双水相萃取设备流程图

『壹』 双氧水的生产流程图

双氧水的生产流程图:

工艺步骤：

以2-乙基蒽醌为载体，以芳烃和磷酸三辛酯为专溶剂配制成混合液体工作属液。工作液在固定床内于一定的温度、压力和钯催化剂的催化作用下，与氢气进行氢化反应， 氢化完成液再与空气中的氧气进行氧化反应，得到的氧化液经纯水萃取、净化得到双氧水。工作液经处理后循环使用。其中氢化工序为整个生产工艺的核心，而氢化工序运行的效果，直接取决于钯催化剂的性能。钯催化剂作为蒽醌法过氧化氢生产中的一种昂贵的关键原料，在生产应用时必须结合其特点进行有效的控制，使钯催化剂安全平稳地使用， 否则，会影响钯催化剂效能正常发挥，造成浪费，影响产品产量质量，甚至造成难以弥补的损失。

知识点延伸：

双氧水即过氧化氢，化学式为H2O2，纯过氧化氢是淡蓝色的黏稠液体，可任意比例与水混合，是一种强氧化剂，水溶液俗称双氧水，为无色透明液体。其水溶液适用于医用伤口消毒及环境消毒和食品消毒。在一般情况下会分解成水和氧气，但分解速度极其慢，加快其反应速度的办法是加入催化剂——二氧化锰等或用短波射线照射。

『贰』 双水相萃取的操作步骤

一、重点
双水相萃取放大容易：一般10ml离心管的实验结果可直接放大到工业规模。具体实验步骤：
1、配制一系列不同浓度、pH及离子强度的双水相，每个双水相改变一个参数。
2、加入料液，再加水使整个系统质量达到5~10g。离心管封口后充分混合。
3、1800－2000g下离心3－5min，使两相完全分离。
4、用吸管或移液管将上相和下相分别吸出，测定上、下相中目标产物的浓度或生物活性，计算分配系数。
5、上、下两相中目标产物的总量应与加入量对比，以检验是否存在沉淀或界面吸附现象，并可确认浓度或活性测定中产生的系统误差。
6、分析目标产物的收率和纯化倍数，确定最佳双水相系统。
二、特点：
1、含水量高（70%～90%），适宜提取水溶性的蛋白质、酶等生物活性物质，且不易引起蛋白质的变性失活。2、不存在有机溶剂残留问题。3、易于放大，各种参数可按比例放大而产物收率并不降低。这是其他分离技术无法比拟的。
萃取是在两个液相间进行。大部分萃取采用一个是水相。另一个是有机相。但有机相易使蛋白质等生物活性物质变性。最近，发现有一些高分子水溶液（如分子量从几千到几万的聚乙二醇硫酸盐水溶液）可以分为两个水相，蛋白质在两个水相中的溶解度有很大的差别。故可以利用双水相萃取过程分离蛋白质等溶于水的生物产品。
例如用聚乙二醇（PEG Mr为6000）/磷酸钾系统从大肠杆菌匀浆中提取β-半乳糖苷酶。这是一个很有前途的新的分离方法，特别适用于生物工程得出的产品的分离。

『叁』 生物分离工程可分为几大部分，分别包括哪些单元操作

全书共十章，包括发酵液的预处理、细胞的分离、沉淀、萃取、膜技术、吸附与离子交换、色谱技术、离心、生物产品的浓缩结晶与干燥等生物产品分离纯化过程所涉及的全部技术内容。本书通俗易懂、深入浅出，可读性较强。

