讲义萃取分离技术3.1生物分离中的液液萃取生物分离工程.pptxVIP

讲义萃取分离技术3.1生物分离中的液液萃取生物分离工程汇报人：AA2024-01-24绪论液液萃取基本原理液液萃取操作方式及设备生物分离中的液液萃取技术液液萃取在生物分离工程中的应用实例实验指导与操作规范目录CATALOGUE01CATALOGUE绪论生物分离工程概述生物分离工程的定义生物分离工程的特点生物分离工程是生物工程下游技术的重要组成部分，主要研究从生物材料中提取、分离和纯化目标产物的原理、方法和技术。处理对象复杂、分离过程多样、技术集成度高。生物分离工程的任务从复杂的生物体系中，将目标产物以较高的纯度、收率和特定的形式分离出来，以满足后续加工或应用的需求。液液萃取在生物分离中的应用液液萃取的原理01利用两种不混溶的液体（萃取剂和原溶液）中目标组分在两相间分配平衡的差异，实现目标组分的分离和纯化。液液萃取的类型02根据萃取剂和原溶液的性质，可分为酸性萃取、碱性萃取、中性萃取等。液液萃取在生物分离中的应用实例03如从发酵液中提取抗生素、从植物中提取有效成分等。本课程的目的与要求目的通过本课程的学习，使学生掌握液液萃取的基本原理、方法和技术，了解其在生物分离工程中的应用，培养学生的实验技能和解决问题的能力。要求学生应掌握液液萃取的基本概念和原理，熟悉常见的液液萃取方法和操作技术，了解液液萃取在生物分离工程中的应用实例和发展趋势。同时，学生应具备独立思考和解决问题的能力，能够运用所学知识分析和解决实际问题。02CATALOGUE液液萃取基本原理溶解度与分配定律溶解度表示溶质在溶剂中的溶解能力，受温度、压力等因素影响。分配定律描述溶质在两种不互溶溶剂中的分配情况，是液液萃取的基础。分配系数表示溶质在两种溶剂中的分配比例，是萃取效果的重要参数。萃取剂的选择与性质萃取剂的选择根据溶质的性质、溶剂的溶解度和选择性等因素进行选择。萃取剂的性质应具有良好的溶解性、选择性、稳定性和易于回收等特点。常见萃取剂有机溶剂（如醇、醚、酮等）、无机酸（如硫酸、盐酸等）和离子液体等。萃取过程中的相平衡010203相平衡的建立相平衡的影响因素相平衡的移动在萃取过程中，溶质在两相间达到分配平衡，形成相界面。包括温度、压力、溶剂组成和溶质性质等。通过改变条件（如温度、压力或溶剂组成）来移动相平衡，实现溶质的分离和纯化。03CATALOGUE液液萃取操作方式及设备单级萃取操作及设备操作方式将原料液与萃取剂一次性混合，待充分接触后静置分层，分离出萃取相和萃余相。设备常用的设备有混合-澄清器、离心萃取器等。其中，混合-澄清器结构简单，适用于小规模生产；离心萃取器则适用于大规模连续化生产。多级错流萃取操作及设备操作方式将原料液与萃取剂分成多级进行接触，各级之间互不干扰，实现多级错流萃取。设备多级错流萃取设备通常由多个串联的混合-澄清器或离心萃取器组成，各级之间通过管道连接。连续逆流萃取操作及设备操作方式原料液与萃取剂在连续逆流萃取设备中逆向流动，实现连续高效的萃取分离。设备连续逆流萃取设备主要有转盘塔、填料塔和脉冲塔等。其中，转盘塔结构简单，易于操作和维护；填料塔则具有更高的传质效率和处理能力；脉冲塔则适用于处理高粘度、易乳化的物料体系。04CATALOGUE生物分离中的液液萃取技术发酵液的预处理与固液分离去除杂质通过过滤、离心等方法去除发酵液中的固体杂质，如细胞碎片、培养基残渣等。调节pH值根据目标产物的性质，通过添加酸碱调节发酵液的pH值，以利于后续的液液萃取。固液分离采用离心、过滤等固液分离技术，将发酵液中的固体与液体分开，得到澄清的液体。发酵液的浓缩与澄清处理浓缩处理澄清处理去除金属离子通过蒸发、膜分离等方法将发酵液中的水分去除，提高目标产物的浓度。采用吸附、沉淀等方法去除发酵液中的色素、蛋白质等杂质，提高液体的澄清度。通过离子交换、螯合等方法去除发酵液中的金属离子，避免对后续液液萃取的影响。目标产物的液液萃取分离选择萃取剂根据目标产物的性质选择合适的萃取剂，使目标产物从水相转移到有机相中。液液萃取操作将发酵液与萃取剂充分混合，使目标产物在两相之间进行分配。然后通过静置分层或离心分离等方法将两相分开。萃取剂的回收与再利用对含有目标产物的有机相进行回收处理，同时实现萃取剂的再生和循环使用，降低生产成本。05CATALOGUE液液萃取在生物分离工程中的应用实例氨基酸的液液萃取分离萃取体系的选择根据氨基酸的性质，可以选择合适的有机溶剂和水相组成萃取体系，如乙酸乙酯-水、氯仿-水等。氨基酸的理化性质氨基酸具有两性性质，既含有酸性羧基又含有碱性氨基，因此具有不同的解离常数和分配系数。萃取条件的优化通过调节pH值、温度、相比等因素，可以实现氨基酸的高效萃取分离。有机酸的液液萃取分离有机酸的理化性质1有机酸大多具有羧基，呈弱酸性，不同的有机酸具有不同的解离常数和分配系