中空纤维支撑液膜提取红霉素的工艺和传质研究

发布时间：2017-10-19 01:44

  本文关键词：中空纤维支撑液膜提取红霉素的工艺和传质研究

  更多相关文章： 红霉素 络合萃取 支撑液膜 反萃相预分散 模型

【摘要】：红霉素作为一种大环内脂类抗生素,疗效确切,过敏反应少,市场需求巨大。红霉素的工业生产以发酵法为主,从发酵液中提取红霉素的环节直接影响到红霉素的产量和质量。目前,提取红霉素的方法主要有溶媒萃取法、离子交换法、大孔树脂吸附法、膜分离技术等,但均存在明显的缺点。本文以络合萃取技术为基础,研究了络合萃取的操作条件,并进一步研究了反萃相预分散与支撑液膜技术相结合萃取红霉素的工艺,确定了反应动力学性质,建立了总传质阻力模型,旨在为络合萃取技术、膜技术应用于红霉素的提取提供方向和指导。以络合萃取技术为基础,筛选出适合于红霉素的络合萃取体系。分析了萃取剂浓度、原料相pH、两相相比、温度对萃取分配系数和反萃相比、pH对反萃率的影响。结果表明:适合于红霉素萃取的络合萃取体系为正辛醇与环己烷组成的混合溶剂,二者的体积比为1:1,正辛醇与红霉素以分子间氢键作用形成(1:1)型萃合物,原料相pH较适合的范围为10~11,适宜相比为1:2,较合适的温度为298K,反萃液为pH4~5的乙酸-乙酸钠缓冲溶液,反萃相比为1:1,此络合反应为吸热反应。混合萃取剂经过6次的循环再生,萃取效果基本不变。采用反萃相预分散技术进行中空纤维液膜萃取红霉素的操作。在大块液膜可行性研究的基础上,分析了膜浸润时间、原料相pH、跨膜压差、搅拌速度、体积流量等因素对萃取率的影响。结果表明:膜浸润时间2h,原料相pH为11,搅拌速率为350rpm,跨膜压差25kPa,管、壳程体积流量分别为500ml/min和400ml/min时,萃取率可达到92.9%。经研究测定,红霉素络合萃取反应符合二级动力学特征,且采用反萃相预分散的操作方式膜的稳定性良好。为分析中空纤维膜萃取过程的传质情况,建立了总传质阻力模型,分析各传质阻力,并利用实验数据验证了模型的准确性,考察了操作条件对总传质系数的影响。结果表明:模型与实验数据有较好的吻合度,传质阻力主要存在于管程侧和液膜相中,操作条件对总传质系数和萃取率的影响趋势一致,可通过分析操作条件对总传质系数的影响来说明其对萃取率的影响,为优化传质提供方向。结论:络合萃取技术能够有效地提取溶液中红霉素,大大降低萃水量。中空纤维支撑液膜对红霉素萃取有效果。总传质阻力模型能够对传质过程进行分析。
【关键词】：红霉素 络合萃取 支撑液膜 反萃相预分散 模型
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ927;TQ028
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 文献综述10-25
• 1.1 红霉素概述10-16
• 1.1.1 红霉素的理化性质10-11
• 1.1.2 红霉素的用途11-12
• 1.1.3 红霉素的制备12
• 1.1.4 红霉素发酵液的特点12-13
• 1.1.5 红霉素的提取工艺13-16
• 1.2 络合萃取技术及其应用16-19
• 1.2.1 络合萃取技术的原理16-17
• 1.2.2 络合萃取体系的特征17-18
• 1.2.3 络合萃取技术的应用18-19
• 1.3 液膜分离技术及其应用19-23
• 1.3.1 液膜分离技术概述19-20
• 1.3.2 液膜分离技术分类及应用20-23
• 1.4 研究目的、研究意义与研究内容23-25
• 1.4.1 本文的研究意义23-24
• 1.4.2 本文的研究目的24
• 1.4.3 本文的研究内容24-25
• 第二章 络合萃取法提取红霉素25-40
• 2.1 络合萃取红霉素的原理25-26
• 2.2 实验仪器、试剂与分析方法26-28
• 2.2.1 实验仪器26-27
• 2.2.2 实验试剂27
• 2.2.3 分析方法27-28
• 2.3 络合萃取体系的确定28-30
• 2.3.1 萃取剂的选择28-29
• 2.3.2 稀释剂的选择29-30
• 2.4 萃合物结构的确定30-31
• 2.5 络合萃取过程的影响因素31-35
• 2.5.1 平衡时间的影响31-32
• 2.5.2 萃取剂浓度的影响32-33
• 2.5.3 原料液pH的影响33-34
• 2.5.4 萃取相比的影响34
• 2.5.5 萃取温度的影响34-35
• 2.6 络合萃取过程的热力学研究35-36
• 2.7 红霉素反萃过程的影响因素36-38
• 2.7.1 反萃相pH的影响36-37
• 2.7.2 反萃相比的影响37-38
• 2.8 络合萃取体系的使用次数38
• 2.9 本章小结38-40
• 第三章 中空纤维支撑液膜提取红霉素40-54
• 3.1 概述40-42
• 3.1.1 支撑液膜概述40-41
• 3.1.2 HFSLM-SD提取红霉素原理41-42
• 3.2 实验仪器与试剂42-43
• 3.3 大块液膜萃取可行性研究43-44
• 3.4 中空纤维支撑液膜提取红霉素44-45
• 3.4.1 工艺流程44
• 3.4.2 膜萃取实验操作44-45
• 3.5 中空纤维支撑液膜提取红霉素的影响因素45-49
• 3.5.1 膜浸润时间的影响45-46
• 3.5.2 原料相性质的影响46-47
• 3.5.3 操作条件的影响47-49
• 3.6 中空纤维支撑液膜提取红霉素的动力学研究49-52
• 3.7 中空纤维支撑液膜提取红霉素的稳定性研究52-53
• 3.8 本章小结53-54
• 第四章 中空纤维支撑液膜提取红霉素的总传质阻力模型54-64
• 4.1 总传质阻力模型概述54-55
• 4.2 总传质阻力模型理论推导55-57
• 4.3 总传质阻力模型求解57-58
• 4.4 总传质阻力模型验证58-59
• 4.5 操作条件对总传质系数的影响59-62
• 4.5.1 原料相pH的影响59-60
• 4.5.2 搅拌速率的影响60
• 4.5.3 跨膜压差的影响60-61
• 4.5.4 体积流量的影响61-62
• 4.6 本章小结62-64
• 第五章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 主要创新和展望65-66
• 5.2.1 主要创新点65
• 5.2.2 展望65-66
• 参考文献66-70
• 发表论文和参加科研情况说明70-71
• 符号说明71-73
• 致谢73-74

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本文编号：1058355