1、鹽析萃取是以無機(jī)鹽為鹽析劑，有機(jī)溶劑為萃取劑，在兩者的綜合作用下從水相中分離親水性目標(biāo)產(chǎn)物的分離方法。它作為一種新型萃取技術(shù)，具有成相物質(zhì)廉價(jià)且易于回收、粘度低、分相快、易于連續(xù)化操作等優(yōu)點(diǎn)，受到了越來越多的關(guān)注，已廣泛應(yīng)用于生物基化學(xué)品、生物分子和天然產(chǎn)物的分離純化中。然而，鹽析萃取應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和進(jìn)一步的工業(yè)化應(yīng)用需要解決以下難題:1）萃取體系和操作條件的確定;2）萃取設(shè)備的選取。為解決上述問題，本文從鹽析萃取體系成相物質(zhì)的選取原則

2、出發(fā)，選擇了具有代表性的乙醇/硫酸銨鹽析萃取體系，繪制了完整的相圖，探究了其成相規(guī)律與萃取動(dòng)力學(xué)，總結(jié)了短鏈二元醇和羧酸在該體系中的分配規(guī)律，最終將鹽析萃取分別應(yīng)用于丁酸模擬液和1，3-丙二醇發(fā)酵液。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)無機(jī)鹽的成相能力與陰、陽離子的吉布斯水合自由能之和成正比，而且與該體系分相時(shí)間的快慢相一致，但是與單位質(zhì)量無機(jī)鹽的鹽析效果存在明顯的差異。有機(jī)溶劑的成相能力與其疏水性強(qiáng)弱成正比。
　　(2)乙醇/硫

3、酸銨鹽析萃取體系的完整相圖包括雙結(jié)點(diǎn)曲線、系線和固液平衡線，從而將整個(gè)體系劃分為5個(gè)相區(qū):雙結(jié)點(diǎn)曲線以上區(qū)域?yàn)橐阂夯烊軈^(qū);液液平衡區(qū)位于雙結(jié)點(diǎn)曲線和固液平衡線之間，在該區(qū)域內(nèi)可通過條件優(yōu)化獲得最佳萃取實(shí)驗(yàn)點(diǎn);在雙結(jié)點(diǎn)曲線和固液平衡線以下存在液-液-固和液-固相區(qū)，這些相區(qū)可用于鹽類的回收。對(duì)乙醇/硫酸銨鹽析萃取體系成相與萃取動(dòng)力學(xué)的研究表明:分相時(shí)間隨系線長度和相界面的增大而縮短。相轉(zhuǎn)換現(xiàn)象發(fā)生在固定的相比條件下，且與系線長度無關(guān)。在相

4、轉(zhuǎn)換點(diǎn)，分相所需時(shí)間最短。相連續(xù)性由相比和混合強(qiáng)度共同決定，它對(duì)相分離時(shí)間會(huì)產(chǎn)生輕微的影響。選取丁醇為目標(biāo)物質(zhì)，在合適的相比條件下，該體系在2分鐘內(nèi)即可達(dá)到相平衡和萃取平衡。
　　(3)以乙醇/硫酸銨體系相圖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過對(duì)短鏈二元醇和羧酸在不同條件下分配規(guī)律的研究，揭示了這兩類物質(zhì)在鹽析萃取體系中的分配規(guī)律:目標(biāo)物質(zhì)的分配系數(shù)與體系系線長度和自身疏水性呈線性相關(guān)。此外，溫度和產(chǎn)品濃度的升高有利于萃取效果的提升，這一效應(yīng)隨產(chǎn)品疏

5、水性的升高而增強(qiáng)。體系pH值對(duì)羧酸的分配起主導(dǎo)作用，對(duì)二元醇的分配影響不顯著。
　　(4)采用鹽析與鹽析萃取兩步法分離模擬液中的丁酸，總回收率高達(dá)99.4％，同時(shí)大部分乙酸(88.5％)也得到有效回收。鹽析分離可以獲得高濃度和高選擇性的丁酸濃縮液，但是鹽析效果隨無機(jī)鹽加入量和丁酸濃度的降低而降低，因此該方法僅對(duì)高濃度的丁酸溶液(≥50g/L)有效。鹽析萃取與鹽析相比，前者具有高丁酸回收率、分相快、易于分離等優(yōu)點(diǎn)，其分離效果隨有機(jī)溶

6、劑疏水性的增強(qiáng)而降低，隨系線長度和丁酸濃度的增加而升高，但是對(duì)丁酸的選擇性較差。因此，將這兩種技術(shù)相結(jié)合有利于發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)丁酸模擬液中有機(jī)酸的高效分離。
　　(5)以鹽析萃取體系成相與萃取動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，在填料萃取塔內(nèi)實(shí)現(xiàn)了1，3-丙二醇發(fā)酵液的連續(xù)萃取。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:萃取塔的類型、填料尺寸和分散相流速均會(huì)影響1，3-丙二醇的分離效果。最終選取了填料尺寸為Dixon3×3mm的填料塔，在低分散相流速下(1mL/min)，