制药工程原理与设备分离工程基础与设备
生物制药工程原理与设备教材
生物制药工程原理与设备教材生物制药工程是一门综合性学科，旨在运用生物工程的原理和设备来研究和开发制药产品。
这门学科涵盖了生物生产、生物转化、生物分离、生物检测、工艺优化等多个方面的知识和技能。
生物制药工程的原理主要涉及以下几个方面：1.组织工程学原理：体外培养细胞与组织，包括培养基的配制、细胞的培养条件、培养过程中的监测与控制等。
2.高效表达工程原理：通过基因工程技术，将感兴趣的基因导入到受体细胞中，并通过优化表达系统来实现高效表达目标蛋白质。
3.发酵工程原理：选择适当的微生物或细胞系，并通过调节培养条件、供应营养物质等手段来提高产酶或产蛋白质的能力。
4.生物反应器工程原理：设计和操作不同类型的生物反应器，选取合适的搅拌方式、供气方式、温度控制等参数，以实现最佳的生物转化效果。
5.生物分离工程原理：根据不同的生物制备过程，采用合适的分离工艺来提取和纯化目标产物，包括液液分离、吸附、离子交换、膜分离等多种技术。
在生物制药工程中，设备的选择和运用也是非常关键的。
常见的生物制药工程设备包括：1.培养罐：用于细胞和微生物的培养，提供合适的培养环境和条件。
2.发酵罐：用于微生物的发酵过程，提供适当的搅拌、通气和温度控制等功能。
3.生物反应器：用于各种生物转化过程，包括酶的反应、蛋白质的表达等。
4.分离设备：用于分离和纯化目标产物，包括离心机、超滤机、色谱柱等。
5.检测设备：用于监测和分析生产过程中的各项参数，如培养物中的细胞密度、代谢产物浓度、纯度等。
生物制药工程的教材内容一般包括上述原理和设备的介绍，以及实际案例和应用技术的讨论。
通过学习这门课程，学生可以了解到生物制药工程的基本原理和常用设备，掌握相关实验技术和实际应用。
此外，教材还会介绍一些前沿的研究进展和技术趋势，培养学生的创新思维和科研能力。
总而言之，生物制药工程原理与设备教材涵盖了生物制药工程学科的核心知识和技能，通过学习这门课程，可以为学生提供从事生物制药产业和科研工作的基础知识和实践能力。
《制药工程原理与设备》课程实验教学大纲
《制药工程原理与设备》课程实验教学大纲一、实验课程基本情况二、实验课程简介《制药工程原理与设备》是一门以药剂学、ＧＭＰ（药品生产质量管理规范）、工程学及相关工程技术为基础来综合研究制剂生产实践的应用性工程学科，本课程主要介绍制剂生产设备的基本构造、工作原理和工程验证，制剂车间的ＧＭＰ工程设计原则和方法以及与制剂生产工艺相配套的公用工程的构成和工作原理，它是中药制药技术专业的一门重要核心技术课。
三、实验教学目的和基本要求本门课程的教学本课程主要介绍制剂生产设备的基本构造、工作原理和工程验证，制剂车间的ＧＭＰ工程设计原则和方法以及与制剂生产工艺相配套的公用工程的构成和工作原理。
本门课程的教学，注重培养学生分析问题和解决问题的能力以及勇于开拓的创新精神。
培养学生掌握中药制药工程原理与设备的基础知识和基本操作能力；培养学生运用中药制药工程原理与设备知识解决问题的能力；使学生掌握化学药品制造工和设备工程师的必备专业知识和技能。
四、实验内容与学时分配五、实验方式及具体要求课堂教学与实验教学结合。
课堂教学合班上课，实验课分小班进行，每2人一组。
实验设计尽量从实际生产中提出问题，增加学生对实际动手操作的兴趣，安排每个人动手。
通过实际操作巩固掌握教材相关理论知识。
六、考核方法实验成绩占课程总成绩的20%。
主要考察学生每次实验的表现：动手操作能力，观察能力，解决问题的能力等。
其次检查实验报告的书写情况是否认真准确。
七、实验内容安排实训一制药设备观察与记录实训目的：掌握制药制药设备的编写规律，熟悉设备铭牌意义实训内容：记录每个制药设备的型号，标出每个字母意义，记录每个设备的铭牌。
结果与分析结果记录。
实训二粉碎设备的结构与原理实训目的：掌握粉碎设备的构造特点。
实训内容：各种粉碎设备使用，设备的拆卸，安装。
结果与分析：1.画出粉碎设备的结构示意图。
2.计算粉碎机生产能力kg/h。
实训三胶体磨的结构与原理实训目的：掌握胶体磨的构造特点。
