二制药分离工程二萃取.ppt

第二章 萃 取 Chapter 2 Extraction 萃取原理：利用溶质在互不相溶两相间分配系数的不同使溶质得到纯化或浓缩。 Principle： the substances can be purified or concentrated since partition coefficients of them are different between the two phases. 萃取技术的发展 The progress of extraction technique 传统有机溶剂萃取 ? 液膜萃取、反胶团萃取 ? 双水相萃取、超临界流体萃取 traditional organic solvent extraction ? liquid membrane and reverse micelle extraction ? aqueous two-phase and supercritical fluid extraction 第一节 基本概念 一、萃取(Extraction) 定义：利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。 萃取剂：萃取操作中至少有一相为流体，称该流体为萃取剂。 ? 萃取过程中，离开液-液萃取器的萃取剂相为萃取液；经萃取剂相接触后离开的料液相称为萃余液（残液）。 二、反萃取(Back-extraction) 定义：调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的操作。 作用：为了进一步纯化目标产物或便于后续分离操作。 一个完整的萃取过程中，常在萃取和反萃取操作之间增加洗涤操作，目的是除去与目标产物同时萃取到有机相的杂质，提高反萃液中目标产物的纯度。 三、物理萃取与化学萃取 物理萃取(Physical extraction) 定义：溶质根据相似相溶原理在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质间不发生化学反应。 应用：广泛应用于抗生素及天然植物中有效成分的提取。如利用乙酸丁酯萃取青霉素。 化学萃取 Chemical extraction (reactive extraction) 定义：利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。 萃取剂与溶质之间的化学反应包括离子交换和络合反应等。 稀释剂：化学萃取中通常用煤油、己烷、四氯化碳和笨等有机溶剂溶解萃取剂，改善萃取相的物理性质，此时的有机溶剂称为稀释剂。 化学萃取剂 ? 由于氨基酸和一些极性较大的抗生素的水溶性很强，在有机相中的分配系数很小甚至为零，利用一般的物理萃取效率很低，须采用化学萃取。 ? 萃取剂与抗生素形成复合物分子的疏水性比抗生素高，从而在有机相中有很高的溶解度。因此，在抗生素萃取中，萃取剂又称带溶剂。 应用：用于氨基酸、抗生素和有机酸等生物产物的分离回收，也用于金属的提取 。如利用季铵盐萃取氨基酸。 ex：青霉素为有机酸，可与四丁胺等脂肪碱通过离子键结合而容易溶于氯仿中。 对于在一定pH下容易物理分配于有机相中的目标产物（如青霉素），亦可通过加入萃取剂，增大其在不同pH 的水相中对有机相的分配系数，使其在稳定性高的pH 下进行萃取操作。 四、分配定律(Distribution law) 分配定律：一定温度、压力下，溶质在互不相溶的两相中达到分配平衡后，在两相的浓度比为一常数,即分配系数m。 多数情况下，溶质在各相中并非以同一种分子形态存在，特别是化学萃取中，这时分配系数常用溶质在两相中的总浓度之比来表示， 适应条件： ???? 当生成物浓度很低时，可表示成Henry型平衡关系：y=mx； ???? 当溶质浓度很高时，用Langmuir型平衡关系. 萃取因子E：萃取平衡后萃取相与萃余相中目标产物质量之比，是衡量萃取效率的指标之一。 分离因子?：产物与杂质分配系数之比， 反映萃取选择性或分离程度的高低。 特点：处理量大、能耗低、速度快，且易于实现连续操作和自动化控制。 Characteristic：higher processing capacity, lower power consumption, quicker speed of separation, and easy to achieve continue operation and autocontrol. 有机溶剂萃取：也称溶剂萃取，是石油化工、湿法冶金和生物产物分离纯化的重要手段 应用：生物产物分离中用于抗生素、有机酸、维生素等发酵产物的提取。 一、影响因素The influencing factors 萃取剂 Extractant