Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Экстракция в системах жидкость-жидкость

Кристаллизация

Процесс образования и роста кристаллов из растворов и газовой фазы называют кристаллизацией. Обычно вещества имеют строго определенную кристаллическую решетку, за исключением полиморфных веществ. Ряд веществ образуют кристаллогидраты, причем количество включенных молекул воды зависит от температуры. Для образования кристаллов из растворов необходимо пресыщение, определяемое разностью исходной концентрации а n и равновесной концентрации насыщения (предельной растворимости Аn). Кристаллизация происходит, когда переход вещества из жидкого в твердое состояние сопровождается уменьшением свободной энергии системы Ф, т.е.

∆Ф=(pV/M) ∙ (φ2 –φ1)+ σF ≤ 0

где p- плотность зародыша кристалла;

V/F- его объем и поверхность;

M- его молекулярная масса;

2 –φ1)- химические потенциалы исходной и новой фаз;

σ- межфазное поверхностное натяжение.

Для получения крупно кристаллического порошка кристаллизацию ведут при малом пресыщении, в раствор вводят затравочные кристаллы, мелкие кристаллы удаляют в процессе кристаллизации, кристаллический продукт повторно обрабатывают в насыщенном растворе (при этом мелкие кристаллы растворяются), вводят в раствор посторонние примеси, повышают температуру (ограниченно).

Методы кристаллизации: выпаривание растворителя (изотермический), охлаждение горячих растворов (изогидрический), одновременное охлаждение и выпаривание (комбинированный), добавление в раствор других веществ, снимающих растворимость (высаливание), вымораживание.

Схемы кристаллизации: однократная (с полным возвратом маточного раствора и периодически полным сливом, с частичным его возвратом, с частичным возвратом после дополнительного упаривания и кристаллизации), двукратная с такими же манипуляциями маточным раствором, причем на слив дают маточный раствор после первого кристаллизатора, а после второго - насыщенный маточный раствор возвращают в первый кристаллизатор.

В фармацевтической промышленности кристаллизацией выделяют твердые вещества из их растворов, разделяют смеси веществ на фракции и очищают их от примесей. Для очень глубокой очистки термолабильных веществ, следовало бы использовать зонную плавку, для разделения эфтетических расплавов или веществ с низкими коэффициентами распределения - экстракционную кристаллизацию. При разделении эфтетических и азеотропных расплавов целесообразно сочетать процессы кристаллизации и ректификации.

В основе жидкостной экстракции лежит переход вещества из одной жидкости (раствора) в другую, не смешивающуюся с первой.

В результате взаимодействия экстрагента с исходной жидкостью получают экстракт- раствор извлеченных веществ и рафинат-остаточный исходный раствор, обедненный извлекаемыми веществами и содержащий некоторое количество экстрагента. Переход веществ, происходит при наличии разности концентрации между жидкими фазами до динамического равновесия между ними. Согласно этому закону отношение равновесных концентраций распределяемого между двумя жидкими фазами вещества есть величина постоянная (для данной температуры), называемая коэффициентом распределения:

,

Где V и x- равновесные концентрации распределяемого вещества в экстракте и рафинате, %.

Процесс экстракции в системах жидкость- жидкость состоит из следующих стадий: смешивание исходного раствора с экстрагентом для создания между ними тесного контакта, разделение двух несмешивающихся жидких фаз, регенерация экстрагента, т.е. удаление его из экстракта (раствора) и рафината.

Жидкосностная экстракция может быть ступенчатой и непрерывной. Ступенчатая экстракция делится на одноступенчатую, которая проходит в одном аппарате, многоступенчатую - экстракция протекает в нескольких аппаратах. Многоступенчатая экстракция может быть прямоточной и противоточной.

В промышленности применяют разнообразные технологические схемы экстракционных процессов. Аппараты для жидкостной экстракции работают по принципу механического перемешивания и гравитации. Аппараты, работающие по принципу механического перемешивания, - это колонны с мешалкой и центробежные экстракторы, использующие центробежную силу для смешивания и разделения фаз. В гравитационных аппаратах используется разность плотностей растворителей. Принцип гравитации лежит в основе работы различных насадочных колонн, с сетчатыми тарелками, колонного типа, распылительных и других конструкций.

V. Иллюстративный материал: прилагается

 

V. Литература:

основная:

1. Егорова Т.А., Клунова С.М., Живухина Е.А. Основы биотехнологии. – М.: Изд. центр «Академия», - 2008. – 208 с.

2. Евтушенков А.Н., Фомичев Ю.К. Введение в биотехнологию: Курс лекций. – Минск.: БГУ, 2002. - 105 с.

3. Сазыкин Ю.О., Орехов С.Н., Чакалева И.И. Биотехнология: Учебное пособие. – М.: Изд. Центр «Академия». – 2006. – 256 с.

4. Орехов С.Н. Фармацевтическая биотехнология. Руководство к практическим занятиям. – Учебное пособие. – Под ред. акад. РАМН В.А. Быкова, проф. А.В Катлинского. – М.: ГЭОТАР-Медиа 2009. – 384 с.

5. Елинов Н.П. Химическая микробиология. - Учебник. - М.: Высшая школа. - 1989, 448 с

6. Воробьева Л.И. Промышленная микробиология. - Учебное пособие. - М.: Изд-во МГУ. - 1989, 294 с.

7. Биотехнология. Принципы и применение. Пер. с англ. / Под ред. И. Хиггинса, Д. Беста, Дж. Джонса. - М.: Мир. - 1988, 480 с.

8. Чуешов В.И., Зайцев А.И., Шебанова С.Г. Промышленная технология лекарств. Том 2. Харьков, 2002.

9. Биотехнология микробного синтеза (Под ред. Бекера М.Е.) – Рига – 1980.

10. Биотехнология. (Отв. редактор А.А. Баев). - М.: Наука. - 1984, 310 с.

11. Перт С. Дж. Основы культивирования микроорганизмов. М., - 1979 г.

12. Промышленная микробиология (Под ред. Егорова Н.С.) – М., 1989 г.

13. Процессы и аппараты химической технологии (Под ред. П.Г. Романкова). – Л. – 1981.

дополнительная:

1. Березов Т.Т., Коровкина Б.Ф. – Биологическая химия (Под ред. И.М. Ивановой) – М., Медицина – 1981 г.

2. Никитин Г.А. – Биохимические основы микробиологических производств – Киев, 1981.

3. Бриттон Г. – Биохимия природных пигментов. М., Мир – 1986 г.

4. Попова Т.В. – Развитие биотехнологии в СССР – М., Наука - 1988 г.

5. Популяционные аспекты биотехнологии – Печуркин Н.С., Брильков А.В., Маркенкова Т.В. – Новосибирск: - Наука – 1990 г.

6. Специальные журналы: «Биотехнология», «Фармация Казахстана», «Фармацевтический бюллетень» и др.

VІ. Контрольные вопросы (обратная связь):

 

1. Какие процессы и методы кристаллизации используются в биотехнологическом производстве?

2. Расскажите особенности гель-фильтрации?

3. Какие еще методы применяются для избирательного извлечения целевых продуктов из культуральной жидкости?

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Аффинная хроматография | Необходимость присутствия биологических мембран в клетке
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 626; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.021 сек.