溶剂萃取法
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国外报导采用溴代四烷基吡啶作为去乳化剂,效果很 好。它可由丁醇合成,价廉,既易溶于水,又易溶于丁酯 中,因此它既能破坏w/o型, 也能破坏O/W型。与溴代 十五烷基吡啶相比,乳浊液破坏较完全,能降低青霉素随 废液的损失,用量为0.03%——0.05%。
去乳化剂的选择方法
1、以HLB数可作为指标;
2、主要应用实验方法来决定。
用于生物制品如酶、蛋白质、核酸、多肽和氨基酸 等的提取精制。
本章重点介绍有机溶剂萃取法的理论与实践。
一、分配定律
萃取平衡时,根据相律,有:
F=c-P十2 其中:F 自由度, c 组分数,P 相数。 若系统中除两种溶剂外,只含有一种溶质,则 c=3。因为P=2,代入相律,得F=3。 当温度、压力一定时,F=1,即一个变数就 能决定整个系统。亦即:一相的浓度如果固定,另 一相的浓度亦应固定,其关系可用分配定律表示。
乳化机理
所以表面张力降低,液体容易分散成微滴而发生乳化。在乳浊液中,界 面积大,物系的自由能大,故为热力学不稳定系统,会自行破坏。因此 要形成乳浊液,还应具备使其稳定的条件。
(二)、乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型
影响乳浊液稳定性的因素: 1)、界面上保护膜是否形成。表面活性剂分子聚集在界
面上,在分散相液滴周围形成保护膜。保护膜应具有一定的 机械强度,不易破裂,能防止液滴碰撞而引起聚沉。
应用场合:
1、有的产物的水溶性很强,在通常有机溶剂中溶解度 都很小,则如要采用溶剂萃取法来提取,可借助于带溶剂。
2、即使水溶性不强的产物,有时为提高其收率和选择 性,也可考虑采用带溶剂。
举例:链霉素
水溶性较强的碱(如链霉素)可与脂肪酸(如月桂酸)形 成复合物而能溶于丁醇、醋酸丁酯、异辛醇中,在酸性下 (pH 5.5—5.7),此复合物分解成链霉素而可转入水相。
18 溶剂萃取法
又称液—液萃取;是一种常用化工单元操作。 应用广泛:石油化工、湿法冶金、精细化工、生化物 质的分离和纯化。
优点:
①、具有选择性;
②、能与其他纯化步骤(例如:结晶、蒸馏)相配合 ③、将产品及时转移到具有不同理化特性的第二相中, 可减少由于水解引起的产品损失;
④、可从潜伏的降解过程中(代谢或微生物过程)分离产 物;
2)、液滴是否带电。如为离子型的表面活性剂,则除了 形成保护膜外,还会使分散相液滴带电荷。
3)、介质的粘度。介质粘度 较大时能增强保护膜的机械强度。 其中以第一个因素最重要。
除表面活性剂外,能同时为两种液体所润湿的固体粉 末也能作为乳化剂,这是因为这种固体粉末也能存在于界 面上而形成保护膜。
乳浊液的类型决定于水和油对它的润湿性的相对强弱。 如粉末对水的润湿性强于对油的润湿性(称为亲水性粉末),则 根据自由能最小的原则,这种粉末被拉入水内,即大部分表 面为水所润湿,其接触角为锐角(图18—8a),能促使形成水包 油O/W型乳油液(图18—9a)。相反,亲油性粉末作为乳化剂 时,得到的是W/O型乳浊液。
当HLB数未知时,可根据其溶解度或分散程度粗略 估计,见表18—2。不同HLB的表面活性剂的用途见表 16—3。
在生物工业上,引起乳化 的常为蛋白质,由蛋白质引起 的乳化是相当稳定的,构成型 式多为W/O型。
发酵液, 蛋白质对表面张 力的影响最明显.
