制药分离工程

第1章 绪论1

1.1 制药工业1

1.1.1 生物制药1

1.1.2 化学制药2

1.1.3 中药制药3

1.2 制药分离技术4

1.2.1 制药分离技术的作用4

1.2.2 制药分离原理与分类5

1.2.3 制药分离技术的进展6

参考文献8

第2章 固液萃取（浸取）9

2.1 概述9

2.2 浸取过程的基本原理9

2.2.1 药材有效成分的浸取过程9

2.2.2 费克定律与浸取速率方程10

2.2.3 浸取过程的影响因素13

2.3 浸取过程的计算14

2.3.1 单级浸取和多级错流浸取15

2.3.2 多级逆流浸取17

2.3.3 浸出时间的计算19

2.4 浸取工艺及设备20

2.4.1 浸取工艺20

2.4.2 浸取设备22

2.5 浸取强化技术简介25

2.5.1 超声波协助浸取25

2.5.2 微波协助浸取27

参考文献30

第3章 液液萃取31

3.1 概述31

3.2 液液萃取过程的基本原理31

3.2.1 液液萃取的平衡关系31

3.2.2 液液萃取过程的影响因素34

3.3 萃取过程的计算36

3.3.1 单级萃取的计算36

3.3.2 多级错流萃取38

3.3.3 多级逆流萃取39

3.3.4 微分接触萃取43

3.3.5 萃取剂最小用量45

3.4 液液萃取设备46

3.4.1 萃取设备的分类46

3.4.2 典型萃取设备简介47

3.5 萃取设备内流体的传质特性50

3.5.1 分散相的形成和凝聚50

3.5.2 萃取设备内的传质51

3.5.3 萃取塔内的液泛51

3.5.4 萃取塔内的返混52

3.5.5 萃取设备的效率52

参考文献53

第4章 超临界流体萃取54

4.1 概述54

4.2 超临界（流体）萃取的基本原理54

4.2.1 超临界流体的特性54

4.2.2 超临界萃取的特点56

4.2.3 超临界萃取剂56

4.2.4 超临界萃取工艺类型57

4.2.5 使用夹带剂的超临界CO2萃取58

4.3 溶质在超临界流体中的溶解度59

4.3.1 溶质在超临界CO2中的溶解度规则59

4.3.2 溶质在超临界流体中溶解度计算方法60

4.4 超临界萃取过程的质量传递64

4.4.1 影响超临界萃取过程传质的因素64

4.4.2 超临界萃取过程传质模型65

4.5 超临界萃取技术的应用66

4.5.1 超临界萃取工艺的设计66

4.5.2 超临界萃取在天然产物加工中的应用66

4.5.3 超临界萃取在中药制剂中的应用68

4.5.4 超临界萃取技术的局限性与发展前景70

参考文献71

第5章 反胶团萃取与双水相萃取72

5.1 反胶团萃取72

5.1.1 概述72

5.1.2 反胶团的形成及特性72

5.1.3 反胶团萃取蛋白质的过程73

5.1.4 反胶团萃取的过程及工艺开发76

5.1.5 反胶团萃取的应用78

5.2 双水相萃取79

5.2.1 概述79

5.2.2 双水相体系79

5.2.3 双水相萃取原理81

5.2.4 双水相萃取的应用85

5.2.5 双水相萃取技术的进展85

参考文献87

第6章 非均相分离88

6.1 概述88

6.2 物料的性质88

6.2.1 固体颗粒特性88

6.2.2 液体的特性91

6.2.3 悬浮液的特性91

6.3 过滤92

6.3.1 过滤的基本概念92

6.3.2 过滤的基本理论94

6.3.3 过滤的基本操作96

6.3.4 过滤设备99

6.4 离心分离104

6.4.1 离心分离原理104

6.4.2 离心分离的操作和基本计算105

6.4.3 离心沉降设备106

6.5 重力沉降分离109

6.5.1 重力沉降原理109

6.5.2 重力沉降设备110

6.6 制药生产中药液的固液分离应用110

6.6.1 中药的过滤分离特性110

6.6.2 发酵液的过滤分离111

