制药分离工程提纲.doc

第一章绪论1、制药工业分类生物制药、化学制药、中药制药。2、分离过程的本质3、制药分离工程特点第二章萃取分离1、物理萃取与化学萃取2、液固萃取3、液固萃取的萃取过程4、液固萃取浸取溶剂选择原则5、按萃取级数及萃取剂与原料接触方式分萃取操作的三种基本形式单级浸取；多级错流浸取；多级逆流浸取。6、液液萃取7、乳化、形成乳化条件、乳状液形式水包油型乳状液；油包水型乳状液。8、物理液液萃取、化学液液萃取的传质过程9、反胶团、反胶团萃取10、反胶团萃取蛋白质“水壳模型”的传质过程11、双水相的形成、双水相萃取及其基本原理12、双水相萃取过程13、超临界流体、超临界流体萃取14、超临界流体基本特性15、超临界CO2作萃取剂优点16、依分离条件分超临界流体萃取分离操作基本模式（1）恒温变压法：（2）恒压变温法：（3）恒温恒压吸附法。17、超临界流体萃取天然产物质量传递过程18、超声波在萃取中的作用19、微波在萃取中的作用第三章膜分离1、膜分离2、膜分离物质传递方式（1）被动传递；（2）促进传递；（3）主动传递。3、膜分离物质分离机理（1）筛分模型。（2）溶解扩散模型。4、分离膜两个基本特性5、实用分离膜应具备的基本条件6、膜分离的膜组件形式7、膜分离操作的死端操作和错流操作8、膜分离过程的浓差极化9、浓差极化的改善除工艺设计充分注意外，在具体运行过程中可采取以下措施10、纳滤、超滤、微滤、反渗透相比膜孔径大小顺序11、微滤膜分离的截留机理（1）膜表面截留：（2）膜内部截留。第四章蒸馏分离1、蒸馏、精馏2、精馏式间歇精馏、提馏式间歇精馏3、间歇共沸精馏、间歇萃取精馏：4、水蒸气蒸馏5、水蒸气蒸馏操作方式（1）过热水蒸气蒸馏；（2）过饱和水蒸气蒸馏。6、分子平均自由程、分子蒸馏7、分子蒸馏机理8、分子蒸馏过程第五章液相非匀相物系分离1、过滤分离及其推动力2、过滤分离类型（1）滤饼过滤；（2）深层过滤。3、沉降分离及其类型（1）重力沉降；（2）离心沉降。第六章色谱分离1、色谱分离2、色谱峰、保留时间、保留体积3、按流动相状态、分离机理进行划分色谱的类型（1）气相色谱；（2）液相色谱；（3）超临界液体色谱。（1）尺寸排阻色谱；（2）离子交换色谱；（3）吸附色谱；（4）分配色谱。第七章电泳分离1、电泳、电泳分离2、电泳分离的基本原理3、等电聚焦电泳第八章吸附与离子交换分离1、吸附、吸附分离2、吸附质、吸附剂3、物理吸附、化学吸附4、变温吸附、变压吸附5、吸附分离的吸附过程6、离子交换、离子交换剂、离子交换分离7、离子交换分离的离子交换过程8、按可交换的反离子电荷性质进行划分离子交换树脂的类型第一章绪论1、制药工业分类（1）生物制药：利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学等原理与方法进行生物反应加工制造而成的原料药。（2）化学合成制药（化学制药）：由化学结构比较简单的化工原料经过一系列化学合成和物理处理过程制得（全合成）或由已知具有一定基本结构的天然产物经对其化学结构进行改造和物理处理过程制得（半合成）的原料药。（3）中药制药：从植物、动物、微生物体内提取，分离制得的原料药。2、分离过程的本质混合物中不同物质间或目标物与杂质间存在物理的、化学的和生物学性质的差别。3、制药分离工程特点（1）化学合成物、生物反应产物或中药粗提物中目标药物成分含量低，需从庞大体积原料液中分离纯化目标物，即对原料液进行高度浓缩，分离成本高。（2）有些目标药物成分的稳定性较差，使得分离方法的选择受到限制。特别是生物活性物质对温度、PH值很敏感，易分解或失活。（3）原料药的产品质量（纯度、卫生、生物活性）要求严格，特别是对杂质的种类和含量要求十分严格。