACT

八、本章作业

1、什么是萃取过程？

2、液■液萃取从机理上分析可分为哪两类？

3、當见物理萃取体系由那些构成要素？

4、何谓萃取的分配系数？

其影响因素有哪些？

5、何谓超临界流体萃取？

其特点有哪些？

6、何谓双水相萃取?

常见的双水相构成体系有哪些？

7、反胶团的构成以及反胶团萃取的基本原理