制药分离工程PPT课件
细胞破碎——有效成分流出（热效应） • 优点：无温差、迅速、热效率高 • 局限：热稳定物质、吸水性好才可用，选择性差（都溶出） • 要求：被提物适当粉碎、适当溶剂、浓度差、适当搅拌
程技术、细胞工程技术、基因工程技术生产抗生素、氨基酸和植
物次生代谢产物也获得很大发展。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
--
化学合成药物：一般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（称全合成），或由已知具有一定基
•
物理萃取：溶质根据相似相溶的原理在两相间达到分配平衡，
萃取剂与溶质间不发生化学反应。
•
化学萃取：利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶
性复合分子实现溶质向有机相的分配。
•
稀释剂：化学萃取中通常用煤油、己烷、四氯化碳和苯等有机
溶剂溶解萃取剂，改善萃取相的物理性质，此时的有机溶剂称为稀释
剂。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
• ⑵红霉素萃取 ：红霉素是碱性电解质，在乙酸戊酯和pH 9.8的水相 之间分配系数为44.7，而水相pH 降至5.5时，分配系数降至14.4。
• ⑶红霉素反萃取：可通过调节pH 值实现。红霉素在pH9.4的水相中用 醋酸戊酯萃取，而反萃取用pH5.0的水溶液。
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
制药工程的认识与理解
制药工程的认识与理解制药工程是一门涉及多个学科领域的工程学科，其主要目的是通过工程技术手段生产出合格的药品，以供医药行业使用。
制药工程涵盖了从原材料采购到制剂生产、质量检测、包装存储等多个环节，是医药产业链中至关重要的一个环节。
下面分别从工程原理、制药设备、工艺流程和质量控制几个方面来介绍制药工程的认识与理解。
一、工程原理在制药工程中，涉及到多个学科领域，如化学、生物学、物理学、工程学等。
因此，制药工程需要借助各学科领域的基本原理，来设计、运行和维护生产设备和生产工艺。
例如，物理学中的流体力学可以用来分析液体流动、传热等问题，从而设计最优的反应器或干燥设备；生物学中的细胞培养、分离纯化等理论可以用来指导生产过程中的细胞培养和制剂净化等流程。
二、制药设备制药工程需要使用多种设备，如反应器、干燥设备、过滤器、离心机等。
这些设备需要根据需要进行选择和设计，以达到最优的生产效果。
例如，反应器需要根据反应条件和反应物的性质来选择，不同反应器有不同的反应机理和应用范围，需要具体分析。
干燥设备则需要考虑干燥方式、干燥温度、湿度等因素，以保证产品的干燥质量。
离心机则需要根据离心力和离心时间来进行选择，以满足分离纯化的要求。
三、工艺流程制药工程的工艺流程涉及到多个步骤，如原料的采购、预处理、反应制剂的制备、制剂的纯化和过滤等。
这些步骤需要具体的工艺流程来指导。
例如，在反应制剂的制备中，需要根据反应类型和反应条件来确定反应物的加入顺序和速率，以获得最优的反应效果。
在制剂的纯化和过滤过程中，需要选择合适的纯化和过滤方法，以达到高纯度的要求。
四、质量控制制药工程中的质量控制是非常重要的，因为质量不佳的制剂可能会对患者产生严重的临床后果。
质量控制涵盖了原材料的质量检测、中间产品的质量检测、最终产品的质量检测等多个方面。
其中，最终产品的质量检测需要严格遵守药品标准和药品注册要求，以确保该药品的安全性、有效性和可靠性。
总之，制药工程是一门技术难度较高、需要涵盖多个学科领域的工程学科。
制药工程原理与设备教学
广东化工 2012年第15期· 176 · 第39卷总第239期制药工程原理与设备教学研究李红霞，刘瑞江，张业旺(江苏大学药学院，江苏镇江 212013)[摘要]简要介绍了《制药工程原理与设备》课程的性质、内容、教学目标和发展状况；详细介绍了课程教师队伍建设、课程内容改革、课程教学主线的建立、多媒体教学效果、课程工程概念的培养以及课程授课方式和考查方式的改善等课程教学研究成果；指出了课程教学改革、发展和提高的方向。
