盐析结晶的优缺点
盐析法的原理及应用
盐析法的原理及应用1. 原理介绍盐析法是一种常用的分离和富集技术,它基于溶液中溶质与特定盐结合而形成固体沉淀的原理。
盐析法通过调节溶液的离子浓度和环境条件,使溶质与盐发生反应生成难溶的盐类,从而将溶质从溶液中分离出来。
盐析法广泛应用于化学、生物、环境等领域,用于分离、分析和富集溶液中的目标物质。
2. 应用领域盐析法在以下几个领域有着广泛的应用:2.1 生物化学在生物化学研究中,盐析法常用于富集蛋白质或核酸等生物大分子。
通过添加盐类到溶液中,可以使大分子与盐结合形成固体沉淀,从而实现其分离和富集。
盐析法在蛋白质纯化和核酸提取中起到了至关重要的作用。
2.2 环境分析盐析法在环境分析中被广泛应用于水样、土壤和废水的处理和分析。
通过调节溶液的pH值和添加适量的盐类,可以将水样中的各种污染物富集到固体沉淀中,从而方便后续的分析和监测。
2.3 化学合成在有机合成中,盐析法常用于分离产物或纯化化合物。
通过选择合适的盐类和调节溶液条件,可以使产物与盐结合形成固体沉淀,从而实现其分离和纯化。
盐析法在有机合成中起到了重要的分离和富集作用。
2.4 药物研发在药物研发过程中,盐析法常用于寻找合适的药物盐型。
通过对药物分子结构和盐类性质的研究,可以选择合适的盐形式来增加药物的稳定性和溶解度,从而提高药物的疗效和生物利用度。
3. 盐析法的步骤使用盐析法进行分离和富集通常包括以下步骤:3.1 准备溶液将目标物质溶解于适量的溶剂中,调节溶液的pH值和盐的浓度。
3.2 添加盐类根据目标物质的性质和盐析条件,选择合适的盐类并将其添加到溶液中。
3.3 搅拌和静置在搅拌条件下将盐充分溶解,并进行适当的时间的静置,使固体沉淀形成并沉淀到底部。
3.4 分离和收集通过离心、过滤等方式将固体沉淀分离出来,并进行适当的洗涤和干燥操作。
3.5 检测和分析对分离得到的固体沉淀进行进一步的检测和分析,如质量分析、结构表征等。
4. 盐析法的优缺点使用盐析法进行分离和富集有着以下优点:•盐析法简单易行,无需专门的设备和操作技术。
盐析知识点总结
盐析知识点总结盐析的原理是根据不同物质在化学反应中产生的特定的性质来进行分析,一般来说,通过影响物质的溶解度、酸碱性、氧化还原性等性质,对物质进行分析和鉴定。
盐析的方法有很多种类,包括沉淀分析、络合滴定、测定物质的酸碱性等方式。
它的基本原理是利用已知化合物的特定反应来判断未知物质的性质和成分。
盐析的主要步骤包括样品的准备、沉淀的生成、沉淀的处理和分析结果的判定。
在样品准备阶段,需要将待分析的物质按照一定的方法进行制备和处理,使其成为适合进行盐析的样品。
在沉淀的生成阶段,通过溶液反应,形成一个可观察的沉淀物。
在沉淀的处理阶段,对沉淀进行过滤、洗涤、烘干等处理,得到固体沉淀物。
最后,在分析结果的判定阶段,通过比色、滴定、吸光度测定等方法,来对溶液中的盐析物质进行定量或定性分析。
盐析在实际应用中有很多用途,比如用来鉴定未知物质的成分和结构,用于生产中的质量控制,用于环境检测和食品安全检测等。
盐析作为一种重要的化学分析方法,对于促进科学研究和解决实际问题具有重要意义。
盐析的应用领域盐析在化学分析中广泛应用于不同领域,它可以用于确定各种化合物的成分和结构,以及进行物质的鉴定和定量分析。
下面分别介绍盐析在不同领域的应用。
1. 生物化学在生物化学中,盐析可以用来分离和纯化蛋白质、酶和核酸等生物大分子,以及用来测定生物大分子的含量和活性。
比如,可以通过盐析的方法来分离蛋白质和 DNA,或者用来检测生物体内不同元素的含量和分布。
2. 药物研发在药物研发领域,盐析可以用来分析和鉴定药物的成分和结构,以及测定药物的含量和纯度。
通过盐析,可以快速、准确地评估药物的质量和效果。
3. 环境保护在环境保护领域,盐析可以用来监测水质、大气、土壤等环境中的各种污染物的含量和分布,以及评估环境污染的程度和影响。
通过盐析,可以及时发现和处理环境中的有害物质,保护人类和自然生态系统的健康。
4. 食品安全在食品安全领域,盐析可以用来检测和鉴定食品中的添加剂、污染物和有害物质,以及评估食品的质量和卫生。
盐析
盐析主要内容:1.盐析原理2.盐析的优缺点3.盐析实验步骤4.分段盐析5.盐析曲线的制作6.盐析注意事项7.盐析的影响因素8.盐析法应用9.盐析常见问题分析盐析原理一般是指溶液中加入无机盐类而使溶解的物质析出的过程。
如:加浓(NH 4)2SO 4使蛋白质凝聚的过程。
蛋白质在水溶液中的溶解度是由蛋白质周围亲水基团与水形成水化膜的程度,以及蛋白质分子带有电荷的情况决定的。
当用中性盐加入蛋白质溶液,中性盐对水分子的亲和力大于蛋白质,于是蛋白质分子周围的水化膜层减弱乃至消失。
同时,中性盐加入蛋白质溶液后,由于离子强度发生改变,蛋白质表面电荷大量被中和,更加导致蛋白溶解度降低,使蛋白质分子之间聚集而沉淀。
盐析的优缺点1.成本低,不需要特别昂贵的设备。
2.操作简单、安全。
3.不会引起蛋白质变性,经透析去盐后,能得到保持生物活性的纯化蛋白质。
4.效果不理想,通常只是作为初步的分离纯化,还需要结合其它的纯化。
盐析实验步骤蛋白质盐析常用的中性盐,主要有硫酸铵、硫酸镁、硫酸钠、氯化钠、磷酸钠等。
其中应用最多的硫酸铵,由下表可以看出:它的优点是温度系数小而溶解度大(20℃时饱和溶液为754克/升;0℃时饱和溶解度为706克/升),在这一溶解度范围内,许多蛋白质和酶都可以盐析出来;另外硫酸铵分段盐析效果也比其他盐好,不易引起蛋白质变性。
硫酸铵溶液的pH 常在4.5-5.5之间,当用其他pH 值进行盐析时,需用硫酸或氨水调节。
