【正文】 61 部分雙水相萃取體系 第二節(jié) 液液萃取 ?雙水相萃取工藝流程主要由三部分構(gòu)成：①目的產(chǎn)物的萃?、?PEG的循環(huán) 。除聚合物、無機鹽外，能形成雙水相體系的物質(zhì)還有高分子電解質(zhì)、低分子化合物。 第二節(jié) 液液萃取 （四）雙水相體系和工藝流程 ?雙水相體系的形成是兩種天然或合成的親水性聚合物水溶液相互混合，由于較強的斥力或空間位阻，相互之間無法滲透，在一定條件下，即可形成雙水相體系。 ? pH值會影響蛋白質(zhì)中可以離解基團的溶解度，因而改變蛋白質(zhì)所帶電荷和分配系數(shù)。 ? 由于鹽的正負(fù)離子在兩相間的分配系數(shù)不同，兩相形成了電勢差，影響帶電生物活性物質(zhì)的分配。 第二節(jié) 液液萃取 （二）雙水相萃取的特點 雙水相萃取技術(shù)是一種新興的分離技術(shù)，在生物化學(xué)、細胞生物學(xué)和生物化工等領(lǐng)域得以應(yīng)用，表現(xiàn)出其特有的“綠色工藝”和綠色技術(shù)，具體表現(xiàn)在如下幾個方面： ?（ 75%～ 90%）； ?，自然分相時間一般為 5～ 10min； ? 3； ?（ 107～ 104mN/m）； ?毒化作用； ?； ?。 ?在聚合物 鹽或聚合物 聚合物系統(tǒng)混合時，會出現(xiàn)兩個不相混溶的水相。 第二節(jié) 液液萃取 （一）雙水相萃取的形成 ?將兩種不同的水溶性聚合物的水溶液混合時，當(dāng)聚合物濃度達到一定值，體系會自然地分成互不相溶的兩相，這就是雙水相體系。 ? 原理： 與水 有機相萃取的原理相似，也是依據(jù)物質(zhì)在兩相間的選擇性分配，但萃取體系的性質(zhì)不同。 ?物系的其它性質(zhì) 對于強腐蝕性物系，宜選取結(jié)構(gòu)簡單、易于采取防腐蝕措施的填料塔、脈動塔等。 ?生產(chǎn)能力 填料塔、脈動塔適合于中、小處理量。 ?物系的物理性質(zhì) 界面張力大、密度差小、粘度較大的物系，需采用有外加能量的萃取設(shè)備。 第二節(jié) 液液萃取 ?停留時間 對萃取中易分解破壞的物系如抗生素類，應(yīng)首先選取停留時間短的萃取設(shè)備，如離心萃取機。 第二節(jié) 液液萃取 1V帶； 2差速變動裝置； 3轉(zhuǎn)鼓皮帶輪； 4軸承； 5外殼； 6分離盤； 7螺旋輸送器； 8輕相分布器； 9轉(zhuǎn)鼓； 10調(diào)節(jié)環(huán)； 11轉(zhuǎn)鼓主軸承； 12向心泵； A干燥段； B澄清段； C分離段； D入口； E排渣口； F調(diào)節(jié)盤； G調(diào)節(jié)管； H重液； K輕液 圖 622 三相傾析式離心機結(jié)構(gòu)圖 第二節(jié) 液液萃取 萃取塔 液液萃取過程中也廣泛使用塔設(shè)備：填料培、轉(zhuǎn)盤塔、振動篩板塔、脈沖篩板塔等。固體渣子沉積于轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁，借助于螺旋轉(zhuǎn)子緩慢推向轉(zhuǎn)鼓錐端，并連續(xù)地排出轉(zhuǎn)鼓。把轉(zhuǎn)鼓栓端分為重液相澄清區(qū)、逆流萃取區(qū)和輕液相澄清區(qū)。該機在螺旋轉(zhuǎn)子柱的兩端分別設(shè)有調(diào)節(jié)環(huán)和分離盤，以調(diào)節(jié)輕、重液相界面，輕液相出口處配有向心泵，在泵的壓力作用下，將輕液排出。 第二節(jié) 液液萃取 三相傾析式離心機 ?三相傾析式離心機可同時分離重液、輕液及固體三相，圖622所示。由液體中分離出的固體物則附著于筒壁，經(jīng)一定時間后停車清洗。重液沿筒壁和檔板的外側(cè)向上流動，經(jīng)出口流出。 1平皮帶； 2皮帶輪； 3主軸； 4液體收集器； 5轉(zhuǎn)鼓； 6三葉板； 7制動器； 8轉(zhuǎn)鼓下軸承 圖 621 管式分離機示意圖 第二節(jié) 液液萃取 ?工作原理： 料液由底部進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，筒內(nèi)有沿輻射方向排列的三角檔板，可以帶動液體與轉(zhuǎn)筒以同－速度旋轉(zhuǎn)。ｍ、黏度較大的懸浮液澄清，或用于輕液相與重液相密度差小、分散性很高的乳濁液及液 液 固三相混合物的分離。 第二節(jié) 液液萃取 ?管式分離機 分離因數(shù)可達 15000～ 65000。但底片有兩種，區(qū)別在于孔的位置不同，分別和其他碟片上二排孔的位置相對應(yīng)。因離心作用，液體分流于各相鄰二碟片之間的空隙中，而且在每一層空隙中，輕液流向中心，重液流向鼓壁，于是輕重液分開，最后分別借向心泵輸出。 