宜宾学院：《微生物工程工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）第十章 发酵产物的提取与精制方法

2008-4-22 宜宾学院生命科学与食品工程系 宜宾学院生命科学与食品工程系 第一节 萃取 第二节 吸附 第三节 离子交换法 第四节 膜分离法 第五节 层析法 第六节 浓缩 第七节 沉淀法 第八节 结晶 第九节 干燥 第十节 蒸馏 第十章 发酵产物的提 取与精制方法

2008-4-22 宜宾学院生命科学与食品工程系 宜宾学院生命科学与食品工程系 第一节 萃取 第二节 吸附 第三节 离子交换法 第四节 膜分离法 第五节 层析法 第六节 浓缩 第七节 沉淀法 第八节 结晶 第九节 干燥 第十节 蒸馏 第十章 发酵产物的提 取与精制方法

2008-4-22 1 萃取 一、原理 • 以分配定律为基础。即，物质因溶解度不 同，从一种溶剂转入另一溶剂而被分离。 • 分配定律：在恒温、恒压下，一种物质在 两种溶剂中的分配浓度比是常数

2008-4-22 1 萃取 一、原理 • 以分配定律为基础。即，物质因溶解度不 同，从一种溶剂转入另一溶剂而被分离。 • 分配定律：在恒温、恒压下，一种物质在 两种溶剂中的分配浓度比是常数

2008-4-22 常数 下层溶剂 中溶质的浓度 上层溶剂 中溶质的浓度 = = = B A C C B A K ( ) ( )

2008-4-22 常数 下层溶剂 中溶质的浓度 上层溶剂 中溶质的浓度 = = = B A C C B A K ( ) ( )

2008-4-22 • 为了提出经过多次操作后,能较完全地提取物质的 结论，我们不妨假设： • 原溶液体积为：V(ml) • 被提取物质的总重量：W0 (g) • 每一次提取所用的提取液的体积：S(ml)(萃取液 的体积)。 • 提取一次后，被提取物质在原溶液中剩余量： W1 (g) • 由此有： • 在提取过程中，经一次提取后分配系数K的表达式 为：

2008-4-22 • 为了提出经过多次操作后,能较完全地提取物质的 结论，我们不妨假设： • 原溶液体积为：V(ml) • 被提取物质的总重量：W0 (g) • 每一次提取所用的提取液的体积：S(ml)(萃取液 的体积)。 • 提取一次后，被提取物质在原溶液中剩余量： W1 (g) • 由此有： • 在提取过程中，经一次提取后分配系数K的表达式 为：

2008-4-22 KV S KV W W S W W V W K +  =  − = 1 0 0 1 1 ( ) ( ) 经过第二次提取后，分配系数的表达式为： 2 2 0 2 1 1 2 2 ( ) ( ) ( ) KV S KV W W KV S KV W W S W W V W K +  =  +  =  − =

2008-4-22 KV S KV W W S W W V W K +  =  − = 1 0 0 1 1 ( ) ( ) 经过第二次提取后，分配系数的表达式为： 2 2 0 2 1 1 2 2 ( ) ( ) ( ) KV S KV W W KV S KV W W S W W V W K +  =  +  =  − =

2008-4-22 • 依次类推：可得经几次提取后，原溶液中残 留物质量Wn。 n n KV S KV W W ( ) 0 + =  • 如果知道某物质的分配系数和给定的提取率， 则可计算出能达到此条件的最适萃取次数

2008-4-22 • 依次类推：可得经几次提取后，原溶液中残 留物质量Wn。 n n KV S KV W W ( ) 0 + =  • 如果知道某物质的分配系数和给定的提取率， 则可计算出能达到此条件的最适萃取次数

2008-4-22 二、 常用溶媒萃取工艺 （1）单级提炼法 （2）多次提炼法

2008-4-22 二、 常用溶媒萃取工艺 （1）单级提炼法 （2）多次提炼法

2008-4-22 （3）多极对流萃取 • 萃余相顺序通过各级，并与新鲜溶剂接触进行萃 取，传质推动力大，萃取效果好； • 各级所得萃取相分别排出，然后汇集在一起脱除 溶剂得萃取液，溶剂回收循环使用，溶剂回收设 备简单； • 因每级均加入新鲜溶剂，故溶剂耗用量大，回收 费用高，而且萃余液组分浓度低

2008-4-22 （3）多极对流萃取 • 萃余相顺序通过各级，并与新鲜溶剂接触进行萃 取，传质推动力大，萃取效果好； • 各级所得萃取相分别排出，然后汇集在一起脱除 溶剂得萃取液，溶剂回收循环使用，溶剂回收设 备简单； • 因每级均加入新鲜溶剂，故溶剂耗用量大，回收 费用高，而且萃余液组分浓度低

2008-4-22 一、下游加工技术的重要性 ➢ 1.产品分离纯化是最终获得商业产品的环 节。 ➢ 2.投资费用高（抗生素、乙醇、柠檬酸占 60%）。 ➢ 3.分离纯化技术落后会阻碍发酵工程技术 的发展

2008-4-22 一、下游加工技术的重要性 ➢ 1.产品分离纯化是最终获得商业产品的环 节。 ➢ 2.投资费用高（抗生素、乙醇、柠檬酸占 60%）。 ➢ 3.分离纯化技术落后会阻碍发酵工程技术 的发展

2008-4-22 （4）分馏萃取 右边重相富集溶质 左边萃取相从重相中萃取溶质 （5）微分萃取（塔式萃取） 溶媒逆流萃取，溶质随流动相连续变化 可用较少的萃取剂达到较高的萃取率，应用较广

2008-4-22 （4）分馏萃取 右边重相富集溶质 左边萃取相从重相中萃取溶质 （5）微分萃取（塔式萃取） 溶媒逆流萃取，溶质随流动相连续变化 可用较少的萃取剂达到较高的萃取率，应用较广