制藥分離工程

前言

　　制藥分離過程主要是利用待分離的物系中的有效活性成分與共存雜質(zhì)之間在物理、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)上的差異進(jìn)行分離。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，混合過程屬于自發(fā)過程，而分離則需要外界能量。因所用分離方法、設(shè)備和投入能量方式不同，使得分離產(chǎn)品的純度、消耗能量的大小以及過程的綠色化程度有很大差別。制藥工程涵蓋化學(xué)制藥、中藥制藥和生物制藥，由于藥物的純度和雜質(zhì)含量與其藥效、毒副作用、價(jià)格等息息相關(guān)，使得分離過程在制藥行業(yè)中的地位和作用非常重要?！　‰S著人類社會(huì)文明的不斷進(jìn)步和醫(yī)療保健需求的日益增長(zhǎng),制藥工業(yè)得到了迅速的發(fā)展。國(guó)際上，制藥工業(yè)同信息、生物技術(shù)、新材料、微電子等產(chǎn)業(yè)均被譽(yù)為"朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)"。20世紀(jì)90年代以來，中國(guó)制藥業(yè)每年以20％左右的速度增長(zhǎng)，使得制藥工業(yè)逐漸成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。21世紀(jì)，由于人口增長(zhǎng)、人口老齡化、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等原因，制藥工業(yè)將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的勢(shì)頭。　　教育部1998年公布新專業(yè)目錄以來，全國(guó)已有約180所各類理工科院校和醫(yī)藥院校相繼設(shè)立了"制藥工程"專業(yè)。面對(duì)21世紀(jì)世界范圍內(nèi)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的激烈競(jìng)爭(zhēng)和高科技飛速發(fā)展的激烈挑戰(zhàn)，需要培養(yǎng)和造就高級(jí)制藥工程專門人才。"制藥分離工程"是專業(yè)主干課之一，多數(shù)院校將其作為必修課教學(xué)。為此，天津大學(xué)曾編寫《高等制藥分離工程》（李淑芬、姜忠義主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2004年）教材。但該教材主要為工程碩士研究生編寫，部分內(nèi)容不適于本科生教學(xué)使用。為促進(jìn)本科教學(xué)改革工作的深入開展和不斷提高本科教學(xué)水平和教育質(zhì)量，在教育部教材建設(shè)的支持下，《制藥分離工程》獲得立項(xiàng)，列為普通高等教育"十一五"國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材?！　”緯帉憦恼鹿?jié)確定到內(nèi)容取舍均對(duì)原書進(jìn)行了更新，并增加了新技術(shù)，如手性分離的介紹。另外，書后附有習(xí)題集以便于學(xué)生復(fù)習(xí)使用，本教材還將提供教學(xué)課件，力求使新編教材能更加適應(yīng)制藥工程專業(yè)的本科教學(xué)。　　全書共分15章，主要介紹制藥工程領(lǐng)域常用分離技術(shù)及近年來發(fā)展的新型分離技術(shù)的原理、方法、工藝計(jì)算及其應(yīng)用?！　〉?章緒論，簡(jiǎn)要介紹了制藥工業(yè)中生物制藥、化學(xué)制藥和中藥制藥三個(gè)分領(lǐng)域的發(fā)展史、現(xiàn)狀及進(jìn)展；同時(shí)概述了制藥分離技術(shù)的作用、分離原理與分類、以及制藥分離技術(shù)的進(jìn)展?！　〉?章浸取，介紹了浸取過程的基本原理、影響因素、過程（包括單級(jí)浸取和多級(jí)錯(cuò)流浸取、多級(jí)逆流浸取）計(jì)算、浸取工藝及設(shè)備。還對(duì)浸取強(qiáng)化新技術(shù)中的超聲波協(xié)助浸取和微波協(xié)助浸取進(jìn)行了介紹。　　第3章液液萃取，主要介紹了液液萃取過程的基本原理、過程的影響因素、萃取過程（單級(jí)萃取、多級(jí)錯(cuò)流萃取、多級(jí)逆流萃取和微分接觸萃?。┯?jì)算、萃取設(shè)備的分類和典型萃取設(shè)備；并討論了萃取設(shè)備內(nèi)流體的傳質(zhì)特性?！　〉?