圖 620 碟式分離機示意圖 第二節(jié) 液液萃取 ?工作原理： 欲分離的料液自碟片架頂加入，進入轉(zhuǎn)鼓后，因離心力之故，料液便經(jīng)過碟片架底部之通道流向外圍，固體渣子被甩向鼓壁。其結(jié)構(gòu)大體可分為三部分：第一部分是機械傳動部分；第二部分是由轉(zhuǎn)鼓碟片架、碟片分液蓋和碟片組成的分離部分；第三部分是輸送部分，在機內(nèi)起輸送已分離好的兩種液體的作用，由向心泵等組成。這是攪拌方法中簡單的一種，特別適用于化學(xué)腐蝕性強的液體，但不適于攪拌揮發(fā)性強的液體。但由于其產(chǎn)生的壓力差小，功率低，還會使液體稀釋等缺點 ，所以在應(yīng)用方面受到一定限制。 常見的噴射式混合器有三種，如圖所示。－般來說，管道萃取的效率比攪拌罐萃取來得高，且為連續(xù)操作。 第二節(jié) 液液萃取 圖 618 噴嘴式混合器示意圖 管式混合器 它的工作原理主要是使液體在一定流速下在管道中形成湍流狀態(tài)，見圖 618。其缺點為間歇操作，停留時間較長，傳質(zhì)效率較低。 第二節(jié) 液液萃取 （四）溶劑萃取設(shè)備 主要包括混合設(shè)備和分離設(shè)備。 ?。 ?。 第二節(jié) 液液萃取 （三）萃取在制藥過程中應(yīng)用范圍 ?，各組分的相對揮發(fā)度接近于 1，用蒸餾法分離需要很高的理論板數(shù)和大回流比。同時進入第一級的萃取相 E2，雖然其中所含 A的濃度已較高，但在第一級中與含溶質(zhì) A最高的原料液 F相接觸，所以萃取相中溶質(zhì) A的濃度在第一級中還可以進一步提高。 圖 617 多級逆流萃取流程圖 第二節(jié) 液液萃取 ?工作原理： 物料從一端進入通過各級，最后從末端排出，溶劑從末端進入，通過各萃取器，最后從首端排出。 ?缺點： 須加入較多溶劑、并消耗較多的能量以供溶劑再生。 圖 616多級錯流萃取流程圖 第二節(jié) 液液萃取 ?工作原理： 原料液 F由第一級引入，每一級均加入新鮮萃取劑 S，由第一級所得的萃取混合物，經(jīng)分離器分層后，所得萃余相 R1引入第二個萃取器，在萃取器中萃余相 R1與新鮮的萃取劑 S相接觸，再次進行萃取后進入第二分離器分層，所得萃余相 R2可再引入第三級萃取器繼續(xù)與新鮮萃取劑相繼續(xù)進行萃取，如此直到所需第 n級萃取器，使最后 — 級引出的萃余相所含溶質(zhì)降低到預(yù)定的生產(chǎn)要求。 圖 615為單級萃取流程示意圖。 第二節(jié) 液液萃取 （二）萃取的工藝流程 單級液液萃取器是多級萃取和微分萃取的基礎(chǔ)。 ?（ 2）澄清過程 分散的液滴凝集合并，形成的兩相萃取相和萃余相由于密度差異而分層。其基本萃取流程見圖 614?；旌衔镏幸兹苡谳腿┑慕M分稱為溶質(zhì)，以 A表示；而不溶或難溶的組分稱為原溶劑或稀釋劑，以 B表示?？梢杂孟率奖硎荆? BABABAKKCCCC ??2211//? （注： KAKB） 一般來說，當(dāng) β ≥100 ，想達到基本分離只需要一次簡單萃取；當(dāng) 100≥ β 10，則需要萃取 10～ 12次才能達到分離；當(dāng) β ≈1 時，表示 KA=KB，兩種成分性質(zhì)非常相似，無法利用此法進行分離。 ?可以用下式表示： 萃余相的濃度萃取相的濃度??21CCK 當(dāng) K＞ 1，溶質(zhì)富集于萃取相； K＜ l，溶質(zhì)富集于萃余相； K＝ 1，在萃取相和萃余相中濃度相等。 第二節(jié) 液液萃取 分配系數(shù) ?定義：在一定溫度下，任一組分不溶于不互溶的兩項中，當(dāng)兩相達到平衡時，則組分在兩相中以一定比例分配，其濃度之比在一定范圍內(nèi)保持不變。由此可見代表一個三元組成的某個點，它的組分組成的大小取決于該點離開各個頂點 (純組分、含量 100％ )距離的遠近，離某個頂點愈遠則該組分的組成愈小。習(xí)慣上將 上方的頂點表示純?nèi)苜|(zhì) A， 左下方頂點表示純原溶劑 B，而 右下方頂點則表示純萃取劑 C。如圖 613所示。 第二節(jié) 液液萃取 一、溶劑萃取 （一）溶劑萃取的原理 一般萃取操作至少涉及三種物質(zhì)，即待分離的兩種物質(zhì)和一種溶劑，討論萃取操作的原理之前，首先介紹三元物系相平衡。 ? 分類： 萃取法分溶劑萃取和雙水相萃取等。 第二節(jié) 液液萃取 ? 定義： 液液萃取是利用混合物中各組分在某溶劑中的溶解度差異來分離混合物的一種單元操作。在探頭端面聲能密度很高，通常大于 100W／ cm2，根據(jù)需要還可以做得更大。 第一節(jié) 固液萃取 圖 611 非直接超聲提取裝置 圖 612探頭式直接超聲提取裝置 第一節(jié) 固液萃取 ?非直接超聲提取裝置 的錐形瓶底部距不銹鋼槽底部的距離以及萃取液在錐形瓶中的高度都需仔細調(diào)整，因萃取液與萃取器之間聲阻抗相差很大，聲波