1、會(huì)計(jì)學(xué)1結(jié)晶與成品結(jié)晶與成品(chngpn)干燥技術(shù)干燥技術(shù)第一頁(yè)，共44頁(yè)。結(jié)晶結(jié)晶(jijng)和重結(jié)晶和重結(jié)晶(jijng)技術(shù)技術(shù)生物成品濃縮與干燥生物成品濃縮與干燥(gnzo)技技術(shù)術(shù)412第1頁(yè)/共44頁(yè)第二頁(yè)，共44頁(yè)。知識(shí)知識(shí)(zh shi)要求要求能力能力(nngl)要求要求熟練進(jìn)行結(jié)熟練進(jìn)行結(jié)晶過(guò)程分析晶過(guò)程分析和選擇產(chǎn)品和選擇產(chǎn)品的干燥技術(shù)的干燥技術(shù)掌握結(jié)晶的過(guò)程及結(jié)晶的掌握結(jié)晶的過(guò)程及結(jié)晶的擴(kuò)散學(xué)說(shuō)擴(kuò)散學(xué)說(shuō)熟悉獲得飽和溶液的方法以及藥熟悉獲得飽和溶液的方法以及藥物的多晶型現(xiàn)象物的多晶型現(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)了解結(jié)晶、噴霧干燥

2、和冷凍干了解結(jié)晶、噴霧干燥和冷凍干燥的影響因素燥的影響因素第2頁(yè)/共44頁(yè)第三頁(yè)，共44頁(yè)。 固態(tài)(gti)物質(zhì)分為晶型（包括假晶型）和無(wú)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(duì)稱的晶體，其特征為離子和分子在空間晶格的結(jié)點(diǎn)上呈規(guī)則的排列，而無(wú)定形則相反。第3頁(yè)/共44頁(yè)第四頁(yè)，共44頁(yè)。 通過(guò)改變通過(guò)改變(gibin)(gibin)溶液的某些條件，如溫度、溶液的某些條件，如溫度、pHpH、溶液中無(wú)機(jī)鹽組成、溶液中無(wú)機(jī)鹽組成及含量以及有機(jī)調(diào)節(jié)劑等，使溶質(zhì)以晶體析出的過(guò)程就是結(jié)晶（及含量以及有機(jī)調(diào)節(jié)劑等，使溶質(zhì)以晶體析出的過(guò)程就是結(jié)晶（

3、CrystalizationCrystalization）。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）。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。性完全不同的晶體的現(xiàn)象稱為多晶現(xiàn)象。第4頁(yè)/共44頁(yè)第五頁(yè)，共44頁(yè)。第5頁(yè)/共44頁(yè)第六頁(yè)，共44頁(yè)。第6頁(yè)/共44頁(yè)第七頁(yè)，共44頁(yè)。第7頁(yè)/共44頁(yè)第八頁(yè)，共44頁(yè)。c就增大。第8頁(yè)/共44頁(yè)第九頁(yè)，共44頁(yè)。第9頁(yè)/共44頁(yè)第十頁(yè)，共44頁(yè)。過(guò)飽和度通常用過(guò)飽和過(guò)飽和度通常用過(guò)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(lái)表示

4、。來(lái)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(yè)/共44頁(yè)第十一頁(yè)，共44頁(yè)。過(guò)飽和溶液過(guò)飽和溶液(bo h rn(bo h rn y) 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(zhǎng)的生長(zhǎng)結(jié)晶過(guò)程結(jié)晶過(guò)程溶液達(dá)到過(guò)飽和溶液達(dá)到過(guò)飽和是是結(jié)晶的前提，結(jié)晶的前提，過(guò)飽和度過(guò)飽和度是結(jié)晶是結(jié)晶的推動(dòng)力的推動(dòng)力第11頁(yè)/共44頁(yè)第十二頁(yè)，共44頁(yè)。晶種：在穩(wěn)定區(qū)和不晶種：在穩(wěn)定區(qū)和不穩(wěn)定區(qū)之間，結(jié)晶不穩(wěn)定區(qū)之間，結(jié)晶不能自動(dòng)能自動(dòng)(zdng)進(jìn)行進(jìn)行。但如加入晶體，則。但如加入晶

