有机溶剂萃取法_生物分离工程.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1. a. 萃取法适用于弱酸弱碱性物质 Lin — pK=7.6 弱碱性物质, 不同形态时溶解度不同。 b. 选丁醇，原因： ① 醇类中溶解度最大 ② 丁醇C链长，与水互溶度小。 c. pH7.6， Lin 游离分子浓度↑ 当pH10.0时, C0 = 99.6% C+ = 0.4% ∴ 选pH10 pH再升高是否更好? ① Lin 几乎都呈游离分子, 溶解度不会再增大; 且耗碱量多 ② 被同时萃取的碱性杂质↑, 分离效率↓ ③ Lin 稳定性受影响 d. 加NaCl, 盐析作用: ① 水中溶解度进一步↓ K↑(18→28) ②两相互溶度↓易分层。 e. 反萃pH: 2.0 pH7.6 原因: pH7.6: Lin电离度大“+” 易溶于水 pH 2.0: Lin 稳定性。 2. 二级逆流萃取 α=3 K0=15.56 课堂讨论题3： 某一弱碱性生化物质，在pH9.0时，用醋酸丁酯萃取，整个萃取过程包括三级，前二级为逆流萃取，将萃余液再经第三级萃取。 已知第三级中新鲜丁酯的加入量是发酵滤液的1/10，该物质在pH9.0时的表观分配系数为15，把最终所得的萃取液合并，测得浓缩倍数为3.3。求经三级萃取后的理论收率。 解: ? ? ?2 和?3 ? E2和E3 ? ?2和?3 L2 S2 S3 L3 F R2 R3 二级逆流: 单级: 加热微波是一种频率在300MHz ~300kMHz的电磁波(波长lmm~ lm)，具有直线性、吸收性、穿透性和非电离性，频率为915MHz~2450MHz。加热原理是通过离子传导和偶极子转动而直接作用于分子。离子传导是离子在电磁场中的电泳移动形成电流，介质对离子流的阻碍而产生热效应。 偶极子转动是偶极子在电场中依照电场的极性重新定向排列，当外加电场方向改变时重排随之变化，这一过程造成极性分子运动和相互摩擦，使极性分子获得能量并以热的形式表现出来，介质的温度也不断升高。 微波萃取机理 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 磷酸三丁酯（TBP） 氧化三辛基膦（TOPO） 二?2?乙基己基磷酸（DEHPA） 有机磷类萃取剂与目标溶质发生络合反应，而易于转移到萃取相，在类似的条件下，用有机磷类化合物萃取弱有机酸比醋酸丁酯等碳氧类萃取剂分配比要高很多。 胺类萃取剂(三辛胺) 可与目标溶质发生反应，用胺类长链脂肪酸从水溶液中萃取带质子的有机化合物是一个可行的过程，并用于从发酵液中大规模回收柠檬酸。 离子对/反应萃取-稀释剂 此类萃取剂都要溶解在稀释剂中， 稀释剂：溶解萃取剂，改善萃取相的物理性质的有机溶剂，如煤油、己烷、辛烷、苯。稀释剂的选择： ①分配系数：稀释剂能够影响分配系数，特别是通过萃取剂/溶剂复合物的溶剂化作用。 ②选择性：为萃取尽可能少的杂质，使用非极性稀释剂更好。 ③水溶性：低的水溶性，使溶剂的损失最少。 ④毒性：对食品和药品应低毒或无毒的溶剂，长链烷烃由于它们具有低毒和低水溶性，因此理应优先使用。 ⑤粘度和密度：低粘度和低密度的稀释剂会使分相更容易。 ⑥稳定性：烷烃比醇、酯和卤代烃更难降解 ⑦第三相的形成： 离子对/反应萃取的应用 1.青霉素-TBP(磷酸三丁酯)萃取： 体系中存在电离平衡Kp和萃取反应平衡Ks HP(W) +nS (0) ? HP·Sn (0) 化学萃取表观分配系数： 对比物理分配K： 虽然离子对/反应萃取体系对生物产物的萃取具有选择性高、溶剂损耗小、产物稳定等优点，但是由于溶剂的毒性会引起产品残留毒性影响健康，只有那些可用于工业原料的产物，才有使用价值，故有待进一步研究开发。 思考题： 1 理解概念：分配系数，表观分配系数，分离因素，介电常数，HLB 值 ，萃取因素，带溶剂，未被萃取分率，理论收率，离子对/反应萃取，化学萃取 2 pH 对弱电解质的萃取效率有何影响？ 3 发酵液乳化现象产生原因与影响？如何消除乳化现象？ 4 萃取方式包括哪些，其理论收率如何计算？ 近20年来研究溶剂萃取技术与其他技术相结合从而产生了一系列新的分离技术，如： 超临界