【正文】 能較完全地提取物質(zhì)的結(jié)論，我們不妨假設(shè)： ? 原溶液體積為： V(ml) ? 被提取物質(zhì)的總重量： W0(g) ? 每一次提取所用的提取液的體積： S(ml)(萃取液的體積 )。 2020422 一、下游加工技術(shù)的重要性 ? 節(jié)。 缺點(diǎn)： ? 軸向返混嚴(yán)重，傳質(zhì)效率低。 ? 結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、操作方便，故在工業(yè)上有一定的應(yīng)用。多層篩板使分散相多次分散及凝聚，表面得以多次的更新； ? 限制了軸向的返混。 ? 塔兩端直徑較大部分為上澄清段和下澄清段，中間為兩相傳質(zhì)段，其中裝有若干層具有小孔的篩板，板間距較小，一般為 50mm。 2020422 ⑤往復(fù)篩板萃取塔 ? 將若干層篩板按一定間距固定在中心軸上，由塔頂?shù)膫鲃?dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)而作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 ? 可較大幅度地增加相際接觸面積和提高液體的湍動(dòng)程度，傳質(zhì)效率高，生產(chǎn)能力大，在石油化工、食品、制藥等工業(yè)中應(yīng)用廣泛。 ? 塔兩端留有一定的空間作為澄清室 ， 并以柵型擋板與中段萃取段隔開 ， 以減少萃取擾動(dòng)影響分層 。 2020422 三、影響溶媒萃取的主要因素 （ 1）乳化 1)乳化 ? 乳化是液體分散體系。同時(shí)，也降低了有機(jī)溶媒在水中的溶解度。 2020422 （ 2）反微團(tuán)（ reversed micelles）萃取 ? 機(jī)理：帶電蛋白質(zhì)與反微團(tuán)極性頭之間的靜電作用力是蛋白質(zhì)從水相遷入有機(jī)相，改變條件后又可以回到水相。 2020422 超臨界流體萃取的流程包括： ? （ 1）超臨界流體發(fā)生源，由萃取劑儲(chǔ)瓶、高壓泵及其他附屬裝置組成。 2020422 影響萃取效率的因素除了萃取劑流體的壓力、組成、萃取溫度外，萃取過程的時(shí)間及吸收管的溫度也影響萃取效率，萃取時(shí)間取決于兩個(gè)因素： ? （ 1）是被萃取物在流體中的溶解度，溶解度越大，萃取效率越高，速度也越快； ? （ 2）是被萃取物質(zhì)在基體中的傳質(zhì)速率越大，萃取越完全，效率也越高。 ? 用于物質(zhì)結(jié)晶和超細(xì)顆粒的制備當(dāng)中 ? 用超臨界 CO2作介質(zhì)，高壓 CO2易于滲透到細(xì)胞內(nèi)，突然降壓，細(xì)胞內(nèi)因胞內(nèi)外較大的壓差而急劇膨脹發(fā)生破裂。 2020422 二、吸附劑的條件及種類： A、要求： ? ① 自身不溶解，也不破壞或分解被分離物。 ? 代表是活性碳， 有疏水性。 ? 堿性物質(zhì) →→ 酸性吸附劑，反之亦然。 2020422 ? 三、影響吸附的因素 ? ? ? pH ? ? 2020422 四、吸附脫色 活性炭：味精等 離子交換：樹脂孔隙吸附； 樹脂基團(tuán)與色素基團(tuán)交換。 ? 流程：緩沖液 ?吸附 ?清洗 ?固定床清洗 ?固定床洗脫 ? 變速操作： 2020422 （ 3）流化床吸附操作 ? 循環(huán)進(jìn)液，流速較高 ? 