6.6.3 活性炭与脱色后药液的过滤112

6.6.4 药液除菌过滤112

6.6.5 结晶体的过滤112

参考文献112

第7章 精馏技术113

7.1 概述113

7.2 间歇精馏114

7.2.1 间歇精馏操作方式114

7.2.2 工艺流程114

7.2.3 过程的操作115

7.2.4 主要影响因素116

7.2.5 间歇精馏的基本计算119

7.2.6 特殊间歇精馏过程121

7.3 水蒸气蒸馏124

7.3.1 水蒸气蒸馏的原理125

7.3.2 水蒸气量的计算125

7.3.3 水蒸气蒸馏的应用举例127

7.4 分子蒸馏127

7.4.1 分子蒸馏过程及其特点127

7.4.2 分子蒸馏流程和分子蒸发器128

7.4.3 分子蒸馏的基本概念与计算130

7.4.4 分子蒸馏在制药领域的应用131

参考文献133

第8章 膜分离134

8.1 概述134

8.2 超滤135

8.2.1 超滤过程的基本特性135

8.2.2 超滤膜的性能137

8.2.3 膜性能参数137

8.2.4 浓差极化——凝胶层138

8.2.5 影响超滤速度的因素139

8.2.6 超滤系统设计与应用140

8.3 微滤、纳滤和反渗透简介142

8.4 膜的污染与清洗143

8.4.1 膜面与料液间分子作用143

8.4.2 蛋白质类大溶质吸附144

8.4.3 颗粒类大溶质沉积144

8.4.4 无机化合物污染144

8.4.5 蛋白质与生物污染144

8.4.6 物理清洗与化学清洗145

8.4.7 膜的清洗与杀菌145

8.5 膜分离的应用与进展146

8.5.1 应用举例147

8.5.2 膜工艺进展147

参考文献148

第9章 吸附150

9.1 概述150

9.2 吸附分离原理150

9.2.1 吸附分离过程分类150

9.2.2 常用吸附剂152

9.2.3 吸附平衡154

9.2.4 吸附传质157

9.3 吸附操作与基本计算158

9.3.1 搅拌槽吸附158

9.3.2 固定床循环操作159

9.3.3 吸附剂的再生160

9.4 吸附分离设备160

9.4.1 固定床160

9.4.2 流化床161

9.4.3 移动床和模拟移动床161

9.5 吸附分离技术的应用163

9.5.1 聚酰胺吸附色谱法162

9.5.2 大孔吸附树脂163

参考文献164

第10章 离子交换165

10.1 概述165

10.2 离子交换剂166

10.2.1 无机离子交换剂166

10.2.2 合成无机离子交换剂166

10.2.3 离子交换树脂166

10.2.4 性能指标169

10.3 分离原理170

10.3.1 道南（Donnan）理论170

10.3.2 离子交换平衡171

10.3.3 离子交换动力学和质量传递176

10.4 操作方式与设备179

10.4.1 搅拌槽间歇操作179

10.4.2 固定床离子交换设备179

10.4.3 半连续移动床式离子交换设备181

10.4.4 连续式离子交换设备182

10.5 离子交换在制药工业中的应用184

参考文献186

第11章 色谱分离过程187

11.1 概述187

11.2 色谱分离过程的基本原理187

11.2.1 分离原理187

11.2.2 固定相（色谱柱填料）188

11.2.3 色谱柱及柱技术189

11.3 色谱的分类190

11.3.1 按流动相状态分类190

11.3.2 按处理量分类190

11.3.3 按分离机制分类190

11.3.4 按使用目的191

11.4 色谱分离过程基础理论191

11.4.1 保留值、分离度和柱效率191

11.4.2 色谱理论模型193

11.5 气相色谱及其应用195

11.5.1 气相色谱仪195

11.5.2 气相色谱的应用196