本书可作为高等院校相关专业本科生的教材，也可供从事生物分离工程工作及研究的有关人员参考。

前言

第一章 绪论

第一节 生物分离工程的性质、内容与分类

一、生物分离工程的性质

二、生物分离工程的研究内容

三、生物分离过程的分类

第二节 生物分离工程的一般流程

一、发酵液的预处理

二、产物的提取

三、产物的精制

四、成品的加工处理

五、生物分离纯化工艺过程的选择依据

第三节 生物分离过程的特点

一、生物分离过程的体系特殊

二、生物分离过程的工艺流程特殊

三、生物分离过程的成本特殊

第四节 生物分离工程的发展趋势

一、生物分离工程的发展趋势

二、生物分离工程研究应注意的问题

思考题

第二章 发酵液的预处理

第一节 发酵液预处理的方法

一、发酵液的一般特征

二、发酵液预处理的目的和要求

三、发酵液预处理的方法

第二节 发酵液的过滤，

一、发酵液过滤的目的

二、影响发酵液过滤的因素

三、发酵液过滤的方法

四、提高过滤性能的方法

五、过滤介质的选择

六、过滤操作条件优化

七、过滤设备

思考题

第三章 细胞分离技术

第一节 细胞分离

一、过滤

二、离心沉降

第二节 细胞破碎

一、细胞壁的结构

二、细胞破碎动力学

三、细胞破碎的方法

第三节 胞内产物的溶解及复性

一、包含体及其形成

二、包含体的分离和溶解

三、蛋白质复性

思考题

第四章 沉淀技术

第一节 概述

第二节 蛋白质表面性质

一、蛋白质表面的亲水性和疏水性

二、蛋白质表面的电荷

三、蛋白质胶体的稳定性

第三节 蛋白质沉淀方法

一、盐析法

二、有机溶剂沉淀法

三、等电点沉淀法

四、非离子多聚物沉淀法

五、变性沉淀

六、生成盐类复合物的沉淀

七、亲和沉淀

八、SIS聚合物与亲和沉淀

第四节 沉淀技术应用

一、蛋白质

二、多糖

三、茶皂甙纯化工艺研究

四、杜仲水提液中氯原酸的提取

思考题

第五章 萃取技术

第一节 基本概念

一、萃取的概念、特点及分类

二、分配定律

三、分配系数、相比、分离系数

第二节 液液萃取的基本理论与过程

一、液液萃取的基本原理

二、液液萃取类型及工艺计算

第三节 有机溶剂萃取

一、有机溶剂萃取分配平衡

二、影响有机溶剂萃取的因素

三、有机溶剂萃取的设备及工艺过程

第四节 双水相萃取

一、双水相体系的形成

二、相图

三、双水相中的分配平衡

四、影响双水相分配系数的主要因素

五、双水相萃取的设备及工艺过程

第五节 液膜萃取

一、液膜及其分类

二、液膜萃取机理

三、液膜分离操作

四、乳化液膜分离技术的工艺流程

五、液膜分离过程潜在问题

六、液膜分离技术的应用

第六节 反胶团萃取

一、胶团与反胶团

二、反胶团萃取

三、反胶团制备

四、反胶团萃取的应用

第七节 液固萃取

一、液固萃取过程

二、液固萃取类型

三、浸取的影响因素

四、浸取的其他问题

五、浸取的工业应用

第八节 超临界流体萃取

一、超临界流体

二、超临界流体萃取

三、超临界萃取的实验装置与萃取方式

四、超临界流体萃取条件的选择

五、超临界流体萃取的基本过程

六、超临界流体萃取的应用实例

第九节 萃取技术应用及研究进展

一、双水相萃取技术应用及研究进展

二、液膜萃取技术应用及研究进展

三、反胶团萃取技术应用及研究进展

四、超临界流体萃取技术应用及研究进展

思考题

第六章 膜分离过程

第一节 概述

一、膜分离过程的概念和特征

二、膜过程分类

三、分离膜

第二节 压力驱动膜过程

一、反渗透和纳滤

二、超滤和微滤

第三节 电推动膜过程——电渗析

一、电渗析的基本原理

二、电渗析传递过程及影响因素

三、电渗析膜

四、应用

第四节 膜接触器——膜萃取

一、膜萃取的基本原理

二、膜萃取的传质过程

三、膜萃取过程影响因素

四、应用

第五节 其他膜分离过程

一、浓差推动膜过程——渗透蒸发

二、温差推动膜过程——膜蒸馏

第六节 膜分离过程装置

一、滤筒式膜组件

二、板框式膜组件

三、螺旋卷式膜组件

四、管式膜组件

五、毛细管式膜组件

六、中空纤维式膜组件

思考题

第七章 吸附与离子交换

第一节 概述

一、吸附过程

二、吸附与离子交换的特点