乳浊液稳定性大小可用乳浊液在离心机中(分离因素 一定)分离一定时间后,分出的有机相体积与原来有机溶 剂体积之比作为指标来表征。
(6)、顶替法 加入表面活性更大,但不能形成坚固保 护膜的物质,格原先的乳化剂从界面上顶替出来,但由于 不能形成坚固保护膜,因而不能形成乳浊液。
常用的顶替剂是戊醇,它的表面活性很大,但碳链很 短,不能形成坚固的薄膜。
(7)、转型法
在O/W型乳浊液中,加入亲油性乳化剂,则乳浊液 有从O/W型转变成W/O型的趋向,但条件还不允许形 成W/O型乳浊液,因而在转变过程中,乳浊液就破坏。
同样,在W/O型乳浊液中,加入亲水性乳化剂,也 会使乳浊浓破坏。
上述这些方法虽有一定效果,但需耗费能量和物质, 而且都在乳化发生后再破处,故宜将发酵液先顶处理,除 去其中的表面活性物质(蛋白质),即消除水相乳化的起因.
例如: 某有机酸发酵液,经酸化预处理后,蛋白质含量 从0.396%下降到0.1810%,其它物性变化甚少,进行清液 萃取时,就未发生乳化现象。
链霉素在中性下能与二异辛基磷酸酯相结合,而从水 相萃取到三氯乙烷中,然后在酸性下,再萃取到水相。
举例:青霉素
青霉素作为一种酸,可用酯肪碱作为带溶剂。如能和 正十二烷胺、四丁胺等形成复合物而溶于氯仿中。这样萃 取收率能够提高,且可以在较有利的PH范围内操作,适用 于青霉素的定量测定中。
这种正负离子结合成对的萃取,也称为离子对萃取。
四、乳化和去乳化
乳化是一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现 象。
乳化会使有机相和水相分层困难,出现两种夹带即: 1、发酵液废液中夹带有机溶剂微滴,发酵单位损失; 2、溶剂相中夹带发酵液微滴,给后续精制造成困难。
(一)、乳浊液的形成
乳浊液的两种形式: 1、以油滴分散在水中,称为水包油型或O/W型。 2、水以水滴分散在油中,称为油包水型或W/O型。
(四)、常用的去乳化剂
在生物合成工业上使用的去乳化剂有两种: 1、阳离子表面活性剂:溴代十五烷基吡啶。 2、阴离子表面活性剂:十二烷基磺酸钠。
当然并,不排斥试用其它高效去乳化剂的可能性。
1、溴代十五烷基吡啶
棕褐色稠厚液体,在水中溶解度约6%,在有机溶剂 中溶解度较小,因此,适用于破坏W/O型乳浊液,去乳 化效果很
三、水相条件的影响
影响萃取操作的因素很多,主要有pH、温度、盐析、 带溶剂等。
(一)、 pH值
1、PH影响分配系数。如对弱碱性抗生素红霉素,当pH 9.8
时,它在乙酸戊酯与水相间的K为44.7,而在PH 5.5时,K 为14.4。
2、pH对选择性有影响。如酸性产物一般在酸性下萃取到有 机溶剂,而碱性杂质则成盐而留在水相。如为酸性杂质则应 根据其酸性之强弱,选择合适的PH,以尽可能除去之。对 于碱性产物则相反,在碱性下萃取到有机溶剂中。 3、PH还应选择在尽量使产物稳定的范围内。
⑤、适用于各种不同的规模;
⑥、传质速度快,生产周期短,便于连续操作.容易实 现计算机控制。
液—液萃取的操作步骤:
①、萃取剂和料液混合接触,进行萃取; ②、分离互不相溶的两相,并回收溶剂; ③、萃余液(残液)脱溶剂。
溶剂萃取在生物产品分离中的典型应用: (1)、从发酵培养液中萃取产物 (2)、从生物反应液或生物转化液中萃取产物 。
例如:青霉素。
分离因素(ß)
