1、會計學(xué)1第十一章結(jié)晶與成品干燥第十一章結(jié)晶與成品干燥(gnzo)技術(shù)技術(shù)第一頁，共44頁。結(jié)晶結(jié)晶(jijng)和重結(jié)晶和重結(jié)晶(jijng)技技術(shù)術(shù)生物成品生物成品(chngpn)濃縮與干濃縮與干燥技術(shù)燥技術(shù)412第1頁/共44頁第二頁，共44頁。知識知識(zh shi)要要求求能力能力(nngl)要求要求熟練進行結(jié)晶熟練進行結(jié)晶過程分析和選過程分析和選擇產(chǎn)品的干燥擇產(chǎn)品的干燥技術(shù)技術(shù)掌握結(jié)晶的過程及結(jié)晶的掌握結(jié)晶的過程及結(jié)晶的擴散學(xué)說擴散學(xué)說熟悉獲得飽和溶液的方法以熟悉獲得飽和溶液的方法以及藥物的多晶型現(xiàn)象及藥物的多晶型現(xiàn)象掌握生物藥品的濃縮和常用掌握生物藥品的濃縮和常用干燥技術(shù)干燥技術(shù)了

2、解結(jié)晶、噴霧干燥和冷凍了解結(jié)晶、噴霧干燥和冷凍干燥的影響因素干燥的影響因素第2頁/共44頁第三頁，共44頁。 固態(tài)物質(zhì)分為晶型（包括假晶型）和無定形兩種形態(tài)，溶液中的溶質(zhì)在一定條件下，因分子有規(guī)則的排列而結(jié)合成晶體，晶體的化學(xué)成分均一，具有各種對稱的晶體，其特征為離子(lz)和分子在空間晶格的結(jié)點上呈規(guī)則的排列，而無定形則相反。第3頁/共44頁第四頁，共44頁。 通過改變?nèi)芤旱哪承l件，如溫度、通過改變?nèi)芤旱哪承l件，如溫度、pHpH、溶液中無機鹽組成、溶液中無機鹽組成及含量以及有機調(diào)節(jié)劑等，使溶質(zhì)以晶體析出及含量以及有機調(diào)節(jié)劑等，使溶質(zhì)以晶體析出(xch)(xch)的過程就的過程就是結(jié)晶（是

3、結(jié)晶（CrystalizationCrystalization）。同一種元素或化合物在不同條件）。同一種元素或化合物在不同條件下生成結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物性完全不同的晶體的現(xiàn)象稱為多晶現(xiàn)象下生成結(jié)構(gòu)、形態(tài)、物性完全不同的晶體的現(xiàn)象稱為多晶現(xiàn)象。第4頁/共44頁第五頁，共44頁。第5頁/共44頁第六頁，共44頁。第6頁/共44頁第七頁，共44頁。第7頁/共44頁第八頁，共44頁。c就增大。第8頁/共44頁第九頁，共44頁。第9頁/共44頁第十頁，共44頁。過飽和度通常用過飽和過飽和度通常用過飽和溶液溶液(bo h rn y)的的濃度濃度c與飽和溶液與飽和溶液(bo h rn y)濃度濃度c*之比之比S來

4、來表示。表示。晶核：最先析出的微小顆粒晶核：最先析出的微小顆粒(kl)是以后結(jié)晶的是以后結(jié)晶的中心中心第10頁/共44頁第十一頁，共44頁。過飽和溶液過飽和溶液(bo h rn y)(bo h rn y)的形成的形成晶核的形成晶核的形成(xngchng)(xngchng)晶體晶體(jngt)(jngt)的生長的生長結(jié)晶過程結(jié)晶過程溶液達到過飽和溶液達到過飽和是是結(jié)晶的前提，結(jié)晶的前提，過過飽和度飽和度是結(jié)晶的是結(jié)晶的推動力推動力第11頁/共44頁第十二頁，共44頁。晶種：在穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)晶種：在穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)之間，結(jié)晶不能自定區(qū)之間，結(jié)晶不能自動動(zdng)進行。但如進行。但如加入晶體，則能

