《高等制药分离工程》课程教学大纲2011.6

《高等制药分离工程》课程教学大纲《Higherpharmaceuticalseparationengineering》课程编号：CS00002586学时：40个学时学分：2.5适用对象:制药工程先修课程：制药工艺学，化工原理等一、课程的性质与任务《高等制药分离工程》是制药工程专业基础课。主要任务是研究药物提取、分离、纯化的理论与技术。现代药物包括了化学合成药物、生物工程药物和天然药物，因此药物分离工程也涉及了化学与生物交叉领域，它集成了化学分离与生物分离原理与技术。制药分离过程主要是利用待分离的物系中的有效成分与共存杂质之间在物理、化学及生物学性质上的差异进行分离，由于药物的纯度和杂质含量与其药效、毒副作用、价格等息息相关，使得分离过程在制药行业中的地位和作用非常重要。

二、教学目的与要求

通过本课程的讲授，使学生能够熟练掌握制药过程所涉及分离技术的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生具有识别问题、分析问题、解决问题的能力，开拓学生视野，促进创新思维，使之成为新药研发、制药工艺的设计与改革创新及工程设计方面的高级专业人才三、教学内容绪论1.基本内容：生物制药、化学制药、中药制药工业发展状况；分离技术在制药过程中的应用；分离过程基本原理概念、含义程。2.教学目的与要求：掌握分离过程基本原理的概念、定义；熟悉和了解制药工业现状、分离技术在制药过程中的应用；熟悉制药工业下游技术的工艺过程、特点及其重要性，生物工程下游技术的发展历程和发展动态。3.教学的重点与难点：

分离过程基本原理的概念、定义；熟悉和了解制药工业现状、分离技术在制药过程中的应用4.教学建议：采用黑板板书，扼要介绍制药工业中的有关分离技术。第一章萃取1.基本内容：浸取速率方程-费克定律与浸取速率方程；药材有效成分的浸取；浸取的影响因素；浸取过程的计算；浸取方法、基本工艺过程；超声波协助浸取、微波协助浸取的基本原理、工艺流程与应用；液液萃取的平衡关系与理论基础，萃取分离的主要影响因素；溶剂萃取过程动力学研究；萃取过程的计算；萃取设备的分类与实例；反胶团的形成与特性，反胶团萃取成分的过程及工艺开发，应用实例2.教学目的与要求：

掌握固液萃取、液液萃取分离过程的基本原理、过程计算；熟悉分离过程的特点、影响因素、工艺流程；了解使用设备结构；熟悉超声波协助浸取、微波协助浸取、反胶团萃取和双水相萃取技术的基本原理、工艺流程；了解以上分离技术的应用与发展方向3.教学的重点与难点：重点：固液萃取、液液萃取、超声波协助浸取、微波协助浸取、反胶团萃取和双水相萃取技术的基本原理、工艺流程。难点：固液萃取、液液萃取分离过程的过程计算。4.教学建议：使学生在掌握萃取分离的基本概念和理论的基础上，了解各种萃取技术的原理、特点、应用及其相关设备。第二章超临界流体萃取1.基本内容：超临界流体萃取技术的概念内容；超临界流体萃取的基本特性与特点；萃取剂的性能；萃取-分离过程的基本模式；超临界CO2的溶剂功能，溶解度规则，夹带剂的作用机理，超临界萃取的工艺分析；超临界流体的相平衡基本原理；处理相平衡和溶解度计算的4种方法；超临界萃取过程质量传递的概念、原理；超临界流体萃取工艺流程的设计；使用设备的基本结构与工作过程；该技术在天然产物加工和中药制剂中的应用；超临界CO2流体萃取技术应用展望。2.教学目的与要求：

掌握超临界流体萃取的基本特性、基本原理、特点以及萃取-分离过程的基本模式；熟悉超临界CO2流体萃取的特性、萃取工艺流程的设计、设备的基本结构与工作过程；了解超临界流体萃取技术在天然产物和中药有效成分提取中的应用与发展展望；4.自学超临界流体的相平衡与质量传递原理。3.教学的重点与难点：重点：超临界流体萃取的基本特性、基本原理、特点以及萃取-分离过程的基本模式。难点：超临界流体的相平衡基本原理；处理相平衡和溶解度计算的4种方法；超临界萃取过程质量传递的概念、原理。4.教学建议：超临界流体萃取在制药工业的主要应用第三章液相非均相物系的分离技术1.基本内容：固体颗粒、液体、悬浮液的特性；滤饼过滤、深层过滤的基本机理；非牛顿型流体的过滤理论；过滤介质的分类与特性；截留机理；新型过滤介质性能、选择与评估；重力沉降、离心沉降基本原理、设备及其工作过程；中药药液、发酵液的过滤分离方式方法；活性炭与脱色后药液的过滤、药液除菌过滤、结晶体的过滤技术；过滤技术的发展状况。

