制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备1.3(超临界萃取)
超临界萃取的原理及应用
超临界萃取的原理及应用1. 超临界萃取的定义超临界萃取是一种利用超临界流体（超临界流体是指在临界点以上高于常规状态的流体）作为溶剂进行物质萃取的过程。
超临界萃取被广泛应用于食品、药物、石油、化工等领域。
2. 超临界萃取的原理超临界萃取的原理基于超临界流体具有较高的溶解能力、低粘度、可调节性和良好的传质性质。
以下是超临界萃取的主要原理：•原理一：溶解能力超临界流体具有高溶解度，对一些常规溶剂不能溶解的物质具有较好的溶解能力。
超临界流体作为溶剂可以提高产率和提纯度。
•原理二：传质性质超临界流体具有较低的粘度和较高的扩散系数，使得物质的传质速率较快，可以实现较高的传质速度和高效的分离。
•原理三：可调节性超临界流体的密度和溶解度随温度和压力变化较大，可以通过调节温度和压力来控制超临界萃取的效果和选择性。
3. 超临界萃取的应用超临界萃取在多个领域得到了广泛的应用，以下是一些典型的应用案例：•应用一：食品工业超临界萃取广泛应用于食品工业中的食品添加剂的提取和分离。
例如，超临界CO2可以用于提取咖啡因、香料、色素等。
•应用二：药物工业超临界萃取被用于药物工业中的药物提取和制备。
超临界CO2被广泛用于提取中草药中的有效成分，用于制备药物。
•应用三：环境保护超临界萃取可以用于环境保护中的土壤和水体中的有机物的提取和分离。
超临界水可以有效地去除污染物，具有较低的环境污染风险。
•应用四：石油化工超临界萃取可以用于石油化工中的油品提取和分离。
超临界CO2被广泛用于提取石油中的烃类和杂质。
•应用五：化学工业超临界萃取可以用于化学工业中的有机物的制备和分离。
超临界CO2可以用于制备聚合物、溶剂和催化剂等。
4. 超临界萃取的优势超临界萃取具有以下优势：•无需添加有机溶剂，对环境友好；•萃取过程简单、高效；•可控性高，可以调节温度、压力等参数来控制萃取效果；•萃取产物纯度高、质量稳定。
5. 超临界萃取的发展趋势随着科技的进步和人们对环境友好型工艺的重视，超临界萃取技术在各行业的应用和发展更加广泛。
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
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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。
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• 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。
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中药制药分离工程(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
第二节中药提取智 能制造关键技术及
应用
第一节智能制造总 体设计原则
第三节中药智能化 发展的挑战与机遇
第一节智能制造总体设计原则
一中药提取智能制造的发展趋势 二智能制造相关概念 三智能制造总体设计
第二节中药提取智能制造关键技术及应用
一关键工艺技术 二在线检测技术 三 MES与EMS 四产业化节能新技术
一中药制药分离技术的选择 二中药制药分离技术选择的工业生产影响因素 三中药制药分离技术选择的优化
第三节中药制药分离工程的环保、卫生与安全
一 EHS管理体系 二中药制药分离过程的环境保护 三中药制药分离过程的职业卫生和生产安全
第四节中药制药分离工程技术发展趋势
一中药制药分离工程技术的发展趋势 二中药制药分离工程技术的耦合（集成）
第三节化学萃取技术
一化学萃取原理 二化学萃取剂及其应用 三化学萃取基本流程及应用
第二节常用的膜技 术
第一节概述
第三节膜技术应用 中的相关问题
第四节膜技术 在中药制药领 域中的应用与
展望
习题
第一节概述
一膜技术发展简史 二膜的分类与膜材料 三膜组件
第二节常用的膜技术
一微滤 二超滤 三纳滤 四反渗透 五膜蒸馏 六渗透汽化 七电渗析 八其他膜技术
第二节溶剂回收
一溶剂回收的依据 二溶剂回收的基本原则 三溶剂回收工艺 四溶剂回收工艺的验证
第一节常用干燥技术 及设备
第二节干燥在中药生 产中的应用
第三节沙参麦冬颗粒 临床前研究中用到的 干燥技术
习题
第一节常用干燥技术及设备
一传统干燥方法 二现代常用干燥方法
第二节干燥在中药生产中的应用
一药材及饮片的干燥 二料液的干燥 三固体的干燥
制药工程原理与设备
制药工程原理与设备引言：制药工程是指将药物原料经过一系列工艺步骤，制备成药品的一门工程学科。
制药工程原理与设备是制药工程的基础，涉及到药物原料的提取、精制、合成、制剂的制备和包装等工艺过程。
本文将从制药工程原理与设备的角度，对制药工程进行介绍。
一、制药工程原理1.药物原料的提取与精制药物原料的提取与精制是制药工程的第一步，其目的是将植物、动物或微生物中提取出的药物原料，经过物理或化学的方法进行分离、浓缩、纯化等处理，得到纯净的活性成分。
其中常用的原理有溶剂提取、蒸馏、结晶、过滤、干燥等。
2.药物原料的合成有些药物无法直接从植物或动物中提取，只能通过化学合成的方法得到。
药物合成是制药工程的重要环节之一，它涉及到有机合成反应、催化剂的选择、反应条件的控制等。
制药工程原理主要是从结构活性关系、反应动力学等方面研究药物分子的合成方法。
3.制剂的制备与包装制剂是指将活性成分与辅料经过一定配方和工艺步骤制备成口服药片、注射液、乳膏、茶剂等药物的最终产品。