表1几种盐在不同温度下的溶解度(克/100毫升水)饱和硫酸铵法1.取x ml 血清加x ml 生理盐水,于搅拌下逐滴加入2xml 饱和硫酸铵,硫酸铵的终饱和度为50%。
0℃20℃80℃100℃(NH 4)2SO 470.675.495.3103Na 2SO 4 4.918.943.342.2NaH 2PO 41.67.893.81012.4℃,3h以上,使其充分沉淀离心(3000rpm),20min,充上清,以xml生理盐水溶解沉淀,再逐滴加饱和硫酸铵x/2ml。
蒸发结晶法用于钾盐分离的优势和不足
蒸发结晶法用于钾盐分离的优势和不足蒸发结晶法是一种常见的用于盐类分离的方法,具有一定的优势和不足。
本文将从优势和不足两个方面进行讨论,以帮助读者更好地理解蒸发结晶法在钾盐分离中的应用。
蒸发结晶法的优势主要包括以下几点:1. 原料易得:钾盐广泛存在于大自然中,尤其是海水中,可以通过开采、提取和浓缩等手段获得。
因此,作为钾盐分离的方法之一,蒸发结晶法具有原料易得的优势。
2. 设备简单:蒸发结晶法所需的设备相对简单,主要包括蒸发器、结晶器和过滤器等。
这些设备的操作和维护相对容易,能够满足一般工业或实验室的需求。
3. 能耗低:相比于其他分离方法,蒸发结晶法的能耗相对较低。
蒸发器的加热和结晶器的冷却所需的能量较少,可以有效地降低整个分离过程的能源消耗。
4. 经济效益好:蒸发结晶法在工业生产中应用广泛,不仅因为原料易得和设备简单,而且其经济效益较好。
通过蒸发结晶法分离钾盐,可以获得较高纯度的产品,从而提高产品的市场竞争力。
除了以上的优势外,蒸发结晶法还存在一些不足之处:1. 分离效率低:蒸发结晶法的分离效率相对较低。
在分离过程中,因为钾盐的溶解度随温度的升高而增大,如果温度控制不当,会导致产物中杂质的含量增加,从而得到的产品纯度较低。
2. 耗时较长:蒸发结晶法需要通过慢慢蒸发溶液中的溶剂,然后结晶固化得到产品。
在实际应用中,由于蒸发过程较慢,分离时间较长,这不仅增加了生产周期,而且增加了生产成本。
3. 操作复杂:蒸发结晶法在操作过程中需要严格控制温度、压力和浓度等因素,这对操作人员的要求相对较高。
如果操作不当,容易造成结晶器结壳、管道堵塞等问题,影响产品的质量和产量。
4. 对环境的影响:蒸发结晶法在分离过程中会产生大量的副产物和废水。
如果处理不当,容易导致水体污染和环境问题。
综上所述,蒸发结晶法在钾盐分离中具有一定的优势和不足。
尽管存在分离效率低、耗时较长、操作复杂和对环境的影响等问题,但其原料易得、设备简单、能耗低和经济效益好的优势仍然使其成为一种常用的分离方法。
盐析
由于盐是强电解质,解离作用强,盐的解离可抑制蛋白质弱电解质的解离,使蛋白质带电荷减少,更容易聚 集析出。
剂
剂
在中性配合萃取和离子缔合萃取体系中,使用盐析剂可提高被萃取组分的分配系数。盐析剂是一种不被萃取、 不与被萃物结合,但与被萃物有相同的阴离子从而使分配系数显著提高的无机化合物。通常盐析剂的阳离子在盐 析过程中,因在水溶液中有强烈的水合作用,能吸引大量自由水分子,降低水溶液中自由水分子浓度,可相对增 加被萃物在水相中的浓度,有利于被萃物萃入有机相。一般来说,盐析剂中的金属阳离子的电荷数越大,盐析作 用越强。在阳离子的电荷数相同的情况下,盐析作用与阳离子的半径成反比,这是因为价态高半径小的阳离子的 水化能力较强,所以使自由水分子减少的作用较大。一般金属离子的盐析效应按下列次序递减:
应用
应用
可以把发黄的白衬衫放在5%食盐水中浸泡1小时,再慢慢搓干净;或将衣服浸于10%的浓盐水中,泡1-2小时, 取出用清水漂洗干净。衣领部位的污渍可以单独加一些细盐粒轻轻搓洗效果更佳。应当注意的是衣服应当用凉水 浸泡,切勿使用热水。
谢谢观看
Al3+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+>Na+>NH4+>K+
盐析剂的选择除应考虑盐析作用外,还要考虑不影响下一步的分离和提纯、价格便宜、来源充足、水中溶解 度大等因素。通常以NH4NO3的应用最为普遍。
优点
优点
不会引起蛋白质变性,经透析去盐后,能得到保持生物活性的纯化蛋白质。
注意事项
结晶原理
ห้องสมุดไป่ตู้晶原理
盐析结晶是指在盐溶液体系中,加入某种电解质盐析剂,这种加入的盐析剂,其离子的水合作用比原溶液中 其它盐较强,它使溶液中自由水分子数减小,从而提高溶液中欲结晶物质在溶液中的有效浓度,使欲结晶物质在 溶液中结晶析出,这就是盐析结晶。
结晶
缺点 热力学不稳定相 受控变量多
5
结晶过程的实质
结晶过程的实质是形成新相的过程。 溶质分子凝聚成固体; 分子的有规则排列 晶格; 表面化学反应过程
结晶热 放热
6
结晶过程
晶核 最先析出的微小颗粒 以后结晶的核心
结晶过程包括
过饱和溶液的形成;
晶核的形成;
晶体的生长;
出的过程。
3
谷氨酸结晶
4
结晶操作的特点
只有同类分子或离子才能排列成晶体,结晶过程有 良好的选择性。
通过结晶,溶液中大部分的杂质会留在母液中,再 通过过滤、洗涤,可以得到纯度较高的晶体。
结晶过程具有成本低、设备简单、操作方便,易于 传递和储运,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。
6 蛋白质的结晶
悬滴法
将5~20ul样品溶液(蛋白质的缓冲溶液,含沉淀剂)成液滴状 悬挂在一张显微镜的载玻片上,该载玻片预先涂有有机硅烷, 以防液滴润湿扩展,然后将载玻片放在一个容器上,容器中 含有大量的含较高浓度的沉淀剂溶液,其摩尔渗透浓度较高。
水分从样品液滴中挥发而凝结于容器中的溶液,直到两者的 渗透摩尔浓度相等为止。水分的挥发使液滴中蛋白质和沉淀 剂的浓度增加,因而蛋白质的溶解度降低,而结晶析出。 P191
前提 ?
