高等制药分离工程 天大2016年 部分参考资料共21页
制药分离工程复习资料.docx
1、简述分子蒸馅的过程、特点及机理。
分子平均自由程、分子蒸馅。
设计分子蒸馅的重要数据参数。
答：①分子从液相主体向蒸发表面扩散；②分子在液相表面上的自山蒸发；③分子从蒸发表而向冷凝而飞射；④分子在冷凝面上冷凝。
特点：1、普通蒸馆在沸点温度下进行分离, 分了蒸镉可以在任何温度下进行，只要冷热两面间存在着温度差，就能达到分离目的。
2、普通蒸懈是蒸发与冷凝的可逆过程，液相和气相间可以形成相平衡状态;而分子蒸饰过程屮, 从蒸发表面逸出的分子直接飞射到冷凝面上，中间不为其它分子发生碰撞，理论上没有返冋蒸发面的可能性，所以，分子蒸憎过程是不可逆的。
3、普通蒸僻有鼓泡、沸腾现象；分子蒸僻过程是液层表面上的自市蒸发，没有鼓泡现象。
4、表示普通蒸饰分离能力的分离因索与纽元的蒸汽压之比有关，表示分了蒸镉分离能力的分离因素则与组元的蒸汽压和分了量之比冇关，并可由相对蒸发速度求出。
机理：分了蒸憎机理是根据被分离混合物各组分分了平均口由程的差界。
蒸发表面•冷凝表面Z间距离小于轻相分子的平均自由程、大于重相分子的平均自由程时，轻相分了在碰撞Z前便冷凝、不会被返回，而重相分了在冷凝Z前便相互碰撞而返回、不发牛冷凝，这样轻相重相便被分离开。
分子自由程（1）分子在两次连续碰撞之间所走的路程的平均值叫分子平均自由程。
（2）分子蒸懾是一种在髙真空条件下，根据被分离混合物各组分分了平均自由程的差异进行的非平衡蒸惚分离操作。
重要参数：分了蒸发速度、蒸汽圧、分解危险度、分离因数。
2、反胶束的形成、萃取及过程答：表面活性剂溶于非极性的有机溶剂屮，当具浓度超过临界胶束浓度时，在有机溶剂内形成的胶束叫反胶束，或称反相胶束。
在反胶束屮，表面活性剂的非极性基团在外与非极性的冇机溶剂接触，而极性基团则排列在内形成一个极性核。
此极性核具冇溶解极性物质的能力，极性核溶解水后，就形成了“水池”。
萃取原理：蛋白质进入反胶束溶液是一种协同过程。
即在两相（有机相和水相）界面的表血活性剂层，同邻近的蛋白质发生静电作用而变形，接着在两相界而形成了包含有蛋白质的反胶束，此反胶朿扩散进入有机相中，从而实现了蛋白质的萃取。
天大分离工程试题库-(填写答案版)
118.吸附负荷曲线是分析（ 119.透过曲线是以（时间 120. 121. 122. 透过曲线是分析（
透过曲线是以（流出物中吸附剂的浓度
透过曲线与吸附符合曲线是（镜面对称相似关系）相似关系。
6
第二部分 选择题
1. 计算溶液泡点时，若 K i X i 1 0 ，则说明 C a.温度偏低 b.正好泡点 c.温度偏高 2. 在一定温度和压力下，由物料组成计算出的 K i X i 1 0 ，且 Z i / K i 1 ，该 进料状态为 C a.过冷液体 b.过热气体 c.汽液混合物 3. 计算溶液露点时，若 yi / K i 1 0 ，则说明 22 A a.温度偏低 b. 正好泡点 c.温度偏高 4. 进行等温闪蒸时，对满足什么条件时系统处于两相区 22A a. K i Z i 1且 Z i / K i 1 b. K i Z i 1且 Z i / K i 1 c. K i Z i 1且 Z i / K i 1 d.
