1、萃 取 分 离 技 术u萃取萃取 利用物质在互不相溶的两相之间溶解度的利用物质在互不相溶的两相之间溶解度的不同而使物质得到纯化或浓缩的方法。不同而使物质得到纯化或浓缩的方法。u反萃取反萃取 调节水相条件，将目标产物从萃取相转调节水相条件，将目标产物从萃取相转入水相的萃取操作。入水相的萃取操作。u物理萃取物理萃取 根据相似相溶的原理，溶质在两相间根据相似相溶的原理，溶质在两相间达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反达到分配平衡，萃取剂与溶质之间不发生化学反 应的萃取过程。应的萃取过程。u化学萃取化学萃取 利用萃取剂与溶质之间的化学反应生利用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
2、向有机相的分配。成脂溶性复合分子实现溶质向有机相的分配。分配定律分配定律 K=y/xy:平衡时溶质在萃取相中的浓度；平衡时溶质在萃取相中的浓度；x:平衡时溶质在萃余相中的浓度；平衡时溶质在萃余相中的浓度；k:分配系数分配系数 分配定律的适用条件分配定律的适用条件u稀溶液稀溶液u溶质与溶剂之间的互溶度没有影响溶质与溶剂之间的互溶度没有影响u分子类型相同，不发生缔合或解离分子类型相同，不发生缔合或解离u溶剂萃取溶剂萃取u液液-固萃取固萃取u超临界萃取超临界萃取u双水相萃取双水相萃取u其他萃取技术其他萃取技术萃取方法原 理应 用液-固萃取属于用液体提取固体原料中有用成分的扩散分离操作。多用于提取存在
3、于胞内的有效成分。液-液萃取溶剂萃取利用溶质在两个互不混溶的液相（通常为水相和有机溶剂相）中溶解度和分配性质上的差异进行的分离操作。可用于有机酸、氨基酸、维生素等生物小分子的分离纯化。双水相萃取利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异进行的分离操作。主要用于蛋白质、酶，特别是胞内蛋白的提取纯化。反胶团萃取利用表面活性剂在有机相中形成的反胶团，从而在有机相中形成分散的亲水微环境，使生物分子在有机相（萃取相）内存在于反胶团的亲水微环境中。适用于氨基酸、肽和蛋白质等生物分子的分离纯化，特别是蛋白质类生物大分子的分离。液膜萃取液膜能将与之不互溶的液体分开，使其中一侧液体中的溶质选择性地透过液膜进入另
4、一侧，实现溶质之间的分离。适用于金属离子、烃类、有机酸、氨基酸和抗生素的分离及废水处理，在酶的包埋固定化和生物医学方面的应用也前景广阔。超临界流体萃取利用超临界流体作为萃取剂，对物质进行溶解和分离。适用于脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯、芳香成分等物质的萃取分离。几种萃取方法的比较几种萃取方法的比较 溶剂萃取溶剂萃取法（有机溶剂法（有机溶剂萃取萃取）属于液）属于液-液萃取，液萃取，是一种常用的化工单元操作是一种常用的化工单元操作。它是利用溶质在两它是利用溶质在两个互不混溶的液相（通常为水相和有机溶剂相）个互不混溶的液相（通常为水相和有机溶剂相）中中 溶解度和分配性质上的差异进行的分离操作。溶
5、解度和分配性质上的差异进行的分离操作。混合：混合：分离：分离：溶剂回收：溶剂回收：分批萃取连续萃取分批萃取连续萃取 单级和多级萃取单级和多级萃取 多级多级错流萃取错流萃取和和多级逆流萃取多级逆流萃取 萃取剂（有机溶剂）萃取剂（有机溶剂）水相物理条件水相物理条件 pH、温度、盐析、带溶液、温度、盐析、带溶液 乳化现象乳化现象 稳定性和停留时间；稳定性和停留时间；溶剂物系的澄清特性；溶剂物系的澄清特性；所需要的理论级数所需要的理论级数 ；设备投资和维修费；设备投资和维修费；设备装置所占的场地面积和建筑高度；设备装置所占的场地面积和建筑高度；处理量和通量；处理量和通量；各种萃取设备的特性；各种萃取设