过饱和度是结晶的推动力
7
2、结晶的基本原理
2.1. 溶液的饱和和过饱和度
饱和溶液:在给定温度条件下,与一种特定溶 质达到平衡的溶液,称为该溶质的饱和溶液。 过饱和溶液:溶质浓度超过饱和溶解度时,该 溶液称之为过饱和溶液; 溶质只有在过饱和溶液中才能析出;
各种结晶过程分析(正式)
编订:__________________审核:__________________单位:__________________各种结晶过程分析(正式)Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-8544-64 各种结晶过程分析(正式)使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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一、冷却结晶冷却结晶法基本上不去除溶剂,溶液的过饱和度系借助冷却获得,故适用于溶解度随温度降低而显著下降的物系,如KNOs、NaNOs、MgSO‘等。
冷却的方法可分为自然冷却、间壁冷却或直接接触冷却3种。
自然冷却是使溶液在大气中冷却而结晶,其设备构造及操作均较简单,但由于冷却缓慢,生产能力低,不易控制产品质量,在较大规模的生产中已不被采用。
间壁冷却是广泛应用的工业结晶方法,与其他结晶方法相比所消耗的能量较少,但由于冷却传热面上常有晶体析出(晶垢),使传热系数下降,冷却传热速率较低,甚至影响生产的正常进行,故一般多用在产量较小的场合,或生产规模虽较大但用其他结晶方法不经济的场合。
直接接触冷却法是以空气或与溶液不互溶的碳氢化合物或专用的液态物质为冷却剂与溶液直接接触而冷却,冷却剂在冷却过程中则被汽化的方法。
直接接触冷却法有效地克服了间壁冷却的缺点,传热效率高,没有晶垢问题,但设备体积较大。
二、蒸发结晶蒸发结晶是使溶液在常压(沸点温度下)或减压(低于正常沸点)下蒸发,部分溶剂汽化,从而获得过饱和溶液。
第五章固相析出分离法
一、基本原理
• 1、降低了介质的介电常数,使溶质分子 之间的静电引力增加,聚集形成沉淀。 • 2、水溶性有机溶剂本身的水合作用降低 了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子 表面原有水化层的厚度,降低了它的亲 水性,导致脱水凝集。
一些溶剂的介电常数
• 优点:
乙醇等有机溶剂易除去,产品更纯净;密度差 较大,离心收集。
酸性多糖
六、选择性变性沉淀法
• 热变性沉淀法
• 酸碱变性沉淀法 • 利用试剂(氯仿)
固相析出分离法
• 第一节 盐析法
• 第二节 有机溶剂沉淀 • 第三节 其它沉淀方法
一、等电点沉淀法 二、成盐沉淀法
第四节 结晶 (crystallization)
• 定义:溶液中的溶质在一定条件下因分
子有规则的排列而结合成晶体。 • 通过结晶,溶液中的大部分杂质会留在 母液中,经过滤、洗涤可得到纯度高的 晶体。
红霉素重结晶
用于生物物质重结晶的
溶剂一般有蒸馏水、丙
酮、石油醚、乙酸乙酯、
低级醇等。
第五章
• 1、盐析沉淀是利用各种生物分子在浓盐溶液中溶解度 的差异,通过向溶液中引入一定数量的中性盐,使目 的物或杂蛋白以沉淀形式析出,从而达到纯化目的的 方法。 • 基本原理:一、盐离子与蛋白质表面具相反电性的离 子基团结合,形成离子对,因此盐离子部分中和了蛋 白质的电性,使蛋白质分子之间电排斥作用减弱而能 相互结合。
6、等电点沉淀的特点,如何应用
对于两性物质,等电点时净电荷为零,使稳定的双电层及水化膜 变弱或破坏,分子间排斥电位降低,吸引力增大,相互聚集,产 生沉淀。等电点沉淀法操作简便,试剂消耗少,给体系引入的外 来物质少,常用的纯化方法,主要适用于水化程度不大,在等电 点时溶解度很低的物质。应用:胰岛素纯化时,在pH8。0 除去碱 性杂蛋白,调pH3。0除去酸性杂蛋白,粗提液经此处理后纯度大 大提高,有利于后步提取操作。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析随着化学工业的发展,结晶分盐工艺越来越广泛地应用于制药、化工、食品等领域。
结晶分盐技术是一种将目标物质从其母液中结晶出来的工艺,通常将溶液在搅拌、加热和冷却等过程中进行操作。
不同的结晶分盐工艺对于不同的物质具有不同的适用性和优缺点。
本文对比分析了常见的四种结晶分盐工艺:溶液结晶法、冷结晶法、熔融结晶法和溶剂结晶法。
1. 溶液结晶法溶液结晶法是最常见的一种结晶分盐工艺,它是通过改变溶液中物质的浓度来实现结晶的。
一般来讲,该工艺具有操作简单、成本低廉、反应容器易于清洗等优点。
但缺点也很明显,此种方法获得的晶体精度较低,需要经过额外的提纯步骤,同时也容易受到环境温度、压力等因素的影响。
2. 冷结晶法冷结晶法是指将高浓度溶液逐渐降温,让物质从过饱和状态中结晶形成的,相对于溶液结晶法,它获得更好的纯度和晶体精度,因此比较适合用于制备高品质产品。
但是,该工艺操作过程中需要密切控制温度沉淀速度和生长机理等因素,因此操作难度较大且需要大量的时间。
3. 熔融结晶法熔融结晶法是将物质的固体熔化成一种液态,然后降低温度,让愈合的晶体重新形成的,它适用于不溶于水的有机物和未溶解的蛋白质。
该工艺可获得较高的晶体纯度和晶体精度,但它需要使用特殊的设备,对反应器的耐受性和对高温操作的要求较高,同时熔融结晶法需要高温,存在爆炸等安全风险。
4. 溶剂结晶法溶剂结晶法是指将物质在溶剂中溶解然后再降低温度,催化溶液中物质快速结晶的一种方法。
溶剂结晶法的晶体纯度和晶体精度相对较高,且可应用于复杂的有机物机制,但其要求较高的溶剂纯度以及对考虑溶剂中毒性的特殊设备需求导致了高昂的生产成本。
综上所述,不同的结晶分盐工艺各具有其适用性、优点和缺点。
在选择结晶分盐工艺时,需要根据实际生产需求进行合理选择。
盐析效应在分离有机化合物中的应用