溶质A、B由于分配系数不同,在萃取相中的相对含量就 不同。如A的分配系数较B大,则萃取相中A的含量(浓度)较B 多,这样A和B就得到一定程度的分离。
萃取剂对A和B分离能力可用分离因素(ß)来表征:
二、溶剂的选择
对萃取溶剂的要求:
1、对产物的溶解度大。 2、选择性好。 3、溶剂与被萃取的液相互溶度要小,粘度低,界面张 力适中,使相的分散和两相分离有利。 4、溶剂的回收和再生容易,化学稳定性。 5、溶剂价廉易得。 6、溶剂的安全性好,如闪点高、低毒等。 常用的溶剂有乙酸乙酯、乙酸丁酯和丁醇等。
可根据类似物容易溶解类似物的原则来选择溶剂 (极性上的类似)。
介电常数是一个化合物摩尔极化程度的量度,如 果已知这个值,就可预知此化合物是否极性。
介电常数D的求法
若已知一个物质的介电常数D,即可用此物质在一个电 容器中两极板之间所得的静电容量C来量度:
可以测定被提取物 (产物)的介电常数, 来寻找相当的溶剂。
油与水不相溶,混在一起能很快分层,不能形成乳浊 液。一般要有表面活性剂存在时,才容易发生乳化,这种 物质称为乳化剂。
表面活性剂:分子一端具有 亲水基,另一端具有亲油基,且 能降低界面张力。 能够把不相 溶的油与水连在一起,且其分子 处在任一相中都不稳定,而当处 在两相界面上,亲水基伸向水、 亲油基伸向油时就比较稳定。
固体粉末所稳定的乳浊液的理论,可以推广到其它型 式的乳化剂。
例如:表面活性剂的亲水基强度大于亲油基,则易形 成O/W型乳浊液;反之如亲油基强度大于亲水基则易形 成W/O型乳浊液。
HLB 表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱,在工业上
常用HLB数来表示。
HLB数即亲水与亲油平衡程度,HLB越大,亲水性越 强,形成 O/W型乳浊掖,HLB越小,亲油性越强,形成 W/O型乳浊液.
举例:提取维生素B12时加入硫酸铵,对B12自水相 转移到有机溶剂中有利。提取青霉素时加入NaCl,对青霉 素从水相转移到有机溶剂中有利。
盐析剂的用量要适当,用量过多会使杂质也一起转入 溶剂中。当盐析剂用量大时,也应考虑回收和再利用问题。
(四)、 带溶剂
带溶剂:能和欲提取的生物物质形成复合物,而易溶于 溶剂中,且此复合物在一定条件下又要容易分解。
根据被萃取物的分子大小,萃取有两种主要类型:
(1)、小分子类 抗生素、有机酸等,能用传统液—液萃取法 萃取到有机相中.
(2)、大分子类 有酶、抗体、蛋白质等,传统的液体萃取 技术不适用,要采用双水相萃取。
溶剂萃取与其他技术相结合,产生的新型分离技术:
逆胶束萃取 (Reversed Micelle Extraction) 超临界萃取 (Supercritical fluid Extraction) 液膜萃取 (Liquid membrane Extraction)
2、十二烷基磺酸钠
是一种洗涤剂,淡黄色透明液体,含量为25%,易溶于 水,微溶于有机溶剂,因此适用于破坏W/O型乳浊液。价 廉,仅为溴代十五烷基吡啶的1/20。
其分子式如下:
应用举例:青霉素
青霉素提炼的乳化现象过去曾用过磺化蓖麻油以及石 油煤油部分的磺化产物(碳链为C12-C18)等,但去乳化 能力不强。
(二)、 温度
生化产物在温度较高时不稳定,萃取应在室温或较低 温度下进行。但如低温对萃取速度影响较大,为提高萃取速 度可适当升高温度。
此外,温度也会影响分 配系数。
