第十三章 发酵产物的提取与精制方法
第十三章 发酵产物的提取与精制方法
第一节 萃取 ◼ 萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而 使溶质的得到纯化或浓缩的方法 ◼ 根据参与溶质分配的两相不同分类： ◼ 液固萃取、溶媒萃取、双水相萃取、反胶团萃取、超临 界萃取
第一节 萃取 ◼ 萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而 使溶质的得到纯化或浓缩的方法 ◼ 根据参与溶质分配的两相不同分类： ◼ 液固萃取、溶媒萃取、双水相萃取、反胶团萃取、超临 界萃取
◼ 一、溶媒萃取法 ◼ 1、溶媒萃取的基本原理 ◼ 利用该物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使 之从一种溶剂转入另一种溶剂，从而使杂质去除 ◼ 萃取效率是以分配定律为基础的
◼ 一、溶媒萃取法 ◼ 1、溶媒萃取的基本原理 ◼ 利用该物质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的不同，使 之从一种溶剂转入另一种溶剂，从而使杂质去除 ◼ 萃取效率是以分配定律为基础的
◼ Nernst 分配定律（1891）：在一定温度下，当某一溶 质在两种互不相溶的溶剂中分配达到平衡时，则该溶质 在两相中的浓度之比为一常数，称为分配系数。 对萃取操作来讲：萃取相和萃余相中溶质的浓度之 比就是分配系数；用K表示。 在达到平衡时，设溶质在萃取相中浓度为CA ；在萃 余相中为CB 。则： B A C C K = B A C C K =
◼ Nernst 分配定律（1891）：在一定温度下，当某一溶 质在两种互不相溶的溶剂中分配达到平衡时，则该溶质 在两相中的浓度之比为一常数，称为分配系数。 对萃取操作来讲：萃取相和萃余相中溶质的浓度之 比就是分配系数；用K表示。 在达到平衡时，设溶质在萃取相中浓度为CA ；在萃 余相中为CB 。则： B A C C K = B A C C K =
◼ 2、常用溶媒萃取的工艺 ◼ （1）单级提炼法 混合器 溶剂 发酵液 分离器 提取液 残余液
◼ 2、常用溶媒萃取的工艺 ◼ （1）单级提炼法 混合器 溶剂 发酵液 分离器 提取液 残余液
◼ （2）多次提炼法 混合器 溶剂 发酵液 分离器 提取液 混合器 溶剂 分离器 提取液 混合器 分离器 提取液 残余液 溶剂 残余液 残余液
◼ （2）多次提炼法 混合器 溶剂 发酵液 分离器 提取液 混合器 溶剂 分离器 提取液 混合器 分离器 提取液 残余液 溶剂 残余液 残余液
◼ （3）、多级对流萃取 第 一 混 合 器 分 离 器 第 二 混 合 器 分 离 器 第 三 混 合 器 分 离 器 最后提取液 提取液 残余液 残余液 最后残余液 提取液 溶剂 发酵液 一级 二级 三级 A 90% A 70% A 50%
◼ （3）、多级对流萃取 第 一 混 合 器 分 离 器 第 二 混 合 器 分 离 器 第 三 混 合 器 分 离 器 最后提取液 提取液 残余液 残余液 最后残余液 提取液 溶剂 发酵液 一级 二级 三级 A 90% A 70% A 50%
◼ 3、影响溶媒萃取的主要因素 ◼ (1)乳化与去乳剂 ◼ 乳化：液体分散在另一不相溶的液体中的分散体系 ◼ 乳浊液的形式：水包油、油包水 ◼ 常用的去乳化的方法：过滤和离心、加热、稀释法、加电 解质、吸附法、顶替法、转型法 ◼ 常用去乳剂：阳离子表面活性剂（溴代十五烷基吡啶） 阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠）
◼ 3、影响溶媒萃取的主要因素 ◼ (1)乳化与去乳剂 ◼ 乳化：液体分散在另一不相溶的液体中的分散体系 ◼ 乳浊液的形式：水包油、油包水 ◼ 常用的去乳化的方法：过滤和离心、加热、稀释法、加电 解质、吸附法、顶替法、转型法 ◼ 常用去乳剂：阳离子表面活性剂（溴代十五烷基吡啶） 阴离子表面活性剂（十二烷基硫酸钠）
◼ （2）pH值 ◼ 红霉素在pH9.8时，在乙酸戊酯与水相间的分配系数等于44.7， 而在pH5.5时，红霉素在水相与乙酸戊酯间的分配系数等于14.4。 ◼ （3）温度 ◼ （4）盐析 ◼ （5）带溶剂 ◼ 带溶剂是指这样一种物质，能和被萃取物质形成复合物而易溶于溶 媒中，形成的复合物在一定条件下又容易分解 ◼ 例如：链霉素在中性下能与二异辛基磷酸酯结合，从而在水相萃 取到三氯乙烷中，然后在酸性下再萃取到水相
◼ （2）pH值 ◼ 红霉素在pH9.8时，在乙酸戊酯与水相间的分配系数等于44.7， 而在pH5.5时，红霉素在水相与乙酸戊酯间的分配系数等于14.4。 ◼ （3）温度 ◼ （4）盐析 ◼ （5）带溶剂 ◼ 带溶剂是指这样一种物质，能和被萃取物质形成复合物而易溶于溶 媒中，形成的复合物在一定条件下又容易分解 ◼ 例如：链霉素在中性下能与二异辛基磷酸酯结合，从而在水相萃 取到三氯乙烷中，然后在酸性下再萃取到水相
◼ 二、双水相萃取 ◼ 1、发展历史 ◼ 始于20 世纪60年代,从1956 年瑞典伦德大学Albertsson 发现双水相体系 ◼ 1979 年德国GBF 的Kula 等人将双水相萃取分离技术应 用于生物产品分离 ◼ 国内自20世纪80 年代起也开展了双水相萃取技术研究
◼ 二、双水相萃取 ◼ 1、发展历史 ◼ 始于20 世纪60年代,从1956 年瑞典伦德大学Albertsson 发现双水相体系 ◼ 1979 年德国GBF 的Kula 等人将双水相萃取分离技术应 用于生物产品分离 ◼ 国内自20世纪80 年代起也开展了双水相萃取技术研究