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生物分离工程 第四章 萃取（extraction） 第三讲 蜗丧除掀技耕敝县概擎浴懊阳朋用煎望陈靡旧瞩氛私捂屹廓骄娱煤复脉您4.提取-34.提取-3 液膜萃取 Liquid Membrane Extraction 姿辅蒙脆爱危兴艘惦凹执可尘页集爪糠瞥翅菏面吵篷证氢尺拥族酬装砌抉4.提取-34.提取-3 固体膜分离技术 固体膜选择性低、通量小 改变固体高分子膜的状态，膜厚度减小，扩散系数增大，透过速度增加 以液态膜为分离介质，以浓度差为推动力的膜分离 与溶剂萃取的原理不同 属于液-液系统的传质分离过程 液膜萃取 液膜是由水溶液或有机溶剂构成的液体薄膜。液膜可将与之不能互溶的液体分隔开来，使其中一侧液体中的溶质选择性地透过液膜进入另一侧，实现溶质之间的分离 朵芍椅潦胖械党佣绢熔部侗轨淳拴又镜鳖概丢狠道狸婶予墟肩橡仆姬粳褪4.提取-34.提取-3 液膜的种类 液膜按其构型和操作方式的不同可分为乳状液膜和支撑液膜两类。 ① 乳状液膜 根据成膜液体的不同，分为(W/O)/W和（O/W）/O两种。 外相：含有待分离物质的料液 内相：反萃液或回收液 膜相：由膜溶剂、S、添加剂组成 硕姻锭胞市旧奉翁抖柳划痕敛烘博彤葬刹斟添宛搽柯慑恬援隧对侄谬谢又4.提取-34.提取-3 支撑液膜 支撑液膜是将多孔高分子固体膜浸在膜溶剂（如有机溶剂）中，使膜溶剂充满膜的孔隙形成的液膜 支撑液膜结构简单，容易放大，但稳定性较差 系叛纷派内啡餐龚庞贝纷漏莫光规八中鞍循骗嘉骚孺梦啄梁横砍紊专金烽4.提取-34.提取-3 液膜的膜相组成 液膜的膜相能把两个互溶但组成不同的溶液隔开，并通过这层液 膜实现物质选择性分离。膜相液通常由膜溶剂、载体、表面活性剂、 其它添加剂（如稳定剂等）组成。 液膜 膜相 如轮搂骨尊逾帜瞄孺甜绘泛错榔低贤获买忽镑叮幻厢古侄沦道民糯螺署貉4.提取-34.提取-3 膜溶剂 膜溶剂是膜相的主体,占膜总量的90%以上。当原料液为水溶液时,用有机溶剂作液膜，使用较多的膜溶剂是辛烷、异辛烷等饱和烃类，辛醇等高级醇，煤油、乙酸乙酯、乙酸丁酯或它们的混合物 较理想的膜溶剂通常有以下几个特点： (1)能保持操作过程中膜的稳定性 具有一定的粘度，又不溶解于内外水相。 (2)有良好的溶解性 优先溶解目标物质，而对杂质的溶解越少越好，同时对膜相中的其他组分也有较好的互溶性。 (3)膜溶剂与水应有一定密度差 利于膜相与料液的分离 慈扩在娩屉撕嘛氯脾瘤氨禁抠姬履壕舞耗化吕玩永蚀夸亭齿烂镍彩探簧毫4.提取-34.提取-3 载体 载体是运载溶质穿过液膜的物质,对欲提取的物质进行选择性迁移，因此载体对液膜萃取的选择性和膜的通量起决定性作用。 载体常常是某种萃取剂 载体 磷酸三烃酯 三辛基氧化磷酸酯 氯化三辛基甲铵 二辛基胺 三辛基胺 冠醚 萃取物举例 苯丙氨酸、亮氨酸、有机酸 有机酸、青霉素、苯丙氨酸 苯丙氨酸、色氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、青霉素 青霉素 柠檬酸 氨基酸酯、亮氨酸、芳香环氨基酸、缬氨酸、天冬氨酸、青霉素 拍拟签登弄泛弧急纲饺悔云豪拣涟苯糜谢题弟脏唇贩搔涤斥筹谗芦粮匣帜4.提取-34.提取-3 表面活性剂 表面活性剂起乳化作用,它含有亲水基团和疏水基团,表面活性剂的分子定向排列在油/水相界面上,用以稳定液膜。 表面活性剂两种基团的相对含量用亲水亲油平衡值(HLB)表示,HLB愈大,则表面活性剂的亲水性愈强,一般HLB为3-6的表面活性剂用于油膜,易形成油包水型乳液;HLB为8-15的表面活性剂用于水膜,易形成水包油型乳液。 表面活性剂是创造液膜固定油水分界面的最重要组分,它直接影响膜的稳定性、渗透速度、分离效率和膜相与内水相分离的难易程度直接关系。 液膜 表面活性剂 豺翔袱滦裸嫩内涪谈迢擦篙麦胸乎掩啼咕买药藏鼓际礼尤庞痞间森豢阁怪4.提取-34.提取-3 液膜是从生物膜能够选择性输送物质得到启发而模仿的一种人工膜。 液膜与生物膜的相似性 液膜与生物膜在结构上有许多相似之处： 含有表面活性剂的膜溶剂相当于生物膜的类脂体（磷脂双分子层）； 液膜中的载体即相当于生物膜中的蛋白质载体； 姻噪觉起扣淹答饯蔓损揪鞭酪示朴颖竭那嫩摸意爹葛庆懈夜菲冈夜匡垢厚4.提取-34.提取-3 乳化液膜的分离机制 乳化液膜的分离机制 无载体扩散迁移 (1)单纯扩散迁移； (2)内相化学反应促进迁移 载体促进传递机制 (1)载体促进同向迁移；(2)载体促进逆向迁移 瓦邓谨酿骡宗东琳镇木粟柞聋乒罐钨良酚摊迈廷衔乐跨蓄月旺董时澳竟软4.提取-34.提取-3 单纯扩散迁移 单纯扩散迁移，又称为选择性渗透 特点：液膜不含载体，依靠待分离的不同组分在膜相液中的溶解度和扩散系数的不同而实现分离