6、备的特性；系统的物理性质。系统的物理性质。常用的液常用的液-液萃取装置液萃取装置石油化工石油化工生物化工生物化工精细化工精细化工湿法冶金湿法冶金应用领域应用实例石油化工石油化工分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物；用酯类溶剂萃取乙酸,用丙烷萃取润滑油中的石蜡；以HF-BF3作萃取剂,从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体。生物化工生物化工以醋酸丁酯为溶剂从发酵液中萃取青霉素精细化工精细化工香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 食品工业中用TBP从发酵液中萃取柠檬酸湿法冶金湿法冶金用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜溶剂萃取的应用实例溶剂萃取的应用实例 固体物料
7、颗粒度固体物料颗粒度 液液-固萃取固萃取溶剂溶剂 浸取操作条件的影响浸取操作条件的影响 固固 定定 床床 移动床移动床 分散接触式分散接触式处理方法处理方法 半连续式半连续式 连续式连续式间歇式间歇式 多级接触型 微分接触型接触方式双螺旋输送浸取器产 物豆 油 香 料 蔗 糖维生素B中草药汁固 体大豆丁香、胡椒等甘蔗、甜菜碎米中草药材 溶 质豆油香料成分蔗糖维生素B药用成分 概念 超临界流体(SCF)是指在临界温度（Tc）和临界压力(Pv)以上的流体。高于临界温度和临界压力而接近临界点的状态称为超临界状态。u种类 二氧化碳一氧化亚氮甲醇乙烷氨和水 压力 温度 流体密度 容积比 颗粒度 夹带剂
8、萃取剂的溶解能力易于通过调节温度和压力控制；可在低温和无氧下操作，不破坏提取物中的活性组分，较适于热敏性 物 质的萃取；u可较快地达到平衡，萃取速率快，生产周期短；溶剂可回收且简单方便，无溶剂残留；萃取剂可重新使用，不产生三废，不污染环境。食品医药化妆品生 物 化学超临界超临界CO2萃取柑橘香精油的设备流程示意图萃取柑橘香精油的设备流程示意图1.CO2储罐 2.高压泵 3.萃取釜 4，5，6.阀门 7，8，9.分离釜 10.回流阀 定义 利用 物 质在互不相溶的两相间分配系数的差异来进行萃取的方法。影响因素 成相聚合 物 和浓度盐的种类和浓度pH和温度分离物质实例体系蛋白质从奶酪中分离乳球蛋白
9、PEG/磷酸盐从转基因羊乳中纯化药物蛋白PEG/硫酸铵酶从细胞培养液中提取脂肪酶PEG/磷酸盐从发酵液中分离提取-淀粉酶和蛋白酶PEG/硫酸铵从发酵液中分离提取葡萄糖苷酶PEG/硫酸铵过氧化氢酶的分离PEG/葡聚糖核酸DNA、RNA的分离PEG/葡聚糖抗生素从发酵液中萃取丙酰螺旋霉素PEG/磷酸盐从发酵液中提取青霉素PEG/硫酸铵多糖微生物牛乳糖的纯化PEG/磷酸盐线性和环状低聚糖的分离PEG/磷酸盐色素从猪心中提取细胞色素CPEG/硫酸铵抗体从禽卵黄中提取IgG抗体PEG/磷酸盐双水相萃取技术在生物分离中的应用实例双水相萃取技术在生物分离中的应用实例反微团萃取反微团萃取液膜萃取液膜萃取 反微
10、团萃取（reversed micellar extraction）的研究始于20世纪70年代，但直到80年代才引起人们的重视。目前，该技术发展尚不成熟，是一种发展中的生物分离技术。本质仍然是液-液有机溶剂萃取。用途 氨基酸、肽和蛋白质的分离纯化 液膜萃取法又称液膜分离法，是一种以液膜为分离介质、以浓度差为推动力的分离操作。它是利用膜的选择透过性，使料液中的某些组分透过液膜进入接受液，然后将三者分开，从而实现料液组分的分离。液膜萃取实际上是三个液相所组成的两个界面上的传质分离过程，是萃取与反萃取的结合。液膜种类 乳状液膜 支撑液膜 流动载体 膜增强剂 常见的支撑液膜组件常见的支撑液膜组件复习思考
