離心萃取機(jī)在乙醇酸分離中的應(yīng)用分析

　　乙醇酸(glycolic acid)是一種兼有羥基和羧酸基的天然化合物，在甘蔗、甜菜、葡萄和水果中都有發(fā)現(xiàn)。作為一種重要的精細(xì)化工品，乙醇酸也廣泛應(yīng)用于化學(xué)清洗、醫(yī)藥合成、手術(shù)縫合線及可降解塑料等高端聚合物應(yīng)用中。乙醇酸可以通過氯乙酸或羥基乙腈水解等化學(xué)方法合成，也可以由專用菌體或酶反應(yīng)轉(zhuǎn)化合成。沉淀法是乙醇酸分離提純過程中最常用的方法，近些年，液液離心萃取在乙醇酸水溶液高效提純中的顯著作用受到越來越多的關(guān)注。通過液液離心萃取新工藝+沉淀法等傳統(tǒng)工藝綜合使用，可以獲得高純度乙醇酸固體，用于醫(yī)藥、聚合物等高端應(yīng)用，有望重塑乙醇酸行業(yè)格局。

　　液液離心萃取常用于水溶液中目標(biāo)溶質(zhì)的提純。液液萃取的基本操作過程是，在水溶液中加入與水不相溶的有機(jī)試劑(也就是萃取劑)，通過攪拌混合均勻后，經(jīng)過第一次油水分離，分為有機(jī)相(也叫油相)和水相。一般情況下兩相有清晰的分界面，可以通過分相得到分離。目標(biāo)物在油相中富集并與水中雜質(zhì)分離而得到提純。在一定條件下，分相得到的含有目標(biāo)物的油相(也叫負(fù)載相)再與特定的試劑(也叫反萃劑，比如純水)混合均勻，經(jīng)過第二次油水分離后，得到高純度的目標(biāo)物溶液(比如目標(biāo)物水溶液)，同時使得萃取劑得到再生，再生的萃取劑可以返回用于目標(biāo)物萃取。

　　液液萃取的關(guān)鍵是選擇合適的萃取劑。理想的萃取劑對水溶液中的目標(biāo)物有較高的選擇性和溶解能力，使得目標(biāo)物在萃取劑中的濃度，與在水中的濃度之比(分配系數(shù))越高越好，而雜質(zhì)在萃取劑中的濃度，與在水中的濃度之比越低越好，同時萃取劑在水中的溶解度越低越好。液液離心萃取機(jī)是實(shí)現(xiàn)液液萃取的理想設(shè)備，離心萃取機(jī)集混合與分液于一體，單位時間處理的液體量大，最短幾秒鐘就可以完成一次液液萃取操作，并且單臺設(shè)備持液量小(也就是說，單臺設(shè)備需要的萃取劑很少)，尤其適用于一些受動力學(xué)影響顯著或者萃取劑價格較高的液液分離過程。

　　將上述液液萃取原理用于乙醇酸水溶液提純時，會發(fā)現(xiàn)，乙醇酸的辛醇水分配系數(shù)為-1.11，這意味著，與醇類溶劑等常用溶劑相比，乙醇酸更傾向于溶解在水中。乙醇酸的分配系數(shù)很低，常用溶劑乙醇酸分配系數(shù)遠(yuǎn)低于1/2，也就是說，理想條件下，單次萃取乙醇酸收率遠(yuǎn)小于1/3。文獻(xiàn)資料也總結(jié)稱，并沒有常用溶劑，可以從乙醇酸水溶液中有效萃取出乙醇酸。

　　但化學(xué)萃取可供考慮。多數(shù)情況下萃取劑萃取目標(biāo)物靠的是物理作用力，萃取過程不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種最常用的萃取方法也可以稱為物理萃取?；瘜W(xué)萃取是指萃取劑能與目標(biāo)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得目標(biāo)物與原所在體系更容易分離的過程?；瘜W(xué)萃取在乳酸、檸檬酸、丁二酸等有機(jī)酸與水分離過程中已經(jīng)得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用，天一萃取的CWL-M系列離心萃取機(jī)在這些行業(yè)備受好評?；瘜W(xué)萃取可以顯著提高從乙醇酸水溶液中分離乙醇酸的效率，乙醇酸分配系數(shù)大幅增加。比如，使用三辛胺(TOA)作為化學(xué)萃取劑，分別使用二氯甲烷或正癸醇作為溶劑時，乙醇酸分配系數(shù)最高可到12，也就是說，理想條件下，單次萃取乙醇酸收率高達(dá)92%。反萃也相對簡單，在稍高溫度下，純水的反萃效果就較好。

　　總體上看，從乙醇酸水溶液中分離提純乙醇酸，化學(xué)萃取的效果較理想，具備工業(yè)化應(yīng)用條件，有望解決現(xiàn)階段乙醇酸行業(yè)分離提純難題。在這一過程中，天一萃取的CWL-M系列離心萃取機(jī)將一如既往發(fā)揮超出客戶和行業(yè)期望的性能表現(xiàn)，助力乙醇酸行業(yè)走向高質(zhì)量發(fā)展的未來。

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　　參考文獻(xiàn)：

　　《乙醇酸和聚乙醇酸的制備與分離研究進(jìn)展》

　　Separation of glycolic acid from glycolonitrile hydrolysate by reactive extraction with tri-n-octylamine

　　Reactive Extraction of Glycolic Acid Using Tri-n-Butyl Phosphate and Tri-n-Octylamine in Six Different Diluents: Experimental Data and Theoretical Predictions