例如: 温度对红霉素分 配系数的影响。
(三)、 盐析
加入盐析剂(硫酸铵等)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 的溶解度。
(3)、稀释法 在乳浊液中,加入连续相,可使乳化剂浓 度降低而减轻乳化。
(4)、加电解质 离子型乳化剂所成乳浊液常因分散相带电 荷而稳定,可加入电解质,以中和其电性而促使聚沉。
(5)、吸附法 例如,碳酸钙易为水所润湿,但不能为有机 溶剂所润湿,故将乳浊液通过碳酸钙层时,其中水分被吸附, 生产上将红霉素一次丁酯抽提液通过碳酸钙层,以除去微量 水分,有利于以后的提取。
举例:
土霉素在碱性下成负离子能与溴代十六烷基吡啶 相结合而溶于异辛醇中,然后再在酸性下萃取到水相。 也可以看作土霉素负离子与溴离子相交换而溶于异辛 醇中,因此这种带溶剂有时也称为液体离子交换剂。
柠檬酸在酸性条件下,可与磷氧键类萃取剂如磷 酸三丁酯(TBP)形成中性络合物而进入有机相,有时也 称为反应萃取。
比值愈小,乳浊液愈稳定。
(三)、乳浊液的破坏
破坏方法:
(1)、过滤和离心分离 当乳化不严重时,可用过滤或离 心分离的方法。分散相在重力或离心力场中运动时,常可引 起碰撞而聚沉。在实验室中,用玻璃棒轻轻搅动乳浊液也可 促使其破坏。
(2)、如热 能使粘度降低,易促使乳浊液破坏。如生化 物质对热稳定,可考虑此法。
将发酵液和有机溶剂按一定比例混合,加入一定量去乳 化剂,搅拌,(此时,仍产生一定程度的乳化),然后用离心 机分离,观察分层和乳化破坏程度,就可比较去乳化能力。 去乳化剂用量也可按此实验方法决定。
3、去乳化剂不应破坏发酵单位和污染成品。
(一)分配定律的导出:
在一定的温度和压力下达成平衡时,溶质在两相中的 化学位相等,即:
标准化学位和组成无关, 但和温度、压力有关。所以有: 当温度一定时,标准化学位为常数,故得 如为稀溶液,可以浓度代替活度
应用式(18—1)时,须注意下列条件: 1)、必须是稀溶液。 2)、溶质对溶剂之互溶度没有影响: 3)、必须是同一种分子类型,即不发生缔合或离解。
去乳化剂的选择方法
1、以HLB数可作为指标;
2、主要应用实验方法来决定。
用于生物制品如酶、蛋白质、核酸、多肽和氨基酸 等的提取精制。
本章重点介绍有机溶剂萃取法的理论与实践。
一、分配定律
萃取平衡时,根据相律,有:
F=c-P十2 其中:F 自由度, c 组分数,P 相数。 若系统中除两种溶剂外,只含有一种溶质,则 c=3。因为P=2,代入相律,得F=3。 当温度、压力一定时,F=1,即一个变数就 能决定整个系统。亦即:一相的浓度如果固定,另 一相的浓度亦应固定,其关系可用分配定律表示。
乳化机理
所以表面张力降低,液体容易分散成微滴而发生乳化。在乳浊液中,界 面积大,物系的自由能大,故为热力学不稳定系统,会自行破坏。因此 要形成乳浊液,还应具备使其稳定的条件。
(二)、乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型
影响乳浊液稳定性的因素: 1)、界面上保护膜是否形成。表面活性剂分子聚集在界
面上,在分散相液滴周围形成保护膜。保护膜应具有一定的 机械强度,不易破裂,能防止液滴碰撞而引起聚沉。
应用场合:
1、有的产物的水溶性很强,在通常有机溶剂中溶解度 都很小,则如要采用溶剂萃取法来提取,可借助于带溶剂。
