(生化工程课件）有机溶剂萃取.ppt

萃取--用一种溶剂将产物自另一种溶剂中提取出来，达到浓缩和提纯的目的 18 有机溶剂萃取 特点 （1） 萃取过程有选择性 （2） 能与其它步聚相配合 （3） 通过相转移减少产品水解 （4） 适用于不同规模 （5） 传质快 （6） 毒性与安全环境问题 如为稀溶液，可用浓度代替活度 分配系数 K ＝ C1/C2＝萃取相浓度/萃余相浓度 应用前提条件 （1） 稀溶液 （2） 溶质对溶剂互溶没有影响 （3） 必须是同一分子类型 18.1.2 弱电解质在有机溶剂-水相间 的分配平衡 在有机相中，物质不发生缔合而成单分子形式，则单分子化合物的浓度符合分配定律 　K0　＝　[AH]/ [AH]　（18－４a） K0　＝　[B]/ [B] （18－４b） 用分析方法不能单独测定水相中游离酸及游离碱浓度，只能测定游离酸和其负离子或游离碱和其正离子浓度的总浓度。 K0　＝[AH]（Kp+ [ H+] ）（18－5a） c. [ H+] K0　＝　[B]（Kp+ [ H+] ） （18－5b） c. [ H+] 由（18－5）解出[AH] 和[B] ,可得有机相中物质浓度与水相中总浓度及pH之间的关系　 [AH] ＝K0 . c [ H+] （18-7a） （Kp+ [ H+]） [B] ＝K0 . c [ H+] （Kp+ [ H+] ） （18-7b） K与pH之间的关系 　　　　　　　　[ H+] K= K0 Kp+ [ H+] 　　　　　　　　　　　　　（18-8a） Kp K= K0 Kp+ [ H+] 　　　　　　　　　　　　　　（18-8ｂ） 溶质在两相的分配决定于溶剂的选择和水相的pH 18.3 水相条件对萃取的影响 1 pH 2 温度 3 盐析 4 带溶剂（离子对） pH值 一方面影响分配系数 弱碱性红霉素，当pH9.8时，在乙酸戊酯与水相（发酵液）间的分配系数为44.7,而在pH5.5时，红霉素在水相（缓冲液）与乙酸戊酯间的分配系数为14.4 另一方面对选择性也有影响 酸性物质一般在酸性下萃取到有机溶剂，而碱性杂质则成盐而留在水相。如为酸性杂质则应根据其酸性强弱，选择合适的pH，尽可能除去 温度对萃取的影响 盐析 加入盐析剂可使产物在水中溶解度降低，而易于转入溶剂中 另一反面也能减少有机溶剂在水中溶解度 带溶剂 带溶剂—是指一种物质，能和欲提取的生物物质形成复合物，而易溶于溶剂中，此复合物在一定条件下，又容易分解。 18.4　乳化与去乳化 乳化是一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现象。 乳化产生后，会使有机溶剂相和水相分层困难，出现两种夹带即发酵液废液中夹带有机溶剂微滴，意味发酵单位的损失，溶剂相中夹带发酵液微滴，精制困难 表面活性剂的存在，容易形成乳化剂 18.4.2 乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型 乳浊液稳定剂和下列因素有关 ①界面上保护膜是否形成 ②液滴是否带电 ③介质的黏度④ 离子型的表面活性剂， 除形成保护膜外， 还会使分散相液滴带电荷。 如图18-7 18.4.3 乳浊液的破坏 *（1）过滤和离心分离 *（2）加热 *（3）稀释法 *（4）加电解质 *（5）吸附法 *（6）顶替法 *（7）转型法 18.4.4 常用的去乳剂 在生物合成工业上较常使用的去乳化剂有两种 一种是阳离子表面活性剂溴代十五烷基吡啶。 另一种为阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠 18.5 萃取方式和理论收得率的计算 工业上萃取操作包括三步骤 ①混合 料液和萃取剂充分混合形成乳浊液，生物物质自料液转入萃取剂中。 ②分离 将乳浊液分成萃取相和萃余相 ③溶剂 回收混合通常在搅拌罐中进行；也可以将料液和萃取剂以很高的速度在管道内混合，湍流很高，为管道萃取；也可利用在喷射泵内涡流混合进行萃取的为喷射萃取。 对于利用混合-分离器的萃取过程， 按其操作方式分类，可以分成单级萃取和多级萃取，后者又分为错流萃取和逆流萃取，也可将错流和逆流结合起来操作 18.5.1 单级萃取 18.5.2 多级错流萃取 18.5.4 萃取计算诺模图 18.6 离子对/反应萃取 离子对/反应萃取就是使目标溶质与溶剂通过络合反应，酸碱反应或离子交换反应生成可溶性的复合的络合物，易从水相转移到有机溶剂/萃取系统中。 主要有两类萃取剂 *（1