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第四章萃取_百度文库
时间:2023-11-29 14:10 点击次数:71

  ❖ 乳状液——一种液体以细小液滴分散在另一种互不相溶的液体中 所构成的分散体系,也称乳浊液。

  液膜:是悬浮在液体中很薄的一层乳液微粒。它 能把两个组成不同而又互溶的溶液隔开,并通过 渗透现象起到分离作用。

  2) Aa, Ab --- 脂溶性大小; 3) 温度是影响溶质分配系数和萃取速度的重要因素。

  选择适当的操作温度,有利于目标产物的回收和纯 化。但由于生物产物在较高温度下不稳定, 故萃取 操作一般在常温或较低温度下进行。

  在恒温恒压下,溶质在互不相溶的两相中达到分 配平衡时,溶质在两相中的平衡浓度之比为常数 适应条件:相同分子形态(相对分子质量相同) 存在于两相中的溶质浓度之比。不适合于化学萃 取,因溶质在各相中并非以同一种分子形态存在。

  如每一级溶质分配为非线性平衡, 或每一级萃取剂流 量不等, 则各级的萃取因子Ei也不相同,可采用逐级计 算法,为

  当萃取操作后,为进一步纯化目标产物或便于下步 分离操作,往往需要将目标产物转移到水相。这种 调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃 取操作称为反萃取。

  设K为分配系数,VF为料液体积,VS为萃取剂体积,E为萃取因 子(extraction factor)即萃取平衡后,溶质在萃取相与萃余相中

  例2:赤霉素在10℃、pH值2.5时的 分配系数(乙酸乙酯/水)为35,用等体 积乙酸乙酯单级萃取一次问理论收得 率为多少?

  若原来的料液中除溶质A以外,还含有溶质B,则由于A、B的 分配系数不同, A和B就得到了一定程度的分离。如A的分配 系数较B大,这样萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分 离因数β来表征:

  4) 其他因素:无机盐的存在可降低溶质在水溶液中的 溶解度,有利于萃取。维生素B12 ---- 硫酸铵;青 霉素 --- 氯化钠等。

  1)青霉素萃取 青霉素是有机酸, pH值对其分配系 数有很大影响。很明显, 在较低pH 下有利于青霉素在有机相中的分配, 当pH大于6.0时,青霉素几完全分配 于水相中。从图中可知,选择适当的 pH, 不仅有利于提高青霉素的收率, 还可根据共存杂质的性质和分配系数, 提高青霉素的萃取选择性。

  青霉素作为一种酸,可用脂肪碱作为带溶剂。 青霉素能和正十二烷胺、四丁胺等形成复合物而 溶于氯仿中。这样萃取收率能够提高,且可以在 较有利的pH范围内操作。这种正负离子结合成 对的萃取,也称为离子对萃取。

  柠檬酸在酸性条件下,可与磷氧键类萃取剂如 磷酸三丁酯(TBP)形成中性络合物而进入有机相 (C6H8O7·3TBP·2H2O),这种形成络合物的 萃取称为反应萃取。

  1)、价廉易得; 2)、与水相不互溶; 3)、与水相有较大的密度差,并且粘度小,表面张力适中,相分

  散和相分离较容易; 4)、容易回收和再利用; 5)、毒性低,腐蚀性小,闪点低,使用安全; 6)、不与目标产物发生反应。 常用于抗生素类萃取剂有:丁醇等醇类、乙酸乙酯、乙酸丁酯和

  乙酸戊酯等乙酸酯类以及甲异丁基甲酮等。 化学萃取aa的稀释剂主要有: 煤油、乙烷、异辛烷、正十二烷等。

  式(2-1)应用条件:(1)稀溶液;(2)溶质对溶剂之互溶度没 有影响;(3)必须是同一种分子类型,即不发生缔合或离 解。

  由于产物所在的水相中往往还存在与产物性质相近 的杂质、未完全利用的底物、无机盐、其他营养成 分等。必须考虑这些物质对萃取过程的影响。

  稀释剂(diluent):化学萃取中通常用煤油、已烷、和苯 等溶解萃取剂,改善萃取相的物理性质,此时的有机 溶剂称为稀释剂。

  反胶束:是表面活性剂分散于连续有机相中一种 自发形成的纳米尺度的聚集体。

  超临界流体:温度和压力略超过或靠近临界温度 和临界压力,介于液体和气体之间的流体。

  β = K产/K杂 β越大,A、B的分离效果越好,即产物与杂质越容易分离。

  选择原则:根据相似相溶的原理(最重要参数:介电常数,极性), 选择与目标产物性质相近的萃取剂,可以得到较大分配系数。 此外,有机溶剂还应满足以下要求:

  分配系数:在一定温度、压力下,溶质分布在两 个不相容的溶剂里,达到平衡后,它在两相中 的浓度比为一常数,这个常数称为分配系数。

  物理萃取:溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配 平衡,萃取剂与溶质之间不发生化学反应。例如,用乙

  化学萃取: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。

  弱酸或弱碱性溶质还要考虑弱电解质在水相中的电离平 衡。如penicillin是一类弱酸,在水中会有一部分离解 成负离子(P·COO-),在萃取相乙酸丁酯等有机相中 则仅以游离酸分子(P·COOH)的形态存在。

  两相中的游离酸分子的分配平衡用分配系数K0表征 电离平衡用电离常数KP来表征。

  为提高分配系数K,常添加带溶剂。带溶剂是指 能和产物形成复合物,促使产物更易溶于有机 溶剂相中,在一定条件下又要容易分解的物质。 ➢ 酸性物质脂肪碱(十二烷胺、四丁胺等) ➢ 碱性物质脂肪酸(月桂酸等)

  因而工业萃取的流程中须有混合器(如搅拌混合器)、 分离器(如碟片式离心机)和溶剂回收装置(如蒸馏塔)。 混合萃取和分离也可在同一台设备内完成。

  一般萃取过程很快,如果接触表面足够大,则在 15~60 s之内就可完成。

  这里的K称之为表观分配系数。而K和K0、KP的关系 式可经理论推导如下:

  1. 萃取过程具有选择性 2. 能与其他纯化方法相配合 3. 通过相转移,减少目标产物的降解 4. 规模放大极为容易 5. 传质快、生产周期短 6. 便于连续操作、易于计算机控制 7. 无相变、能耗低、成本低 8. 方法成熟、易于设计

  3)红霉素萃取 红霉素是碱性电解质,在乙酸戊酯和pH9.8的水相之间 分配系数为44.7,而水相pH降至5.5时, 分配系数降至 14.4。

  4)红霉素反萃取 反 萃 取 操 作 同 样 可 通 过 调 节 pH 值 实 现 。 如 , 红 霉 素 在 pH9.4的水相中用醋酸戊酯萃取,而反萃取则用pH5.0 的水溶液。

  第一节 概述 第二节 溶剂萃取 第三节 反胶束萃取 第四节 双水相萃取 第五节 超临界流体萃取法 第六节 液膜分离法

  萃取 extraction:利用溶质在互不相溶的两相之 间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的 方法称为萃取。

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