5、體，則能誘導(dǎo)產(chǎn)生結(jié)晶。這能誘導(dǎo)產(chǎn)生結(jié)晶。這種加入的晶體稱為種加入的晶體稱為“晶種晶種”。第12頁(yè)/共44頁(yè)第十三頁(yè)，共44頁(yè)。第13頁(yè)/共44頁(yè)第十四頁(yè)，共44頁(yè)。獲得獲得(hud)過(guò)飽和溶液的方法過(guò)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溶劑部分溶劑(rngj)蒸蒸發(fā)法發(fā)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(jī)溶劑法有機(jī)溶劑法第14頁(yè)/共44頁(yè)第十五頁(yè)，共44頁(yè)。（一）冷卻熱飽和溶液（等溶劑結(jié)晶法）（一）冷卻熱飽和溶液（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(guò)加物質(zhì)一般隨溫度升高其溶解度也升高，通過(guò)加溫使溶質(zhì)溶解，再通過(guò)

6、降低溫度促使溶液在相對(duì)較低溫使溶質(zhì)溶解，再通過(guò)降低溫度促使溶液在相對(duì)較低的溫度下形成過(guò)飽和溶液。的溫度下形成過(guò)飽和溶液。 冷卻熱飽和溶液適用于溶解度隨溫度降低而顯冷卻熱飽和溶液適用于溶解度隨溫度降低而顯著減小的場(chǎng)合。著減小的場(chǎng)合。 該法基本不除去溶劑，而是使溶液冷卻降溫，該法基本不除去溶劑，而是使溶液冷卻降溫，也稱之為等溶劑結(jié)晶。也稱之為等溶劑結(jié)晶。 冷卻方法冷卻方法(fngf)：自然冷卻、間壁冷卻（冷卻：自然冷卻、間壁冷卻（冷卻劑與溶液隔開(kāi)）、直接接觸冷卻（在溶液中通入冷卻劑與溶液隔開(kāi)）、直接接觸冷卻（在溶液中通入冷卻劑）劑）第15頁(yè)/共44頁(yè)第十六頁(yè)，共44頁(yè)。（二）部分溶劑蒸發(fā)法（等溫結(jié)

7、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)除去部分溶解部分溶劑蒸發(fā)法是借蒸發(fā)除去部分溶解(rngji)劑的結(jié)晶方法，也稱等溫結(jié)晶法，它使劑的結(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(dá)到過(guò)飽溶液在加壓，常壓或減壓下加熱蒸發(fā)達(dá)到過(guò)飽和。和。 主要適用于溶解主要適用于溶解(rngji)度隨溫度的降低而度隨溫度的降低而變化不大的物系或隨溫度升高溶解變化不大的物系或隨溫度升高溶解(rngji)度降度降低的物系。低的物系。 蒸發(fā)法結(jié)晶消耗熱能最多，加熱面結(jié)垢問(wèn)題蒸發(fā)法結(jié)晶消耗熱能最多，加熱面結(jié)垢問(wèn)題使操作遇到困難，一般不常采用。使操作遇到困難，一般不常采用。 主

8、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(yè)/共44頁(yè)第十七頁(yè)，共44頁(yè)。（三）真空蒸發(fā)冷卻法：使溶劑在真空下迅速蒸發(fā)（三）真空蒸發(fā)冷卻法：使溶劑在真空下迅速蒸發(fā)，同時(shí)結(jié)合絕熱冷卻，是結(jié)合了冷卻和溶劑蒸發(fā)兩，同時(shí)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(dá)到種效應(yīng)而達(dá)到(d do)過(guò)飽和度。過(guò)飽和度。 該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)，最突出的特點(diǎn)該法設(shè)備簡(jiǎn)單，操作穩(wěn)定優(yōu)勢(shì)，最突出的特點(diǎn)是容器內(nèi)無(wú)換熱面，所以不存在晶垢的問(wèn)題。是容器內(nèi)無(wú)換熱面，所以不存在晶垢的問(wèn)題。（四）化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法：加入反應(yīng)劑或調(diào)節(jié)（四）化學(xué)反應(yīng)結(jié)晶法：加入反應(yīng)劑或調(diào)節(jié)pH 值使值使新

