天津商业大学：《生物工艺学》课程PPT教学课件（下）第十八章 溶剂萃取

18 溶剂萃取

18 溶剂萃取

萃取 extraction ◼ 萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数 的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法

萃取 extraction ◼ 萃取：利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数 的不同而使溶质得到纯化或浓缩的方法

基本概念 ◼ 萃取：利用流体为溶剂提取原料中目标产物 的操作。 ◼ 萃取剂：流体（液体，超临界流体） ◼ 目标物 固体：液固萃取（浸取） 液体：液液萃取 有机溶剂萃取 双水相萃取 反胶团萃取 液膜萃取

基本概念 ◼ 萃取：利用流体为溶剂提取原料中目标产物 的操作。 ◼ 萃取剂：流体（液体，超临界流体） ◼ 目标物 固体：液固萃取（浸取） 液体：液液萃取 有机溶剂萃取 双水相萃取 反胶团萃取 液膜萃取

萃取相（轻相） 萃余相（重相）

萃取相（轻相） 萃余相（重相）

操作的一般过程 萃取 – 洗涤 – 反萃取

操作的一般过程 萃取 – 洗涤 – 反萃取

18.1分配定律 分配定律(distribution law) 在恒温恒压下，溶质在互不相溶的两相 中达到分配平衡时，溶质在两相中的平衡浓 度之比为常数 适应条件：相同分子形态（相对分子质 量相同）存在于两相中的溶质浓度之比。不 适合于化学萃取，因溶质在各相中并非以同 一种分子形态存在

18.1分配定律 分配定律(distribution law) 在恒温恒压下，溶质在互不相溶的两相 中达到分配平衡时，溶质在两相中的平衡浓 度之比为常数 适应条件：相同分子形态（相对分子质 量相同）存在于两相中的溶质浓度之比。不 适合于化学萃取，因溶质在各相中并非以同 一种分子形态存在

分配常数 分配系数 萃余相浓度 萃取相浓度 = = 2 1 c c K 线性平衡 Langmuir型平衡 适应条件：低浓度 适应条件：高低浓度

分配常数 分配系数 萃余相浓度 萃取相浓度 = = 2 1 c c K 线性平衡 Langmuir型平衡 适应条件：低浓度 适应条件：高低浓度

18.1.2 弱电解质的分配平衡 弱电解质的萃取理论 弱碱和弱酸的解离平衡关系分别为： AH(light phase) Ka Kb AH ↔ A- + H+ BH+ ↔ B + H+ AH = A- + H+ (water) 弱酸性电解质的分配系数 弱碱性电解质的分配系数

18.1.2 弱电解质的分配平衡 弱电解质的萃取理论 弱碱和弱酸的解离平衡关系分别为： AH(light phase) Ka Kb AH ↔ A- + H+ BH+ ↔ B + H+ AH = A- + H+ (water) 弱酸性电解质的分配系数 弱碱性电解质的分配系数

18.2 有机溶剂的选择 选择原则：根据相似相溶的原理(最重要参数：介电常数， 极性)，选择与目标产物性质相近的萃取剂，可以得到较 大分配系数。此外，有机溶剂还应满足以下要求： 1)、价廉易得； 2)、与水相不互溶； 3)、与水相有较大的密度差，并且粘度小，表面张力适中， 相分散和相分离较容易； 4)、容易回收和再利用； 5)、毒性低，腐蚀性小，闪点低，使用安全； 6)、不与目标产物发生反应。 常用于抗生素类萃取剂有：丁醇等醇类、乙酸乙酯、乙酸丁 酯和乙酸戊酯等乙酸酯类以及甲异丁基甲酮（methyl isobutyl ketone）等

18.2 有机溶剂的选择 选择原则：根据相似相溶的原理(最重要参数：介电常数， 极性)，选择与目标产物性质相近的萃取剂，可以得到较 大分配系数。此外，有机溶剂还应满足以下要求： 1)、价廉易得； 2)、与水相不互溶； 3)、与水相有较大的密度差，并且粘度小，表面张力适中， 相分散和相分离较容易； 4)、容易回收和再利用； 5)、毒性低，腐蚀性小，闪点低，使用安全； 6)、不与目标产物发生反应。 常用于抗生素类萃取剂有：丁醇等醇类、乙酸乙酯、乙酸丁 酯和乙酸戊酯等乙酸酯类以及甲异丁基甲酮（methyl isobutyl ketone）等

18.3 水相条件的影响 ◼ pH值 一方面，pH值影响分配系数；另一方面，pH影 响选择性。 ◼ 温度：温度影响分配系数 ◼ 盐析剂 一方面，盐析剂可使产物在水中溶解度降低，而 易于转入溶剂中去。另一方面，也能减少有机溶 剂在水中溶解度。 ◼ 带溶剂 能与目标物形成复合物，易于溶于有机溶剂中

18.3 水相条件的影响 ◼ pH值 一方面，pH值影响分配系数；另一方面，pH影 响选择性。 ◼ 温度：温度影响分配系数 ◼ 盐析剂 一方面，盐析剂可使产物在水中溶解度降低，而 易于转入溶剂中去。另一方面，也能减少有机溶 剂在水中溶解度。 ◼ 带溶剂 能与目标物形成复合物，易于溶于有机溶剂中