制药工程原理与设备 (13).pdf

《制药工程原理与设备 (13).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制药工程原理与设备 (13).pdf（18页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、制药工程原理与设备第二章 制药分离工程n2.2 复杂萃取1.理解几种高级萃取方式；2.能够掌握理解典型设备的结构特点：卧螺机本节课的学习目标：34双水相萃取 l 目标溶质在两相都能溶解？l 萃取因素大于1？表观分配系数大于1？l 两相（萃取母液和萃取剂）能够分层l 不互溶的两种溶剂？什么条件下萃取能够达到分离纯化的目的？溶液的分相不一定完全依赖于有机溶剂，在一定条件下，水相也可以形成两相(即双水相系统)甚至多相。5双水相萃取 双水相萃取技术(two-aqueous phase extraction，ATPE)，又称水溶液两相分配技术：指不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，利用物质在互

2、不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法，称为双水相萃取法。两个疑问：1.为什么水溶液之间都能分层？2.双水相萃取有什么优势？6双水相形成原理由于高聚物之间的不相溶性，即高聚物分子的空间阻碍作用，相互无法渗透，不能形成均一相。当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于相对分子质量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。一般认为只要两种聚合物水溶液的憎水程度有所差异，混合时就会发生相分离。7 高聚物（P）高聚物或

3、低聚物（Q）聚丙二醇 甲基聚丙二醇，聚乙二醇，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，羟丙基葡聚糖，葡聚糖 聚乙二醇 聚乙烯醇，葡聚糖，聚蔗糖 甲基纤维素 羟甲基葡聚糖，葡聚糖 乙基羟乙基纤维素 葡聚糖 羟丙基葡聚糖 葡聚糖 聚蔗糖 葡聚糖 聚乙二醇 硫酸镁，硫酸铵，硫酸钠，甲酸钠，酒石酸钾钠 常用的双水相系统8双水相体系萃取有什么优势？1）蛋白质一般亲水性强，不溶于有机溶剂；2）蛋白质在有机溶剂相中易变性失活。l 能够解决有机溶剂萃取的不足l 操作简便、经济省时、易于放大。l 传统离心、沉淀等液-固分离转化为液-液分离。l 可应用于蛋白质、酶、核酸、人生长激素、干扰素的分离纯化。9双水相体系萃取的特点1、

4、条件温和，不会引起生物活性物质失活或变性(系统的含水量高，75-95%)；2、分相时间短（5-15min)3、容易放大，操作可连续化；4、纯化倍数高，收率高5、成本低6、无有机溶剂残留问题10卧螺机的工作部分是一个内装螺旋输送器的转鼓，这个转鼓可看作是个一端为圆锥形的沉降槽。当高速旋转时，转鼓内产生大于重力加速度千倍以上的离心力，悬浮液便在这个离心力场中实现液固分离。密度小的液体形成同心内层，经过可调节的堰板连续地从鼓大端排出。双水相萃取典型设备卧螺离心机11反胶束萃取反胶团(Reversed Micelles)是两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水性基团自发地向内聚集而成的，内含微小水滴的，

5、空间尺度仅为纳米级的集合型胶体。是一种自我组织和排列而成的，并具热力学稳定的有序构造。反胶束内溶解的水称为微水相或水池12反胶束萃取工作原理1.制备反胶束，注意反胶束母液为有机相；2.萃取，酶等生物大分子溶于反胶束的微水池内；3.相分离；4.酶从反胶束内的微水池释放出来。13反胶团的微小界面和微小水相具有两个特异性功能：(1)具有分子识别并允许选择性透过的半透膜的功能；(2)在疏水性环境中能使亲水性大分子如蛋白质等保持活性。(1)有很高的萃取率和反萃取率并具有选择性；(2)分离、浓缩可同时进行，过程简便；(3)能解决蛋白质(如胞内酶)在非细胞环境中迅速失活的问题；(4)由于构成反胶团的表面活性

6、剂往往具有细胞破膜功效，因而可直接从完整细胞中提取具有活性的蛋白质和酶；(5)反胶团萃取技术的成本低，溶剂可反复使用等。反胶束萃取工作原理反胶束萃取的优势14构成反胶团的表面活性剂种类：阴离子表面活性剂 AOT (丁二酸乙基己基酯-磺酸钠)阳离子表面活性剂 季铵盐 非极性表面活性剂 Tritonl 分离蛋白质及酶 l 分离氨基酸l 分离抗生素l 分离核酸反胶束萃取反胶束萃取的应用15固液萃取 超临界流体萃取超临界流体（supercritical fluid）温度、压力高于其临界状态的流体。通常把处于温度超过临界温度而不论其压力和密度是否超过临界值状态的流体都归之为超临界流体。特点：粘度小、密度

7、、扩散系数、溶剂化能力等性质随温度和压力变化十分敏感：粘度和扩散系数接近气体，而密度和溶剂化能力接近液体。优点1.萃取剂可重复利用；2.溶剂分离简单；3.适于分离热敏物质；16固液萃取 超声波辅助萃取超声波提取是利用超声波具有的机械效应，空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以提取生物有效成分。优点1.促使植物细胞组织破壁或变形，提取更充分；2.时间短，效率高；3.适应性广；17固液萃取 微波辅助萃取根据不同物质吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中，达到提取的目的。优点1.穿透力强，均匀、迅速加热；2.选择性加热，选择性提取；3.溶剂范围广，用量少；进料体统微波谐振腔萃取腔微波源出料系统控制系统微波源18萃取液液萃取固液萃取（浸提）两相萃取（水性溶剂/油性溶剂）双水相萃取反胶束萃取微波辅助超声线辅助超临界流体萃取原理，表观系数K，萃取收率计算，萃取器单元，萃取塔与离心萃取机结构原理，优点，适用范围，卧螺离心机原理，优点，适用范围原理，优点，适用范围原理，优点，适用范围原理，优点，适用范围萃取总结