2.教学目的与要求：掌握滤饼过滤、深层过滤原理，非牛顿型流体的过滤原理；熟悉物料特性、过滤介质特性与截留机理；熟悉重力沉降与离心沉降的原理、主要设备与工作过程；熟悉固液分离技术在制药工业中的应用；了解过滤分离技术的发展状况。3.教学的重点与难点：重点：滤饼过滤、深层过滤原理，重力沉降与离心沉降的原理。难点：非牛顿型流体的过滤原理；过滤介质特性与截留机理。4.教学建议：举例说明固液分离技术在制药工业中的具体应用第四章膜分离1.基本内容：膜分离过程的概念、共同的特点；膜分离过程的传递机理；分离膜的定义；实用膜应具备的条件；膜的材质、分类与制备技术；膜组件的性能要求，膜系统的设计；纳滤膜的特点，制备技术；纳滤膜污染的处理，影响纳滤膜分离性能的因素；纳滤膜的应用；超滤的基本原理；洗滤模式与应用；超滤膜组件性能与应用；超滤的应用要点；微滤的基本原理与应用2.教学目的与要求：掌握膜分离的概念、原理和特点；熟悉膜分离的分离效果及其影响因素；熟悉常用分离装置的基本结构、工作过程；了解膜分离技术的应用与发展状况3.教学的重点与难点：重点：膜分离的概念、原理和特点；膜分离的分离效果及其影响因素。难点：常用分离装置的基本结构、工作过程。4.教学建议：采用案例教学，膜分离在制药工业中的应用。第五章吸附与离子交换1.基本内容：吸附概念；吸附分离原理与分类；常用吸附剂：活性炭、硅胶、活性氧化铝等材料性能与应用；吸附分离设备基本结构与工作过程；离子交换的概念、基本原理；离子交换树脂的种类、性能；离子交换过程的设备基本结构与操作方法；吸附分离、离子交换技术在制药工业中的实际应用。2.教学目的与要求：

掌握吸附、离子交换的基本概念；吸附的分离原理、离子交换基本原理；熟悉常用吸附剂的性能，吸附分离设备与工作过程、操作方式；熟悉离子交换树脂的分类、性能，交换过程使用的设备基本构造、工作过程；了解吸附分离、离子交换技术的应用与发展状况；自学吸附相平衡、离子交换动力学和质量传递基础理论。3.教学的重点与难点：重点：吸附、离子交换的基本概念；吸附的分离原理、离子交换基本原理；常用吸附剂的性能，离子交换树脂的分类、性能。难点：吸附相平衡、离子交换动力学和质量传递基础理论。4.教学建议：将吸附、离子交换的应用有机地融入课堂理论教学，拓展学生的知识面。第六章色谱分离过程1.基本内容：色谱、色谱分离的概念；色谱分离过程的特点；色谱分离过程的分离原理；固定相的分类、色谱的分类；色谱分离过程基础理论，保留值、分离度、柱效率；模拟移动床色谱、扩展床色谱、制备型超临界流体色谱、制备型加压液相色谱的基本原理、分离的工艺步骤、特点及在实践中的应用；色谱分离技术发展状况与展望。2.教学目的与要求：掌握色谱分离原理；熟悉色谱分离过程的基础理论与色谱分离过程的特点；熟悉典型制备色谱工艺及其应用；了解色谱分离的分类、发展与应用状况。自学模拟移动床色谱、扩展床色谱基本原理、分离的工艺步骤、特点及在实践中的应用；3.教学的重点与难点：重点：色谱分离原理、基础理论和特点；典型制备色谱工艺及其应用。难点：模拟移动床色谱、扩展床色谱基本原理。4.教学建议：补充色谱分离技术发展状况与展望，以丰富学生知识面。第七章电泳分离技术1.基本内容：电泳、电泳分概念；电泳分离计划的基本原理；影响电泳迁移率的因素、电泳分析方法与操作要点；电泳的技术问题与对策；电泳技术在生物技术研究与生物技术产品分离纯化上的应用状况。