盐析效应在分离有机化合物中的应用盐析效应是一种常用的分离有机化合物的方法,其原理是利用某些无机盐与有机化合物形成不溶性或难溶性盐类,从而将有机化合物分离出来。
这种方法具有简单、快速、经济等优点,在实际应用中得到了广泛的应用。
一、盐析效应的原理盐析效应是通过加入适量的无机盐,使得有机化合物与无机盐形成难溶性沉淀,从而实现分离。
这种方法主要基于以下两个原理:1. 相互作用力:当有机分子与无机离子结合时,通常会产生静电相互作用力和范德华力等相互作用力。
如果这些相互作用力足够强,则可以使得有机分子形成沉淀。
2. 溶解度:当某些无机盐与水混合时,会形成一定浓度的饱和溶液。
如果加入更多的无机盐,则会超过其饱和度,从而导致部分无法溶解。
在这种情况下,无法溶解的部分就会形成沉淀。
二、盐析效应的实验步骤1. 准备样品:将待分离的有机化合物溶于适当的溶剂中,通常使用乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。
2. 加入无机盐:将一定量的无机盐加入到有机溶液中,通常使用氯化钠、硫酸铵、硫酸钠等无机盐。
3. 搅拌混合:将有机溶液和无机盐充分混合,并搅拌一段时间,使得两者充分反应。
4. 分离沉淀:将混合液放置一段时间,使得沉淀形成。
然后用过滤纸或其他过滤器将沉淀分离出来。
5. 洗涤沉淀:用适当的溶剂洗涤沉淀,以去除杂质和未反应的物质。
6. 干燥称量:将洗涤后的沉淀在温度适宜的条件下干燥,并称量其重量。
根据实验结果可以计算出有机化合物的纯度和产率。
三、盐析效应在实际应用中的例子1. 分离蛋白质:在生物化学领域中,盐析效应被广泛应用于蛋白质的分离和纯化。
通过选择适当的无机盐和溶剂,可以将不同类型的蛋白质分离出来。
2. 分离天然产物:盐析效应也可以用于天然产物的分离和提取。
例如,在中药提取中,可以使用盐析效应将有效成分从其他杂质中分离出来。
3. 分离有机物混合物:在有机合成领域中,盐析效应也被广泛应用于有机物混合物的分离和纯化。
例如,可以使用氯化钠将某些有机酸与其他杂质分离出来。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析结晶盐是指通过盐湖或者海水中提取盐分,经过蒸发结晶后得到的盐类产品。
其生产工艺主要包括离子交换法、太阳能蒸发法与真空蒸发法。
本文将从生产工艺、产品质量、环保因素等方面对这三种工艺进行比较分析,以便更好地了解各种工艺的特点和适用场景。
生产工艺离子交换法,是通过交换树脂将水中的离子吸附、去除,最终获得高纯度的盐类产品。
相对而言,这种工艺生产出的盐质纯度较高,但成本也较高。
太阳能蒸发法,是将盐湖或者海水倒入浅盐田,通过太阳能蒸发后得到结晶盐。
这种工艺生产出的盐类产品纯度一般,但成本较低。
真空蒸发法则是将海水或盐湖中的水分利用真空蒸发技术进行脱水,形成盐水,再通过结晶脱水而成盐。
这种工艺生产出的盐质相对较高,而且成本较为中等。
从生产工艺上来看,离子交换法得到的盐质最高,太阳能蒸发法和真空蒸发法则相对较低。
产品质量在产品质量方面,离子交换法生产的盐类产品最为纯净,无杂质,适用于高端食品加工以及医药行业;太阳能蒸发法得到的盐类产品纯度一般,适用于一般家庭日常使用以及工业生产;真空蒸发法得到的盐类产品质量介于上述两者之间,适用于一般食品加工以及制盐工业。
环保因素在环保方面,离子交换法需要使用大量的化学制剂,会产生大量的废水和固体废弃物,对环境造成一定的压力。
太阳能蒸发法和真空蒸发法相对来说更为环保,因为这两种工艺无需化学制剂,且所产生的废水可以再循环利用。
对于追求环保的生产企业来说,太阳能蒸发法和真空蒸发法更为适合。
不同的生产工艺对应不同的产品质量和环保因素。
离子交换法适合对产品质量要求较高的场合,但需要考虑成本和环保问题;太阳能蒸发法成本低,适合一般家庭和工业使用,对环保友好;真空蒸发法则处于两者之间,适用范围较广。
在选择结晶分盐工艺时,需要综合考虑产品质量、成本和环保等因素,选择最适合自身情况的工艺。
随着科技的不断进步,相信将来会有更多更先进的结晶分盐工艺出现,也带来更多的选择空间和发展机遇。
盐析结晶的优缺点
11.盐析结晶的优缺点特点:结晶温度较低,对热敏性物质的结晶有利;一般杂质在溶剂与盐析剂的混合物中有较高的溶解度,以利于提高产品的纯度;与冷却法结合,可提高结晶收率。
需要回收设备来处理结晶母液,以回收溶剂和盐析剂。
1.结晶过程的特点1) 能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。
有时用其他方法难以分离的混合物系,采用结晶分离更为有效。
如同分异构体混合物、共沸物系、热敏性物系等。
2) 固体产品有特定的晶体结构和形态(如晶形、粒度分布等)。
3) 能量消耗少,操作温度低,对设备材质要求不高,三废排放少,有利于环境保护。
4) 结晶产品包装、运输、储存或使用都很方便。
3.活性炭的分类、特点、吸附能力差别规律活性炭的作为吸附剂,在水溶液中最强,在有机溶剂中则较低弱。
活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物,对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。
利用吸附性的差别,可将水溶性芳香族物质与脂肪族物质分开,单糖与多糖分开,氨基酸与多肽分开。
4.膜分离工程中浓差极化的原因和处理方法浓差极化形成的原因:在膜装置操作中,由于压力的作用,使溶质和溶剂都趋向穿过膜。
溶剂基本上可以全部通过。
大部分溶质无法通过而被截留在膜的高压侧表面上累积,造成由膜表面到主体溶液之间的浓度梯度,引起溶质从膜表面向主体流扩散,这种现象就称为“浓差极化”。
改善浓差极化的方法①提高流速。
②加填料法。
如将29~100μm的小球放入被处理的液体中,以减小膜边界层的厚度而增大透过速度。
加填料的方法是不适宜板式和卷式组件。
③装设湍流促进器。
④增设脉冲装置。
在流程中增设一脉冲发生装置。