2、即使水溶性不强的产物,有时为提高其收率和选择 性,也可考虑采用带溶剂。
举例:链霉素
水溶性较强的碱(如链霉素)可与脂肪酸(如月桂酸)形 成复合物而能溶于丁醇、醋酸丁酯、异辛醇中,在酸性下 (pH 5.5—5.7),此复合物分解成链霉素而可转入水相。
18 溶剂萃取法
又称液—液萃取;是一种常用化工单元操作。 应用广泛:石油化工、湿法冶金、精细化工、生化物 质的分离和纯化。
优点:
①、具有选择性;
②、能与其他纯化步骤(例如:结晶、蒸馏)相配合 ③、将产品及时转移到具有不同理化特性的第二相中, 可减少由于水解引起的产品损失;
④、可从潜伏的降解过程中(代谢或微生物过程)分离产 物;
2)、液滴是否带电。如为离子型的表面活性剂,则除了 形成保护膜外,还会使分散相液滴带电荷。
3)、介质的粘度。介质粘度 较大时能增强保护膜的机械强度。 其中以第一个因素最重要。
除表面活性剂外,能同时为两种液体所润湿的固体粉 末也能作为乳化剂,这是因为这种固体粉末也能存在于界 面上而形成保护膜。
乳浊液的类型决定于水和油对它的润湿性的相对强弱。 如粉末对水的润湿性强于对油的润湿性(称为亲水性粉末),则 根据自由能最小的原则,这种粉末被拉入水内,即大部分表 面为水所润湿,其接触角为锐角(图18—8a),能促使形成水包 油O/W型乳油液(图18—9a)。相反,亲油性粉末作为乳化剂 时,得到的是W/O型乳浊液。
当HLB数未知时,可根据其溶解度或分散程度粗略 估计,见表18—2。不同HLB的表面活性剂的用途见表 16—3。
在生物工业上,引起乳化 的常为蛋白质,由蛋白质引起 的乳化是相当稳定的,构成型 式多为W/O型。
发酵液, 蛋白质对表面张 力的影响最明显.
乳浊液稳定性大小可用乳浊液在离心机中(分离因素 一定)分离一定时间后,分出的有机相体积与原来有机溶 剂体积之比作为指标来表征。
(6)、顶替法 加入表面活性更大,但不能形成坚固保 护膜的物质,格原先的乳化剂从界面上顶替出来,但由于 不能形成坚固保护膜,因而不能形成乳浊液。
常用的顶替剂是戊醇,它的表面活性很大,但碳链很 短,不能形成坚固的薄膜。
(7)、转型法
在O/W型乳浊液中,加入亲油性乳化剂,则乳浊液 有从O/W型转变成W/O型的趋向,但条件还不允许形 成W/O型乳浊液,因而在转变过程中,乳浊液就破坏。
同样,在W/O型乳浊液中,加入亲水性乳化剂,也 会使乳浊浓破坏。
上述这些方法虽有一定效果,但需耗费能量和物质, 而且都在乳化发生后再破处,故宜将发酵液先顶处理,除 去其中的表面活性物质(蛋白质),即消除水相乳化的起因.
例如: 某有机酸发酵液,经酸化预处理后,蛋白质含量 从0.396%下降到0.1810%,其它物性变化甚少,进行清液 萃取时,就未发生乳化现象。
链霉素在中性下能与二异辛基磷酸酯相结合,而从水 相萃取到三氯乙烷中,然后在酸性下,再萃取到水相。
举例:青霉素
青霉素作为一种酸,可用酯肪碱作为带溶剂。如能和 正十二烷胺、四丁胺等形成复合物而溶于氯仿中。这样萃 取收率能够提高,且可以在较有利的PH范围内操作,适用 于青霉素的定量测定中。
这种正负离子结合成对的萃取,也称为离子对萃取。
四、乳化和去乳化
乳化是一种液体分散在另一种不相混合的液体中的现 象。
乳化会使有机相和水相分层困难,出现两种夹带即: 1、发酵液废液中夹带有机溶剂微滴,发酵单位损失; 2、溶剂相中夹带发酵液微滴,给后续精制造成困难。