2.教学目的与要求：

熟悉电泳概念，电泳分离的基本原理；熟悉影响电泳迁移率的因素、电泳分析方法与操作要点；了解电泳的技术问题与对策；了解电泳技术在生物技术产品和生物技术研究方面的应用。3.教学的重点与难点：重点：电泳概念，电泳分离的基本原理。难点：影响电泳迁移率的因素、电泳分析方法与操作要点。4.教学建议：结合仪器分析课程，详细讲解电泳的概念及应用领域。第八章干燥和造粒1.基本内容：干燥和造粒的概述；湿空气、湿物料的基本性质；干燥平衡；干燥过程热量质量的衡算；干燥曲线与干燥速率；干燥过程的模拟计算；造粒目的与颗粒生成机理；喷雾干燥造粒设备、流化床干燥造粒设备工作与特点；干燥器选型应考虑的因素；液相凝聚造粒法的工作过程与特点；干燥、造粒技术的发展状况

2.教学目的与要求：

熟悉干燥过程热量质量的衡算；湿空气、湿物料的性质；熟悉常用干燥、造粒技术的工作过程与特点；干燥过程的模拟计算；熟悉造粒目的与颗粒生成机理；了解干燥器选型时应考虑的因素；液相凝聚造粒法的工作过程与特点；干燥造粒技术的发展状况。

3.教学的重点与难点：重点：湿空气、湿物料性质；造粒目的与颗粒生成机理；常用干燥、造粒技术的工作过程与特点。难点：干燥过程热量质量的衡算；干燥过程的模拟计算；

4.教学建议：需简单复习有关物料与热量衡算的知识。第九章工业结晶过程与设备1.基本内容：结晶过程的特点；晶体结构与特性；结晶过程及其在制药中的重要性；溶解度、两组分物系的固液相图特征；沉淀过程的溶度积原理；溶液的过饱和与介稳区；自学结晶成核动力学与与结晶生长动力学的机理；溶液结晶方法分类与介绍；强迫外循环结晶器、流化床结晶器的工作过程与特点；溶液结晶过程产量的计算；结晶器的设计；溶液结晶过程的操作与控制；熔融结晶的基本操作模式；塔式结晶器、通用结晶器的工作过程与特点。2.教学目的与要求：

熟悉结晶的定义、特点；结晶过程的相平衡与介稳区概念、含义；洁净生长动力学内容；工业常用的溶液结晶方法与使用的设备结构、操作与控制；了解溶液结晶过程的分析与计算；结晶器的设计；熔融结晶的过程与设备构造、特点。3.教学的重点与难点：重点：熔融结晶的过程与设备构造、特点；工业常用的溶液结晶方法结晶的定义、特点；结晶过程的相平衡与介稳区概念、含义。难点：洁净生长动力学内容；溶液结晶过程的分析与计算；结晶器的设计。4.教学建议：补充结晶在实验室中制备原料药的应用。第十章蒸馏技术1.基本内容：制药过程常用的蒸馏技术概况；蒸馏技术定义；间歇精馏定义、装置、工作流程与操作；影响分离的主要因素，间歇精馏的计算；间歇共沸精馏、间歇萃取精馏的基本原理、工作过程；水蒸气蒸馏定义、基本原理、工作过程与应用实例；分子蒸馏概念；分子蒸馏基本原理与特点；分子蒸馏工作流程、分子蒸发器的基本结构；分子平均自由程、蒸发速率的概念与计算；分子蒸馏在制药领域的应用2.教学目的与要求：掌握间歇精馏、水蒸气蒸馏的基本原理；熟悉间歇精馏的工作流程与设备操作；分子蒸馏过程及特点、分子蒸馏的基本概念与计算；了解间歇共沸精馏、间歇萃取精馏基本原理、工作过程与应用；了解水蒸气蒸馏设备、分子蒸发器设施的工作过程与应用。3.教学的重点与难点：重点：间歇精馏、水蒸气蒸馏、间歇共沸精馏、间歇萃取精馏的基本原理；分子蒸馏过程及特点、分子蒸馏的基本概念。难点：分子蒸馏的计算。4.教学建议：可在有些专业性的网站上学习有关蒸馏与精馏的知识。四、教学环节与学时分配序号理论课（章）学时1第一章绪论22第二章萃取43第三章超临界流体萃取44第四章液相非均相物系的分离技术45第五章膜分离46第六章吸附与离子交换47第七章色谱分离过程58第八章电泳分离技术39第九章干燥与造粒310第十章工业结晶过程与设备411第十一章蒸馏技术3总计40五、教学中应注意的问题：无六、实验、实践内容：