70. 低压下二元非理想农液的对挥发度 α12 等于( 71. 气液两相处于平衡时， （ 73. 逸度是（修正的 ）压力
72. Lewis 提出了等价于化学位的物理量（ 逸度） 。 74. 在多组分精馏中塔顶温度是由（ 75. 露点方程的表达式为( ΣKixi=1 76. 泡点方程的表达式为( 露点议程）方程求定的。 ) )
3
）方程求 V j ，由（ S ）方程求 T j 。
41. 对窄沸程的精馏过程，其各板的温度变化由（组成的改变）决定，故可由（相
51. 为表示塔传质效率的大小，可用（级效率）表示。 52. 对多组分物系的分离，应将（分离要求高 ）或（最困难）的组分最后分离。 ）所消耗的净功之比。 53. 热力学效率定义为（系统）消耗的最小功与（过程 耗的功。 55. 在相同的组成下，分离成纯组分时所需的功（大于）分离成两个非纯组分时 所需的功。 56. 超临界流体具有类似液体的（溶解能力）和类似气体的（扩散能力） 。 57. 泡沫分离技术是根据（表面吸附）原理来实现的，而膜分离是根据（膜的选 择渗透作用）原理来实现的。 58. 新型的节能分离过程有（膜分离） 、 （吸附分离） 。 59. 常用吸附剂有（硅胶） ， （活性氧化铝） ， （活性炭 61. 离程分为( 机械分离 62. 传质分离过程分为（ 63. 分离剂可以是（能量 64. 机械分离过程是（ )和( 传质分离 ） 。 ） 。 ） 。 60. 54A 分子筛的孔径为（ 5 埃 ） ，可允许吸附分子直径（小于 5 埃）的分子。 )两大类。 速率控制过程）两大类。 平衡分离过程 ）和（ ）和（物质 吸收、萃取） 。 吸收、萃取） 。膜分离。渗透。
天津大学研究生分离工程大作业
化工分离过程课程报告烟道气碳捕集过程模拟组员：伍泓宇1015207050邢瑞哲1015207052席倩文2015207303刘天阔2015207302赵雅楠2015207307张倩2015207306天津大学化工学院2016年4月6日一、烟道气碳捕集过程的研究进展及现状我国乃至世界都面临着严峻的能源和环境问题。
传统化石能源日益枯竭，煤炭、石油等化石能源的燃烧还造成了严重的环境污染。
CO2是最主要的温室气体。
过量CO2的排放导致全球性极端气候频发，严重威胁地球生命的生存。
全球CO2排放量的50-60%来源于火电厂和工业过程烟道气（主要成分为N2和CO2），对这部分CO2进行捕集和封存（CCS）是当前控制和减少CO2排放的有效手段。
从烟道气中分离CO2过程的费用约占整个CCS过程费用的60-80%。
因此，如何高效捕集烟道气中的CO2是温室气体减排取得突破的关键。
我国是能源消耗大国，同时也是CO2排放大国，面临着严重的能源危机和巨大的温室气体减排压力。
因此，我国迫切需要开发高效的CO2分离过程，以实现在保证经济持续发展和社会需求的条件下，采用清洁能源逐步代替传统能源，并有效控制和减少CO2的排放，从而达到经济的可持续发展和缓解能源、环境问题的“双赢”。
目前，对于大部分化石燃料发电厂而言，产生烟道气量为数千吨/小时（数百万m3/h），烟道气流量极大，但CO2浓度低以及组分复杂等原因导致分离设备体积庞大，能耗高。
烟道气组成：其成分为氮气、二氧化碳、氧和水蒸气和硫化物等，无机污染物占99%以上；灰尘、粉渣和二氧化硫含量低于1%。
传统燃煤电厂烟道气中CO2的体积分数一般为14%-16%，气源特点：（1）气体流量非常大；（2）CO2的分压较低；（3）出口温度较高；（4）含有大量惰性气体N2；（5）主要杂志气体为O2，SO2，NO X等。
表1为500MW粉煤电厂脱硫后的常规烟道气。
表1 500MW粉煤厂脱硫后的常规烟道气火电厂是CO2的集中排放源，其烟气中CO2排放量约占人类活动引起的CO2总排放量的30%。
第_1_章__高等制药分离工程_绪论
引言制药工业包括:生物制药 化学合成制药 中药制药生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病的三大药源。