不許特殊吸附劑，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可連續(xù)操作 ? 返混劇烈，吸附劑利用效率較低。 ? 良好的吸附劑應(yīng)具有較大的孔隙率。 ? 離子型晶體在極性很大的水中 ， 表現(xiàn)為溶解 。 2020422 （ 3）雙電子層理論 ? 一切能被含有電解質(zhì)的溶液潤濕的固體表面，都可以吸附這種溶液中某一異性離子而形成雙電子層。溶液中離子價(jià)數(shù)越高，吸引力就加強(qiáng)，雙電層厚度就降低，反之就增大。 ? 孔隙大小決定了被提取物分子或離子大小和所使用樹脂交聯(lián)度大小。 ? (3)在這里，我們是圍繞粒狀離子交換樹脂的作用機(jī)理來闡述膜理論的。 ? (5)B離子擴(kuò)散到溶液中。 2020422 ? 電化學(xué)：它是一種不溶解的多價(jià)離子，其周圍包圍著可移動(dòng)的帶有相反電荷的離子。 ? 目前，離子交換纖維和離子交換葡萄糖的使用效果較理想。 （ 5）吸附樹脂： ? 亦稱脫色樹脂，有較大的表面積，具多孔性，吸附功能強(qiáng)。 足夠多含活性基因；基團(tuán)能完全電離。 2020422 b、離換樹脂的處理、再生、轉(zhuǎn)型、保存 ? （ 1）處理： 樹脂浸泡 → 酸處理 → 堿處理液 → 水洗 ? （ 2）再生： 使用過的樹脂恢復(fù)到原狀況的方法（往往只作簡單轉(zhuǎn)型處理）。 Na＋ 型穩(wěn)定。 – ②濕真比重：充分膨脹后樹脂顆粒本身的比重。 – ②盡量減少再生次數(shù)。 2020422 （ 7）交換容量：指樹脂交換能力的大小，是衡量樹脂性能的重要指標(biāo)。 2020422 六、離子交換樹脂的選擇性 解釋：更能吸附某種離子 與下列因素有關(guān)： ? 晶體解離的難易程度 ? 可交換離子的濃度 ? 親和力大?。弘妰r(jià)（ ?濃度），酸堿強(qiáng)度。 （ 4）溫度 ? 提高溫度能使固相或液相的擴(kuò)散系數(shù)增大，交換速度增加。 （ 8）樹脂層裝填的松緊度 ? 裝填疏松有利擴(kuò)散，交換速度相應(yīng)也有所提高。而固定床法，樹脂的飽和度高（當(dāng)然同樣存在平衡限制的情況），因?yàn)橐后w在流動(dòng)的過程中，平衡狀態(tài)因新的溶液的流入而逐漸被所打破，使離子交換速度加快。 ? （ 2）在固定操作中，流體自上而下流動(dòng)。 2020422 二、膜分離法的原理 ? 透析 鹽濃度差異 ? 生物大分子溶液的脫鹽 ? 超濾、微濾 孔徑：超濾 微濾 壓差：超濾 微濾 對(duì)象：超濾 for分子，微濾 for菌體 2020422 ? 反滲透 外加壓力大于濃度產(chǎn)生的壓力差，用于 1nm以下小分子的濃縮 滲 透 壓壓 力 滲 透 壓半 透 膜c 2 p 2 c1 p 1c 2 p 2 c1 p 1c 2 p 2 c1 p 1c 2 p 2 c1 p 1半 透 膜 半 透 膜 半 透 膜( a ) 平 衡1 2 1 2,? ? ? ???1 2 1 2,c c p p?? ( b ) 滲 透1 2 1 2,c c p p??1 2 1 2,? ? ? ???（ c ） 滲 透 平 衡 1 2 1 2,c c p p??1 2 1 2,? ? ? ???p ?? ? ?（ d ） 反 滲 透1 2 1 2,c c p p??12?? ?p ?? ? ?2020422 ? 電滲析 For 脫鹽，分離小分子電解質(zhì)（圖 1332） ? 滲透汽化 原理： 液體混合物在膜兩側(cè)有壓差，被分離混合物中某組分可優(yōu)先透過膜，在膜得下游側(cè)汽化去除。 ? 料液濃度（圖 1349） 2020422 六、膜分離法在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用 ? 超濾和微濾 ? 反滲透 ? 滲透蒸發(fā) ? 液膜技術(shù) ? 膜反應(yīng)器 膜循環(huán)反應(yīng)器 膜滲析反應(yīng)器 2020422 七 電滲析分離 ? 作用原理： 在外電場(chǎng)作用下，膜的可移動(dòng)離子移動(dòng) → 在電極與固定基團(tuán)間形成足夠強(qiáng)烈的電場(chǎng)，產(chǎn)生吸引力，此固定基團(tuán)能把與其帶相反電荷的離子吸入到膜的活性中心 → 進(jìn)一步被更強(qiáng)電性的電極吸引，發(fā)生離子的定向移動(dòng)，從而將不同大小和電性的離子分離。 2020422 （ 2）結(jié)垢 因生成氫氧化物而出現(xiàn)。 ? 分部收集流出液 ， 可得到樣品中所含的各單一組份 。 ? 特點(diǎn)： ? 料液處理量大 ? 應(yīng)用范圍廣，操作條件優(yōu)化余地大 ? 產(chǎn)品回收率高 ? 技術(shù)成熟，價(jià)格適宜 2020422 2020422 3 分配層析 (partition chromatography) 被分離組分在固定相和流動(dòng)相中不斷發(fā)生吸附和解吸附的作用，在移動(dòng)的過程中物質(zhì)在兩相之間進(jìn)行分配。 2020422 6 聚焦層析 (focusing chromatography) 利用固定相載體上偶聯(lián)的載體兩性電解質(zhì)分子，在層析過程中所形成的 pH梯度，并與流動(dòng)相中不同等電點(diǎn)的分子發(fā)生聚焦反應(yīng)進(jìn)行分離的方法，稱之為聚焦層析。 2020422 2020422 l 混合物上柱； 2 洗脫開始，小分子擴(kuò)散進(jìn)人凝膠顆粒內(nèi)，大分子被排阻于顆粒之外； 3 大小分子分開： 4 大分子行程較短，已洗脫出層析柱，小分子尚在進(jìn)行中 2020422 凝膠裝置圖 色譜峰和分離結(jié)果 2020422 Vt=Vo+Vi+Vg Vt=πR2h= 柱體積 Vo：等于被完全排阻的大分子的洗脫體積 。 Vi也可以從洗脫一種完全不受凝膠微孔排阻的小分子溶質(zhì) （ 如重鉻酸鉀 ） 的洗脫體積 Ve計(jì)算 ， Ve＝ Vo＋ Vi Vg：干凝膠體積 2020422 洗脫體積 Ve＝ Vo＋ Ve包括自加入樣品時(shí)算起，到組分最大濃度出現(xiàn)時(shí)所流出的體積 Kd為每個(gè)溶質(zhì)分子在流動(dòng)相和固定相之間的一個(gè)特定的分配系數(shù)，它只與被分離物質(zhì)分子大小和凝膠顆粒內(nèi)孔隙大小分布有關(guān)。 ?實(shí)際上，約 1/5的內(nèi)水因溶劑化作用而呈水合狀態(tài)，妨礙小分子的自由擴(kuò)散。 2020422 ?瑞典 Sepharose， 3種型號(hào)，即 Sepharose 2B， 4B和 6B（同中國相同）。 ?英國 Sagavac，又分為 Sagavac 2F， 4F， 6F， 8F， 10F和 2C，4C， 6C， 8C， 10C。 ?交聯(lián)劑越多，孔隙度越小。 P后面的阿拉伯?dāng)?shù)字乘以 1000即相當(dāng)于排阻限度 （ 按球蛋白或肽計(jì)算 ） 。交聯(lián)度越小，網(wǎng)孔越大，吸水膨脹就越大 。