(一)、乳浊液的形成
乳浊液的两种形式: 1、以油滴分散在水中,称为水包油型或O/W型。 2、水以水滴分散在油中,称为油包水型或W/O型。
(四)、常用的去乳化剂
在生物合成工业上使用的去乳化剂有两种: 1、阳离子表面活性剂:溴代十五烷基吡啶。 2、阴离子表面活性剂:十二烷基磺酸钠。
当然并,不排斥试用其它高效去乳化剂的可能性。
1、溴代十五烷基吡啶
棕褐色稠厚液体,在水中溶解度约6%,在有机溶剂 中溶解度较小,因此,适用于破坏W/O型乳浊液,去乳 化效果很
三、水相条件的影响
影响萃取操作的因素很多,主要有pH、温度、盐析、 带溶剂等。
(一)、 pH值
1、PH影响分配系数。如对弱碱性抗生素红霉素,当pH 9.8
时,它在乙酸戊酯与水相间的K为44.7,而在PH 5.5时,K 为14.4。
2、pH对选择性有影响。如酸性产物一般在酸性下萃取到有 机溶剂,而碱性杂质则成盐而留在水相。如为酸性杂质则应 根据其酸性之强弱,选择合适的PH,以尽可能除去之。对 于碱性产物则相反,在碱性下萃取到有机溶剂中。 3、PH还应选择在尽量使产物稳定的范围内。
⑤、适用于各种不同的规模;
⑥、传质速度快,生产周期短,便于连续操作.容易实 现计算机控制。
液—液萃取的操作步骤:
①、萃取剂和料液混合接触,进行萃取; ②、分离互不相溶的两相,并回收溶剂; ③、萃余液(残液)脱溶剂。
溶剂萃取在生物产品分离中的典型应用: (1)、从发酵培养液中萃取产物 (2)、从生物反应液或生物转化液中萃取产物 。
例如:青霉素。
分离因素(ß)
溶质A、B由于分配系数不同,在萃取相中的相对含量就 不同。如A的分配系数较B大,则萃取相中A的含量(浓度)较B 多,这样A和B就得到一定程度的分离。
萃取剂对A和B分离能力可用分离因素(ß)来表征:
二、溶剂的选择
对萃取溶剂的要求:
1、对产物的溶解度大。 2、选择性好。 3、溶剂与被萃取的液相互溶度要小,粘度低,界面张 力适中,使相的分散和两相分离有利。 4、溶剂的回收和再生容易,化学稳定性。 5、溶剂价廉易得。 6、溶剂的安全性好,如闪点高、低毒等。 常用的溶剂有乙酸乙酯、乙酸丁酯和丁醇等。
可根据类似物容易溶解类似物的原则来选择溶剂 (极性上的类似)。
介电常数是一个化合物摩尔极化程度的量度,如 果已知这个值,就可预知此化合物是否极性。
介电常数D的求法
若已知一个物质的介电常数D,即可用此物质在一个电 容器中两极板之间所得的静电容量C来量度:
可以测定被提取物 (产物)的介电常数, 来寻找相当的溶剂。
油与水不相溶,混在一起能很快分层,不能形成乳浊 液。一般要有表面活性剂存在时,才容易发生乳化,这种 物质称为乳化剂。
表面活性剂:分子一端具有 亲水基,另一端具有亲油基,且 能降低界面张力。 能够把不相 溶的油与水连在一起,且其分子 处在任一相中都不稳定,而当处 在两相界面上,亲水基伸向水、 亲油基伸向油时就比较稳定。
固体粉末所稳定的乳浊液的理论,可以推广到其它型 式的乳化剂。
例如:表面活性剂的亲水基强度大于亲油基,则易形 成O/W型乳浊液;反之如亲油基强度大于亲水基则易形 成W/O型乳浊液。
HLB 表面活性剂的亲水与亲油程度的相对强弱,在工业上
常用HLB数来表示。
HLB数即亲水与亲油平衡程度,HLB越大,亲水性越 强,形成 O/W型乳浊掖,HLB越小,亲油性越强,形成 W/O型乳浊液.