章超臨界流體萃取，主要介紹了該新型萃取技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)、萃取劑、工藝類型及夾帶劑作用；也介紹了溶質(zhì)在超臨界流體中溶解度及傳質(zhì)計(jì)算方法以及在中藥和天然產(chǎn)物加工中的應(yīng)用、局限性與發(fā)展前景。　　第5章反膠團(tuán)萃取與雙水相萃取，對(duì)這兩種新型分離技術(shù)的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了介紹，闡述了它們的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景?！　〉?章非均相物系的分離，主要介紹了過程基本原理和特點(diǎn)、過濾介質(zhì)、常用的分離設(shè)備等，并介紹了非均相分離技術(shù)的新進(jìn)展?！　〉?章精餾技術(shù)，主要介紹蒸餾技術(shù)的原理、工藝流程和應(yīng)用實(shí)例等，包括間歇精餾、水蒸氣蒸餾、分子蒸餾等?！　〉?章膜分離，重點(diǎn)介紹了以超濾為代表的膜分離技術(shù)，說明了膜分離的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)及不足，分析了濃差極化產(chǎn)生的原因及對(duì)膜分離的影響。較詳細(xì)介紹了膜污染的起因、清洗方法以及膜分離的應(yīng)用狀況?！　〉?章吸附，闡述了吸附過程原理、吸附的成因、吸附平衡。分析了吸附過程的主要影響因素、吸附操作與基本計(jì)算，并對(duì)固定床吸附等設(shè)備、操作以及相關(guān)的理論及吸附在制藥工業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹?！　〉?0章離子交換，闡述了Donnan理論、選擇性、熱力學(xué)平衡、動(dòng)力學(xué)等基本理論與概念，詳細(xì)討論了離子交換過程進(jìn)行的重要條件——樹脂的分類、性能參數(shù)、選擇等問題,以及間歇、連續(xù)式包括半連續(xù)移動(dòng)床式等離子交換設(shè)備及其有關(guān)的計(jì)算等問題。并實(shí)例說明了離子交換在制藥工業(yè)中的應(yīng)用?！　〉?1章色譜分離過程，介紹色譜分離過程的一些基本概念、色譜的模型理論，著重介紹了vanDeemter方程中的3個(gè)阻力項(xiàng)；氣相色譜和高效液相色譜的一些基本原理及裝置的主要結(jié)構(gòu)和分析分離特點(diǎn)，氣相色譜和高效液相色譜的典型應(yīng)用，還介紹了模擬移動(dòng)床色譜等一些新型制備型色譜的應(yīng)用現(xiàn)狀。　　第12章結(jié)晶過程，介紹了結(jié)晶技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)晶過程的基本原理、概念和晶體形成的機(jī)理。同時(shí)重點(diǎn)介紹了常用的結(jié)晶設(shè)備?！　〉?3章電泳技術(shù)，主要介紹電泳分離技術(shù)的基本原理、基礎(chǔ)理論、研究開發(fā)進(jìn)展及其應(yīng)用實(shí)例等?！　〉?4章手性分離，闡述了手性藥物的概念、制備方法。重點(diǎn)討論了手性藥物的色譜分離方法的類型、拆分原理、應(yīng)用等。還介紹了手性藥物的毛細(xì)管電泳分離、膜技術(shù)拆分法的研究進(jìn)展。　　第15章干燥和造粒，重點(diǎn)闡述干燥過程的基本原理、干燥動(dòng)力學(xué)、造粒機(jī)理、干燥方法和設(shè)備等?！　”緯商旖虼髮W(xué)李淑芬教授、白鵬教授主編。第1～5章由李淑芬編寫，第6章由譚蔚、朱宏吉和白鵬編寫，第7章由白鵬編寫，第8章由朱宏吉、許松林編寫，第9、第10、第14章由曲紅梅編寫，第11章由韓金玉、許松林編寫，第12章由尹秋響、許松林編寫，第13章由高瑞昶編寫，第15章由康仕芳、陳松編寫?！　√旖虼髮W(xué)王靜康院士在百忙中審閱了本書稿，并為本書作序,充分體現(xiàn)了老一代科學(xué)家對(duì)本書出版的熱情支持與鼓勵(lì)。作者在此謹(jǐn)向王院士表示崇高的敬意和誠(chéng)摯的感謝?！　”緯髡叩牟糠盅芯可鷧⑴c了部分書稿的文字、圖表加工處理等工作，在此謹(jǐn)向他們表示衷心的謝意。本書編寫過程中參考了同仁與學(xué)者的工作成果,在此深表謝意。　　本書能夠得以順利出版，還得到了化學(xué)工業(yè)出版社、天津大學(xué)及化工學(xué)院的支持、鼓勵(lì)和幫助，在此一并表示衷心的謝意。同時(shí)，作者也借此機(jī)會(huì)向制藥工程界給予過關(guān)心、支持和幫助的各位同仁表示感謝?！　≈扑幑こ淌侨诨瘜W(xué)、生命科學(xué)、藥學(xué)、工程科學(xué)等多學(xué)科于一體的蓬勃發(fā)展的新學(xué)科，由于編者知識(shí)水平有限，書中疏漏、不妥之處在所難免，敬請(qǐng)同仁和讀者指正。