[关键词]制药工程原理与设备；制药工程；课程；教学研究[中图分类号]G4 [文献标识码]B [文章编号]1007-1865(2012)15-0176-02Teaching Research on Course of Pharmaceutical EngineeringPrinciple and EquipmentLi Hongxia, Liu Ruijiang, Zhang Yewang(School of Pharmacy, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China)Abstract: The character, content, teaching goal and development status of pharmaceutical engineering principle and equipment course were briefly reviewed; Teaching research results, including build of teaching troop, reformation of course content, instauration of main teaching line of course, affect of multimedia teaching courseware, training of engineering idea, improvement of teaching mode and examination mode, were introduced in details; The trends of reforming, developing and improving course teaching were also analyzed.Keywords: pharmaceutical engineering principle and equipment；pharmaceutical engineering；course；teaching research《制药工程原理与设备》课程是建立在高等数学、大学物理、化工制图、化工设备机械基础、物理化学、生物化学、化工原理等课程知识基础上的一门综合性的工程技术课程。
制药工程原理与设备液体的搅拌
3 制药质量
制药质量控制管理，包括质量标准要求，方法建立，检测手段等。
液体搅拌的定义和作用
定义
液体搅拌是通过搅拌设备使多 种液体相混合的过程。
作用
液体搅拌在化学反应、溶解、 混合、均质等方面起着重要作 用。
特点
液体搅拌时要根据所搅拌的液 体性质、密度、黏度、作用目 的等，选择不同的搅拌方式。
液体搅拌的分类及特点
机械式搅拌
包括桨叶式、涡轮式、螺旋桨式、辐射式等， 广泛运用于工业生产领域。
气液混合
通过喷嘴、高速切割、分散气泡等方法实现 气液混合，特点是高效快速。
静态混合
静态混合器中不需要机械零件，利用流体分 层扩散作用实现混合。
乳化搅拌
用高速旋转剪切器、均质器等将液体分散成 胶体颗粒，常用于乳化液、油水分离液等材 料。
制药工程原理与设备液体 的搅拌
本次演讲将深入介绍制药工程原理和液体搅拌设备。了解液体搅拌的分类、 特点和设备介绍，以及优化搅拌参数和影响搅拌效果的因素。
制药工程原理概述
1 药品开发
药品的物化性质及制药技术，如粉碎、混合、干燥等，对制剂品质和工艺的要求。
2 工艺操作
制药工艺过程中的工艺操作控制，如溶解、反应、结晶、过滤等操作。
液体搅拌设备的介绍
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1
磁力搅拌器
2
磁力搅拌器是通过磁场作用，驱动内
磁子搅拌覆盖在釜外壁上的各种搅拌
体。
3
搅拌罐
搅拌罐是液体搅拌的主要设备，按搅 拌形式可以分为机械搅拌罐和气液混 合罐。