9、物質(zhì)產(chǎn)生的方法，當(dāng)該新物質(zhì)的溶解度超過(guò)飽和新物質(zhì)產(chǎn)生的方法，當(dāng)該新物質(zhì)的溶解度超過(guò)飽和溶解度時(shí)，就有結(jié)晶析出。溶解度時(shí)，就有結(jié)晶析出。 實(shí)質(zhì)就是利用化學(xué)反應(yīng)，對(duì)需要結(jié)晶的物質(zhì)進(jìn)實(shí)質(zhì)就是利用化學(xué)反應(yīng)，對(duì)需要結(jié)晶的物質(zhì)進(jìn)行修飾，一方面調(diào)節(jié)其溶解特性，同時(shí)也可以進(jìn)行行修飾，一方面調(diào)節(jié)其溶解特性，同時(shí)也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)。第17頁(yè)/共44頁(yè)第十八頁(yè)，共44頁(yè)。（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。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）

10、有機(jī)溶劑法：有機(jī)溶劑可降低溶液的介（六）有機(jī)溶劑法：有機(jī)溶劑可降低溶液的介電常數(shù)，增加蛋白質(zhì)分子上不同電荷電常數(shù)，增加蛋白質(zhì)分子上不同電荷(dinh)的引力，導(dǎo)致溶解度降低。有機(jī)溶劑與水作用的引力，導(dǎo)致溶解度降低。有機(jī)溶劑與水作用能破壞蛋白質(zhì)的水化膜，使蛋白質(zhì)在一定濃度能破壞蛋白質(zhì)的水化膜，使蛋白質(zhì)在一定濃度的有機(jī)溶劑中沉淀析出。的有機(jī)溶劑中沉淀析出。常用的有機(jī)溶劑：乙醇和丙酮常用的有機(jī)溶劑：乙醇和丙酮注意事項(xiàng)：宜在低溫下進(jìn)行，且在加入有機(jī)溶注意事項(xiàng)：宜在低溫下進(jìn)行，且在加入有機(jī)溶劑時(shí)注意攪拌均勻以免局部濃度過(guò)大。分離后劑時(shí)注意攪拌均勻以免局部濃度過(guò)大。分離后的蛋白質(zhì)晶體應(yīng)立即用水或緩沖液溶解

11、，以降的蛋白質(zhì)晶體應(yīng)立即用水或緩沖液溶解，以降低有機(jī)溶劑的濃度。低有機(jī)溶劑的濃度。第18頁(yè)/共44頁(yè)第十九頁(yè)，共44頁(yè)。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))。雜質(zhì)：影響溶質(zhì)長(zhǎng)入晶體雜質(zhì)：影響溶質(zhì)長(zhǎng)入晶體(jngt)、改變晶體、改變晶體(jngt)外外形、因雜質(zhì)吸附導(dǎo)致晶體形、因雜質(zhì)吸附導(dǎo)致晶體(jngt)生長(zhǎng)緩慢。生長(zhǎng)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(shì)是越，總的趨勢(shì)是越純?cè)揭捉Y(jié)晶。純?cè)揭捉Y(jié)晶。第19頁(yè)/共44頁(yè)第二十頁(yè)，共44頁(yè)。2. 濃度濃度結(jié)晶液一定要有合適

12、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(jī)會(huì)，并按一定速率作定向排列子間便有足夠的相碰機(jī)會(huì)，并按一定速率作定向排列聚合才能形成晶體。聚合才能形成晶體。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，共沉物增加共沉物增加(zngji)，不利于結(jié)晶析出。，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，得不到溶解，得不到結(jié)晶。結(jié)晶。稍過(guò)飽和狀態(tài)稍過(guò)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到晶體第20頁(yè)/共44頁(yè)第二十一頁(yè)，共44頁(yè)。3. pH 值值pH 值的變化可以改變?nèi)苜|(zhì)分

13、子的帶電性質(zhì)，是影響值的變化可以改變?nèi)苜|(zhì)分子的帶電性質(zhì)，是影響(yngxing)溶質(zhì)分子溶解度的一個(gè)重要因素。在一般溶質(zhì)分子溶解度的一個(gè)重要因素。在一般情況下，結(jié)晶液所選用的情況下，結(jié)晶液所選用的pH 值與沉淀大致相同。蛋白值與沉淀大致相同。蛋白質(zhì)、酶等生物大分子結(jié)晶的質(zhì)、酶等生物大分子結(jié)晶的pH 值多選在該分子的等電值多選在該分子的等電點(diǎn)附近。點(diǎn)附近。第21頁(yè)/共44頁(yè)第二十二頁(yè)，共44頁(yè)。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，甚至形速度太快，易形成結(jié)晶微粒，甚至形成無(wú)定形沉淀。成無(wú)定形沉淀。冷卻溫度冷卻溫度溫度太低，粘度增加，干擾分子定向溫度太低，粘度增加，干擾分子定向排