內(nèi)容概要

本書是教育部立項(xiàng)的普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。適用于制藥工程專業(yè)本科教學(xué)。     制藥分離過程主要是利用待分離物系中的有效活性成分與共存雜質(zhì)之間在物理、化學(xué)及生物學(xué)性質(zhì)上的差異進(jìn)行分離，是制藥工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本書主要介紹制藥工程領(lǐng)域常用分離技術(shù)及近年發(fā)展的新型分離技術(shù)的原理、方法、工藝計(jì)算及其應(yīng)用。本書共15章，主要包括：緒論，固液萃?。ń。?，液液萃取，超臨界流體萃取，反膠團(tuán)萃取與雙水相萃取，非均相分離，精餾技術(shù)，膜分離，吸附，離子交換，色譜分離過程，結(jié)晶過程，電泳技術(shù)，手性分離，干燥和造粒。書后列有習(xí)題供學(xué)生復(fù)習(xí)。     為方便教學(xué)，本書配有教學(xué)課件。     本書可作為各高等院校相關(guān)專業(yè)本科生教材，亦適用于從事制藥工程領(lǐng)域的科研和工程技術(shù)人員閱讀。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　制藥工業(yè)　　1.1.1　生物制藥　　1.1.2　化學(xué)制藥　　1.1.3　中藥制藥　1.2　制藥分離技術(shù)　　1.2.1　制藥分離技術(shù)的作用　　1.2.2　制藥分離原理與分類　　1.2.3　制藥分離技術(shù)的進(jìn)展　參考文獻(xiàn)第2章　固液萃?。ń。?.1　概述　2.2　浸取過程的基本原理　　2.2.1　藥材有效成分的浸取過程　　2.2.2　費(fèi)克定律與浸取速率方程　　2.2.3　浸取過程的影響因素　2.3　浸取過程的計(jì)算　　2.3.1　單級(jí)浸取和多級(jí)錯(cuò)流浸取　　2.3.2　多級(jí)逆流浸取　　2.3.3　浸出時(shí)間的計(jì)算　2.4　浸取工藝及設(shè)備　　2.4.1　浸取工藝　　2.4.2　浸取設(shè)備　2.5　浸取強(qiáng)化技術(shù)簡(jiǎn)介　　2.5.1　超聲波協(xié)助浸取　　2.5.2　微波協(xié)助浸取　參考文獻(xiàn)第3章　液液萃取　3.1　概述　3.2　液液萃取過程的基本原理　　3.2.1　液液萃取的平衡關(guān)系　　3.2.2　液液萃取過程的影響因素　3.3　萃取過程的計(jì)算　　3.3.1　單級(jí)萃取的計(jì)算　　3.3.2　多級(jí)錯(cuò)流萃取　　3.3.3　多級(jí)逆流萃取 　　3.3.4　微分接觸萃取　　3.3.5　萃取劑最小用量　3.4　液液萃取設(shè)備　　3.4.1　萃取設(shè)備的分類　　3.4.2　典型萃取設(shè)備簡(jiǎn)介　3.5　萃取設(shè)備內(nèi)流體的傳質(zhì)特性　　3.5.1　分散相的形成和凝聚　　3.5.2　萃取設(shè)備內(nèi)的傳質(zhì)　　3.5.3　萃取塔內(nèi)的液泛　　3.5.4　萃取塔內(nèi)的返混　　3.5.5　萃取設(shè)備的效率　參考文獻(xiàn)第4章　超臨界流體萃取　4.1　概述　4.2　超臨界（流體）萃取的基本原理　　4.2.1　超臨界流體的特性　　4.2.2　超臨界萃取的特點(diǎn)　　4.2.3　超臨界萃取劑　　4.2.4　超臨界萃取工藝類型　　4.2.5　使用夾帶劑的超臨界CO2萃取　4.3　溶質(zhì)在超臨界流體中的溶解度　　4.3.1　溶質(zhì)在超臨界CO2中的溶解度規(guī)則　　4.3.2　溶質(zhì)在超臨界流體中溶解度計(jì)算方法　4.4　超臨界萃取過程的質(zhì)量傳遞　　4.4.1　影響超臨界萃取過程傳質(zhì)的因素　　4.4.2　超臨界萃取過程傳質(zhì)模型　4.5　超臨界萃取技術(shù)的應(yīng)用　　4.5.1　超臨界萃取工藝的設(shè)計(jì)　　4.5.2　超臨界萃取在天然產(chǎn)物加工中的應(yīng)用　　4.5.3　超臨界萃取在中藥制劑中的應(yīng)用　　4.5.4　超臨界萃取技術(shù)的局限性與發(fā)展前景 　參考文獻(xiàn)第5章　反膠團(tuán)萃取與雙水相萃取　……第6章　非均相分離第7章　精餾技術(shù)第8章　膜分離第9章　吸附第10章　離子交換第11章　色譜分離過程第12章　結(jié)晶過程第13章　電泳技術(shù)第14章　手性分離第15章　干燥和造粒思考題和練習(xí)題