5、誘導(dǎo)產(chǎn)加入晶體，則能誘導(dǎo)產(chǎn)生結(jié)晶。這種加入的晶生結(jié)晶。這種加入的晶體稱為體稱為“晶種晶種”。第12頁/共44頁第十三頁，共44頁。第13頁/共44頁第十四頁，共44頁。獲得獲得(hud)過飽和溶液的方法過飽和溶液的方法冷卻冷卻(lngqu)熱飽和熱飽和溶液法溶液法部分部分(b fen)溶劑蒸發(fā)溶劑蒸發(fā)法法真空蒸發(fā)冷卻法真空蒸發(fā)冷卻法化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法鹽析法鹽析法有機溶劑法有機溶劑法第14頁/共44頁第十五頁，共44頁。（一）冷卻（一）冷卻(lngqu)熱飽和溶液（等溶劑結(jié)晶法熱飽和溶液（等溶劑結(jié)晶法） 物質(zhì)一般隨溫度升高其溶解度也升高，通過物質(zhì)一般隨溫度升高其溶解度也升高，通過加溫使

6、溶質(zhì)溶解，再通過降低溫度促使溶液在相加溫使溶質(zhì)溶解，再通過降低溫度促使溶液在相對較低的溫度下形成過飽和溶液。對較低的溫度下形成過飽和溶液。 冷卻冷卻(lngqu)熱飽和溶液適用于溶解度隨熱飽和溶液適用于溶解度隨溫度降低而顯著減小的場合。溫度降低而顯著減小的場合。 該法基本不除去溶劑，而是使溶液冷卻該法基本不除去溶劑，而是使溶液冷卻(lngqu)降溫，也稱之為等溶劑結(jié)晶。降溫，也稱之為等溶劑結(jié)晶。 冷卻冷卻(lngqu)方法：自然冷卻方法：自然冷卻(lngqu)、間壁冷卻間壁冷卻(lngqu)（冷卻（冷卻(lngqu)劑與溶液隔劑與溶液隔開）、直接接觸冷卻開）、直接接觸冷卻(lngqu)（在溶液

7、中通入冷（在溶液中通入冷卻卻(lngqu)劑）劑）第15頁/共44頁第十六頁，共44頁。（二）部分溶劑蒸發(fā)法（等溫結(jié)晶法）（二）部分溶劑蒸發(fā)法（等溫結(jié)晶法） 部分溶劑蒸發(fā)法是借蒸發(fā)除去部分溶劑蒸發(fā)法是借蒸發(fā)除去(ch q)部分溶部分溶解劑的結(jié)晶方法，也稱等溫結(jié)晶法，它使溶液在加解劑的結(jié)晶方法，也稱等溫結(jié)晶法，它使溶液在加壓，常壓或減壓下加熱蒸發(fā)達到過飽和。壓，常壓或減壓下加熱蒸發(fā)達到過飽和。 主要適用于溶解度隨溫度的降低而變化不大的主要適用于溶解度隨溫度的降低而變化不大的物系或隨溫度升高溶解度降低的物系。物系或隨溫度升高溶解度降低的物系。 蒸發(fā)法結(jié)晶消耗熱能最多，加熱面結(jié)垢問題使蒸發(fā)法結(jié)晶消耗

8、熱能最多，加熱面結(jié)垢問題使操作遇到困難，一般不常采用。操作遇到困難，一般不常采用。 主要采取的方法有加壓、減壓或常壓蒸餾等。主要采取的方法有加壓、減壓或常壓蒸餾等。第16頁/共44頁第十七頁，共44頁。（三）真空蒸發(fā)冷卻法：使溶劑在真空下迅速蒸（三）真空蒸發(fā)冷卻法：使溶劑在真空下迅速蒸發(fā)，同時結(jié)合絕熱冷卻，是結(jié)合了冷卻和溶劑蒸發(fā)，同時結(jié)合絕熱冷卻，是結(jié)合了冷卻和溶劑蒸發(fā)兩種效應(yīng)而達到過飽和度。發(fā)兩種效應(yīng)而達到過飽和度。 該法設(shè)備簡單，操作穩(wěn)定優(yōu)勢，最突出的特該法設(shè)備簡單，操作穩(wěn)定優(yōu)勢，最突出的特點是容器內(nèi)無換熱面，所以不存在晶垢的問題。點是容器內(nèi)無換熱面，所以不存在晶垢的問題。（四）化學(xué)反應(yīng)（

