青霉素溶剂萃取.ppt

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1、设计青霉素溶剂萃取方法青霉素的性质青霉素萃取溶剂青霉素萃取操作条件青霉素萃取方式青霉素萃取设备目录青霉素的理化性质青霉素本身为一元酸，可与钾、钠、镁、钙、铝和铵等化合成盐类。易溶于水，游离酸易溶于醇、酮、醚、酯等一般有机溶剂。游离酸或盐类的水溶液均不稳定，极易失去抗菌效力。不耐热，一般保存于冰箱中，但青霉素盐的结晶纯品，在干燥条件下可于室温保存数年。青霉素的抗菌效力与其分子中的β-内酰胺环有关。青霉素萃取溶剂根据相似相溶的原理，选择与目的物结构相近的溶剂分子结构相似:组成,官能团根据萃取目标物的介电常数寻找极性相近的溶剂为萃取溶剂.青霉素萃取溶剂

2、不同的萃取剂对溶质的萃取效果不同。如疏水性的青霉素G和V酸性很强，其pKa值为2.5～3.1，相对分子质量分别为334和350，适宜用有机溶剂从发酵液中萃取，在pH2.5～3.0范围内，用乙酸戊酯和乙酸丁酯作为萃取剂的萃取效率高（如下表青霉素萃取溶剂溶剂pH2.5（溶剂/水）pH7.0（溶剂/水）乙酸戊酯45/11/235乙酸丁酯47/11/186乙酸乙酯39/11/260氯仿39/11/220乙醚12/11/190青霉素萃取溶剂根据以上因素，我组选定乙酸丁酯作为萃取溶剂青霉素萃取操作条件萃取压力萃取过程中，SF密度的变化直接影响萃取效果。萃取压

3、力是影响SF密度的重要参数。压力的变化能显著提高SF溶解物质的能力。根据萃取压力的变化，可将SFE分为3类：(1)高压区的全萃取。高压时，SF的溶解能力强，可最大限度地溶解所有成分；青霉素萃取操作条件压力(2)低压临界区的萃取，仅能提取易溶解的成分，或除去有害成分；(3)中压区的选择萃取，在高低压之间，可根据物料萃取的要求，选择适宜的压力进行有效萃取。当压力增加到一定程度后，则溶解增加缓慢，这是由于高压下超临界相密度随压力变化缓慢所致。另外，压力对萃取效果的影响还与溶质的性质有关。青霉素萃取操作条件温度由图可见，温度升高青霉素的稳定性急剧下降，即

4、温度越低越稳定。工厂都在pH=2.0下操作，所以只能选择在低温(5℃)下进行，以减少因降解而造成的损失，这大大增加了操作能耗。图5温度对青霉素半衰期的影响青霉素萃取操作条件温度而将萃取操作的pH提高到3.0，操作温度就可以提高。另一方面，大量实验证明，在低温下萃取，乳化严重，提高温度将有利于两相分离，对操作是有利的。以年产1kt青霉素的规模计算，每年的冷却费用在200万元以上。而将萃取pH提高到3.0，萃取操作温度可以从低温提高到常温，节省了大量的能源。同时，实验证明，有机萃取剂的萃取率随温度升高也有所上升。青霉素萃取操作条件pH图3萃取率与萃取

5、pH的关系从图看到：随着青霉素萃取操作的pH值的降低，单级萃取率急剧升高，直到pH<2.5曲线才开使平缓。因此，应当采用低pH值萃取(pH=1.8～2.2)，以到达最大萃取率。但是，由于青霉素的离解是一个动态平衡，当分子态的青霉素被萃取到有机相时，离子态的青霉素会向分子态转化以维持平衡，而且pH＝3.0条件下单级萃取率仍可以达到80%以上。青霉素萃取操作条件萃取剂流量、萃取时间在超临界流体萃取过程中，萃取剂流量一定时，萃取时间越长，收率越高。萃取刚开始时，由于溶剂与溶质未达到良好接触，收率较低。随着萃取时间的加长，传质达到某种程度，则萃取速率增大

6、，直到达到最大之后，由于待分离组分的减少，传质动力降低而使萃取速率降低。萃取剂的流量主要影响萃取时间。一般来说，收率一定时，流量越大，溶剂、溶质问的传热阻力越小，则萃取的速度越快，所需要的萃取时间越短，但萃取回收负荷大，从经济上考虑应选择适宜的萃取时间和流量。青霉素萃取操作条件物料性质物料的粒度影响萃取效果，一般情况下，粒度越小，扩散时间越短，有利于SF向物料内部迁移，增加了传质效果，但物料粉碎过细会增加表面流动阻力，反而不利于萃取。对于多孔的疏松物料，粒度对萃取率影响较小，菌体脂肪存在于细胞内，萃取脂肪时，应考虑使细胞破壁。水分是影响萃取效率的

7、重要因素。物料中含水量较高时，其水分主要以单分子水膜形式在亲水性大分子界面形成连续系统，从而增加了超临界相流动的阻力，当继续增加水分时，多余的水分子主要以游离态存在，对萃取不产生明显的影响。青霉素萃取操作条件物料性质而当含水量较低时，水分子主要以非连续的单分子层形式存在。可见，破坏传质界面的连续水膜，使溶质与溶剂之间进行有效的接触，形成连续的主体传质体系就可减小水分的影响。超临界流体的极性是影响萃取速率的又一因素。在弱极性的溶剂中，强极性物质的溶解度远小于非极性物质，可萃取性随极性增加而降低，如超临界CO2是一种非极性溶剂，因此，它非常适用于弱极

8、性物质的萃取。通过使用不同的夹带剂来改变COz的极性，使萃取范围扩大，可萃取极性较强的物质青霉素萃取操作条件根据以上因素，我组选定青霉素