章節(jié)摘錄

　　第2章　固液萃?。ń。　?.1　概述　　萃?。╡xtration）是分離液體（或固體）混合物的一種單元操作。它是利用原料中組分在溶劑中溶解度的差異，選擇一種溶劑作為萃取劑用來溶解原料混合物中待分離的組分，其余組分則不溶或少溶于萃取劑中，這樣在萃取操作中原料混合物中待分離的組分（溶質(zhì)）從一相轉(zhuǎn)移到另一相中，從而使溶質(zhì)被分離。所以萃取屬于傳質(zhì)過程。　　當(dāng)以液態(tài)溶劑為萃取劑，而被處理的原料為固體時(shí)，則稱此操作為固液萃取，又稱浸取或浸出（leaching）。當(dāng)以液態(tài)溶劑為萃取劑，同時(shí)被處理的原料混合物也為液體，則稱此操作為液液萃取，也常稱（有機(jī)）溶劑萃取。本章主要介紹浸取，液液萃取在第3章中介紹?！　〗∈菤v史悠久的單元操作之一。該操作在中藥有效成分的提取中最常使用，例如，從植物組織中提取生物堿、黃酮類、皂苷等。在浸取操作中，凡用于藥材浸出的液體稱浸取溶劑（簡(jiǎn)稱溶劑）。浸取藥材后得到的液體稱浸?。ǔ觯┮骸＝『蟮臍埩粑锓Q為藥渣?！　?.2　浸取過程的基本原理　　在制藥行業(yè)中，浸取操作在中藥材的有效成分提取中應(yīng)用最廣泛。因此本節(jié)結(jié)合對(duì)植物性中藥材有效成分的浸取加以說明?！　?.2.1　藥材有效成分的浸取過程　　中藥材中所含的成分十分復(fù)雜，概括：①有效成分，指起主要藥效的物質(zhì)，如生物堿、苷類、揮發(fā)油；②輔助成分，指本身沒有特殊療效，但能增強(qiáng)或緩和有效成分作用的物質(zhì)；③無效成分，指本身無效甚至有害的成分，它們往往影響溶劑浸取的效能、制劑的穩(wěn)定性、外觀以至藥效；④組織物，是指構(gòu)成藥材細(xì)胞或其他不溶性物質(zhì)，如纖維素、石細(xì)胞、栓皮等。浸取的目的在于選擇適宜的溶劑和方法，充分浸出有效成分及輔助成分，盡量減少或除去無效成分。

圖書封面

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