制药工程原理与设备主要研究制剂的配方设计、稳定性评价和工艺参数的确定等问题。
包装是制药工程中无法忽视的环节，合理的包装可以保护药物的质量和安全性。
二、制药工程设备1.提取设备常用的提取设备有浸提设备、回流提取设备和超声波提取设备等。
浸提设备主要是用来进行草药提取的，通过药材与溶剂的接触，使溶剂中的活性成分溶解。
回流提取设备则是通过加热使溶剂蒸发，然后通过冷凝器回收溶剂中的活性成分。
2.干燥设备药物在制备过程中，一般需要进行干燥处理以去除溶剂或水分。
干燥设备主要有热风干燥箱、真空干燥箱和喷雾干燥设备等。
热风干燥箱是最常用的干燥设备之一，通过加热空气使药物快速脱水。
真空干燥箱适用于对热敏性物质进行干燥。
喷雾干燥设备适用于溶液或悬浮液的干燥，通过喷雾塔将溶液喷雾到热空气中，使溶液迅速干燥。
3.制剂设备制剂设备主要包括混合设备、制粒设备、包衣设备等。
混合设备用于将活性成分与辅料进行均匀混合，其中常用的设备有V型混合机和双锥混合机等。
制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备2(反胶束萃取)
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2 反胶束的溶解作用
微水池溶解和分离作用： 反胶团的微水池的水可溶解氨基酸、 肽和蛋白质等生物分子, 为生物分子提 供易于生存的亲水微环境. 因此，反胶 团萃取可用于氨基酸、肽和蛋白质等 生物分子的分离纯化，特别是蛋白质 类生物大分子。 蛋白质溶解模型： a、水壳模型：蛋白质位于水池的中心， 周围存在的水层将其与反胶团壁隔开； b、半岛模型：pro表面存在强烈疏水 区，该区直接与有机相接触； c、pro吸附于反胶团内壁； d、pro疏水区与几个反胶团的S疏水尾 发生相互作用，被几个小反胶团所 “溶解”。
4
2 反胶束的溶解作用
溶解推动力
A 静电作用： 理论上，当溶质所带电荷与 表面活性剂相反时，由于静电引 力的作用，溶质易溶于反胶团， 溶解率或分配系数较大；反之， 则不能溶解到反胶团相中。右图 为pH值对不同蛋白质的溶解率急 剧变化图：当pH<pI时，即在带 正电荷的pH范围内蛋白质的溶解 率接近100%，说明静电相互作 用对蛋白质的反胶团萃取起决定 性作用。
y mx
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3 反胶束萃取的操作
A 萃取的基本方法 B 反萃取
C 分级反萃取
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4 萃取的影响因素
1) pH value
AOT=二-(2-已基已基)琥珀 酸酯磺酸钠。
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4 萃取的影响因素
2) 盐浓度 W0
盐浓度 S&ProZ 选择性
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4 萃取的影响因素
3) 盐离子的种类
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4 萃取的影响因素
理论上当溶质所带电荷与表面活性剂相反时由于静电引力的作用溶质易溶于反胶团溶解率或分配系数较大
江苏大学 制药工程原理与设备 教学课件
制药反应工程基础与设备
分离工程基础与设备
超临界流体萃取技术1技术原理超临界流体萃取分离过程的原理是超
超临界流体萃取技术1、技术原理超临界流体萃取分离过程的原理是超临界流体对脂肪酸、植物碱、醚类、酮类、甘油酯等具有特殊溶解作用，利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。
在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。
当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
2、工艺流程超临界流体萃取的工艺流程3.萃取装置超临界萃取装置可以分为两种类型，一是研究分析型，主要应用于小量物质的分析，或为生产提供数据。
二是制备生产型，主要是应用于批量或大量生产。
超临界萃取装置从功能上大体可分为八部分：萃取剂供应系统，低温系统、高压系统、萃取系统、分离系统、改性剂供应系统、循环系统和计算机控制系统。
具体包括二氧化碳注入泵、萃取器、分离器、压缩机、二氧化碳储罐、冷水机等设备。
由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的安全可靠性，并降低运行成本。
4.超临界流体萃取的特点1）超临界流体CO2萃取与化学法萃取相比有以下突出的优点：(1)可以在接近室温(35-40℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。
因此，在萃取物中保持着药用植物的全部成分，而且能把高沸点，低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来；(2)使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然；(3)萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的CO2-SCF流经分离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相（气液分离）而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约成本；(4)CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反应,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒，故安全性好；(5)CO2价格便宜，纯度高，容易取得，且在生产过程中循环使用，从而降低成本；(6)压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。