9、四）化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)結(jié)晶法：加入結(jié)晶法：加入反應(yīng)劑或調(diào)節(jié)反應(yīng)劑或調(diào)節(jié)pH 值使新物質(zhì)產(chǎn)生的方法，當(dāng)該新值使新物質(zhì)產(chǎn)生的方法，當(dāng)該新物質(zhì)的溶解度超過飽和溶解度時，就有結(jié)晶析出物質(zhì)的溶解度超過飽和溶解度時，就有結(jié)晶析出。 實質(zhì)就是利用化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)就是利用化學(xué)反應(yīng)(huxu fnyng)，對需要結(jié)晶的物質(zhì)進行修飾，一方面調(diào)節(jié)其溶解對需要結(jié)晶的物質(zhì)進行修飾，一方面調(diào)節(jié)其溶解特性，同時也可以進行適當(dāng)?shù)谋Ｗo。特性，同時也可以進行適當(dāng)?shù)谋Ｗo。第17頁/共44頁第十八頁，共44頁。（五）鹽析法：向物系中加入某些物質(zhì)，從而（五）鹽析法：向物系中加入某些物質(zhì)，從而使溶質(zhì)在溶劑中的溶解度降低而析出。

10、常用沉使溶質(zhì)在溶劑中的溶解度降低而析出。常用沉淀劑為中性鹽，如硫酸銨、硫酸鈉等。淀劑為中性鹽，如硫酸銨、硫酸鈉等。（六）有機溶劑法：有機溶劑可降低溶液的介（六）有機溶劑法：有機溶劑可降低溶液的介電常數(shù)，增加蛋白質(zhì)分子上不同電荷的引力，電常數(shù)，增加蛋白質(zhì)分子上不同電荷的引力，導(dǎo)致溶解度降低。有機溶劑與水作用能破壞蛋導(dǎo)致溶解度降低。有機溶劑與水作用能破壞蛋白質(zhì)的水化膜，使蛋白質(zhì)在一定濃度的有機溶白質(zhì)的水化膜，使蛋白質(zhì)在一定濃度的有機溶劑中沉淀析出。劑中沉淀析出。常用的有機溶劑：乙醇和丙酮常用的有機溶劑：乙醇和丙酮注意事項：宜在低溫下進行，且在加入有機溶注意事項：宜在低溫下進行，且在加入有機溶劑時注

11、意攪拌均勻以免局部劑時注意攪拌均勻以免局部(jb)濃度過大。濃度過大。分離后的蛋白質(zhì)晶體應(yīng)立即用水或緩沖液溶解分離后的蛋白質(zhì)晶體應(yīng)立即用水或緩沖液溶解，以降低有機溶劑的濃度。，以降低有機溶劑的濃度。第18頁/共44頁第十九頁，共44頁。1.純度純度純度是指所需要的組分在樣品總量中所占的比例純度是指所需要的組分在樣品總量中所占的比例(一船一船為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fnsh)。雜質(zhì)：影響溶質(zhì)長入晶體、改變晶體外形、因雜質(zhì)吸雜質(zhì)：影響溶質(zhì)長入晶體、改變晶體外形、因雜質(zhì)吸附導(dǎo)致晶體生長緩慢。附導(dǎo)致晶體生長緩慢。蛋白質(zhì)和酶結(jié)晶所需純度不低于蛋白質(zhì)和酶結(jié)晶所需純度不低于50，總的趨勢是越，總的趨勢是越純越

12、易結(jié)晶。純越易結(jié)晶。第19頁/共44頁第二十頁，共44頁。2. 濃度濃度結(jié)晶液一定要有合適的濃度，溶液中的溶質(zhì)分子或離結(jié)晶液一定要有合適的濃度，溶液中的溶質(zhì)分子或離子間便有足夠的相碰機會，并按一定速率作定向排列子間便有足夠的相碰機會，并按一定速率作定向排列聚合才能聚合才能(cinng)形成晶體。形成晶體。濃度太高到飽和狀態(tài)濃度太高到飽和狀態(tài)V形成形成V析出，粘度增大析出，粘度增大，共沉物增加，不利于結(jié)晶析出。，共沉物增加，不利于結(jié)晶析出。濃度太低處于不飽和狀態(tài)濃度太低處于不飽和狀態(tài)V形成形成V溶解，得不溶解，得不到結(jié)晶。到結(jié)晶。稍過飽和狀態(tài)稍過飽和狀態(tài)V形成稍大于形成稍大于V溶解能到晶體溶解能