均质器
均质器是轴流式高速均质设备，广泛 应用于医药、食品、化工等行业。
搅拌工艺参数的优化
转速
《制药工程原理与设备》第04章萃取-固液提取
萃取 vs. 溶解
萃取与溶解相比，提取效率更 高，能够更好地分离目标化合 物。
萃取 vs. 结晶
萃取与结晶相比，操作简便， 适用性更广泛，能够达到更高 的纯度。
本章小结
本章介绍了萃取-固液提取的基本原理和特点，采用的设备和工艺流程，以及 其在制药工业中的应用。与其他技术相比，固液提取具有独特的优势和应用 前景。
固液提取可使用多种设备，如搅拌提取 罐、移液器和离心机等，根据需要选择 合适的设备。
参数控制
控制温度、搅拌速度和溶剂浓度等参数， 以获得理想的提取效果。
不同的可操作性和可扩展性
可操作性
固液提取方法在实验室和工业生产中均易于操作， 可以根据需求进行适当的调整。
可扩展性
固液提取可扩展到大规模生产，满足制药工业的需 求。
此方法在制药工业中的应用
中药提取
固液提取在中药制备过程中 广泛应用，能够提取中药中 的有效成分。
天然物合成
固液提取可用于合成复杂天 然物，提取所需的关键中间 体。
药物纯化
固液提取可用于药物纯化， 提高药物的纯度和质量。
与其他技术的比较
萃取 vs. 蒸馏
萃取与蒸馏相比，适用范围更 广，可以分离更多类型的化合 物。
固液提取是一种特殊的萃取方法，它在固体物质和液体溶剂之间建立物质转 移的平衡，实现目标化合物的提取。其特点是操作简便，适用性广泛，且可 以实现高纯度的分离效果。
采用的设备和工艺流程
1
工艺流程
2
固液提取的基本工艺流程包括料液混合、
溶剂提取、相分离、溶剂回收等步骤，
确保理与设备》 第04章萃取-固液提取
萃取-固液提取是一种重要的分离技术，它利用溶剂从固体物质中提取目标化 合物。本章将介绍它的原理、设备、工艺流程以及在制药工业中的应用。
制药工程中的制药分离技术分析
制药工程中的制药分离技术分析摘要：随着人们对身体健康引起相应的重视，制药工程得到长期的发展，人们希望通过对药品的研究，来攻克人类身体上的各种疑难杂症，现如今，药品在当今的市场中的竞争力越来越激烈，为了增强药品的疗效，应该科学地使用制药分离技术，增加药品的治病效果，更好地满足人们身体健康的需要，基于此笔者针对制药工程中的制药分离技术进行分析，对这种技术的实际应用进行相关的探讨。
关键词：制药工程；制药分离技术前言：为了提高我们的生活质量，人类在各个生活领域都有所探索和研究，制药工程成为人类研究的重要目标，现如今，随着我们的生活大环境越来越恶劣，对人类的生存有着很大的威胁，因此也激发着人类对药学的研究，使制药工程得到发展，但是在发展制药工程的过程中还存在一些问题，笔者针对制药工程中的制药分离技术进行相关的探讨，说说我的一些看法。
一、制药工程概述制药工程涉及到有机化学、生物、工程、制药等方面的研究，因此是一门综合性的技术生产过程，不仅可以生产出高效的药品，同时还可以培养更多专业的制药和研发人才。
现如今人们对药品质量的要求越来越高，对制药工程的发展提出更加严格的要求。
制药工程可分为中药制药、化学制药、生物制药三个方面，而其中的分离技术显得尤为的重要，通过这种分离技术，将原材料中的成分进行成分的分离，使药品中的药物成分更加的具有精度和纯度，通过一系列的催化提取来形成混合药品，从而提高药品的质量和作用。
二、制药工程分离技术（一）固液萃取固液萃取分离技术主要是根据药物原材料的多组分特征，对原材料中的成分进行提纯，利用溶剂分离固体混合物中的成分，这种技术在制药工程中的应用十分广泛，比如用水浸取甜菜中的糖分，用酒精来浸取黄豆中的豆油，来提高豆油的产量，用水从中药中浸取有效成分来制取流浸膏，这种技术被广泛地应用到制药、食用油的提取中。
这种技术首先需要对原材料进行粉碎，然后将这些原材料混合在溶剂中，利用溶质溶剂相溶的原理，将不溶性的有效成分提取出来。
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2. 结晶的控制
