浓缩的基本原理
蒸发浓缩可在沸点或低于沸点时进行,又可在减压或常压下进行。为提高蒸发效率,生产上蒸发浓缩均采用沸腾蒸发。
沸腾蒸发浓空的效率常以蒸发器生产强度来衡量。蒸发器生产强度是指单位时间内,单位传热面积上所蒸发的溶剂量。
影响浓缩的因素
1.传热温度差(△t)的影响 提高加热蒸汽的压力和降低冷凝器中二次蒸汽的压力,都有利于提高传热温度差。
2.总传热系数学(K)的影响 一般地说,增大总传热系数是提高蒸发浓缩效率的主要途径。
由传热原理可知,增大K的主要途径是减少各部分的热阻。管内溶液侧的垢层热阻(RS)在许多情况下是影响K的重要因素,尤其是处理易结垢或结晶的物料时,往往很快就在传热面上形成垢层,致使传热速率降低。为了减少垢层热阻,除了要加强搅拌和定期除垢外,还可从设备结构上改进
常压浓缩
被浓缩液体中的有效成分应是耐热的,该法耗时较长,易使成分水解破坏。
减压浓缩
优点是:①压力降低,溶液的沸点降低,能防止或减少热敏性物质的分解;②增大了传热温度差,蒸发效率提高;③能不断地排除溶剂蒸汽,有利于蒸发顺利进行;④沸点降低,可利用低压蒸汽或废气作加热源;⑤密闭容器可回收乙醇等溶剂。但是,溶液沸点下降也使粘度增大,又使总传热系数下降。
1.减压蒸馏器 在减压及较低温度下使药液得到浓缩,同时可将乙醇等溶剂回收。
2.真空浓缩罐 用水流喷射泵抽气减压,适于水提液的浓缩。
3.管式蒸发器
薄膜浓缩
特点:①浸提液的浓缩速度快,受热时间短;②不受液体静压和过热影响,成分不易被破坏;③能连续操作,可在常压或减压下进行;④能将溶剂回收重复使用。
1.升膜式蒸发器 适用于蒸发量较大,有热敏性、粘度适中和易产生泡沫的料液。不适用高粘度、有结晶析出或易结垢的粒液。
2.降膜式蒸发器 适于蒸发浓度较高、粘度较大的药液,由于降膜式没有液体静压强作用,沸腾传热系数与温度差无关,即使在较低传热温度差下,传热系数也较大,对热敏性药液的浓缩更有益。
3.刮板式薄膜蒸发器 适于高粘度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩,但结构复杂,动力消耗大。
4.离心式薄膜蒸发器 适于高热敏性物料蒸发浓缩。
多效浓缩
可节省能源,提高蒸发效率。
按药液加入方式的不同把三效蒸发分为四种流程。①顺流加料法。②逆流加料法。③平流加料法。④错流加料法。
注意:①真空度过大或过小,均影响浓缩效率。②浓缩至一定程度时,料液极易产生泡沫,出现跑料。③一效加热器蒸汽压力应保持在设计范围内,若其压力明显升高,可能是收膏时膏料在管壁结垢而影响传热,应打开加热器清除垢层。
蛋白浓缩方法基本有:
丙酮沉淀法;免疫沉淀法;三氯醋酸沉淀法;硫酸铵沉淀法;(低温)有机溶剂沉淀法;聚乙二醇沉淀法;超滤法;透析法;离子交换层析和冷冻干燥法……
1,丙酮沉淀法;三氯醋酸沉淀法 试验要求的仪器简单,但是常常导致蛋白质变性。
2,免疫沉淀法:得有特异性抗体!
3,硫酸铵沉淀法:利用高浓度盐将蛋白质析出(盐析)
选择硫酸按是因为:盐析有效性,pH范围广,溶解度高,溶液散热少,经济!
4,(低温)有机溶剂沉淀法:强调低温(0-4度以下)是因为10度时蛋白会在有机溶剂中变性,可用乙醇,丙酮……注意:Mg2+离子,pH值
5,聚乙二醇沉淀法:使用PEG时旨在个别情况下才会是蛋白质稍有变性!他溶解是散热低,形成沉淀的平衡时间短,通常达到30%时蛋白质就会达到最大量的沉淀!
6,超滤法:主要针对小体积蛋白质溶液(几ml)此法更不易引起变性!不过得有浓缩器,不是哪个实验室都有的!
7,透析法:主要用于更换蛋白质的缓冲液!的有透析袋!不需要特殊的仪器!
8,离子交换层析:可用阴离子交换树脂进行浓缩!
9,冷冻干燥法:在冷冻状态下让扬品种的液体升华 :
丙酮沉淀法;免疫沉淀法;三氯醋酸沉淀法;硫酸铵沉淀法;(低温)有机溶剂沉淀法;聚乙二醇沉淀法;超滤法;透析法;离子交换层析和冷冻干燥法……
1,丙酮沉淀法;三氯醋酸沉淀法 试验要求的仪器简单,但是常常导致蛋白质变性。
2,免疫沉淀法:得有特异性抗体!
3,硫酸铵沉淀法:利用高浓度盐将蛋白质析出(盐析)
选择硫酸按是因为:盐析有效性,pH范围广,溶解度高,溶液散热少,经济!
4,(低温)有机溶剂沉淀法:强调低温(0-4度以下)是因为10度时蛋白会在有机溶剂中变性,可用乙醇,丙酮……注意:Mg2+离子,pH值
5,聚乙二醇沉淀法:使用PEG时旨在个别情况下才会是蛋白质稍有变性!他溶解是散热低,形成沉淀的平衡时间短,通常达到30%时蛋白质就会达到最大量的沉淀!
6,超滤法:主要针对小体积蛋白质溶液(几ml)此法更不易引起变性!不过得有浓缩器,不是哪个实验室都有的!
7,透析法:主要用于更换蛋白质的缓冲液!的有透析袋!不需要特殊的仪器!
8,离子交换层析:可用阴离子交换树脂进行浓缩!
9,冷冻干燥法:在冷冻状态下让扬品种的液体升华
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陕西师范大学食品化学教学网