药品生产技术《超临界萃取技术》
超临界萃取技术技术原理别离过程的原理是利用超临界二氧化碳对某些特殊天然产物具有特殊溶解作用，利用超临界二氧化碳的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和对超临界二氧化碳溶解能力的影响而进行的。
在下，将超临界二氧化碳与待别离的物质接触，使其有选择性地把大小、上下和分子量大小不同的成分依次萃取出来。
当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最正确比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使变成普通气体，被萃取物质那么完全或根本析出，从而到达别离提纯的目的，所以超临界流体二氧化碳萃取过程是由萃取和别离组合而成的。
萃取装置超临界萃取装置可以分为两种类型，一是研究分析型，主要应用于小量物质的分析，或为生产提供数据。
二是制备生产型，主要是应用于批量或大量生产。
超临界萃取装置从功能上大体可分为八局部:萃取剂供给系统，低温系统、高压系统、萃取系统、别离系统、改性剂供给系统、和计算机控制系统。
具体包括二氧化碳注入泵、、、、二氧化碳储罐、等设备。
由于萃取过程在高压下进行，所以对设备以及整个管路系统的耐压性能要求较高，生产过程实现微机自动监控，可以大大提高系统的平安可靠性，并降低运行本钱。
特点超临界流体CO2萃取与化学法萃取1可以在接近室温35-40℃及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散。
因此，在萃取物中保持着药用植物的全部成分，而且能把高沸点，低挥发度、易热解的物质在其沸点温度以下萃取出来;2使用SFE是最干净的提取方法,由于全过程不用有机溶剂,因此萃取物绝无残留溶媒,同时也防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染,是100%的纯天然;3萃取和别离合二为一，当饱含溶解物的CO2-SCF流经别离器时，由于压力下降使得CO2与萃取物迅速成为两相气液别离而立即分开，不仅萃取效率高而且能耗较少，节约本钱;4CO2是一种不活泼的气体,萃取过程不发生化学反响,且属于不燃性气体,无味、无臭、无毒，故平安性好;5CO2价格廉价，纯度高，容易取得，且在生产过程中循环使用，从而降低本钱;6压力和温度都可以成为调节萃取过程的参数。
制药工程中的制药分离技术
制药工程中的制药分离技术摘要：随着人民的生活水平的不断提高，人们对健康的关注也日益增加，在科学技术和资金的支持下，医药工程将会得到良好的发展。
从医药生产的角度来说，制药分离技术是一种有效的方法，它可以将各种成分进行分析，并对其进行分离，从而达到提高药品品质的目的。
本文就医药工程的概述，从流体萃取、沉析分离等几个方面进行了分析，探讨了工艺的实际应用。
关键词：制药工程；制药分离技术引言：经济的发展和进步已经成为了当今社会的主流，为了改善我们的生活质量，人们对各种领域的研究和探索也越来越深入。
然而，由于环境污染和大量使用农药等不良现象的存在，使得药物的价值得到了快速的提高，使得人们对药物的研究更加深入。
但是，在医药行业发展的进程中，不可避免地会出现一些问题，这些问题常常会给企业的发展带来很大的消极影响。
文章就不同的分离技术和实际应用作一讨论，以供参考。
1.制药工程的基本概述药物生产是一个相对漫长、系统化的过程，它涉及到化学技术、药物机理等多个领域。
制药工程包括三大方面，即中药制药、化学制药和生物制药。
在以市场为导向的情况下，研发人员必须从多个角度来分析药品的产生机制，以解决问题。
在世界范围内，医药技术的研究和发展是推动医药工程技术不断发展的重要因素。
在研发的时候，不仅要有高素质的人才，还要有高科技，还要有巨额的资本，不过只要研究成功了，那么医药公司就会有一笔不菲的利润，可以将更多的钱投入到新药的研究当中，从而提高新药的开发成功率，这就是一个良性的循环，既可以带来更多的利润，也可以让整个系统的品质得到提高。
而在制药工程中，制药分离、材料生产等都是一个关键的环节，这直接影响到药物的最终品质，必须要有相应的规范，才能有效地控制药物的性质，保证药物生产的质量，从而达到临床上的研究需要。
材料制造是指将原料合成，催化和提取，从而为进一步的分离技术创造条件。
所谓的药剂分离，就是将一些化学成分进行分离，将多余的成分剔除，从而达到更高的纯度，从而提高药剂的质量。
制药工程原理与设备-03分离工程基础与设备5(萃取计算)
3）多级逆流接触萃取
第i级的物料衡算式为 (i = 1, 2, 3, …, n)
萃余率为
萃取率为
3）多级逆流接触萃取
萃余率为
萃取率为
例3：设例2中操作条件不变(L = 39 l/h), 计算采用多 级逆流接触萃取时使收率达到99% 所需的级数。 解：E = mL/H = 4.94; 因为收率为99%, 即 1 - n = 0.99, 则上式得n = 2.74, 故需要三级萃取操作。 可计算采用三级逆流接解萃取的收率为99.3%, 高 于例2的错流萃取, 说明多级逆流接触萃取效率优 于多级错流萃取.
