萃取分离与设备.ppt

第八章 萃取分离设备 ? 第一节 萃取分离设备 1、液-液萃取分离设备 2、液-固萃取分离设备 3、超临界萃取分离设备 （一）混合设备 传统的混合设备是搅拌罐 1、管式混合器 在管道中混合 2、气流搅拌混合罐 将空气通入液体介质， 借鼓泡作用发生搅拌。 设备动画\8萃取器\8-01混合沉降萃取器.swf 设备动画\8萃取器\混合器与澄清器混合装置.swf 设备动画\8萃取器\单级转筒式离心萃取器.swf （三）离心萃取机 设备动画\8萃取器\8-07离心萃取机.swf 设备动画\8萃取器\8-02筛板萃取塔.swf 设备动画\8萃取器\8-03填料萃取塔.swf 设备动画\8萃取器\8-04转盘筛板萃取塔.swf 设备动画\8萃取器\8-05往复筛板萃取塔.swf 设备动画\8萃取器\8-06脉冲筛板萃取塔.swf 2、多级逆流液固萃取罐组 离子交换法：是应用合成的离子交换剂作为吸附剂，将溶液中的物质，吸附在交换剂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物质从交换剂上洗脱下来，达到分离、浓缩、提纯的目的。 离子交换树脂是能在水溶液中交换离子的固体，其分子可以分成三个部分： 交联的具有三维空间立体结构的网络骨架（通常不溶于酸、碱和有机溶媒，化学稳定性良好） 联结在骨架上的功能基（活性基）； 活性基所带的相反电荷的离子（称为可交换离子） 离子交换的一般流程 （1）原料液的预处理，使得流动相易于被吸附剂吸附； （2）原料液和离子交换树脂的充分接触，使吸附进行； （3）淋洗离子交换树脂，以去除杂质； （4）把离子交换树脂上的有用物质解吸并洗脱下来； （5）离子交换树脂的再生。 离子交换过程原理 离子交换树脂的分类 离子交换树脂按活性基团的性质不同可分为： 阳离子交换剂：前者对阳离子具有交换能力，活性基团为酸性 阴离子交换剂：对阴离子具有交换能力，活性基团为碱性。 阴阳离子交换剂又根据其活性基团的电离程度强弱不同分为： 强酸性阳离子交换剂 弱酸性阳离子交换剂 强碱性阴离子交换剂 弱碱性阴离子交换剂 根据离子交换剂的材料也可分为两类： 1、苯乙烯和聚苯乙烯树脂 常用于分离离子型小分子（如多肽，糖磷酸脂、抗生素等） 2、第二类离子交换剂是多糖类骨架的离子交换树脂 目前广泛应用在离子交换分离生物大分子上 2．膨胀度 各种离子的交换树脂，都含有极性很强的交换基团，因此亲水性极强，吸水就膨胀，脱水就收缩。膨胀是可逆地进行的，其程度随树脂的交联度、相反离子的种类和浓度、外部溶液的浓度而变化。 4．交换容量 交换容量是单位质量的干燥离子交换剂或单位体积的湿离子交换剂所能吸附的一价离子的毫摩尔数，是表征树脂交换能力的主要参数。 蛋白质等生物大分子与小分子化合物的离子交换特性有很大差别：蛋白质的分子量大，树脂孔道对其空间排阻作用大，不能与所有的离子交换活性中心接触；离子交换吸附的蛋白质分子会妨碍其他蛋白质与未吸附蛋白质的离子交换基团发生作用，并阻碍蛋白质扩散进入到其他交换区域；蛋白质带多价电荷，在离子交换中一般可与多个离子交换基发生作用。因此，蛋白质的交换容量远低于小分子化合物的交换容量。 5．滴定曲线 滴定曲线是检验和测定离子交换剂性能的重要数据，可估算离子交换剂的交换容量，可推算不同离子交换基团的数目。同时，滴定曲线还表示交换容量随pH的变化。因此，滴定曲线比较全面地表征了离子交换剂的性质。 2．动力学 由于树脂放入水溶液中表面就会始终存在一层薄膜，所以离子交换过程一般包含有下列五个步骤。 （ｌ）液相中的反离子Ａ扩散到树脂表面； （２）反离子Ａ从树脂表面再扩散到树脂内部的活性中心 （３）反离子Ａ与树脂上反离子Ｂ发生交换反应 （４）解吸离子Ｂ自树脂内部扩散到树脂表面 （５）Ｂ离子从树脂表面扩散到溶液中。 其中（１）和（５）为外部扩散， （２）和（４）为内部扩散， （３）为化学交换反应。 整个交换反应的控制步骤是扩散 * * 萃取定义：溶质溶解与某种液体中的一种提取方法。 萃取原理:根据溶解度的不同而分离 液-液萃取：萃取的混合物料为液体。 液-固萃取：萃取的混合物料为固体。 超临界流体萃取：超临界状态下的流体对各组分 溶解度不同而分离。 一、液-液萃取分离设备 3、喷嘴式混合器 利用工作流体在一定压力下经过喷嘴以高速度射 出，当流体流至喷嘴时 速度增大，压力降低产 生真空，这样就将第二 种液体吸入达到混合目 的。 原理:靠两相互不相溶的液体的密度不同，在离心力的作用下，将液体分离。 1、碟片式离心萃取机 2、管式离心机 （二）分离设备 一级 二级 三级 下部为混合区,中部是分离区,上部是外沿重液相引出区