11.6 高效液相色谱及其应用197

11.6.1 高效液相色谱仪197

11.6.2 高效液相色谱的应用198

11.7 典型制备色谱工艺及应用199

11.7.1 模拟移动床色谱200

11.7.2 扩展床吸附色谱202

11.7.3 制备型超临界流体色谱203

11.7.4 制备型加压液相色谱（prePLC）205

11.8 色谱分离技术展望205

参考文献206

第12章 结晶过程207

12.1 概述207

12.1.1 晶体结构与特性207

12.1.2 晶体的粒度分布208

12.1.3 结晶过程及其在制药中的重要性208

12.2 结晶过程的相平衡及介稳区209

12.2.1 溶解度与溶解度曲线209

12.2.2 两组分物系的固液相图特征210

12.2.3 溶液的过饱和与介稳区212

12.3 结晶过程的动力学213

12.3.1 结晶成核动力学213

12.3.2 结晶生长动力学214

12.4 溶液结晶过程与设备215

12.4.1 溶液结晶过程215

12.4.2 典型的溶液结晶器217

12.4.3 溶液结晶过程的操作与控制219

12.5 熔融结晶过程与设备222

12.5.1 熔融结晶的基本操作模式222

12.5.2 熔融结晶设备223

12.6 其他结晶方法224

参考文献225

第13章 电泳技术226

13.1 概述226

13.2 基本原理226

13.3 电泳技术分类227

13.3.1 影响电泳迁移率的因素227

13.3.2 电泳分析常用方法及操作要点228

13.4 电泳的技术问题和对策232

13.5 在生物技术研究上应用的电泳技术234

13.6 生物技术产品分离纯化上应用的电泳技术234

13.6.1 平板电泳234

13.6.2 连续凝胶电泳236

13.6.3 等电聚焦电泳237

13.6.4 连续流动电泳239

13.6.5 无载体连续流动电泳239

参考文献242

第14章 手性分离243

14.1 概况243

14.2 手性药物的制备方法244

14.2.1 手性药物的色谱分离法245

14.2.2 手性药物的毛细管电泳分离研究进展250

14.2.3 膜技术拆分252

参考文献254

第15章 干燥和造粒255

15.1 概述255

15.2 干燥过程的基本原理255

15.2.1 湿空气的基本性质255

15.2.2 干燥平衡257

15.2.3 干燥过程热量质量的衡算257

15.3 干燥过程动力学258

15.3.1 湿物料的性质258

15.3.2 干燥曲线及干燥速率259

15.3.3 单颗粒干燥动力学模型260

15.3.4 干燥过程的模拟计算261

15.4 干燥造粒技术262

15.4.1 喷雾干燥造粒263

15.4.2 流化床干燥造粒264

15.4.3 其他干燥造粒方法270

15.4.4 干燥器选型时应考虑的因素270

15.5 液相凝聚造粒法271

15.6 干燥造粒技术的发展272

参考文献272

思考题和练习题273

《制药分离工程》是教育部立项的普通高等教育“十一五”国家级规划教材。适用于制药工程专业本科教学。制药分离过程主要是利用待分离物系中的有效活性成分与共存杂质之间在物理、化学及生物学性质上的差异进行分离，是制药工业产品产业化的关键环节。《制药分离工程》主要介绍制药工程领域常用分离技术及近年发展的新型分离技术的原理、方法、工艺计算及其应用。《制药分离工程》共15章，主要包括：绪论，固液萃取（浸取），液液萃取，超临界流体萃取，反胶团萃取与双水相萃取，非均相分离，精馏技术，膜分离，吸附，离子交换，色谱分离过程，结晶过程，电泳技术，手性分离，干燥和造粒。书后列有习题供学生复习。
　　为方便教学，《制药分离工程》配有教学课件。
　　《制药分离工程》可作为各高等院校相关专业本科生教材，亦适用于从事制药工程领域的科研和工程技术人员阅读。