13、到晶體第20頁/共44頁第二十一頁，共44頁。3. pH 值值pH 值的變化值的變化(binhu)可以改變?nèi)苜|(zhì)分子的帶電可以改變?nèi)苜|(zhì)分子的帶電性質(zhì)，是影響溶質(zhì)分子溶解度的一個重要因素。性質(zhì)，是影響溶質(zhì)分子溶解度的一個重要因素。在一般情況下，結(jié)晶液所選用的在一般情況下，結(jié)晶液所選用的pH 值與沉淀大致值與沉淀大致相同。蛋白質(zhì)、酶等生物大分子結(jié)晶的相同。蛋白質(zhì)、酶等生物大分子結(jié)晶的pH 值多選值多選在該分子的等電點附近。在該分子的等電點附近。第21頁/共44頁第二十二頁，共44頁。4. 溫度溫度冷卻速度冷卻速度速度太快，易形成結(jié)晶微粒，甚至形成速度太快，易形成結(jié)晶微粒，甚至形成無定形沉淀。無定形沉

14、淀。冷卻溫度冷卻溫度溫度太低，粘度增加，干擾分子定向排溫度太低，粘度增加，干擾分子定向排列，不利于結(jié)晶。列，不利于結(jié)晶。生物大分子結(jié)晶通常在低溫或不太高的溫度下進行。生物大分子結(jié)晶通常在低溫或不太高的溫度下進行。低溫不僅溶解度低，而且不易變性，并可避免細(xì)菌繁低溫不僅溶解度低，而且不易變性，并可避免細(xì)菌繁殖。在中性鹽溶液中結(jié)晶時，溫度可在殖。在中性鹽溶液中結(jié)晶時，溫度可在0至室溫的至室溫的范圍范圍(fnwi)內(nèi)選擇。內(nèi)選擇。第22頁/共44頁第二十三頁，共44頁。5. 時間時間結(jié)晶的形成和生長需要一定時問，不同的化合物結(jié)晶的形成和生長需要一定時問，不同的化合物，結(jié)晶時間長短不同。蛋白質(zhì)、核酸等生

15、物大分，結(jié)晶時間長短不同。蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子形成結(jié)晶常需要較長時間，因此經(jīng)常需要放置子形成結(jié)晶常需要較長時間，因此經(jīng)常需要放置。在生化產(chǎn)品制備中，時間不宜太長，通常要求。在生化產(chǎn)品制備中，時間不宜太長，通常要求在幾小時之內(nèi)完成，以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)在幾小時之內(nèi)完成，以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。效率。6.晶種晶種不易結(jié)晶的生化產(chǎn)品需加晶種。用玻璃棒摩擦不易結(jié)晶的生化產(chǎn)品需加晶種。用玻璃棒摩擦(mc)容器壁也能促進晶體折出。需晶種形成結(jié)容器壁也能促進晶體折出。需晶種形成結(jié)晶的產(chǎn)品，收率不高。加入晶種能誘導(dǎo)結(jié)晶，還晶的產(chǎn)品，收率不高。加入晶種能誘導(dǎo)結(jié)晶，還能控制晶體的形狀、大小和均勻度。

16、能控制晶體的形狀、大小和均勻度。第23頁/共44頁第二十四頁，共44頁。晶體晶體(jngt)生長的擴散學(xué)說：生長的擴散學(xué)說：（1）穿過靠近晶體）穿過靠近晶體(jngt)表面的一個滯流層，表面的一個滯流層，從溶液中轉(zhuǎn)移到晶體從溶液中轉(zhuǎn)移到晶體(jngt)的表面；的表面；（2）到達晶體）到達晶體(jngt)表面的溶質(zhì)長入晶面，使表面的溶質(zhì)長入晶面，使晶體晶體(jngt)增大，同時放出結(jié)晶熱；增大，同時放出結(jié)晶熱；（3）結(jié)晶熱傳遞回到溶液中。）結(jié)晶熱傳遞回到溶液中。溶質(zhì)依靠分子擴散作用，穿過晶體溶質(zhì)依靠分子擴散作用，穿過晶體(jngt)表面的表面的滯留層，到達晶體滯留層，到達晶體(jngt)表面；此