第二节 吸附分离介质

一、吸附剂

二、离子交换剂

第三节 吸附与离子交换的基本理论

一、吸附平衡理论

二、影响吸附的主要因素

三、离子交换平衡理论

第四节 基本设备与操作

一、固定床吸附操作

二、移动床吸附器

三、膨胀床吸附操作

四、流化床吸附操作

五、吸附器净化效率的计算与选择

思考题

第八章 色谱分离技术

第一节 色谱分离技术概述

一、色谱技术的基本概念

二、色谱法的分类

三、色谱系统的操作方法

第二节 吸附色谱法

一、吸附色谱基本原理

二、吸附薄层色谱法

三、吸附柱色谱法

第三节 分配色谱法

一、基本原理

二、分配色谱条件

三、分配色谱基本操作

四、分配色谱法的应用

第四节 离子交换色谱法

一、离子交换色谱技术的基本原理

二、离子交换剂的类型与结构

三、离子交换剂的理化性能

四、离子交换色谱基本操作

五、离子交换色谱的应用

第五节 亲和色谱

一、亲和色谱概述

二、亲和色谱原理

三、亲和色谱介质

四、亲和色谱介质的制备

五、亲和色谱的操作过程

六、影响亲和色谱的因素

第六节 色谱分离技术的应用

一、亲和色谱的应用

二、离子交换色谱的应用

三、吸附色谱的应用

四、分配色谱的应用

五、多种色谱技术的组合应用

思考题

第九章 离心技术

第一节 离心分离原理

一、离心沉降原理

二、离心过滤原理

第二节 离心分离设备

一、离心分离设备概述

二、离心沉降设备

三、离心过滤设备

四、离心分离设备的放大

第三节 超离心技术

一、超速离心技术原理

二、超速离心技术分类

三、超速离心设备

第四节 离心技术在生物分离中的应用

一、离心技术在生物分离应用中的注意事项

二、离心分离的优缺点

三、离心机的选择

四、离心在生物分离中的应用

思考题

第十章 浓缩、结晶与干燥

第一节 蒸发浓缩工艺原理与设备

一、蒸发浓缩工艺

二、蒸发浓缩设备

第二节 结晶工艺原理和设备

一、结晶操作工艺原理

二、结晶设备

第三节 干燥工艺原理与设备

一、干燥工艺原理

二、干燥设备

思考题

『肆』 什么叫萃取方法是什么

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作，利用相似相溶原理，萃取有两种方式：
液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚；用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃； 用CCl4萃取水中的Br2.
固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。
虽然萃取经常被用在化学试验中，但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变（或说化学反应），所以萃取操作是一个物理过程。
萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过萃取，能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。这里介绍常用的液－液萃取。利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
分配定律是萃取方法理论的主要依据，物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时，在两种互不相溶的溶剂中，加入某种可溶性的物质时，它能分别溶解于两种溶剂中，实验证明，在一定温度下，该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时，此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少，都是如此。属于物理变化。用公式表示。
CA/CB=K
CA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的量浓度。K是一个常数，称为“分配系数”。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。
