生化分離工程2萃取分離-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 氟里昂 13 578 2021328 28 ? CO2在工業(yè)上應(yīng)用廣泛。 圖 222 連續(xù)循環(huán)萃取與反萃取過程示意圖 2021328 24 超臨界流體萃取 ? 超臨界流體萃取 supercritical fluid extraction， SCFE，也叫 氣體萃取 gas extraction、 流體萃取 fluid extraction、 稠密氣體萃取（ dense gas extraction）或蒸餾萃?。?destraction），由于萃取中的一個(gè)重要因素是壓力，有效的溶劑萃取過程也可以在非臨界狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)，因此廣義地也稱之為 壓力流體萃取pressure fluid extraction。用動(dòng)態(tài)光散射法測(cè)定，發(fā)現(xiàn)反膠團(tuán)粒徑存在一粒徑分布，膠團(tuán)的粒徑分布（分離場(chǎng)）隨鹽濃度和 AOT濃度的增加而發(fā)生顯著的變化。此時(shí)， AOT濃度如較通常條件（ 50～ 100mmol/L）增加到 200～ 500mmol/L， 逐漸變?yōu)榭奢腿 ? ? 酶、蛋白質(zhì)等生物大分子的空間尺度與反膠團(tuán)的大小相接近。 含蛋白質(zhì)的反膠團(tuán)也是穩(wěn)定的 。這一部分水實(shí)際上起著使表面活性劑的親水性基團(tuán)水合化的作用。這個(gè)“水池”具有極性，可以溶解具有極性的分子和親水性的生物大分子。2021328 1 反膠團(tuán)萃取 ? 反膠團(tuán)（ reversed micelles） 是兩性表面活性劑在非極性有機(jī)溶劑中親水性基團(tuán)自發(fā)地向內(nèi)聚集而成的，內(nèi)含微小水滴的，空間尺度僅為納米級(jí)的集合型膠體。 ? 在反膠團(tuán)中有一個(gè)極性核心，它包括由表面活性劑極性端組成的內(nèi)表面、平衡離子和水，被稱之為“水池”（ water pool） 。另外，其冰點(diǎn)通常低于 0℃ 。 將含有反膠團(tuán) （ W＝3～ 30） 的有機(jī)溶液與蛋白質(zhì)固體粉末一起攪拌 ， 使蛋白質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)中 ， 該法所需時(shí)間較長(zhǎng) 。 表 24 決定分配系數(shù) K的分離場(chǎng) 分離物質(zhì)間相互作用 相互作用 分離場(chǎng) 分離物質(zhì) 靜電性相互作用 pH、 鹽的種類和離子強(qiáng)度 pI、 表面電荷 液狀離子交換體濃度 、 膠 團(tuán)內(nèi)雙重電荷層 立體性相互作用 膠團(tuán)尺度 、 含水率 W、 表 分子量 面活性劑濃度 疏水性相互作用 溶劑 、 膠團(tuán)親水疏水基 、 親水疏水殘基 含水率 特異性相互作用 親和配體 構(gòu)象 2021328 13 ? 下面以研究得較多的 AOT／ 異辛烷體系為對(duì)象，以立體性、靜電性、疏水性相互作用的分離特性及效果作以下的歸納。 ③相對(duì)分子質(zhì)量更大的 BSA， 全 pH范圍內(nèi)幾乎都不能萃?。挫o電相互作用效果無限小，可忽略不計(jì)）。 圖 220 鹽濃度對(duì)反膠團(tuán)含水率的影響 AOT（ mmol／ L）＝（○） 50 （△） 100， （□） 200， （◇） 300 2021328 19 ? 隨著蛋白質(zhì)分子量的增大，蛋白質(zhì)分子和膠團(tuán)間的立體性相互作用增加，萃取率有下降趨勢(shì)。 2021328 22 圖 221 反膠團(tuán)萃取分離蛋白質(zhì)的工藝過程 2021328 23 ? 連續(xù)循環(huán)萃取 反萃取過程 ? 圖 222為連續(xù)循環(huán)萃取 反萃取過程，該過程由兩個(gè)混合／澄清單元構(gòu)成，左側(cè)單元用于反膠團(tuán)萃取，經(jīng)沉降澄清器后反膠團(tuán)相進(jìn)入右側(cè)單元的混合器進(jìn)行反萃取。 2021328 26 超臨界 CO2的溶劑特征 ? 超臨界 CO2的相圖 ? 利用不同密度下的 CO2對(duì)物質(zhì)溶解能 力的差異就可以實(shí) 現(xiàn)萃取和分離的操 作，即通過壓力或 溫度的改變就可能 有效地萃取和分離 溶質(zhì)。如圖 225所示， SCCO2中溶質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)為溫度和壓力的函數(shù)。 ? 如在 CO2中添加約 14%的丙酮后，甘油酯的溶解度增加了 22倍。 ? 溫度變化對(duì) CO2流體的溶解度影響遠(yuǎn)小于壓力變化的影響。具體工藝流程是將填有多孔不銹鋼填料的高壓精餾塔代替分離釜，沿精餾塔高度有不同控溫段（見圖 229）。因此，裝置處理量少，萃取過程中能耗和 CO2氣耗較大，以至產(chǎn)品成本較高。 圖 231 用 SFCO2法從咖啡豆中脫出咖啡因工藝流程 2021328 47 ? 圖 232為啤酒花萃取流程。 ③與其他非水相有機(jī)溶劑中的酶催化反應(yīng)相比，SCCO2更適合與生物、食品相關(guān)的產(chǎn)品體系，產(chǎn)物分離簡(jiǎn)單。這種方式破壞的細(xì)胞壁碎片較大，使下游分離過程易于進(jìn)行。 2021328 55 ? SCCO2的細(xì)胞破壁技術(shù)
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