17、時擴散的推動表面；此時擴散的推動力是液相主體的濃度與晶體力是液相主體的濃度與晶體(jngt)表面濃度差；表面濃度差；第二步溶質(zhì)長入晶面，是表面化學(xué)反應(yīng)過程，此第二步溶質(zhì)長入晶面，是表面化學(xué)反應(yīng)過程，此時反應(yīng)的推動力是晶體時反應(yīng)的推動力是晶體(jngt)表面濃度與飽和濃表面濃度與飽和濃度的差值。度的差值。第24頁/共44頁第二十五頁，共44頁。7. 晶體生長速度晶體生長速度根據(jù)擴散根據(jù)擴散(kusn)學(xué)說，控制晶體生長速度：學(xué)說，控制晶體生長速度：（1）改變晶體和溶液之間界面的滯留層特性，影響溶）改變晶體和溶液之間界面的滯留層特性，影響溶質(zhì)長入晶體、改變晶體外形以及因雜質(zhì)吸附導(dǎo)致的晶體質(zhì)長入晶體

18、、改變晶體外形以及因雜質(zhì)吸附導(dǎo)致的晶體生長緩慢問題；生長緩慢問題；（2）攪拌加速晶體生長、加速晶核的生成；）攪拌加速晶體生長、加速晶核的生成；（3）升溫促進表面化學(xué)反應(yīng)速度的提高，加快結(jié)晶速）升溫促進表面化學(xué)反應(yīng)速度的提高，加快結(jié)晶速度。度。應(yīng)避免過量晶核的形成。應(yīng)避免過量晶核的形成。不意味不意味(ywi)(ywi)可以可以得到大的晶體得到大的晶體第25頁/共44頁第二十六頁，共44頁。8. 晶體質(zhì)量控制晶體質(zhì)量控制（1）大小）大小控制結(jié)晶控制結(jié)晶(jijng)溫度、晶核質(zhì)量、攪拌速溫度、晶核質(zhì)量、攪拌速度度（2）形狀）形狀改變過飽和度、選擇適宜的溶劑體系、控制改變過飽和度、選擇適宜的溶劑體系

19、、控制溶液中的雜質(zhì)種類、限量溶液中的雜質(zhì)種類、限量（3）純度）純度控制母液中的雜質(zhì)類型、限量、結(jié)晶控制母液中的雜質(zhì)類型、限量、結(jié)晶(jijng)速度、晶體粒度、粒度分布速度、晶體粒度、粒度分布第26頁/共44頁第二十七頁，共44頁。在晶體形成過程中有時會發(fā)生晶體結(jié)塊現(xiàn)象，從而在晶體形成過程中有時會發(fā)生晶體結(jié)塊現(xiàn)象，從而導(dǎo)致結(jié)晶產(chǎn)品品質(zhì)劣化，主要原因有：導(dǎo)致結(jié)晶產(chǎn)品品質(zhì)劣化，主要原因有：（1）結(jié)晶理論：由于某些原因造成晶體表面溶解）結(jié)晶理論：由于某些原因造成晶體表面溶解并重結(jié)晶，使晶粒之間在接觸點上形成固體晶橋，并重結(jié)晶，使晶粒之間在接觸點上形成固體晶橋，呈現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象；呈現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象；（2）毛細(xì)管

20、吸附）毛細(xì)管吸附(xf)理論：由于晶體間或晶體內(nèi)理論：由于晶體間或晶體內(nèi)的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，水分在晶體內(nèi)擴散，導(dǎo)致部分晶體的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，水分在晶體內(nèi)擴散，導(dǎo)致部分晶體的溶解和移動，為晶粒間晶橋的形成提供飽和溶液的溶解和移動，為晶粒間晶橋的形成提供飽和溶液，導(dǎo)致晶體結(jié)塊。，導(dǎo)致晶體結(jié)塊。第27頁/共44頁第二十八頁，共44頁。（一）（一） 自然起晶法自然起晶法溶劑蒸發(fā)進入不穩(wěn)定區(qū)形成晶核、當(dāng)溶劑蒸發(fā)進入不穩(wěn)定區(qū)形成晶核、當(dāng)產(chǎn)生一定量的晶種后，加入稀溶液使溶液濃度降至亞穩(wěn)定區(qū)，產(chǎn)生一定量的晶種后，加入稀溶液使溶液濃度降至亞穩(wěn)定區(qū)，新的晶種不再產(chǎn)生，溶質(zhì)在晶種表面生長。新的晶種不再產(chǎn)生，溶質(zhì)在晶種表面生長