清除有害物质同时还要防止有害物质在分离操作过程中混入。第二章萃取分离1、物理萃取与化学萃取（1）物理萃取：萃取剂与溶质间不发生化学反应，溶质根据相似相溶原理（分子结构相似或极性相似）在两相间达到分配平衡，从而实现溶质向萃取相的转移。（2）化学萃取：溶质与萃取剂间发生化学反应（离子交换、络合反应等）生成复合分子，从而实现溶质向萃取相的转移。2、液固萃取用液体溶剂（萃取剂）提取固体原料中的目标成分，又叫固液萃取、浸取等。3、液固萃取的萃取过程（1）浸润、渗透阶段：中药材被粉碎但大部分细胞仍是保持完整状态，溶剂附着粉粒表面使其湿润称为浸润，同时通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内称为渗透。（2）解吸、溶解阶段：细胞内成分间有一定的亲和力，溶剂克服这种亲和力，使待浸取成分易于转入溶剂中，称为解吸。溶剂进入细胞组织后与被解吸的成分接触，使目标成分转入溶剂，称为溶解。（3）扩散阶段：溶剂溶解有效成分后形成浓溶液具有较高渗透压，形成扩散点，不停地向周围扩散其溶解的成分。（分子扩散：完全由于分子浓度不同而形成的扩散。对流扩散：由于有流体的运动而加速扩散。实际浸取过程两种扩散方式均有，而对流扩散对浸取效率影响更大）。4、液固萃取浸取溶剂选择原则对有效成分溶解度足够大，对杂质溶解度小，节省溶剂用量。与有效成分有足够大沸点差，便于回收利用。有效成分在溶剂中扩散系数大且黏度小，便于扩散。价廉易得，无毒或毒性小，无腐蚀或腐蚀性小。5、按萃取级数及萃取剂与原料接触方式进行划分萃取操作的三种基本形式单级萃取；原料与萃取剂一次性加入萃取器内，浸取完一次性收获萃取液中的目标产物。多级错流萃取；多个单级萃取串联，原料一次性加入第一级萃取器内，萃取相收集，萃余相进入下一级继续萃取。新鲜萃取剂分别加入各级，合并各级萃取相回收产物。多级逆流萃取：多级萃取器相连，原料液与萃取剂分别从两端加入，萃取相与萃余相逆流流动进行接触传质，最后萃取相从加料端排出，萃余相从加入萃取剂一端排出。6、液液萃取用一种液体（萃取剂）从另一种液体（原料液）中分离纯化所需的目标产物（被萃物）。常用有机溶剂作萃取剂，又叫溶剂萃取。7、乳化、形成乳化条件、乳状液形式水以微小液滴形式分散于有机相中或有机溶剂以微小液滴形式分散于水相中的现象叫乳化。形成乳化条件：互不相溶两相溶剂；表面活性物质（皂苷、蛋白质、固体颗粒等）。乳状液形式：水包油型；有机溶剂以微小液滴形式分散于水相中形成非极性基团向内、极性基团向外的乳状液。油包水型。水以微小液滴形式分散于有机相中形成的非极性基团向外、极性基团向内乳状液。8、液液萃取传质过程（1）物理液液萃取传质过程：水相中被萃物游离出并到达两相界面边缘；游离的被萃物穿过两相界面进入有机相；进入有机相的游离被萃物溶入有机相（2）化学液液萃取传质过程：萃取剂穿过两相界面进入水相；水相中萃取剂与被萃物发生化学反应形成萃合物；萃合物穿过两相界面进入有机相。9、反胶团、反胶团萃取表面活性剂加入有机溶剂中，超过临界胶团浓度时会聚集在一起，形成非极性基团向外、极性基团向内的聚集体，称为反胶团，反胶团内核极性。反胶团也叫反微团、反胶束。利用表面活性剂在有机相中形成反胶团，反胶团在有机相中形成分散的亲水微环境，使一些水溶性生物活性物质，如蛋白质、肽、氨基酸、酶、核酸等溶于其中，这种萃取方法叫反胶团萃取。10、反胶团萃取蛋白质的“水壳模型”的过程（1）蛋白质到达界面层，宏观两相（有机相、水相）界面间的表面活性剂层同邻近的蛋白质发生静电作用而变形。（2）蛋白质分子进入反胶团内，两相界面形成包含蛋白质的反胶团。（3）包含有蛋白质的反胶团进入有机相。11、双水相的形成、双水相萃取及其基本原理两有机物（一般是亲水性高聚物）或有机物与无机盐在水中以适当浓度溶解后，形成互不相溶的两相体系，每相中均含有大量的水（8595%），此体系叫双水相体系。