振幅越大或频率越高,透过速度也越大。
虽动力增加了25%~50%,但透过速度提高了70%,有相当的经济价值。
⑤搅拌法。
在膜面附近增设搅拌器,也可以把装置放在磁力搅拌器上回转使用。
传质系数与搅拌器的转数成直线关系。
10.简述微波萃取技术的研究动态微波萃取技术是提取中药有效成分的有效手段,已成为实现中药现代化的关键技术之一。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析随着人们对美食品质的追求不断提高,越来越多的人开始关注食盐的质量和制作工艺。
在食盐制作工艺中,结晶分盐工艺是其中一种常见的工艺方式。
不同的结晶分盐工艺也有着不同的特点和优缺点。
本文将对比分析不同的结晶分盐工艺,探讨它们各自的优劣势,为消费者选择优质食盐提供参考。
一、真空结晶分盐工艺真空结晶分盐工艺是采用真空蒸发法,通过控制温度和压力,使盐湖水在真空条件下蒸发结晶,从而得到食盐的工艺。
这种工艺的优点是生产过程中无需添加任何化学辅助剂,食盐质量纯净,不含杂质,口感细腻。
真空结晶分盐工艺生产的食盐颗粒细腻均匀,容易溶解,能够更好地渗透食材,提升食物口味。
由于这种制盐方式保留了盐湖水的天然矿物质,所以食盐中富含多种微量元素,对人体健康有益。
真空结晶分盐工艺也存在一定的缺点。
这种工艺的设备投资成本较高,生产成本较大,导致真空结晶分盐工艺生产的食盐价格相对较高,不太适合大规模生产。
真空结晶分盐工艺对环境条件有一定的要求,只有在特定的环境条件下才能够保证食盐的质量和口感。
真空结晶分盐工艺的生产周期较长,需要耗费大量的时间和人力物力。
真空结晶分盐工艺虽然能够保证食盐的纯净和健康,但在成本和生产效率方面存在一些不足。
晒制结晶分盐工艺是古老的制盐工艺方式,也是目前比较常见的制盐方法。
它是采用自然晒结的方式,将盐卤液倒入盐田,经过自然晒结蒸发形成盐碱,再经过加工制成粗盐。
这种制盐方式的优点是工艺简单,无需大量设备和投资,成本低廉,所以生产的食盐价格相对便宜。
晒制结晶分盐保留了盐湖水的天然矿物质,含有多种微量元素,对人体有益。
晒制结晶分盐因为经过自然晒结,食盐颗粒较大,质地饱满,有一定的咸度和嚼劲,口感较好。
晒制结晶分盐工艺也存在一些缺点。
由于是自然晒结,生产周期较长,时间繁琐。
晒制结晶分盐工艺易受气候和环境的影响,质量不稳定,容易受到外界污染。
晒制结晶分盐的生产过程中会产生大量的废弃物,污染环境。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析结晶分盐工艺是一种将溶液中的溶质通过结晶、沉淀的方式分离出来的方法,常用于生产中纯化溶液或提取溶质。
结晶分盐工艺有多种不同的方法,每种方法都有其独特的优缺点。
下面将对几种常见的结晶分盐工艺进行对比分析。
首先是常用的挥发性溶剂结晶法,该方法适用于溶质具有一定的挥发性的情况。
该工艺的优点是操作简单,设备要求较低,且产品质量较高,能够得到较纯的晶体产物。
缺点是生产周期较长,因为溶剂的挥发需要时间,且有些挥发性溶剂有毒,对操作人员造成一定的危害。
其次是冷却结晶法,该方法适用于溶质溶解度随温度变化较大的情况,如食盐的结晶。
该工艺的优点是结晶速度快,适用于大规模生产;且结晶产物质量较高,晶体大小均匀。
缺点是需要较大的冷却设备,能耗相对较高,并且溶质溶解度的温度特性限制了该方法的适用范围。
再次是蒸发结晶法,该方法是将溶液进行蒸发,溶质在溶液中的浓度逐渐增大,达到过饱和后结晶沉淀。
该工艺的优点是适用于多种溶质分离,工艺灵活性较高。
蒸发过程中可以进行其他操作,如反应和过滤,提高工艺的综合效益。
缺点是蒸发需消耗较多热量,能耗较高,且产物晶体大小不均匀。
最后是反溶剂结晶法,该方法是将溶质溶液与反溶剂混合,通过溶剂和反溶剂不相容性造成的溶液相分离形成晶体。
该工艺的优点是适用于难溶性物质的分离,晶体产物质量较高。
缺点是操作条件相对严格,需要控制溶剂和反溶剂的比例和混合速度,否则容易使产物杂质增多。
各种结晶分盐工艺在不同的应用场景下都有其适用性。
在选择工艺时需要考虑溶质的物化性质、产品质量要求、工艺设备和能耗等方面的因素。
还可以根据具体情况对这些工艺进行改进和创新,提高工艺效率和产物品质。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析结晶分盐工艺是一种利用物理和化学原理将溶液中的某些物质分离出来的工艺。
它是一种重要的制备高纯度化学品和药物的方法。
在结晶分盐工艺中,通常会选择适当的溶剂溶解待分离物质,然后通过控制温度、浓度、搅拌速度等条件来使其结晶出来。
在结晶过程中,分离出来的晶体可以通过过滤等工艺步骤进一步纯化。
当前常用的结晶分盐工艺主要有溶剂结晶、沉淀法、气相扩散法、萃取结晶法、冷冻结晶法等。
这些工艺虽然有共同点,但也有区别。
溶剂结晶是指在适当的温度、浓度和溶剂条件下,将物质溶解在溶剂中,然后在较低温度下结晶出来。
溶剂结晶的优点是结晶过程简单,操作方便,且生产效率高,结晶后晶体质量较好。
然而其缺点是溶剂的选择较为关键,若溶剂的极性与待分离物质不匹配,会导致晶体形状不良、收率下降等问题。
沉淀法是指将待分离物质沉淀下来,与其他溶质分离的方式,通常需要加入某些物质来起到沉淀作用。
其优点是样品处理简单、分离效率高,且可以适用于大多数待分离物质。
但是,沉淀法的缺点是分离出来的晶体通常质量较差,且有时需要多次沉淀,会造成浪费。
气相扩散法是一种利用气相来扩散待分离物质原子进行分离的方法。
通过对待分离物质进行气相扩散制备晶体,可以获得较高的结晶质量和较大的晶体。
但难度较大,通常需要高压、高温和必要的气相传递工具等条件,才能进行。
萃取结晶法是利用化学试剂将待分离物质溶解在其中,然后实现分离的方法。
通常先将待分离物质溶解在一个挥发性的有机溶剂中,然后萃取干燥,利用剩余的化合物进行结晶。
萃取结晶法的优点是操作简单,且易于控制反应条件。