③ 结晶成核和结晶生长的控制 对于不加结晶的冷却结晶,溶液易于自发成核, 同时释放出结晶热,结晶热使溶液温度上升,这 时需要继续冷却,冷却又产生更多的核,以致使 得结晶成核和结晶成长难以控制,因此,往往采 取加入晶种,并缓慢冷却的结晶过程,实现结晶 程序的控制。
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六、常用结晶设备
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4. 晶体物质溶解度与其颗粒半径的关系
Kelvin公式：
lnC1 C2
T (r11 r12)
r1 , r2 -颗粒半径；C1,C2 -对应的溶质颗粒的溶解度；
-颗粒与液体的界面张力；ρ-固体颗粒的密度；
结论：
① 半径小的颗粒溶解度大；
若 r2
r1
，则
11 r1 r2
0
，ln C1
C2
0
制药工程原理与设备分离工程基础 与设备
一、概念
结晶是固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融 物中析出的过程。 固体状态： 1.结晶：析出速度慢，析出粒子排列有规则； 2.无定形：（沉淀）析出速度快，排列无规则；
2
二、结晶操作的特点
1. 结晶为同类分子或离子进行规则排列的过程， 因此结晶具有高选择性；
解度超过饱和溶解度时结晶析出。
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2. 结晶的控制
① 操作方式的控制 一般,结晶是通过降低温度的方式实现的.但是 降温结晶只能析出部分的物质,难以析出大部 分溶质,因此操作过程中,一般控制蒸除溶剂并 辅以降温.
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2. 结晶的控制
② 过饱和度的控制 并非所有的操作都要求产生大粒度颗粒，如：
难溶药物，为利于人体吸收和利用，要求小粒度， 因此在操作过程中应当根据目标产物所要达到的 要求进行控制。此时，过饱和度大是有利的。 是不是过饱和度越大越好呢? 非!过饱和度太大也会导致原料液的粘度过大，粘 度过大也会使目标产物难以析出，所以过饱和度 要控制一定的度。
1. 槽式结晶器：属于冷却结 晶器 有螺旋搅拌物料，停留 时间分布好，槽上有活动 顶盖，便于清洁。
缺点：传热面积小，劳动强 度大，过饱和度难控制。
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2.结晶罐：冷却结晶器
➢ 间歇操作，冷却速度易 于控制，结晶时间可调 节，搅拌速度可调；
➢ 缺点：生产能力低，过 饱和度不易控制。
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3.奥斯陆结晶器
2. 结晶后，大部分杂质留在母液中，经过滤、洗 涤得纯度高的晶体；
3. 结晶成本低，设备简单，操作方便，因此应用 广泛。广泛应用于氨基酸、有机酸、抗生素、 维生素、核酸等产品的精制。
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三、结晶基本理论
1. 溶解过程、溶解度及其主要影响因素 ① 溶解过程
可溶性固体由于分子运动在溶质和固体的溶剂 间进行两种分子扩散：一是分子从固体表面扩散到 液体内部；二是从液体内部扩散到固体表面；开始 阶段分子向液体内部扩散速率大于从液体内部扩散 到固体的速率，表观上处于溶解状态；当两者速率 相等时即固液达到平衡状态，表观上固体不再溶解， 但实质上处于动态平衡，溶解和结晶在同时进行， 只不过速率相同而已。
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五、结晶溶液的形成及结晶控制
1. 结晶液的形成方法 ① 冷却结晶：降低温度，降低溶质的溶解度实现
结晶； ② 蒸发结晶：减少溶剂，使溶液达到过饱和而实
现结晶； ③ 真空绝热冷却结晶：冷却和蒸发溶剂的结合； ④ 加压结晶：对蒸气结晶而言； ⑤ 盐析结晶：利用盐改变溶质和溶剂的能量平衡，
