第十一章 结晶与成品干燥技术PPT.ppt

在常压下加热使溶剂蒸发，最后溶液被浓缩。 特点：方法简单，仅适于浓缩耐热物质及回收溶剂。 装置： （1）装液容器与接受器间要安装冷凝管使溶剂的蒸汽冷凝； （2）装液量不宜超过装液容器的1/2容积，以免沸腾时溶液雾滴被蒸汽带走或溶液冲出装液容器。 （3）加热前需加少量玻璃珠或碎磁片，使溶液不致过热而暴沸，暴沸易使液体冲出。 （4）在不能直接加热的情况下，要选用适当的热浴，以温度较溶剂沸点高20～30℃为宜。 (一) 常压蒸发 减压蒸发通常要在常温或低温下进行．通过降低浓缩液液面的压力，从而使沸点降低，加快蒸发。 特点：适于浓缩受热易变性的物质，特别是蛋白质、酶、核酸等生物大分子。 操作：当盛浓缩液的容器与真空泵 相连而减压时，溶液表面的蒸发速 率将随真空度的增高而增大，从而 达到加速液体蒸发浓缩的目的。试 验室常用减压浓缩装置为旋转蒸发仪。 (二) 减压蒸发 第十一章 结晶与成品干燥技术 目 录 结晶和重结晶技术 生物成品浓缩与干燥技术 4 1 2 学习目标 知识要求 能力要求 熟练进行结晶过程分析和选择产品的干燥技术 掌握结晶的过程及结晶的扩散学说 熟悉获得饱和溶液的方法以及药物的多晶型现象 掌握生物药品的浓缩和常用干燥技术 了解结晶、喷雾干燥和冷冻干燥的影响因素 第一节 结晶和重结晶技术 固态物质分为晶型（包括假晶型）和无定形两种形态，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，晶体的化学成分均一，具有各种对称的晶体，其特征为离子和分子在空间晶格的结点上呈规则的排列，而无定形则相反。 第一节 结晶和重结晶技术 通过改变溶液的某些条件，如温度、pH、溶液中无机盐组成及含量以及有机调节剂等，使溶质以晶体析出的过程就是结晶（Crystalization）。同一种元素或化合物在不同条件下生成结构、形态、物性完全不同的晶体的现象称为多晶现象。 一、结晶过程分析 （一）结晶的条件 饱和溶液：在一定温度和溶剂条件下，当某一物质在溶剂中的浓度等于溶质在该温度和溶剂条件下的溶解度。 过饱和溶液：同等条件下，溶质浓度超过饱和溶解度。 结晶条件：过饱和溶液、减少溶解度的因素（溶剂、温度、晶体大小、分散度） 颗粒大小与溶解度之间的关系： c—颗粒半径为r的溶质的溶解度； c*—溶质的正常溶解度； σ—固体颗粒和溶液间的界面张力。 可见，当r减少时，溶解度c就增大。 一、结晶过程分析 （二）结晶过程 结晶过程是溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程，包括溶质分子凝聚成固体，以及这些分子有规律地排列在一定的晶格中。当溶液浓度达到饱和浓度时，不析出晶体，当浓度超过饱和浓度，达到一定的过饱和浓度时，才可能有晶体析出。最先析出的微小颗粒形成以后结晶的中心，称为晶核。 过饱和度（S）： S=C/C* 过饱和度通常用过饱和溶液的浓度c与饱和溶液浓度c*之比S来表示。 晶核：最先析出的微小颗粒是以后结晶的中心 过饱和溶液的形成 晶核的形成 晶体的生长 结晶过程 溶液达到过饱和是结晶的前提，过饱和度是结晶的推动力 晶种：在稳定区和不稳定区之间，结晶不能自动进行。但如加入晶体，则能诱导产生结晶。这种加入的晶体称为“晶种”。 二、过饱和溶液的形成 （二）结晶过程 结晶过程是溶质自动从过饱和溶液中析出，形成新相的过程，包括溶质分子凝聚成固体，以及这些分子有规律地排列在一定的晶格中。当溶液浓度达到饱和浓度时，不析出晶体，当浓度超过饱和浓度，达到一定的过饱和浓度时，才可能有晶体析出。最先析出的微小颗粒形成以后结晶的中心，称为晶核。 获得过饱和溶液的方法 冷却热饱和溶液法 部分溶剂蒸发法 真空蒸发冷却法 化学反应结晶法 盐析法 有机溶剂法 二、过饱和溶液的形成 （一）冷却热饱和溶液（等溶剂结晶法） 物质一般随温度升高其溶解度也升高，通过加温使溶质溶解，再通过降低温度促使溶液在相对较低的温度下形成过饱和溶液。 冷却热饱和溶液适用于溶解度随温度降低而显著减小的场合。 该法基本不除去溶剂，而是使溶液冷却降温，也称之为等溶剂结晶。 冷却方法：自然冷却、间壁冷却（冷却剂与溶液隔开）、直接接触冷却（在溶液中通入冷却剂） 二、过饱和溶液的形成 （二）部分溶剂蒸发法（等温结晶法） 部分溶剂蒸发法是借蒸发除去部分溶解剂的结晶方法，也称等温结晶法，它使溶液在加压，常压或减压下加热蒸发达到过饱和。 主要适用于溶解度随温度的降低而变化不大的物系或随温度升高溶解度降低的物系。 蒸发法结晶消耗热能最多，加热面结垢问题使操作遇到困难，一般不常采用。