但难度较大,需要使用多种化学试剂,可能导致反应条件复杂。
冷冻结晶法是一种低温结晶方法。
冷冻结晶法可以通过制冷来控制结晶的温度和速率,以获得较大的晶体。
其优点是结晶速度快,晶体大小较大,且可以避免某些晶体在常温下失去结晶性。
但是,冷冻结晶法的缺点是需要使用多种制冷设备,造成较高的成本。
综上所述,结晶分盐工艺是一种非常重要的分离技术,可以应用于制备各种化学品和药物。
盐析的类别
盐析的类别盐析是指在水溶液中,由于溶液中溶解度过饱和度,使得溶液中的盐类逐渐析出。
盐析是一种常见的化学现象,其类别也是多种多样的。
本文将介绍盐析的类别及其特点。
一、晶体盐析晶体盐析是指盐类溶液中,由于过饱和度过高,使得盐类逐渐析出,形成晶体的过程。
晶体盐析是一种常见的盐析方式,其特点是析出的盐类呈现出晶体形态,而且晶体的形状和大小与溶液中的过饱和度、温度、pH值等条件有关。
晶体盐析的应用广泛,例如在制药、化妆品、食品等领域中,晶体盐析可以用于制备纯度高、结晶度好的化合物,提高产品的质量和市场竞争力。
二、胶体盐析胶体盐析是指盐类溶液中,由于过饱和度过高,使得盐类逐渐析出,形成胶体的过程。
胶体盐析是一种特殊的盐析方式,其特点是析出的盐类呈现出胶体形态,而且胶体的形态和大小与溶液中的过饱和度、温度、pH值等条件有关。
胶体盐析的应用也很广泛,例如在制备纳米材料、生物医学领域中,胶体盐析可以用于制备纯度高、形态规整的纳米材料,以及制备高效、低毒的药物载体等。
三、薄膜盐析薄膜盐析是指盐类溶液中,由于过饱和度过高,使得盐类逐渐析出,形成薄膜的过程。
薄膜盐析是一种特殊的盐析方式,其特点是析出的盐类呈现出薄膜形态,而且薄膜的厚度和形态与溶液中的过饱和度、温度、pH值等条件有关。
薄膜盐析的应用也很广泛,例如在制备光学薄膜、电子薄膜、传感器等领域中,薄膜盐析可以用于制备高质量、高稳定性的薄膜材料,以及制备高灵敏度、高选择性的传感器等。
四、凝胶盐析凝胶盐析是指盐类溶液中,由于过饱和度过高,使得盐类逐渐析出,形成凝胶的过程。
凝胶盐析是一种特殊的盐析方式,其特点是析出的盐类呈现出凝胶形态,而且凝胶的形态和稳定性与溶液中的过饱和度、温度、pH值等条件有关。
凝胶盐析的应用也很广泛,例如在制备生物医学材料、仿生材料等领域中,凝胶盐析可以用于制备高稳定性、高生物相容性的材料,以及制备具有特殊功能的仿生材料等。
总之,盐析是一种常见的化学现象,其类别也是多种多样的。
盐化工生产中的结晶类型及特点
盐化工生产中的结晶类型及特点在盐化工生产中,结晶的类型有干燥晶、湿晶和半固体三种。
干燥晶是指结晶在室温下可以满足以下三个条件:结晶形态分布均匀;晶体大小准确;悬浮煤的量足够少。
干燥晶具有结晶快、滤液时间短、出晶量高、损耗少等特点。
湿晶是指在新鲜滤液中,通过加热其温度到溶解盐和水之间的热力平衡,使新鲜滤液和湿晶达到热力平衡。
湿晶具有凝聚性好、滤除性好、收率高等特点。
半固体是指潮湿的状态下的结晶,在新鲜滤液中,可以滤液体,将滤液体加热到结晶体滤液体之间的热力平衡,实现将澄清液加热转变为半固体,从而达到结晶的用途。
半固体具有滤液速度快、控温范围大、内在质量稳定等特点。
总而言之,在盐化工生产中,三种结晶类型分别有自身特点,在应用中会体现出不同的优势,要充分利用三种类型结晶的特点,发挥他们应有的作用。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺是一种将物质溶解在溶液中,然后通过结晶过程将所需物质从溶液中分
离出来的方法。
该工艺常用于纯化和提纯化学品,制备高纯度的产品。
在进行结晶分盐工
艺时,不同的方法和条件可能会对分离效果和产品质量产生影响。
下面将对比分析几种常
见的结晶分盐工艺。
传统批次结晶工艺是一种常用的结晶分盐方法。
该工艺主要是通过溶液加热至饱和状态,然后通过降温或蒸发的方式将所需物质结晶分离出来。
这种方法的优点是简单易操作,适用于小规模生产。
其劣势是生产周期长,产品质量和产量较难控制。
真空结晶工艺是一种改进的结晶分盐方法。
该工艺利用真空条件下降低溶液中溶剂的
沸点,通过减压和加热的方式促使所需物质结晶分离。
真空结晶工艺可实现高纯度产品的
生产,并且具有较高的操作灵活性。
该工艺的设备和能耗成本较高,需要较高的技术要求
和维护。
溶剂再结晶工艺是一种常见的溶剂结晶分盐方法。
该工艺利用溶剂在特定条件下对溶
质进行溶解,然后通过降低溶剂温度,使溶质重新结晶分离出来。
溶剂再结晶工艺具有操
作简单、结晶速度快和产品质量稳定的特点。
该工艺在溶剂回收和处理方面存在一定难度,操作过程中易产生固体颗粒污染问题。
不同的结晶分盐工艺各有优缺点,适用于不同规模和产品要求的生产。
在选择具体工
艺时,需要综合考虑生产成本、产品质量、工艺控制难度等因素,以达到最佳的生产效
果。
结晶分盐工艺对比分析
结晶分盐工艺对比分析结晶分盐,是指通过溶液结晶的方法分离出盐类成分。
在不同的工艺条件下,结晶分盐的方法也有所不同,下面就对比分析几种常见的结晶分盐工艺。
一、真空结晶分盐工艺真空结晶分盐是指在一定温度和压力条件下,利用真空设备将溶液中的盐类成分结晶出来的方法。
这种方法通常适用于对温度、浓度和结晶形态有较高要求的场合。
真空结晶分盐的优点在于可以控制结晶过程中的温度和压力,使得结晶过程更加稳定和可控。
由于真空条件下蒸发速度加快,相对于常压结晶分盐更为高效。
但真空结晶分盐也存在一些缺点,首先是设备成本较高,需要专门的真空设备。
其次是对操作人员的要求较高,需要有一定的真空技术和操作经验。
对环境的要求较高,尤其是在大规模生产时,需要考虑废气处理等环保问题。
冷却结晶分盐的优点在于设备简单,成本低,操作较为方便。
由于结晶过程中无需额外加热和耗能,因此能耗也相对较低。
不过,冷却结晶分盐也存在一些缺点。
首先是结晶过程不易控制,很容易出现结晶速度过快或者结晶度不够的情况。
其次是结晶速度较慢,对于一些需要高效生产的场合并不适用。
由于结晶过程需要较长时间,因此产能相对较低。