11、复习思考 试述萃取分离技术的种类及其原理。影响有机溶剂萃取的因素有哪些？举例说明超临界流体萃取技术在工业中的应用？举例说明双水相萃取技术生物工业中有何应用？液固浸取技术的操作有何特点？萃取操作示意图萃取操作示意图萃取、洗涤和反萃取操作过程示意图萃取、洗涤和反萃取操作过程示意图单级萃取示意图单级萃取示意图多级错流萃取示意图多级错流萃取示意图多级逆流萃取示意图多级逆流萃取示意图黑龙江生物科技职业学院黑龙江生物科技职业学院 生物制药技术生物制药技术生物分离技术生物分离技术主讲人：张爱华主讲人：张爱华 实验二实验二 溶剂萃取法提取与溶剂萃取法提取与 精制红霉素精制红霉素 实验原理实验原理 2材料用具材
12、料用具 3操作方法操作方法 4目的要求目的要求 2155注意事项注意事项 目的要求目的要求掌握溶剂萃取法提取微生物药物的原理和方法掌握溶剂萃取法提取微生物药物的原理和方法掌握溶剂萃取法提取微生物药物的步骤和操作要求掌握溶剂萃取法提取微生物药物的步骤和操作要求原理原理 红霉素属大环内酯类抗生素，可在碱性条件下溶于乙酸乙酯有机溶剂中，在酸性条件下溶于水溶液中，在乙酸乙酯相中可成钾盐沉淀析出。材料用具材料用具 2g红霉素软膏乙酸、乙酸乙酯（BA）、饱和食盐水、异丙醇、乙醇-醋酸钾溶液（配制方法：取醋酸钾10g溶于100ml于水乙醇中，配成饱和溶液，现用现配）量杯、烧杯、布氏漏斗及配套抽滤瓶、培养皿、
13、分液漏斗、铁架及铁圈、玻璃棒、镊子、剪刀、不锈钢扁匙、PH试纸、滤纸及纺绸布、真空烘箱。6ml乙酸丁酯 红霉素软膏2g 调PH7.2 8.0 抽滤 澄清溶液 乙酸丁酯 乙酸丁酯酸化PH为3.56.0 萃取 收集下相液饱和食盐水 两次 两次 乙醇-醋酸钾 异丙醇 萃取 上层液 过滤 粗品 清洗干燥 精制品 静置30min操作方法操作方法注意事项注意事项1、通过调节溶液的pH值使红霉素转入有机溶剂相或水相，应注意控制溶液的pH值。2、注意萃取时避免乳化现象。思考思考 题题1、常用的萃取溶剂有哪些？、常用的萃取溶剂有哪些？2、为何选用饱和食盐水？、为何选用饱和食盐水？实验三实验三 牛血清白蛋白在双水
14、相牛血清白蛋白在双水相萃取系统中的分配萃取系统中的分配 实验原理实验原理 2材料用具材料用具 3操作方法操作方法 4目的要求目的要求 2155注意事项注意事项 目的要求目的要求了解双水相系统成相的原理和方法。了解双水相系统成相的原理和方法。掌握双水相系统分离蛋白质的操作掌握双水相系统分离蛋白质的操作原理原理 双水相系统中使用的双水相是由两种互不相溶的高分子溶液或者互不相溶的盐溶液和高分子溶液组成。双水相系统的制备，一般是将两种溶质分别配制成一定浓度的水溶液，然后将两种溶液按照不同的比例混合，静止一段时间，当两种溶质的浓度超过某一浓度范围时，就会产生两相。原理原理 双缩脲反应是指蛋白质在碱性溶液
15、中与二价铜离子结合，生成紫红色络合物的反应。双缩脲是由两分子尿素缩合而成的化合物，在碱性溶液中与硫酸铜反应生成紫红色络合物。含有两个或两个以上肽键的化合物都具有双缩脲反应。蛋白质含有多个肽键，因此有双缩脲反应，其颜色的深浅与蛋白质的含量成正比。可利用此反应对蛋白质进行定性鉴别。材料用具材料用具 牛血清白蛋白PEG6000、硫酸铵、硫酸铜、酒石酸钠钾、氢氧化钠、蒸馏水、双缩脲试剂双缩脲试剂其的制备如下：溶解0.15g硫酸铜和0.6g酒石酸钠钾于50ml蒸馏水中，在搅拌下加入30ml 10%氢氧化钠溶液，用水稀释到100ml，备用。1、配制牛血清白蛋白溶液：浓度1 g/L。2、配制高浓度的聚合物和
16、盐的母液：PEG6000浓度为400 g/L、硫酸铵400 g/L各20ml。3、按预先设计好的总组成，由母液配制相应的高聚物子液（60g/L、100g/L、140 g/L）和盐的子液（140 g/L、140 g/L、140 g/L）各4ml。4、将配制好的高聚物和盐的子液转移至10ml离心管中，再加入牛血清白蛋白溶液2ml，共三组。离心管封口后，反复倒置510min，每min 610次，使溶液充分混合5、在1500r/min下离心35 min后，观察成相情况。并记录。6、小心地将目标物用吸管吸出，加入双缩脲试剂进行定性鉴别。操作方法操作方法思考思考 题题1、双水相萃取蛋白质的优点是什么？、双水相萃取蛋白质的优点是什么？2、影响双水相成相的因素有哪些？、影响双水相成相的因素有哪些？