双水相体系形成后，利用双水相体系进行物质分离的操作叫双水相萃取。被分离物质是蛋白质、酶、核酸、颗粒、细胞、细胞碎片、细胞器等。双水相萃取基本原理：物质在双水相体系的两相（上相和下相）间选择性分配，从而实现物质的分离。12、双水相萃取过程（1）双水相的形成：两有机物（一般是亲水性高聚物）或有机物与无机盐在水中以适当浓度溶解后，形成互不相溶的两相体系，每相中均含有大量的水（8595%），此体系叫双水相体系。（2）溶质在双水相间的分配：物质在双水相体系的两相（上相和下相）间选择性分配，从而实现物质的分离。（3）双水相的分离：双水相相间密度差小，重力沉降分离相较困难，用离心分离法效果较好。13、超临界流体、超临界流体萃取一种流体（气体或液体），当其温度和压力都超过其相应临界点值，则该状态下的流体称为超临界流体。以超临界流体为萃取剂进行物质萃取分离的操作叫超临界流体萃取。14、超临界流体基本特性超临界流体性质体现在密度、粘度、扩散系数三方面。（1）超临界流体密度接近于液体。这样萃取能力与液体接近。（2）超临界流体扩散系数介于气体、液体之间，粘度接近于气体。这样总体传质性质类似于气体。（3）在临界点附近进行分离操作比在气液平衡区进行分离操作更有利于传热和节能。（4）流体在其超临界点附近压力或温度微小变化，都会引起密度相当大的变化。这样溶质在流体中溶解度也会产生相当大的变化。15、超临界CO2萃取剂的优点（1）CO2临界温度（31.1）近于室温，按通常对比温度区域（1.01.4）适于热敏性物质；（2）CO2临界压力处于中等压力，按通常对比压力区域（16），目前工业水平易于达到；（3）超临界CO2具有无毒、无味、天然、不腐蚀、价格低、易于精制、易于回收等优点，无溶剂残留，无环境污染。常用于食品、药品等天然产物分离纯化研究方面；（4）超临界CO2还具有抗氧化、灭菌作用，有利于提高天然产物产品质量。16、依分离条件分超临界流体萃取分离操作基本模式（1）恒温变压法：萃取器、分离器温度不变，升压后萃取，降压后分离。（2）恒压变温法：萃取器、分离器压力不变，升温或降温。（3）恒温恒压吸附法：在分离器中放置适当的吸附剂，利用吸附剂吸附萃取相中的溶质，从而将溶质与萃取剂分离开来。17、超临界流体萃取天然产物质量传递过程（1）超临界流体扩散进入天然母体的微孔结构。（2）被萃取物在母体内与超临界流体发生溶剂化作用。（3）溶解在超临界流体中的被萃取物随超临界流体经多孔的母体扩散至流动着的超临界流体主体。（4）被萃物与超临界流体主体在萃取区进行质量传递。18、超声波在超声波强化萃取中的作用超声波的热效应：介质吸收超声波能量转化为热能，导致介质温度瞬间升高，可加速有效成分的溶解。超声波的机械效应：超声波的辐射压强和超声压强产生机械振动，在液体中形成搅动和流动，可破坏介质结构、粉碎液体中颗粒。超声波的空化效应：液体里形成很多小的空穴，这些空穴瞬间又闭合，闭合时产生几千度高温和几千大气压高压，使细胞壁瞬间破碎。空化效应可使细胞壁瞬间破碎，热效应使介质温度瞬间升高，机械效应加速溶剂流动和相接触面积，这些都有利于有效成分的溶解和扩散，从而提高萃取效率。19、微波在微波强化萃取中的作用微波瞬间加热：有利于自动控制和连续生产。微波内外同时加热：通过分子极化和离子导电两效应加热，穿透力强，形成体热源状态，内外均匀加热。微波遇金属等良导体产生反射，如同光投向镜子；遇玻璃塑料等绝缘体产生透射现象，如同光投向玻璃。第三章膜分离1、膜分离用天然的或合成的、具有选择透过性的薄膜为分离介质，膜两侧存在某种推动力（压力差、浓度差、电位差、温度差等）时，原料侧液体或气体混合物中的某一或某些组分选择性