21、。（二）（二） 刺激起晶法刺激起晶法將溶液蒸發(fā)至亞穩(wěn)定區(qū)后，冷卻，進將溶液蒸發(fā)至亞穩(wěn)定區(qū)后，冷卻，進入不穩(wěn)定區(qū)，形成一定量的晶核，此時溶液的濃度會有所降低入不穩(wěn)定區(qū)，形成一定量的晶核，此時溶液的濃度會有所降低，進入并穩(wěn)定在亞穩(wěn)定的養(yǎng)晶區(qū)使晶體生長。，進入并穩(wěn)定在亞穩(wěn)定的養(yǎng)晶區(qū)使晶體生長。（三）（三） 晶種起晶法晶種起晶法將溶液蒸發(fā)后冷卻至亞穩(wěn)定區(qū)的較低將溶液蒸發(fā)后冷卻至亞穩(wěn)定區(qū)的較低濃度，加入一定量和一定大小的晶種（濃度，加入一定量和一定大小的晶種（d 0.1mm），使溶），使溶質(zhì)在晶種表面生長。該方法容易質(zhì)在晶種表面生長。該方法容易(rngy)控制、所得晶體形狀控制、所得晶體形狀大小均較理想

22、，是一種常用工業(yè)起晶法。大小均較理想，是一種常用工業(yè)起晶法。第28頁/共44頁第二十九頁，共44頁。一、濃縮技術(shù)一、濃縮技術(shù)濃縮是從低濃度的溶液除去過多的水或溶劑變?yōu)楦邼舛葷饪s是從低濃度的溶液除去過多的水或溶劑變?yōu)楦邼舛鹊娜芤骸Ｉa(chǎn)品制備工藝中往往在提取后和結(jié)晶前進的溶液。生化產(chǎn)品制備工藝中往往在提取后和結(jié)晶前進行濃縮。加熱和減壓蒸發(fā)最常用。行濃縮。加熱和減壓蒸發(fā)最常用。 蒸發(fā)是溶液表面的水或溶劑分子獲得的動能超過溶液內(nèi)蒸發(fā)是溶液表面的水或溶劑分子獲得的動能超過溶液內(nèi)分子間的吸引力以后，脫離液面進入空間的過程。分子間的吸引力以后，脫離液面進入空間的過程。影響蒸發(fā)的因素有：影響蒸發(fā)的因素有：(

23、1)加熱使溶液溫度升高，分子動能加熱使溶液溫度升高，分子動能增加增加(zngji)，蒸發(fā)加快。，蒸發(fā)加快。(2)加大蒸發(fā)面積可以增加加大蒸發(fā)面積可以增加(zngji)蒸發(fā)量。蒸發(fā)量。(3)壓力與蒸發(fā)量成反比。（減壓蒸發(fā)）壓力與蒸發(fā)量成反比。（減壓蒸發(fā)）第29頁/共44頁第三十頁，共44頁。在常壓下加熱在常壓下加熱(ji r)使溶劑蒸發(fā)，最后溶液被濃縮。使溶劑蒸發(fā)，最后溶液被濃縮。特點：方法簡單，僅適于濃縮耐熱物質(zhì)及回收溶劑。特點：方法簡單，僅適于濃縮耐熱物質(zhì)及回收溶劑。裝置：裝置：（1）裝液容器與接受器間要安裝冷凝管使溶劑的蒸汽冷凝；）裝液容器與接受器間要安裝冷凝管使溶劑的蒸汽冷凝；（2）裝液

24、量不宜超過裝液容器的）裝液量不宜超過裝液容器的1/2容積，以免沸騰時溶液霧容積，以免沸騰時溶液霧滴被蒸汽帶走或溶液沖出裝液容器。滴被蒸汽帶走或溶液沖出裝液容器。（3）加熱）加熱(ji r)前需加少量玻璃珠或碎磁片，使溶液不致過熱前需加少量玻璃珠或碎磁片，使溶液不致過熱而暴沸，暴沸易使液體沖出。而暴沸，暴沸易使液體沖出。（4）在不能直接加熱）在不能直接加熱(ji r)的情況下，要選用適當(dāng)?shù)臒嵩。缘那闆r下，要選用適當(dāng)?shù)臒嵩。詼囟容^溶劑沸點高溫度較溶劑沸點高2030為宜。為宜。第30頁/共44頁第三十一頁，共44頁。減壓蒸發(fā)通常要在常溫或低溫下進行通過降低濃縮液液面的壓減壓蒸發(fā)通常要在常溫或低溫