14、列，不利于結(jié)晶。排列，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(jìn)行生物大分子結(jié)晶通常在低溫或不太高的溫度下進(jìn)行。低溫不僅溶解度低，而且不易變性，并可避免細(xì)。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(shí)，溫度可在菌繁殖。在中性鹽溶液中結(jié)晶時(shí)，溫度可在0至至室溫室溫(sh wn)的范圍內(nèi)選擇。的范圍內(nèi)選擇。第22頁(yè)/共44頁(yè)第二十三頁(yè)，共44頁(yè)。5. 時(shí)間時(shí)間結(jié)晶的形成和生長(zhǎng)需要一定時(shí)問(wèn)，不同的化合物，結(jié)晶結(jié)晶的形成和生長(zhǎng)需要一定時(shí)問(wèn)，不同的化合物，結(jié)晶時(shí)間長(zhǎng)短不同。蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子形成結(jié)晶常時(shí)間長(zhǎng)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(zhǎng)時(shí)間

15、，因此經(jīng)常需要放置。在生化產(chǎn)品制備中需要較長(zhǎng)時(shí)間，因此經(jīng)常需要放置。在生化產(chǎn)品制備中，時(shí)間不宜太長(zhǎng)，通常要求在幾小時(shí)之內(nèi)完成，以縮短，時(shí)間不宜太長(zhǎng)，通常要求在幾小時(shí)之內(nèi)完成，以縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)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(jìn)晶體折出。需晶種形成結(jié)晶的產(chǎn)品，收容器壁也能促進(jìn)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，還能控制晶體的形狀、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。大小和均勻度。第23頁(yè)/共44頁(yè)第二十四頁(yè)，共44頁(yè)。晶體生長(zhǎng)的擴(kuò)

16、散學(xué)說(shuō)：晶體生長(zhǎng)的擴(kuò)散學(xué)說(shuō)：（1）穿過(guò)靠近晶體表面的一個(gè)滯流層，從溶液中轉(zhuǎn)移）穿過(guò)靠近晶體表面的一個(gè)滯流層，從溶液中轉(zhuǎn)移到晶體的表面；到晶體的表面；（2）到達(dá)晶體表面的溶質(zhì)長(zhǎng)入晶面，使晶體增大，同）到達(dá)晶體表面的溶質(zhì)長(zhǎng)入晶面，使晶體增大，同時(shí)時(shí)(tngsh)放出結(jié)晶熱；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(kuò)散作用，穿過(guò)晶體表面的滯留層，到溶質(zhì)依靠分子擴(kuò)散作用，穿過(guò)晶體表面的滯留層，到達(dá)晶體表面；此時(shí)擴(kuò)散的推動(dòng)力是液相主體的濃度與達(dá)晶體表面；此時(shí)擴(kuò)散的推動(dòng)力是液相主體的濃度與晶體表面濃度差；第二步溶質(zhì)長(zhǎng)入晶面，是表面化學(xué)晶體表面濃度差；第二步溶質(zhì)長(zhǎng)入晶面，

17、是表面化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，此時(shí)反應(yīng)的推動(dòng)力是晶體表面濃度與飽和反應(yīng)過(guò)程，此時(shí)反應(yīng)的推動(dòng)力是晶體表面濃度與飽和濃度的差值。濃度的差值。第24頁(yè)/共44頁(yè)第二十五頁(yè)，共44頁(yè)。7. 晶體生長(zhǎng)速度晶體生長(zhǎng)速度根據(jù)擴(kuò)散學(xué)說(shuō)，控制晶體生長(zhǎng)速度：根據(jù)擴(kuò)散學(xué)說(shuō)，控制晶體生長(zhǎng)速度：（1）改變晶體和溶液之間界面的滯留層特性，影）改變晶體和溶液之間界面的滯留層特性，影響溶質(zhì)長(zhǎng)入晶體、改變晶體外形以及因雜質(zhì)吸附響溶質(zhì)長(zhǎng)入晶體、改變晶體外形以及因雜質(zhì)吸附導(dǎo)致的晶體生長(zhǎng)緩慢導(dǎo)致的晶體生長(zhǎng)緩慢(hunmn)問(wèn)題；問(wèn)題；（2）攪拌加速晶體生長(zhǎng)、加速晶核的生成；）攪拌加速晶體生長(zhǎng)、加速晶核的生成；（3）升溫促進(jìn)表面化學(xué)反應(yīng)速度的提

