第3章 分离工程基础与设备课件.pptVIP

Chapter3制药分离工程基础与设备;利用先进的现代科学技术手段与方法，对目前药物生产中相对落后的生产工艺和过程实施高新技术产业化改造，生产出“安全、高效、稳定、可控”的，具有强大国际竞争力的现代药物产品，实现药物生产现代化及国际化，是我们制药工程专业学生与制药工程学科的科技工作者面临的重要任务。;第一节萃取分离;第一节萃取分离;第一节萃取分离;第一节萃取分离;第一节萃取分离;;100mL含钒40μg的试液，用10mL钽试剂-CHCl3溶液萃取、萃取率为90%。以1cm比色皿于530nm波长下，测得吸光度为0.384，求分配比及吸光物质得摩尔吸收系数。（5.4×103L/mol.cm）

有一金属螯合物在pH=3时从水相萃入甲基异丁基酮中，其分配比为5.96，现取50.0mL含该金属离子的试液，每次用25.0mL甲基异丁基酮于pH=3萃取，若萃取率达99.9%。问一共要萃取多少次？（n=5）

用有机溶剂从100mL某溶质的水溶液中萃取两次，每次用20mL，萃取率达89%，计算萃取体系的分配比。假定这种溶质在两相中均只有一种存在形式，且无其他副反应。（10）;二、固-液萃取

就是应用溶液将固体原料中的可溶组分提出来的操作。亦称浸取或提取。

中药制药过程，重要的是利用中草药提取有效成分或有效部位做原料，浸取过程提取有效成分。

溶剂主要包括水、亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂。;（一）浸出过程原理

1、中药浸出过程

动物性药材的有效成分绝大部分是蛋白质或多肽类，分子量较大，难以透过细胞膜

植物性药材的有效成份的分子量一般都比无效成分的分子量小得多，浸取时要求有效成份透过细胞膜渗出，无效成分仍留在细胞组织中以便除去。;（1）动物性药材的浸出过程

动物性药材的有效成分绝大部分是蛋白质、激素、酶等，必须将细胞膜破坏。

浸取常用的溶剂有稀酸、盐类溶液、乙醇、丙酮、醋酸、乙醚、甘油等。乙醇、丙酮及甘油可破坏细胞结构。

浸取时应控制适当的温度和溶剂的用量，用浸渍、回流等不同方法浸取。

（2）植物性药材的浸出过程

植物性药材的浸出过程是由湿润、渗透、溶解及扩散等几个相互联系的阶段所组成;溶剂将药材润湿、后在药材内部渗透;目标分子将经历液泡和细胞器的膜透过、细胞浆中的扩散、细胞膜和细胞壁的透过等复杂的传质过程。

若细胞壁没有破裂，浸取作用是靠细胞壁的渗透来完成的，浸取的速率很慢

细胞壁被破坏后，传质阻力减小，目标产物比较容易进入到萃取液主体，并依据相似相溶原理而溶解，达到萃取的目的;2、Fick扩散定律与扩散系数

中药材提取过程可用Fick定律描述这种传质过程。

有效成分溶解后在组织内形成浓溶液而具有较高的渗透压，从而形成扩散点，不停地向周围扩散其溶解的成分以平衡其渗透压，这是浸取的推动力。;（1）Fick扩散定律

JAT为溶质流量，mol/(cm2s)；CA为溶质浓度，mol/cm3；Z为垂直于有效扩散面积的位移，cm；D为溶质分子扩散系数，cm2/s；DE为涡流扩散系数，cm2/s；负号表示扩散方向，即药物分子扩散向浓度降低的方向进行。

扩散动力是扩散方向Z上的浓度梯度dCA/dZ。

适用于稳态过程，即液体中溶质的浓度不随时间改变的过程体系。

非稳态过程，用Fick第二定律描述;（2）浸出的扩散通量

中药材等植物药材中有效成分被浸出时，自药材颗粒单位时间通过单位面积的物质量—称为扩散通量，由Fick扩散定律得：

扩散通量J的因次kmol/(m2?s)，上式即浸出速率方程

（3）扩散系数

溶质在液相中的扩散系数DA通常在10-9~10-10，它不仅与物质的种类性质有关，而且与体系的温度有关，并随溶质的浓度而变。

在浓溶液中溶质的扩散系数与活度有关，只有在稀释溶液中溶质的扩散系数才可视为常数。;对稀溶液大分子溶质A扩散到小分子溶剂B中时，可从理论上导出：

DAB大分子溶质A扩散到小分子溶剂B中的扩散系数，m2/s；?=1.38×10-23(波滋漫常数)；

T绝对温度，K；

uA/fA单位阻力下溶质分子的运动速度，m/s。;假定将溶质分子视为球形颗粒，在连续介质中（即稳态过程，有效成分在药材固体与浸出液相主体中的浓度保持不变，⊿C恒定值），液体在固体表面流动为层流时，溶质分子所受阻力可由Stocks公式计算：

fA=6?rA?BuA

fA溶质分子在溶剂中受