生物药物 是利用生物体、生物组织或其成分，经过加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。
广义的生物药物包括从动物、植物、微牛物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。
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制得（称全合成），或由已知具有一定基本结构的天然产物经对化学结构进行改造和物理处理过程制得（称半合成）。
“中药” (Chinese tr aditional medicine) 人们为了同传入的西医、西药相区分，将中国传统医药分别称为中医、中药。
西药主要系指“人工合成药”或从“天然药物”提取得到的化合物；中药则以天然植物药、动物药和矿物药为主。
中药具有明显的特点，其形、色、气、味，寒热、温、凉，升、降、沉、浮是中医几千年来解释中药药性的依据。
1 .2 制药分离技术1 .2 . 1 制药分离技术的作用1 ： 其制药过程均包括原料药的生产和制剂生产两个阶段。
2 ： 就分离纯化而言，原料药生产〔 尤其生物制药和中药制药）与化工生产存在明显的三大差别：第一，制药合成产物或中草药粗品中的药物成分含量很低， 第二，药物成分的稳定性通常较差．特别是生物活性物质对温度、酸碱度都十分敏感，遇热或使用某些化学试剂会造成失活或分解，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。
3： 分离操作通常可分机械分离和传质分离两大类。
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。
第2章 固液萃取1.萃取原理利用原料液中组分在第三溶剂中溶解度的差异实现分离。
天津工业大学制药专业生物分离工程实验讲义
生物分离工程实验——超声波提取植物总黄酮分离提取及鉴定一、实验目的为充分利用天然植物资源，避免资源的浪费，探讨植物总黄酮的提取及鉴别方法。
二、实验原理采用超声波乙醇浸提法从植物材料（银杏叶或菊花）中提取黄酮类物质，对所提取的黄酮类物质进行验证，并用分光光度法测定含量。
利用超声波产生的强烈振动、高的加速度、强烈的空化效应、搅拌作用等，可加速植物材料中的有效成分进入溶剂，从而增加有效成分的提取率，缩短提取时间，并且还可避免高温对提取成分的影响。
三、实验材料原料：银杏叶、菊花或其它含黄酮化合物的植物材料，如新鲜芹菜买自市农贸市场。
试剂：95%乙醇AR；亚硝酸钠AR；硝酸铝AR；氢氧化钠AR；三氯化铝AR；盐酸AR；氨水AR；冰醋酸AR；醋酸乙酯AR；芦丁标准品（中国药品生物制品检定所）四、实验仪器KQ5200DB型数控超声波清洗器（超声工作频率40kHz、宁波新芝超声仪器有限公司）；UV 755B紫外可见分光光度计（上海分析仪器总厂）；ZF-I型三用紫外分析仪(上海顾村光电仪器厂)；SHB III循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）。
五、实验步骤（一）总黄酮成分提取取新鲜芹菜叶或干燥植物材料，烘干后粉碎。
称取粉末约6 g，加80 ml 95%乙醇，超声波提取0.5 h或不同时间，抽滤。
滤渣再加80 ml 95 %乙醇，再次超声波提取0.5 h，抽滤，合并两次滤液，减压回收乙醇至滤液仅剩5～7 ml为止，放置100 ml容量瓶中，用60%乙醇稀释至刻度，得样品液。
（二）定量实验-总黄酮的含量测定以芦丁为对照品测定植物材料中总黄酮的含量，加入铝离子试剂，同时控制适宜pH值，使黄酮化合物与铝盐形成络合物，在可见光区能获得稳定的特征吸收峰。