4）分馏萃取
(b) 因为收率为90%, 故xA,1 = HxF (1-0.9)/(H +F) = 0.05. 利用总物料 衡算式 得: yA,10 = [xA,F F – xA,1(H + F)]/L = [1* 9.6 –0.05 * (9.6 + 9.6)]/1.02 = 8.47 从1至k - 1级 E’A = mA L/(H + F) = 31 * 1.02/(9.6 + 9.6) = 1.65 E’B = mB L/(H + F) = 11 * 1.02/(9.6 + 9.6) = 0.584 从k+1至10级 EA = mA L/H = 3.29, EB = mB L/H = 1.17 将E’A, EA和yA,10代入式 , 用试差法解出k=3.6, 取整数k=4 将k=4代入 式和 重新解出: yA,10 = 8.65, xA,1 = 0.041 实际收率达到92%, 高于预设值. 这样, 利用式(4.57)和(4.63)联立求解, 可计算得到: yB,10 = 3.99, xB,1 = 0.787 与(a)相比, 萃取相中A浓度降低, 但纯度提高: yA,10:yB,10 = 8.65:3.99, 远 高于(a)的结果。
制药分离工程第四章超临界流体
第一节固液超提临取界流体
(3) 当流体接近于临界点时，气化热 将急剧下降。当流体处于临界点时，可 实现气液两相的连续过渡。此时，两相 的界面消失，气化热为零。由于超临界 萃取在临界点附近操作，因而有利于传 热和节能。
第一节固液超提临取界流体
(4) 在临界点附近,流体温度和压力的 微小变化将引起流体密度相当大的变化 ，从而引起流体溶解能力的显著变化, 这是超临界萃取工艺的设计基础。
温的方法使溶质与
萃取剂分离开来。
5-加热器；6-循环泵；7-冷却器
第六节 超固液临提界取萃取流程
3.吸附萃取流程 在分离釜中放置
适当的吸附剂，利 用吸附剂吸附萃取 相中的溶质，从而 将溶质与萃取剂分 离开来。
8-吸附器
T1＝T2 p1＝p2
第七节 超临固界液萃提取取 的影响因素
1.密度：溶剂强度与SCF的密度有关。温度 一定时，密度(压力)增加，可使溶剂强度增 加， 溶质的溶解度增加。 2.夹带剂：适用于SFE的大多数溶剂是极性 小的溶剂，这有利于选择性的提取，但限制 了其对极性较大溶质的应用。因此可在这些 SCF中加入少量夹带剂（如乙醇等）以改变 溶剂的极性。加一定夹带剂的SFE-CO2可以 创造一般溶剂达不到的萃取条件，大幅度提 高收率。
第三节 超固临液提界取萃取的特点
(4) 超临界流体萃取的操作温度与萃取剂 的临界温度有关。例如，目前最常用的CO2萃 取剂的临界温度为oC，接近于室温，因而特 别适合于热敏性组分的提取，且无溶剂残留 。
第四节 固超液临提界取 萃取剂
超临界萃取剂可分为极性和非极性两大类 。二氧化碳、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、环 已烷、苯、甲苯等均可用作非极性超临界萃 取剂，甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、 氨、水等均可用作极性超临界萃取剂。在各 种萃取剂中，以非极性的CO2最为常用，这是 由超临界CO2所具有的特点所决定的。