降低溶解度的方法； ⑥ 化学结晶：加入反应剂产生新物质，新物质溶
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1. 晶核生成
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2. 晶体生长（符合扩散理论）
溶质 扩 分 散 晶 子 体表 面 扩 散 晶 静体 止 嵌 表 液 入 面 层 晶 实 并 面现 产 、晶 生
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3. 晶核生成与晶体生长的关系
当S较大时，晶核生成速度增加，晶体 生长速度也增加，但晶核生成速度增加 急剧，必然导致数量多，粒径小。如果 延长结晶时间；晶核数量会减少，晶体 粒径会增大。 原因:小粒度晶体比表面积大，所以被 溶解的可能性就大，溶解之后，在动态 平衡中由于大粒度晶体比表面积小，被 溶解的溶质就会结晶在大粒度晶体上 。
①冷却式分级结晶器
②蒸发式结晶器
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③真空结晶器
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七、 重结晶
重结晶利用待重结晶物质，在不同温度下溶解度 的不同，分离提纯待结晶物质的过程。一般是使 待重结晶物质在较高的温度（接近溶剂沸点）下 溶于合适的溶剂里；趁热过滤以除去不溶物质和 有色杂质（加活性炭煮沸脱色)；将滤液冷却，使 晶体从过饱和溶液里析出，而可溶性杂质仍留在 溶液中；然后进行減压过滤，把晶体从母液中分 离出来；洗涤晶体除去吸咐在晶体表面上的母液。
4
② 溶解度：一定条件下，100g溶剂溶解的溶质的量。
③ 影响溶解度的因素 A. 温度 ➢ a. 一般情况下，温度上
升，溶解度上升，只是 上升的幅度不同而已。
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b. 先增大后减小
Na2SO4：开始在水中以 结晶水合物的形式存在， 之后为Na2SO4。
c. 溶解度随温度升高而降低 Ca（OH）2 少量的有机物——如螺旋 霉素。
， C1
C2
1
，C1 C2 。
② 过饱和度越大，颗粒直径越小；
若
r2 ，则
C2 C*
，
lnSlnCC*
2M1 RTr
。
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四、晶核生成和晶体生长理论
结晶基本现象 结晶过程中，过饱和度越大，结晶速率越大， 结晶颗粒数目多且小，而过饱和度不很大时， 颗粒少而大，因此认为结晶分为晶核生成和 晶体生长两个阶段。
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B．PH值 大多数药物和大分子有机分子，如：蛋白质、
氨基酸等，在其等电点处的溶解度最小，等电点 PI=4-6，调节PH值与等电点PI相等可使其溶解度 最小。 C. 离子强度
对于有机药物溶液，加入盐的量改变离子强度， 也改变了溶质和溶剂间的能量平衡，也会降低药 物在溶液中的溶解度。 D. 压力 压力对气体物质的溶解度有较大的影响。
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2. 过饱和
达到固液相平衡时的溶液称为饱和溶液。 溶液中含有超过饱和量的溶质称为过饱和溶液 （在无扰动、无刺激的条件下降温即可形成）。 过饱和度：
C S C*
C-过饱和溶液的浓度; C*-饱和浓度。
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3. 结晶溶解相平衡图
三区特征： ➢ 稳定区：绝无结晶的可
能（原因：溶液未达到 饱和）； ➢ 介稳区：溶液过饱和， 但无扰动、无刺激下无 结晶； ➢ 不稳区：肯定要有结晶 析出；