25、下進行通過降低濃縮液液面的壓力，從而使沸點降低，加快蒸發(fā)。力，從而使沸點降低，加快蒸發(fā)。特點：適于濃縮受熱易變性的物質(zhì)，特別是蛋白質(zhì)、酶、核酸等特點：適于濃縮受熱易變性的物質(zhì)，特別是蛋白質(zhì)、酶、核酸等生物大分子。生物大分子。操作：當(dāng)盛濃縮液的容器與真空泵操作：當(dāng)盛濃縮液的容器與真空泵相連而減壓時，溶液表面的蒸發(fā)速相連而減壓時，溶液表面的蒸發(fā)速率將隨真空度的增高率將隨真空度的增高(znggo)而增大，從而而增大，從而達到加速液體蒸發(fā)濃縮的目的。試達到加速液體蒸發(fā)濃縮的目的。試驗室常用減壓濃縮裝置為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。驗室常用減壓濃縮裝置為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀。第31頁/共44頁第三十二頁，共44頁。干燥干燥(dr

26、ying)是將潮濕的固體、膏狀物、濃縮液及液體中的水或是將潮濕的固體、膏狀物、濃縮液及液體中的水或溶劑除盡的過程。溶劑除盡的過程。目的：提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使它符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，便于分析、研目的：提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使它符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，便于分析、研究、應(yīng)用和保存。究、應(yīng)用和保存。分類：分類：按水聚集狀態(tài)按水聚集狀態(tài)直接移除液體、從液態(tài)開始干燥、升華直接移除液體、從液態(tài)開始干燥、升華按照按照(nzho)供熱的方式供熱的方式接觸式（加熱表面）、對流式（氣接觸式（加熱表面）、對流式（氣體）、輻射式（電磁波）體）、輻射式（電磁波）第32頁/共44頁第三十三頁，共44頁。常壓吸收干燥是在密閉空間內(nèi)用干燥劑吸收

27、水或溶劑。關(guān)鍵常壓吸收干燥是在密閉空間內(nèi)用干燥劑吸收水或溶劑。關(guān)鍵是選用是選用(xunyng)合適的干燥劑。合適的干燥劑。按照脫水方式，干燥劑分為三類：按照脫水方式，干燥劑分為三類：能與水可逆地結(jié)合為水合物：無水氯化鈣、無水硫酸鈉、無能與水可逆地結(jié)合為水合物：無水氯化鈣、無水硫酸鈉、無水硫酸鈣、固體氫氧化鉀水硫酸鈣、固體氫氧化鉀(或鈉或鈉)2. 能與水作用生成新的化合物：五氧化二磷、氧化鈣能與水作用生成新的化合物：五氧化二磷、氧化鈣3. 能吸收微量的水和溶劑：沸石分子篩能吸收微量的水和溶劑：沸石分子篩第33頁/共44頁第三十四頁，共44頁。真空條件下，可以在較低的溫度下對樣品進行干燥。真空干真

28、空條件下，可以在較低的溫度下對樣品進行干燥。真空干燥裝置可以自制，也可以購買商品化的真空干燥裝置，實驗燥裝置可以自制，也可以購買商品化的真空干燥裝置，實驗室常用的玻璃材質(zhì)的真空干燥器與普通玻璃干燥器區(qū)別不大室常用的玻璃材質(zhì)的真空干燥器與普通玻璃干燥器區(qū)別不大，只是在頂部配備二通活塞可以與相應(yīng)，只是在頂部配備二通活塞可以與相應(yīng)(xingyng)的抽真的抽真空裝置連接。根據(jù)樣品含溶劑情況，可以適當(dāng)配備冷凝管、空裝置連接。根據(jù)樣品含溶劑情況，可以適當(dāng)配備冷凝管、吸濾瓶及干燥塔裝置，以對真空泵進行保護。干燥器內(nèi)放有吸濾瓶及干燥塔裝置，以對真空泵進行保護。干燥器內(nèi)放有與樣品所含溶劑產(chǎn)生吸附或反應(yīng)的干燥劑

29、。樣品量少可用真與樣品所含溶劑產(chǎn)生吸附或反應(yīng)的干燥劑。樣品量少可用真空干燥器，樣品量大可用真空干燥箱。空干燥器，樣品量大可用真空干燥箱。第34頁/共44頁第三十五頁，共44頁。氣流干燥也稱氣流干燥也稱“瞬間干燥瞬間干燥”，使加熱介質(zhì)，使加熱介質(zhì)(空氣空氣(kngq)、惰性氣體、燃?xì)饣蚱渌鼰釟怏w、惰性氣體、燃?xì)饣蚱渌鼰釟怏w)和待和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固體顆粒干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固體顆粒懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強化了懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強化了傳熱傳質(zhì)過程，廣泛應(yīng)用于散狀物料的干燥單傳熱傳質(zhì)過程，廣泛應(yīng)用于散狀物料的干燥單元操作。元操作。氣流干燥操作

