《分离纯化》word版

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1、第四章分离纯化中药分离纯化工艺是利用中药化学、现代分离技术、工程学等原理对中药中有效成分的提取分离过程进行研究，建立适合于工业化生产的中药提取分离纯化方法，是研究制药工业（过程）中中药分离与纯化的技术学科。中药分离纯化工艺是制药工程学的一个重要的组成部分，属于中药现代化生产的关键技术。研究内容包括分离纯化技术的基本原理、工艺流程、设备及应用等。一、分离纯化的基本原理分离操作机械分离传质分离输送分离扩散分离机械分离的对象是非均相物系，根据物质的大小、密度的差异进行分离，如过滤、重力沉降和离心沉降等。传质分离的对象主要是均相物系，其特点是有

2、质量传递现象发生。传质分离又分输送分离和扩散分离两种。输送分离根据溶质在外力的作用下产生的差异实现分离，又称速度分离法，其传质推动力主要有压力差、电位梯度和磁场梯度等，如超虑、反渗透、电渗析、电泳和磁场等。扩散分离传质推动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离子交换等。二、中药分离纯化在制药过程中的作用中药制药的生产过程一般包括两个阶段。第一阶段为将基本的原材料中药通过提取而获得含有目标药物成分的混合物。即为根据中药提取工艺对中药材进行初步提取，获得含有药物成分的粗品。第二阶段通常称为生产的下游加工过程。该过程

3、主要是采用适当的分离技术，将中草药粗品中的药物成分进行分离纯化，使其成为高纯度的、符合药品标准的原料药。中药制药的原料药生产与化工生产存在明显的三大差别：第一，中草药粗品中的药物成分含量很低，而杂质含量却很高，并且杂质往往与目的产物有相识的结构，很难分离。第二，药物成分的稳定性通常较差，有些中药的活性成分对温度、酸碱度都十分敏感，易失活分解，使分离纯化方法的选择受到很大限制。第三，原料药的产品质量要求，特别是对产品所含杂质的种类及其含量要求比有机化工产品严格得多，因为它是直接涉及人类健康和生命的特殊商品。三、中药分离纯化在中药现代化生产

4、中的意义国家明确了中药发展的战略方向和思路，提出“科教兴业”的战略主体目标，为了让西方医药界接受中药，增强中药在国际市场上的竞争地位，主要途径是：以中医药理论为指导，采用先进的技术，实现中药生产的现代化。中药产品现代化的重点即“有效、量小、安全、可控”。首先最关键的问题就是要提取分离工艺、制剂工艺现代化，质量控制标准化、规范化。实施中药现代化工程其核心之一就是通过引进和借鉴现代新型工程技术，大力推进我国中药生产工艺的现代化，目前尤其需要注重开展罐组动态逆流提取、超临界CO2提取、大孔树脂分离、膜分离、絮凝沉淀、高速逆流色谱、分子蒸馏、工

5、业结晶、现代干燥技术等单元技术的工程化研究、验证、示范和应用推广。吸附是指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面的过程。被吸附的流体称为吸附质，多孔固体颗粒称为吸附剂。吸附达到平衡时，流体的本体相称为吸余相，吸附剂内的流体称为吸附相。一、吸附分离的原理吸附平衡的特殊之处在于：在吸附剂与吸附质之间存在着一个独立的相—吸附相。相律：自由度＝独立组分数+相数－2纯组分的吸附平衡，独立组分为：吸附质和吸附剂，相数为流动相，固定相和吸附相。因此，组分吸附平衡的自由度数将为3，即平衡吸附量将

6、随温度、压力及吸附剂的变化而变化，而纯组分液汽平衡的自由度仅等于1。混合气的吸附常采用较复杂的等温方程，来反映各组分在吸附过程中的竞争和干扰现象。（一）吸附过程指多孔固体吸附剂与流动相接触，流动相中一种或多种溶质向固体颗粒表面选择性传递，被吸附和积累于多孔固体吸附剂微孔表面的过程。大致可分为下列三种：1.变温吸附吸附通常在环境温度下进行，而解吸在直接或间接加热吸附剂的条件下完成，利用温度的变化实现吸附与解吸附的再生循环操作。该类流程常用于从气体或液体中分离少量杂质。2.变压吸附在较高组分分压的条件下选择性吸附气体混合物中的某些组分，然后

7、降低压力或抽真空使吸附剂解吸，利用压力的变化完成循环操作。变压操作一般用于混合物主体的分离。3.变浓度吸附液体混合物中的某些组分在环境条件下选择性的吸附，然后用少量的强吸附性液体解吸再生。该过程用于液体混合物的主体分离。许多固体表面对气体或液体都有吸附能力，具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。根据吸附剂及吸附质之间吸附力的不同，吸附分为物理吸附（吸附剂和吸附质之间通过分子间力（也称“范德华”力）相互吸引）、化学吸附（被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学作用，在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化学键

8、的破坏和生成等现象）及半化学吸附。物理吸附可以分为下列四种类型。①选择性吸附吸附力本质是范德华力，大小与固体表面和分子两者的性质有关。②分子筛效应尺寸小于微孔孔径的分子可以进入微孔而被吸附，比孔径大的分子则