要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取数次。利用分配定律的关系，可以算出经过萃取后化合物的剩余量。
设：V为原溶液的体积
w0为萃取前化合物的总量
w1为萃取一次后化合物的剩余量
w2为萃取二次后化合物的剩余量
w3为萃取n次后化合物的剩余量
S为萃取溶液的体积
经一次萃取，原溶液中该化合物的浓度为w1/V；而萃取溶剂中该化合物的浓度为(w0-w1)/S；两者之比等于K，即：
w1/V =K w1=w0 KV
(w0-w1)/S KV+S
同理，经二次萃取后，则有
w2/V =K 即
(w1-w2)/S
w2=w1 KV =w0 KV
KV+S KV+S
因此，经n次提取后:
wn=w0 ( KV )
KV+S
当用一定量溶剂时，希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)总是小于1，所以n越大，wn就越小。也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。但应该注意，上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂，例如苯，四氯化碳等。而与水有少量互溶地溶剂乙醚等，上面公式只是近似的。但还是可以定性地指出预期的结果。
萃取可分为以下几种：一、双水相萃取
双水相萃取技术((Two-aqueous phase extraction,简称ATPS)是指亲水性聚合物水溶液在一定条件下可以形成双水相,由于被分离物在两相中分配不同,便可实现分离"被广泛用于生物化学细胞生物学和生物化工等领域的产品分离和提取"双水相萃取技术设备投资少,操作简单"该类双水相体系多为聚乙二醇-葡萄糖和聚乙二醇-无机盐两种"由于水溶性高聚物难以挥发,使反萃取必不可少,且盐进入反萃取剂中,对随后的分析测定带来很大的影响"另外水溶性高聚物大多黏度较大,不易定量操作,也给后续研究带来麻烦"事实上,普通的能与水互溶的有机溶剂在无机盐的存在下也可生成双水相体系,并已用于血清铜和血浆铬的形态分析"基于与水互溶的有机溶剂和盐水相的双水相萃取体系具有价廉!低毒!较易挥发而无需反萃取和避免使用黏稠水溶性高聚物等特点。二、有机溶剂萃取
水洗分液法是用水将有机相中溶于水的杂质分离出来，达到纯化有机相的目的。
有机溶剂萃取法就是常说的萃取，即用有机溶剂把水相、固相（或其它不溶于该溶剂的相）中溶于该溶剂的组分分离出来的方法。理论部分见Afeastforeye的内容。
一般萃取实验中，萃取后的有机相（含所需化合物）还要用水或饱和食盐水洗，进一步纯化有机相。 这两种方法都需要分液漏斗，操作过程基本相同，只需确定哪一层（相）需要保留。
三、超临界萃取
超临界萃取所用的萃取剂为超临界流体，超临界流体是介于气液之间的一种既非气态又非液态的物态，这种物质只能在其温度和压力超过临界点时才能存在。超临界流体的密度较大，与液体相仿，而它的粘度又较接近于气体。因此超临界流体是一种十分理想的萃取剂。
超临界流体的溶剂强度取决于萃取的温度和压力。利用这种特性，只需改变萃取剂流体的压力和温度，就可以把样品中的不同组分按在流体中溶解度的大小，先后萃取出来，在低压下弱极性的物质先萃取，随着压力的增加，极性较大和大分子量的物质与基本性质，所以在程序升压下进行超临界萃取不同萃取组分，同时还可以起到分离的作用。
温度的变化体现在影响萃取剂的密度与溶质的蒸汽压两个因素，在低温区（仍在临界温度以上），温度升高降低流体密度，而溶质蒸汽压增加不多，因此，萃取剂的溶解能力时的升温可以使溶质从流体萃取剂中析出，温度进一步升高到高温区时，虽然萃取剂的密度进一步降低，但溶质蒸汽压增加，挥发度提高，萃取率不但不会减少反而有增大的趋势。
除压力与温度外，在超临界流体中加入少量其他溶剂也可改变它对溶质的溶解能力。其作用机理至今尚未完全清楚。通常加入量不超过10％，且以极性溶剂甲醇、异丙醇等居多。加入少量的极性溶剂，可以使超临界萃取技术的适用范围进一步扩大到极性较大化合物。
超临界流体萃取过程简介