蒸发结晶分盐的优点在于可以适应较高浓度的溶液,使得在相对短的时间内完成结晶过程。
由于加热的方式较为简单,因此在设备上也相对较为简单。
蒸发结晶分盐也存在一些缺点。
首先是耗能较大,因为需要对溶液进行加热,因此能耗较高。
其次是需要注意结晶温度的控制,过高或者过低都会影响结晶效果。
由于需要大量的蒸发,因此对环境的影响也比较大。
不同的结晶分盐工艺各有优劣。
在选择适合的工艺时,需要根据生产规模、产品要求、设备条件等方面加以综合考虑。
在实际生产中,也可以根据具体情况对不同工艺进行组合,以达到更好的结晶分盐效果。
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11.盐析结晶的优缺点特点:结晶温度较低,对热敏性物质的结晶有利;一般杂质在溶剂与盐析剂的混合物中有较高的溶解度,以利于提高产品的纯度;与冷却法结合,可提高结晶收率。
需要回收设备来处理结晶母液,以回收溶剂和盐析剂。
1.结晶过程的特点1) 能从杂质含量相当多的溶液或多组分的熔融混合物中形成纯净的晶体。
有时用其他方法难以分离的混合物系,采用结晶分离更为有效。
如同分异构体混合物、共沸物系、热敏性物系等。
2) 固体产品有特定的晶体结构和形态(如晶形、粒度分布等)。
3) 能量消耗少,操作温度低,对设备材质要求不高,三废排放少,有利于环境保护。
4) 结晶产品包装、运输、储存或使用都很方便。
3.活性炭的分类、特点、吸附能力差别规律活性炭的作为吸附剂,在水溶液中最强,在有机溶剂中则较低弱。
活性炭对芳香族化合物的吸附力大于脂肪族化合物,对大分子化合物的吸附力大于小分子化合物。
利用吸附性的差别,可将水溶性芳香族物质与脂肪族物质分开,单糖与多糖分开,氨基酸与多肽分开。
4.膜分离工程中浓差极化的原因和处理方法浓差极化形成的原因:在膜装置操作中,由于压力的作用,使溶质和溶剂都趋向穿过膜。
溶剂基本上可以全部通过。
大部分溶质无法通过而被截留在膜的高压侧表面上累积,造成由膜表面到主体溶液之间的浓度梯度,引起溶质从膜表面向主体流扩散,这种现象就称为“浓差极化”。
改善浓差极化的方法①提高流速。
②加填料法。
如将29~100μm的小球放入被处理的液体中,以减小膜边界层的厚度而增大透过速度。
加填料的方法是不适宜板式和卷式组件。
③装设湍流促进器。
④增设脉冲装置。
在流程中增设一脉冲发生装置。
振幅越大或频率越高,透过速度也越大。
虽动力增加了25%~50%,但透过速度提高了70%,有相当的经济价值。
⑤搅拌法。
在膜面附近增设搅拌器,也可以把装置放在磁力搅拌器上回转使用。
传质系数与搅拌器的转数成直线关系。
10.简述微波萃取技术的研究动态微波萃取技术是提取中药有效成分的有效手段,已成为实现中药现代化的关键技术之一。
从中药现代化的角度,今后的研究方向主要应集中于以下两点。
1.加强微波萃取的基础理论研究虽然许多研究者对微波萃取植物组织中的天然产物的机理进行了大量的研究,但由于基体物质和被萃取物质的复杂性,在萃取机理方面仍有许多工作要做。
今后应特别注重微波作用下的传质机理研究,并建立描述微波萃取过程的热力学和动力学模型,这对微波萃取设备的开发和过程的优化设计是至关重要的。
此外,迄今为止,有关微波萃取技术用于提高中药有效成分的含量或收率以及缩短提取时间方面的报道很多,但有关微波对中药有效成分的药理作用和药物疗效影响的研究则少有报道,这方面尚有许多工作要做2. 微波萃取过程的工程化研究有关微波萃取技术提取中药有效成分的报道很多,但大多数微波萃取过程还停留于实验室小样品的提取及分析,所用设备较为简陋,许多甚至还在使用家用微波炉,因而不能提供工业化生产所需的基础数据。
今后应加强微波萃取过程的放大研究及其配套设备的开发,以推动微波萃取过程的工程化。
可以预见,随着研究的不断深入,微波萃取技术一定能为中药现代化作出更大的贡献。
6.膜分离技术在分离工程中的重要作用及存在问题优点:①膜分离技术在分离物质过程中不涉及相变,对能量要求低,因此和蒸馏、结晶、蒸发等需要输入能量的过程有很大差异;②膜分离的条件一般都较温和,对于热敏性物质复杂的分离过程很重要。
这两个因素使得膜分离成为生化物质分离的合适方式。
③操作方便、结构紧凑、维修费用低、易于自动化。
因而是现代分离技术中一种效率较高的分离手段,在生化分离工程中具有重要作用。
缺点:①在操作中膜面会发生污染,使膜性能降低,故有必要采用与工艺相适应的膜面清洗方法②从膜性能来看,其耐药性、耐热性、耐溶剂能力都是有限的,故适用范围受限制;③单独采用膜分离技术效果有限,因此往往都将膜分离工艺与其他分离工艺组合起来使用。
14.超临界萃取工艺的研究进展(课件上:今后的主要研究方向)目前,超临界萃取技术已成为实现中药现代化的关键技术之一。
从中药现代化的角度,今后的研究方向主要有以下四个方面。
1.超临界萃取的工艺研究目前有关超临界萃取技术在中药提取中的应用主要局限于单味中药有效成分的提取,这显然与传统中药以复方为主的事实极不相称。
因此,加强中药复方超临界提取工艺的研究将是今后有待解决的重要课题。
此外,将超临界流体技术与结晶、超细粉碎等过程结合起来用于中药新剂型的开发,以推动中药制剂的现代化,也是今后的一个重点研究方向。
2.超临界萃取过程的强化研究就机理而言,超临界萃取过程是一类传质分离过程。
因此,一些传统分离技术的某些强化措施有可能用于超临界萃取过程。
例如,一些研究者通过超声波来强化超临界萃取过程取得了一定的进展。
目前,有关超临界萃取过程的强化研究少有报道,这方面尚有许多工作要做。
3.超临界萃取过程的基础理论研究。
迄今为止,有关超临界萃取过程的热力学及传质理论研究还很不充分,其主要原因是高压条件下实验数据的测定较为困难。
因此,应对现有的实验测试技术进行改进,以丰富和完善各种中药体系在超临界条件下的相平衡及传热、传质数据,并建立描述超临界萃取过程的热力学和动力学模型,从而为超临界萃取过程的设计和优化提供理论依据。