1. 波长的选择取样品液适量，在0.30 ml 5%亚硝酸钠溶液存在的碱性条件下，经硝酸铝显色后，以试剂为空白参比液在420～700 nm波长范围测定络合物的吸光度，络合物于510 nm波长处有最大吸收，故测定时选用此波长。
制药分离工程
第一章绪论1.举例说明制药分离工程原理与分类。
答：原理：利用待分离的物质中的有效活性成分与共存杂质之间在物质、化学及生物学性质上的差异进行分离分类：（1）机械分离：过滤，重力沉降，离心分离，旋风分离和静电除光等；（2）传质分离：①速度分离工程：1、膜分离：超滤；2、场分离：电泳。
②平衡分离工程：1、气体传质过程：吸收气体的增湿与减湿；2、气液传质过程：精馏；3、液液传质过程：液液萃取；4、液固传质过程：浸取；5、气固传质过程：固体干燥。
2.工业上常用的传质分离过程包括？举例说明它们的特点。
答：（1）平衡分离过程：借助分离媒介（如热能，溶剂或吸附剂）使均相混合物系变为两系统，再以混合物中各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据而实现分离。
其传质推动力为偏离平衡态的浓度差。
（2）速率分离：在某种推动力（如浓度差，压力差，温度差，电位梯度和磁场梯度等）作用下，有时在选择性透过膜的配合下，利用更组分扩散速率的差异实现组分的分离。
这类过程的特点是所处理的物料盒产品通常属于同一相态，仅有组成差别。
第二章固液萃取1．试结合固液提取速率公式说明提高固液提取速率的措施包括哪些？答：速率方程J=[1/(k -1+L/D)](C1-C3)=K*△C浸出的总传质系数：K=1/(k -1+L/D)措施（1）药材的粒度：药材粉碎细些，与浸取的溶剂的接触面愈大，扩散面愈大，故扩散速率越快，浸出的效果愈好；（2）浸取温度：温度的升高能使植物组织软化，促进膨胀，增加可溶性成分的溶解和扩散速率，促进有效成分的浸出；（3）浸取的时间：浸取时间与浸取量程正比；（4）浓度差：浓度差越大，浸取速率越快，适当地运用和扩大浸取过程的浓度差，有助于加速浸取过程和提高浸取速率；（5）浸取的压力：适当提高浸取压力会加速浸润过程，提高提取速率。
2.选择浸取溶剂的基本原则有哪些？试对常用的水和乙醇溶剂的适用范围进行说明。
答：基本原则：（1）对溶质的溶解度足够大，以节省溶剂用量；（2）与溶剂之间有足够大的沸点差，以便于采取蒸馏等方法回收利用；（3）溶质在溶剂中的扩散系数大和粘度小；（4）价廉易得，无毒，腐蚀性小等。
制药分离工程复习要点概括
1.制药工业包括: 生物制药、化学合成制药、中药制药；2.三大药源: 生物药物、化学药物与中药构成人类防病、治病旳三大药源。
3、原料药旳生产包括两个阶段:①、第一阶段, 将基本旳原材料通过化学合成、微生物发酵或酶催化反应或提取而获得具有目旳药物成分旳混合物。
②、第二阶段, 常称为生产旳下游过程, 重要是采用合适旳分离技术, 将反应产物或中草药粗品中旳药物或分纯化成为药物原则旳原料药。
分离操作一般分为机械分离和传质分离两大类。
4、萃取属于传质过程 , 浸取是中药有效成分旳提取中最常用旳。
浸取操作旳三种基本形式: 单级浸取, 多级错流浸取, 多级逆流浸取。
5、中药材中所含旳成分: 有效成分 , 辅助成分 , 无效成分 , 组织物6.浸取旳目旳: 选择合适旳溶剂和措施, 充足浸出有效成分及辅助成分, 尽量减少或除去无效成分。
对中药材旳浸取过程: 湿润、渗透、解吸、溶解及扩散、置换。
7、浸取溶剂选择旳原则:①、对溶质旳溶解度足够大, 以节省溶剂用量。
②、与溶剂之间有足够大旳沸点差, 以便于采用蒸馏等措施回收运用。
③、溶质在记录中旳扩散系数大和粘度小。
④、价廉易得, 无毒, 腐蚀性小。
8、浸取辅助剂旳作用:①、提高浸取溶剂旳浸取效能。
②、增长浸取成分在溶剂中旳溶解度。
③、增长制品旳稳定性。
④、除去或减少某些杂质。
9、浸取过程旳影响原因:①、药材旳粒度。
②、浸取旳温度。
③、溶剂旳用量及提取次数。
④、浸取旳时间。
⑤、浓度差。
⑥、溶剂旳PH值。
