分離工程第四章2

第五節(jié)反膠團(tuán)萃取本質(zhì)是液-液有機(jī)溶劑萃取。與一般有機(jī)溶劑萃取的區(qū)別：利用表面活性劑在有機(jī)相中形成反膠團(tuán)（reversedmicelles)，從而在有機(jī)相內(nèi)形成分散的親水微環(huán)境。生物分子可溶解在反膠團(tuán)的親水微環(huán)境中，消除了蛋白質(zhì)類生物活性物質(zhì)難溶解在有機(jī)相中，或在有機(jī)相中發(fā)生變性的現(xiàn)象。一、反膠團(tuán)及其基本性質(zhì)正膠團(tuán)向水中加入表面活性劑，濃度達(dá)到一定值后，將發(fā)生表面活性劑分子的締合或自聚集，形成正膠團(tuán)。表面活性劑在水溶液中形成膠團(tuán)的最低濃度稱為臨界膠團(tuán)濃度（CMC）。反膠團(tuán)向有機(jī)溶劑中加入表面活性劑（如AOT），濃度超過(guò)一定值時(shí)，形成反膠團(tuán)。微團(tuán)：表面活性劑的極性頭朝外，疏水的尾部朝內(nèi)，中間形成非極性的“核”水非極性的“核”極性“頭”非極性“尾”反微團(tuán)：表面活性劑的極性頭朝內(nèi)，疏水的尾部向外，中間形成極性的“核”有機(jī)溶劑極性“頭”極性的“核”非極性“尾”陰離子表面活性劑AOT陽(yáng)離子表面活性劑季銨鹽構(gòu)成反膠團(tuán)的表面活性劑種類形狀：多為球形或近似球形。反膠團(tuán)內(nèi)溶解的水通常稱為微水相或“水池”。大?。号c溶劑和表面活性劑的種類與濃度、溫度、離子強(qiáng)度等有關(guān)。一般為5~20nm。常用于制備反膠團(tuán)的表面活性劑是AOT。AOT在異辛烷中形成的反膠團(tuán)直徑為：其中：W0為有機(jī)相中水與表面活性劑的摩爾比，稱含水率。0.3W0：反膠團(tuán)水核直徑。2.4:2個(gè)AOT長(zhǎng)度二、反膠團(tuán)的溶解作用反膠團(tuán)溶解蛋白質(zhì)的形式，有人提出四種模型：水殼模型；蛋白質(zhì)分子表面疏水區(qū)域直接與有機(jī)相接觸；蛋白質(zhì)吸附于反膠團(tuán)內(nèi)壁；蛋白質(zhì)疏水區(qū)與幾個(gè)反膠團(tuán)的表面活性劑疏水尾相互作用，被幾個(gè)小反膠團(tuán)“溶解”。對(duì)親水性蛋白質(zhì)，普遍接受水殼模型。三、影響蛋白質(zhì)萃取率的因素靜電相互作用反膠團(tuán)萃取一般使用離子型表面活性劑，所形成反膠團(tuán)內(nèi)表面帶負(fù)電荷（AOT）或正電荷（TOMAC）。當(dāng)水相pH偏離蛋白質(zhì)等電點(diǎn)時(shí)，蛋白質(zhì)帶正電荷或負(fù)電荷，與表面活性劑間的靜電相互作用影響其萃取率。理論上，蛋白質(zhì)所帶電荷與表面活性劑相反時(shí)，易溶于反膠團(tuán)，反之，則不能溶解?？臻g相互作用反膠團(tuán)含水率降低，反膠團(tuán)直徑減小，空間排阻作用增大，蛋白質(zhì)萃取率降低；蛋白質(zhì)相對(duì)分子量增大，空間排阻作用增大，蛋白質(zhì)萃取率降低。疏水性相互作用蛋白質(zhì)的疏水性影響其在反膠團(tuán)中的溶解形式，因而影響其萃取率。四、反膠團(tuán)萃取操作多步間歇混合－澄清萃取操作連續(xù)循環(huán)萃?。摧腿〔僮鞯诹?jié)超臨界流體萃取臨界點(diǎn)臨界溫度：指高于此溫度時(shí)，無(wú)論壓力多大也不能使氣體液化。臨界壓力：臨界溫度下，氣體液化所需最小的壓力。定義：利用超臨界流體（SCF），即溫度、壓力略超過(guò)或靠近臨界溫度和臨界壓力的流體為萃取劑，從固體或液體原料中提取目的產(chǎn)物。應(yīng)用：SCF對(duì)脂肪酸、植物堿、醚類、酮類、甘油脂等具有特殊的溶解作用，可用于這些物質(zhì)的萃取分離。一、SCF的性質(zhì)最常用的超臨界流體：CO2，因其臨界溫度接近常溫，無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性高、價(jià)廉。CO2的p-V()-T圖：臨界點(diǎn)附近溫度或壓力的微小變化，引起密度發(fā)生很大變化。SCF的密度接近液體，具有與液體相近的溶解能力，粘度小，自擴(kuò)散系數(shù)大，萃取速度快，優(yōu)于液體，尤其適于提取固體原料內(nèi)有用成分。利用超臨界流體的特殊性質(zhì)，使其在超臨界狀態(tài)下，與待分離的物料接觸，萃取出目的產(chǎn)物，然后通過(guò)降壓或升溫的方法，使萃取物得到分離常用萃取劑極性萃取劑：乙醇、甲醇、水（難）非極性萃取劑：二氧化碳（易）超臨界流體萃取的基本思想臨界點(diǎn)：