将萃取原料装入萃取釜。采用二氧化碳为超临界溶剂。二氧化碳气体经热交换器冷凝成液体，用加压泵把压力提升到工艺过程所需的压力(应高于二氧化碳的临界压力)，同时调节温度，使其成为超临界二氧化碳流体。二氧化碳流体作为溶剂从萃取釜底部进入，与被萃取物料充分接触，选择性溶解出所需的化学成分。含溶解萃取物的高压二氧化碳流体经节流阀降压到低于二氧化碳临界压力以下进入分离釜(又称解析釜)，由于二氧化碳溶解度急剧下降而析出溶质，自动分离成溶质和二氧化碳气体二部分，前者为过程产品，定期从分离釜底部放出，后者为循环二氧化碳气体，经过热交换器冷凝成二氧化碳液体再循环使用。整个分离过程是利用二氧化碳流体在超临界状态下对有机物有特异增加的溶解度，而低于临界状态下对有机物基本不溶解的特性，将二氧化碳流体不断在萃取釜和分离釜间循环，从而有效地将需要分离提取的组分从原料中分离出来。四、液膜萃取
是一项新的萃取技术。以水为连续相，分散以表面活性剂和有机相包覆有水相内核的液滴，形成一乳状液。在外水相中某些组分被液滴外的有机相萃取后进入液滴内的水相，实现萃取分离。由于液滴的直径只几微米，液膜的比表面大，加以被萃取组分很快从有机相转入内水相，传质推动力大、传质不受外水相与表机相平衡浓度的限制，故萃取效率很高。技术的难点是破乳。目前在高压静电场下破乳是最有效的。可用在金属离子分离、生物产品分离以及污水处理等方面。
五、固相萃取
固相萃取法是色谱法的一个重要的应用。在此方法中，使一定体积的样品溶液通过装有固体吸附剂的小柱，样品中与吸附剂有强作用的组分被完全吸附；然后，用强洗脱溶剂将被吸附的组分洗脱出来，定容成小体积被测样品溶液。使用固相萃取法，可以使样品中的组分得到浓缩，同时可初步除去对感兴趣组分有干扰的成分，从而提高了分析的灵敏度。固相萃取不仅可用于色谱分析中的样品预处理，而且可用于红外光谱、质谱、核磁共振、紫外和原子吸收等各种分析方法的样品预处理。C18固相萃取小柱具有疏水作用，对非极性的组分有吸附作用，因此可以从水中将多核芳烃萃取出来，完成浓缩样品的作用。固相萃取小柱还有其他类型，如极性、离子交换等。
六、液固萃取
利用填充了细颗粒吸附剂的小柱作液-固萃取(1iquid～solid extraction，LSE)的方法很快就把液一液萃取方法比了下去，在样品基质的简化和痕量样品的富集等方面建立起自己的
地位。液一液萃取有这样的一些问题：劳动力密集；经常受到乳化等实际问题的困扰；倾向
于消耗大量的高纯度溶剂，这些溶剂往往对操作者健康和环境造成危害；在排放的时候带来
额外的费用。液一固萃取则有廉价、省时、溶剂消耗和处理的步骤简单的优点。液一固萃取步骤可以很容易利用专用的流程单元组，自动地在多通道中同时萃取样品并把样品制备成适
自动进样的样品；或利用离心式分析器批量处理大批样品，达到增加样品的通量、减少劳动
力的费用的目的。液一固萃取用于现场采样很方便，它使人们不必把大量样品送到实验室中
去处理，最大程度地减少样品运输和储存的问题。液一固萃取技术不是没有它的问题，但这
些问题和在液一液萃取中遇到的问题是不一样的，这两种技术可以看作是互补的。

『伍』 什么是双水相萃取

一些高分子水溶液（如分子量从几千到几万的聚乙二醇硫酸盐水溶液）可以分为两个水相，蛋白质在两个水相中的溶解度有很大的差别。故可以利用双水相萃取过程分离蛋白质等溶于水的生物产品。
双水相的优势
ATPE作为一种新型的分离技术，对生物物质、天然产物、抗生素等的提取、纯化表现出以下优势：
(1)含水量高(70％--90％)，在接近生理环境的体系中进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性；
(2)可以直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质（或者酶），还能不经过破碎直接提取细胞内酶，省略了破碎或过滤等步骤；
(3)分相时间短，自然分相时间一般为5min～15 min；
(4)界面张力小(10-7～ 10-4mN／m)，有助于两相之间的质量传递，界面与试管壁形成的接触角几乎是直角；
(5)不存在有机溶剂残留问题，高聚物一般是不挥发物质，对人体无害；
(6)大量杂质可与固体物质一同除去；
(7)易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接相连接，无需进行特殊处理；
(8)操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行；
(9)亲和双水相萃取技术可以提高分配系数和萃取的选择性。