⑦、浸取旳压力。
10、浸出旳措施: 浸渍、煎煮、渗漉, 水蒸汽蒸馏。
11.超声波协助浸取, 基本作用机理: 热学机理、机械机理、空化作用。
12、超声波旳空化作用:大能量旳超声波作用在液体里, 当液体处在稀疏状态时, 液体将会被扯破成诸多小旳空穴, 这些空穴一瞬间闭合, 闭合时产生高达几千大气压旳瞬间压力, 即称为空化效应。
微波协助浸取特点：浸取速度快、溶剂消耗量小。
局限性：只合用于对热稳定旳产物, 规定被处理旳物料具有良好旳吸水性。
天津大学化工传质分离资料第2章传质分离过程的热力学基础
For the liquid-liquid case, relative selectivity is
K Di ij K Dj
分离因子与1的偏离程度表示组分间分离的难易程度。
2.1.1 汽液平衡 Vapor-liquid equilibria
At vapor-liquid equilibrium,
相平衡关系的表示方法： 1. 相图 yi
0 2. 相平衡常数：
xi
K i yi / xi
Ki ij xi /x j K j yi /y j
3. 分离因子：
二、相平衡常数
相平衡常数（Ki）--- Equilibrium Ratio
K i yi / xi
Equilibrium Ratio is the ratio of mole fractions of a species present in two phases at equilibrium.
知识点
1. 相平衡常数计算：状态方程法，活度系数法 2. 泡点、露点计算 （1）泡点计算：在一定P（或T）下，已知xi，确 定Tb（或Pb）和yi。 （2）露点计算 3. 等温闪蒸和绝热闪蒸计算：给定物料的量与组成， 计算在一定 P 和 T 下闪蒸得到的汽相量与组成，以 及剩余的液相量与组成。
2.1 相平衡基础（Phase Equilibria）
Extent = Thermodyanmics Rate = Transport
Contents
2.1 Phase Equilibria 2.1 相平衡基础 2.1.1 Vapor-Liquid Equilibrium 2.1.1气液平衡 2.1.2 Liquid-Liquid Equilibrium 2.1.2液液平衡 2.2 多组分物系的泡点和露点计算 2.2 Bubble-point, and Dew-point Calculation for Multicomponent 2.2.1 泡点温度和压力的计算 Mixtures 2.2.2 露点温度和压力的计算 2.2.1 Bubble-point Temperature and 2.3 多组分闪蒸计算 Pressure Calculation 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程 2.2.2 Dew-point Temperature and 2.3.2 绝热闪蒸过程 Pressure Calculation 2.4 液液平衡过程的计算 2.3 Flash Calculation 2.5 多相平衡过程 2.3.1 Isothermal Flash and Partial Coic Flash
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60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
高等制药分离工程 天大2016年 部分参 考资料
61、辍学如磨刀之石，不见其损，日 有所亏 。 62、奇文共欣赞，疑义相与析。
63、暧暧远人村，依依墟里烟，狗吠 深巷中 ，鸡鸣 桑树颠 。 64、一生复能几，倏如流电惊。 65、少无适俗韵，性过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