举例:提取维生素B12时加入硫酸铵,对B12自水相 转移到有机溶剂中有利。提取青霉素时加入NaCl,对青霉 素从水相转移到有机溶剂中有利。
盐析剂的用量要适当,用量过多会使杂质也一起转入 溶剂中。当盐析剂用量大时,也应考虑回收和再利用问题。
(四)、 带溶剂
带溶剂:能和欲提取的生物物质形成复合物,而易溶于 溶剂中,且此复合物在一定条件下又要容易分解。
根据被萃取物的分子大小,萃取有两种主要类型:
(1)、小分子类 抗生素、有机酸等,能用传统液—液萃取法 萃取到有机相中.
(2)、大分子类 有酶、抗体、蛋白质等,传统的液体萃取 技术不适用,要采用双水相萃取。
溶剂萃取与其他技术相结合,产生的新型分离技术:
逆胶束萃取 (Reversed Micelle Extraction) 超临界萃取 (Supercritical fluid Extraction) 液膜萃取 (Liquid membrane Extraction)
2、十二烷基磺酸钠
是一种洗涤剂,淡黄色透明液体,含量为25%,易溶于 水,微溶于有机溶剂,因此适用于破坏W/O型乳浊液。价 廉,仅为溴代十五烷基吡啶的1/20。
其分子式如下:
应用举例:青霉素
青霉素提炼的乳化现象过去曾用过磺化蓖麻油以及石 油煤油部分的磺化产物(碳链为C12-C18)等,但去乳化 能力不强。
(二)、 温度
生化产物在温度较高时不稳定,萃取应在室温或较低 温度下进行。但如低温对萃取速度影响较大,为提高萃取速 度可适当升高温度。
此外,温度也会影响分 配系数。
例如: 温度对红霉素分 配系数的影响。
(三)、 盐析
加入盐析剂(硫酸铵等)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 的溶解度。
(3)、稀释法 在乳浊液中,加入连续相,可使乳化剂浓 度降低而减轻乳化。
(4)、加电解质 离子型乳化剂所成乳浊液常因分散相带电 荷而稳定,可加入电解质,以中和其电性而促使聚沉。
(5)、吸附法 例如,碳酸钙易为水所润湿,但不能为有机 溶剂所润湿,故将乳浊液通过碳酸钙层时,其中水分被吸附, 生产上将红霉素一次丁酯抽提液通过碳酸钙层,以除去微量 水分,有利于以后的提取。
举例:
土霉素在碱性下成负离子能与溴代十六烷基吡啶 相结合而溶于异辛醇中,然后再在酸性下萃取到水相。 也可以看作土霉素负离子与溴离子相交换而溶于异辛 醇中,因此这种带溶剂有时也称为液体离子交换剂。
柠檬酸在酸性条件下,可与磷氧键类萃取剂如磷 酸三丁酯(TBP)形成中性络合物而进入有机相,有时也 称为反应萃取。
比值愈小,乳浊液愈稳定。
(三)、乳浊液的破坏
破坏方法:
(1)、过滤和离心分离 当乳化不严重时,可用过滤或离 心分离的方法。分散相在重力或离心力场中运动时,常可引 起碰撞而聚沉。在实验室中,用玻璃棒轻轻搅动乳浊液也可 促使其破坏。
(2)、如热 能使粘度降低,易促使乳浊液破坏。如生化 物质对热稳定,可考虑此法。
将发酵液和有机溶剂按一定比例混合,加入一定量去乳 化剂,搅拌,(此时,仍产生一定程度的乳化),然后用离心 机分离,观察分层和乳化破坏程度,就可比较去乳化能力。 去乳化剂用量也可按此实验方法决定。
3、去乳化剂不应破坏发酵单位和污染成品。
(一)分配定律的导出:
在一定的温度和压力下达成平衡时,溶质在两相中的 化学位相等,即:
标准化学位和组成无关, 但和温度、压力有关。所以有: 当温度一定时,标准化学位为常数,故得 如为稀溶液,可以浓度代替活度
应用式(18—1)时,须注意下列条件: 1)、必须是稀溶液。 2)、溶质对溶剂之互溶度没有影响: 3)、必须是同一种分子类型,即不发生缔合或离解。