30、過程中，固體顆粒在氣流中高度氣流干燥操作過程中，固體顆粒在氣流中高度分散呈懸浮狀態(tài)，使氣固兩相之間的傳熱傳質(zhì)分散呈懸浮狀態(tài)，使氣固兩相之間的傳熱傳質(zhì)表面積大大增加。表面積大大增加。特點：熱效率高、干燥時間短、處理量大。特點：熱效率高、干燥時間短、處理量大。第35頁/共44頁第三十六頁，共44頁。1. 噴霧干燥原理噴霧干燥原理:采用霧化采用霧化(w hu)器將原料液器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的分散為霧滴，并用熱氣體干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的一種干燥方法。一種干燥方法。2. 溶液的霧化溶液的霧化(w hu) 3. 噴霧干燥的優(yōu)點噴霧干燥的優(yōu)點 干燥時間短干燥時間短 特別適用于熱敏

31、性物料特別適用于熱敏性物料 操作靈活，可滿足各種質(zhì)量指標(biāo)操作靈活，可滿足各種質(zhì)量指標(biāo) 簡化工藝流程。簡化工藝流程。4. 噴霧干燥的缺點噴霧干燥的缺點 T低于低于150時，設(shè)備容積大。時，設(shè)備容積大。 對氣固混合物的分離要求較高，需兩級除塵對氣固混合物的分離要求較高，需兩級除塵 熱效率不高熱效率不高第36頁/共44頁第三十七頁，共44頁。將待干燥的制品冷凍成固態(tài)，然后將凍結(jié)的制品將待干燥的制品冷凍成固態(tài)，然后將凍結(jié)的制品經(jīng)真空升華逐漸脫水而留下干物質(zhì)的過程稱為冷經(jīng)真空升華逐漸脫水而留下干物質(zhì)的過程稱為冷凍干燥。凍干燥。冷凍干燥的制品是在低溫高真空中制成的，制品冷凍干燥的制品是在低溫高真空中制成的

32、，制品因其中微小冰晶體因其中微小冰晶體(jngt)的升華而呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)的升華而呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，并保持原先凍結(jié)的體積，加水易溶，并能恢復(fù)，并保持原先凍結(jié)的體積，加水易溶，并能恢復(fù)原有的新鮮狀態(tài)，生物活性不變。原有的新鮮狀態(tài)，生物活性不變。第37頁/共44頁第三十八頁，共44頁。1. 冷凍干燥的過冷凍干燥的過程程冷凍干燥由冷凍冷凍干燥由冷凍干燥機來完成，干燥機來完成，適用于生物大分適用于生物大分子的濃縮子的濃縮(nn su)和干燥。和干燥。冷凍干燥的程序冷凍干燥的程序包括凍結(jié)、升華包括凍結(jié)、升華和再干燥。和再干燥。第38頁/共44頁第三十九頁，共44頁。（1） 預(yù)凍階段預(yù)凍階段:將溶液中的自由水固化

33、，使干燥后產(chǎn)品與干燥前將溶液中的自由水固化，使干燥后產(chǎn)品與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等有相同的形態(tài)，防止抽空干燥時起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不可逆變化產(chǎn)生，減少因溫度下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命不可逆變化產(chǎn)生，減少因溫度下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命特性的變化。當(dāng)溶質(zhì)的量極少時，有時還需要加入骨架材料，如特性的變化。當(dāng)溶質(zhì)的量極少時，有時還需要加入骨架材料，如明膠、糊精明膠、糊精(h jn)、甘露醇等。、甘露醇等。（2）升華干燥階段）升華干燥階段:第一階段干燥。將凍結(jié)后的產(chǎn)品置于密閉的真第一階段干燥。將凍結(jié)后的產(chǎn)品置于密閉的真空容器中加熱，其冰晶就會升華成水蒸氣逸出而使產(chǎn)品脫水干燥空容器中加熱，其冰晶就會升華成水蒸氣逸出而使產(chǎn)品脫水干燥。除去全部水分的。除去全部水分