4.超临界萃取过程的工程化研究虽然有关超临界萃取技术用于中草药有效成分提取的报道很多,但其中能够实现工业规模生产的仅是少数。
超临界萃取装置属高压设备,其工程化面临着基础研究薄弱,以及设备压力高、投资大等问题。
因此,加强超临界萃取过程的放大研究及其配套设备的开发,以推动超临界萃取过程的工程化,也是今后的一个重点研究方向。
9.结晶过程中防止晶垢或除去晶垢方法1)壁内表面采用有机涂料,保持壁面光滑,防止在器壁上的二维成核现象的发生;2)提高结晶系统中流体流速,使流速分布均匀,消除低流速区;3)若外循环液体为过饱和溶液,使其中不含有晶种;4)采用夹套保温方式防止壁面附近过饱和度过高;5)增设晶垢铲除装置,定期添加溶剂溶解产生的晶垢;6)蒸发室壁面极易产生晶垢,可采用喷淋溶剂的方式溶解晶垢。
13.离子交换树脂的予处理1.水洗:将准备装柱使用的新树脂,先用热水反复清洗,阳离子交换树脂用70-80°C的热水,阴离子交换树脂用50-60°C热水。
开始浸洗时,每隔约15分钟换水一次,浸洗时要不时搅动,换水4-5次后,可隔约30分钟换水一次,总共换水7-8次,浸洗至浸洗水不带褐色,泡沫很少时为止。
2.酸碱处理:阳离子交换树脂处理步骤:1)用1N盐酸缓慢流过树脂,用量约为强酸阳树脂体积的2-3倍,弱酸树脂的3-5倍,流量为每小时1.5倍床层体积流过。
2)水冲洗,出水PH为5左右,用3倍树脂体积5%的NaCl溶液流过树脂。
3)用1NNaOH流过树脂。
4)用水冲洗至出水PH为9左右。
5)用1N盐酸或硫酸,将树脂转成H型,用量为树脂体积的3-5倍。
6)酸流完后,用去离子水冲洗至出水PH值为6以上时,即可投入使用。
对于阴离子交换树脂水洗后的酸碱处理次序,可采用碱→酸→碱次序,酸、碱用量及流速,强碱树脂与强酸树脂相对应12.植物性药材有效成分的提取过程和机理药材可分为植物、动物和矿物三大类。
矿物药材无细胞结构,其有效成分可直接溶解或分散于提取剂中。
动物性药材的有效成分一般为蛋白质、激素和酶等大分子物质,因分子量较大,故难以透过细胞膜,所以提取时应首先破坏其细胞膜。
植物性药材的有效成分的分子量一般比无效成分的分子量要小得多,故提取时有效成分需透过细胞膜,而无效成分则应留在细胞内。
1.提取过程的阶段划分植物性药材的提取过程一般可分为润湿、渗透、溶解、扩散等几个阶段。
(1) 润湿与渗透阶段新药材的细胞中,含有多种可溶性物质和不溶性物质。
药材经干燥后,内部水分大部分被蒸发,故细胞萎缩。
当药材被粉碎时,一部分细胞可能发生破裂,其中所含的成分可直接提取。
而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态,当与提取剂接触时被提取剂所润湿,同时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。
提取剂能否润湿药材表面,并渗透进入到细胞组织中,取决于提取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张力。
一般情况下,非极性提取剂不易从含有大量水分的药材中提取出有效成分,极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效成分。
对于含油脂的药材可先用石油醚或苯进行脱脂,然后再用适宜的提取剂提取。
(2) 溶解阶段提取剂进入细胞组织后,与药材中的各种成分相接触,并使其中的可溶性成分转入到提取剂中,该过程称为溶解。
药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程,也可能是使药物成分溶解的反应过程。
药材的种类不同,其溶解机理有很大差异。
一般情况下,水能溶解晶体和胶质,故其提取液多含胶体物质而呈胶体液,乙醇提取液含胶质较少,而亲脂性提取液则不含胶质。
(3) 扩散阶段提取剂溶解有效成分后,形成的浓溶液具有较高的渗透压,从而形成扩散点,其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压,这正是提取过程的推动力。
在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜,其中的溶质存在浓度梯度,该膜常称为扩散边界层。
渗透压(a) 渗透 (b) 渗透平衡 (c) 反渗透 在湿润和溶解过程中,固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散,并通过扩散边界层扩散至溶液主体中。
一般情况下,溶质由固体表面传递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩散阻力。
若固体由惰性多孔结构组成,且固体的微孔中存在溶质和提取剂,则通过多孔固体的扩散可用有效扩散传质来描述。
但对植物性药材而言,由于细胞的存在,一般并不遵循有效扩散系数为常数的简单扩散规律。
此外,在提取过程中还存在提取剂由溶液主体传递至固体表面,再由固体表面传递至固体内部的扩散过程,该过程的速率较快,一般不会成为提取过程的速率控制步骤。
2.提取速率总传质系数与药材及提取剂的性质以及溶液的流动状态等因素有关,其值可根据经验选取或在小试设备中通过实验测得。
8.分子精馏过程及其特点1.分子蒸馏过程 分子由液相主体至冷凝面上冷凝的过程需经历四个步骤:内扩散→自由蒸发→飞射→冷凝(1) 内扩散:分子由液相主体扩散至蒸发面。
该步骤的速率即分子在液相中的扩散速率是控制分子蒸馏速度的主要因素,因此在设备设计中,应尽可能减薄液层的厚度并强化液层的流动。
(2)自由蒸发:分子在液层表面上的自由蒸发。
蒸发速率随温度的升高而增大,但分离因子有时却随温度的升高而下降。
因此,应根据组分的热稳定性、分离要求等具体情况,选择适宜的操作温度。
(3)飞射:蒸气分子由蒸发面向冷凝面飞射的过程中,既可能互相碰撞,又可能与残存的空浓溶液纯水膜△π浓溶液纯水膜浓溶液纯水膜△π△P >△πmC KS N ∆=气分子发生碰撞。