T：304.1 P：73.8bar優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：臨界條件溫和設(shè)備投資大產(chǎn)品分離簡(jiǎn)單無(wú)毒、無(wú)害不燃無(wú)腐蝕性價(jià)格便宜超臨界二氧化碳萃取

（SupercriticalCarbonDioxideExtraction）二、SCF萃取操作等溫法通過(guò)改變操作壓力實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的萃取和回收，操作溫度保持不變。等壓法通過(guò)改變操作溫度實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的萃取和回收。吸附（吸收）法利用選擇性吸附（吸收）目標(biāo)產(chǎn)物的吸附（吸收）劑回收目標(biāo)產(chǎn)物。超臨界流體萃取法優(yōu)點(diǎn)（1）萃取速度高于液體萃取，特別適合于固態(tài)物質(zhì)的分離提取（2）在接近常溫的條件下操作，能耗抵于一般的精餾法，適用于熱敏性物質(zhì)和易氧化物質(zhì)的分離（3）傳熱速率快，溫度易于控制（4）適合于非揮發(fā)性物質(zhì)的分離。

超臨界二氧化碳萃取流程圖大型超臨界流體萃取裝置咖啡因萃取植物油：胚芽油、玉米油、γ亞麻酸天然香料：杏仁油、檸檬油啤酒花尼古丁超臨界流體的應(yīng)用填空題1、超臨界流體，就是溫度和壓力略超過(guò)或靠近_______和

的流體。2．反膠團(tuán)溶解蛋白質(zhì)提出的四種模型中，對(duì)于親水性蛋白質(zhì)，普遍接受

模型。3．乳狀液膜膜相組成中的必需成分是

，主要依靠它來(lái)維持液膜的穩(wěn)定。判斷題4．反膠團(tuán)萃取一般使用非離子型表面活性劑。

5．超臨界流體尤其適于提取固體原料內(nèi)的有用成分。

6．超臨界流體的密度接近氣體，粘度和自擴(kuò)散系數(shù)則接近液體。7、有機(jī)溶劑萃取中，對(duì)青霉素等弱酸性電解質(zhì)，在較高的pH下，有利于其在有機(jī)相中的分配。8、雙水相系統(tǒng)的相圖中，同一系線上各點(diǎn)均分成體積相同而組成不同的兩相。

簡(jiǎn)答題9、反膠團(tuán)萃取中，靜電相互作用如何影響蛋白質(zhì)的萃取率。10、簡(jiǎn)述雙水相萃取用于胞內(nèi)蛋白質(zhì)萃取的優(yōu)勢(shì)及實(shí)際操作過(guò)程。11、反膠團(tuán)萃取與一般的液-液有機(jī)溶劑萃取相比有何優(yōu)點(diǎn)？

本章作業(yè)萃取