18、高，加快結(jié)）升溫促進(jìn)表面化學(xué)反應(yīng)速度的提高，加快結(jié)晶速度。晶速度。應(yīng)避免過(guò)量晶核的形成。應(yīng)避免過(guò)量晶核的形成。不意味可以得不意味可以得到到(d do)(d do)大的晶體大的晶體第25頁(yè)/共44頁(yè)第二十六頁(yè)，共44頁(yè)。8. 晶體質(zhì)量控制晶體質(zhì)量控制（1）大?。┐笮】刂平Y(jié)晶溫度、晶核質(zhì)量、攪拌速度控制結(jié)晶溫度、晶核質(zhì)量、攪拌速度（2）形狀）形狀改變過(guò)飽和度、選擇適宜的溶劑體系改變過(guò)飽和度、選擇適宜的溶劑體系、控制溶液中的雜質(zhì)種類、限量、控制溶液中的雜質(zhì)種類、限量（3）純度）純度控制母液中的雜質(zhì)類型控制母液中的雜質(zhì)類型(lixng)、限、限量、結(jié)晶速度、晶體粒度、粒度分布量、結(jié)晶速度、晶體粒度、粒

19、度分布第26頁(yè)/共44頁(yè)第二十七頁(yè)，共44頁(yè)。在晶體形成過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生晶體結(jié)塊現(xiàn)象，從而在晶體形成過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生晶體結(jié)塊現(xiàn)象，從而(cng r)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(diǎn)上形成固體晶橋，并重結(jié)晶，使晶粒之間在接觸點(diǎn)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)管吸附理論：由于晶體間或晶體內(nèi)的毛）毛細(xì)管吸附理論：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(kuò)散，導(dǎo)致部分晶體的溶細(xì)管結(jié)構(gòu)，水分在晶體內(nèi)擴(kuò)散，導(dǎo)致部分晶體的溶解和移動(dòng)，為

20、晶粒間晶橋的形成提供飽和溶液，導(dǎo)解和移動(dòng)，為晶粒間晶橋的形成提供飽和溶液，導(dǎo)致晶體結(jié)塊。致晶體結(jié)塊。第27頁(yè)/共44頁(yè)第二十八頁(yè)，共44頁(yè)。（一）（一） 自然起晶法自然起晶法溶劑蒸發(fā)進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)形成溶劑蒸發(fā)進(jìn)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)，新的晶種不再產(chǎn)生，溶質(zhì)濃度降至亞穩(wěn)定區(qū)，新的晶種不再產(chǎn)生，溶質(zhì)(rngzh)在晶種表面生長(zhǎng)。在晶種表面生長(zhǎng)。（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，將溶液蒸發(fā)至亞穩(wěn)定區(qū)后，冷卻，進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)，形成一定量的晶核，此時(shí)溶冷卻，進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)，形成一定量的晶核，

21、此時(shí)溶液的濃度會(huì)有所降低，進(jìn)入并穩(wěn)定在亞穩(wěn)定的養(yǎng)晶液的濃度會(huì)有所降低，進(jìn)入并穩(wěn)定在亞穩(wěn)定的養(yǎng)晶區(qū)使晶體生長(zhǎng)。區(qū)使晶體生長(zhǎng)。（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（區(qū)的較低濃度，加入一定量和一定大小的晶種（d 0.1mm），使溶質(zhì)），使溶質(zhì)(rngzh)在晶種表面生長(zhǎng)。在晶種表面生長(zhǎng)。該方法容易控制、所得晶體形狀大小均較理想，是該方法容易控制、所得晶體形狀大小均較理想，是一種常用工業(yè)起晶法。一種常用工業(yè)起晶法。第28頁(yè)/共44頁(yè)第二十九頁(yè)，共44頁(yè)。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(guò)多的水或溶劑變

