基本概念 萃取：利用流体为溶剂提取原料中目标产物的操作。 萃取剂：流体（液体，超临界流体） 目标物 固体：液固萃取（浸取） 液体：液液萃取 有机溶剂萃取 双水相萃取 反胶团萃取 液膜萃取 萃取相（轻相） 萃余相（重相） 操作的一般过程 萃取 – 洗涤 – 反萃取 分配常数 分配系数 线性平衡 Langmuir型平衡 适应条件：低浓度 适应条件：高低浓度 18.1.2 弱电解质的分配平衡 弱电解质的萃取理论 弱碱和弱酸的解离平衡关系分别为： AH(light phase) Ka Kb AH ? A- + H+ BH+ ? B + H+ AH = A- + H+(water) 弱酸性电解质的分配系数 弱碱性电解质的分配系数 18.2 有机溶剂的选择 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： 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（methyl isobutyl ketone）等。 18.3 水相条件的影响 pH值 一方面，pH值影响分配系数；另一方面，pH影响选择性。 温度：温度影响分配系数 盐析剂 一方面，盐析剂可使产物在水中溶解度降低，而易于转入溶剂中去。另一方面，也能减少有机溶剂在水中溶解度。 带溶剂 能与目标物形成复合物，易于溶于有机溶剂中 乳化处理及破乳 1)在操作前，对发酵液进行过滤或絮凝沉淀处理，可除去大部分蛋白质及固体微粒，防止乳化现象的发生。 2)乳化产生后，采取适当的破乳手段。 如果乳化现象不严重，可采用过滤或离心沉降的方法。 对于O/W型乳浊液，加入亲油性表面活性剂，可使乳浊液从O/W型转变成W/O型，但由于溶液条件不允许W/O型乳浊液的形成，即乳浊液不能存在，从而达到破坏的目的。 相反，对于W/O型乳浊液，加入亲水性表面活性剂，如SDS可达到破乳的目的。 溶剂萃取应用 青霉素 (light phase) 青霉素 = 青霉素- + H+(water) 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。 2) 青霉素反萃取 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。 红霉素 (light phase) 红霉素 + H+ = 红霉素+ (water) 18.5 萃取方式和理论得率的计算 混合-澄清式萃取器(Mixer-settler, 最常用的液液萃取设备) 1 混合-澄清式萃取 物料衡算: 如存在线性平衡,H和L为常数,有 萃取因子： 萃余率： 萃取率： 意义： 问题: 效率低, 为达到一定的萃取率, 间需大量萃取剂 例1：利用乙酸乙酯萃取发酵液中的放线菌素D(Actinomycin D), pH3.5时分配系数m =57。令H = 450 l/h,单级萃取剂流量为39 l/h。计算单级萃取的萃取率。 解: 单级萃取的萃取因子：E = 57*39/450 = 4.94 单级萃取率： = 4.94/（1+4.94） = 0.832 2 多级错流接触萃取 多级错流接触过程 2 多级错流接触萃取 假设每一级溶质分配均达到线性平衡, 即 且每一级萃取剂

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