一般柱長度不超過 100 cm，可以將柱子串聯(lián)使用。選取何種凝膠及其型號(hào)、粒度，一方面要考慮凝膠的性質(zhì)，包括凝膠的分離范圍（滲入限與排阻限）還有它的理化穩(wěn)定性、強(qiáng)度、非特異吸附性質(zhì)等；另一方面還要注意到分離目的和樣品的性質(zhì)。 2020422 不同分離范圍的葡聚糖凝膠上 ， 血清蛋白的層析圖 2020422 ? 一般柱層析中 ， 使用干顆粒直徑在 70μm 左右較合適 。 2020422 3 裝柱 ?緩慢加入 ， 自然沉積 ， 逐層水平上升 ， 可得均勻柱 。 ?檢驗(yàn)均勻性：可用帶色的高分子物質(zhì)如藍(lán)色葡聚糖 2020配成 2mg/mL的溶液過柱，觀察色帶是否均勻下降。 （ 2）加葡萄糖 2020，使終濃度為 %，相對(duì)粘度 。 2020422 5 洗脫 ? 保持一定的操作壓、流速、冼脫液成分，以防凝膠顆粒的漲縮引起柱床體積變化或流速改變。 ? (2)須膨脹后使用。 2020422 五 .影響凝膠層析的因素 : 1. 種類 (選擇 ) ? 應(yīng)視處理液和洗脫液的性質(zhì)而定。 4. 離子強(qiáng)度和 pH值 ? 非水溶性物質(zhì) →→ 有機(jī)劑洗脫； ? 水溶性物質(zhì) →→ 水或緩沖洗脫液 (具有不同離子強(qiáng)度和pH值 )洗脫。 2020422 ? 體積比濃度的影響更大 , 510%。 2020422 七．凝膠的再生 : ? 方法：視污染程度不同而不同 (1)局部增補(bǔ)凝膠 (局部 )。 2020422 八、凝膠層析在工業(yè)發(fā)酵中的應(yīng)用 ?脫鹽 ?去除熱源物質(zhì) ?濃縮 ?分析 ?分子量測(cè)定 ?純化青霉素等。 ? 分子受熱動(dòng)能增加。② 高粘度 。 2020422 強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)濃縮過程： ?料液流速大，傳熱系數(shù)高，適宜濃縮粘度大，易結(jié)晶結(jié)構(gòu)的物料； ?動(dòng)力消耗大。 2020422 三、吸收濃縮 ? 吸收劑直接吸收溶劑分子，使溶液濃縮。 ? 超濾膜用惰性載體支撐。 2020422 ? 根據(jù)所加入沉淀劑的不同，沉淀法可分為： 鹽析 等電點(diǎn) 有機(jī)溶劑 非離子型聚合物 聚電解質(zhì) 高價(jià)金屬離子 2020422 二、等電點(diǎn)沉淀法 ? 利用兩性電解質(zhì)在等電點(diǎn)的溶解度最低和不同電解質(zhì)有不同等電點(diǎn)的特性，將兩性電解質(zhì)分離的方法。I ? S：蛋白質(zhì)的溶解度； ? I：離子強(qiáng)度； ? β ：常數(shù)，與蛋白質(zhì)種類有關(guān)，與鹽的種類無關(guān)； ? KS ：鹽析常數(shù)，與鹽種類有關(guān)，與溫度和 pH無關(guān) 。尤其是影響相對(duì)溶解度 ? (4) 雜質(zhì) 2020422 4. 注意事項(xiàng) ? ① [鹽 ] 因被提取物種類不同而不同； ? ② [鹽 ] 因被提取物的來源不同而不同； ? ③ 雜質(zhì) 對(duì)鹽析 有影響 ； ? ④鹽析時(shí)的 pH ≈ pI （？）； ? ⑤鹽析 產(chǎn)品 還 需進(jìn)一步純化 （？）； 2020422 四、有機(jī)溶劑沉淀法 ? 利用某些物質(zhì)在有機(jī)溶劑中的溶解度不同而使其分離的