22、為高濃度的溶液濃縮是從低濃度的溶液除去過(guò)多的水或溶劑變?yōu)楦邼舛鹊娜芤?。生化產(chǎn)品制備工藝中往往在提取后和結(jié)晶前進(jìn)行濃縮。加熱。生化產(chǎn)品制備工藝中往往在提取后和結(jié)晶前進(jìn)行濃縮。加熱和減壓蒸發(fā)最常用。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(dòng)能超過(guò)溶液內(nèi)分子間蒸發(fā)是溶液表面的水或溶劑分子獲得的動(dòng)能超過(guò)溶液內(nèi)分子間的吸引力以后，脫離液面進(jìn)入空間的過(guò)程。的吸引力以后，脫離液面進(jìn)入空間的過(guò)程。影響蒸發(fā)的因素影響蒸發(fā)的因素(yn s)有：有：(1)加熱使溶液溫度升高，分子動(dòng)能加熱使溶液溫度升高，分子動(dòng)能增加，蒸發(fā)加快。增加，蒸發(fā)加快。(2)加大蒸發(fā)面積可以增加蒸發(fā)量。加大蒸發(fā)面積可以增加蒸發(fā)量

23、。(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(yè)/共44頁(yè)第三十頁(yè)，共44頁(yè)。在常壓下加熱使溶劑蒸發(fā)，最后溶液被濃縮。在常壓下加熱使溶劑蒸發(fā)，最后溶液被濃縮。特點(diǎn)：方法特點(diǎn)：方法(fngf)簡(jiǎn)單，僅適于濃縮耐熱物質(zhì)及回收溶劑。簡(jiǎn)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）裝液量不宜超過(guò)裝液容器的）裝液量不宜超過(guò)裝液容器的1/2容積，以免沸騰時(shí)溶液霧滴容積，以免沸騰時(shí)溶液霧滴被蒸汽帶走或溶液沖出裝液容器。被蒸汽帶走或溶液沖出裝液容器。（3）加熱前需加少量

24、玻璃珠或碎磁片，使溶液不致過(guò)熱而暴沸）加熱前需加少量玻璃珠或碎磁片，使溶液不致過(guò)熱而暴沸，暴沸易使液體沖出。，暴沸易使液體沖出。（4）在不能直接加熱的情況下，要選用適當(dāng)?shù)臒嵩?，以溫度較）在不能直接加熱的情況下，要選用適當(dāng)?shù)臒嵩。詼囟容^溶劑沸點(diǎn)高溶劑沸點(diǎn)高2030為宜。為宜。第30頁(yè)/共44頁(yè)第三十一頁(yè)，共44頁(yè)。減壓蒸發(fā)減壓蒸發(fā)(zhngf)通常要在常溫或低溫下進(jìn)行通過(guò)降低濃通常要在常溫或低溫下進(jìn)行通過(guò)降低濃縮液液面的壓力，從而使沸點(diǎn)降低，加快蒸發(fā)縮液液面的壓力，從而使沸點(diǎn)降低，加快蒸發(fā)(zhngf)。特點(diǎn)：適于濃縮受熱易變性的物質(zhì)，特別是蛋白質(zhì)、酶、核特點(diǎn)：適于濃縮受熱易變性的物質(zhì)，特別是

25、蛋白質(zhì)、酶、核酸等生物大分子。酸等生物大分子。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(shí)，溶液表面的蒸發(fā)相連而減壓時(shí)，溶液表面的蒸發(fā)(zhngf)速速率將隨真空度的增高而增大，從而率將隨真空度的增高而增大，從而達(dá)到加速液體蒸發(fā)達(dá)到加速液體蒸發(fā)(zhngf)濃縮的目的。試濃縮的目的。試驗(yàn)室常用減壓濃縮裝置為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)驗(yàn)室常用減壓濃縮裝置為旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(zhngf)儀。儀。第31頁(yè)/共44頁(yè)第三十二頁(yè)，共44頁(yè)。干燥干燥(drying)是將潮濕的固體、膏狀物、濃縮液及液體中的水或溶劑是將潮濕的固體、膏狀物、濃縮液及液體中的水或溶劑除盡的過(guò)程。除盡的過(guò)程。目的：提高產(chǎn)品的穩(wěn)定

26、性，使它符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)目的：提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，使它符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)，便于分，便于分析、研究、應(yīng)用和保存。析、研究、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(kāi)始干燥、升華直接移除液體、從液態(tài)開(kāi)始干燥、升華按照供熱的方式按照供熱的方式接觸式（加熱表面）、對(duì)流式（氣體）、輻射式接觸式（加熱表面）、對(duì)流式（氣體）、輻射式（電磁波）（電磁波）第32頁(yè)/共44頁(yè)第三十三頁(yè)，共44頁(yè)。常壓吸收常壓吸收(xshu)干燥是在密閉空間內(nèi)用干燥劑吸收干燥是在密閉空間內(nèi)用干燥劑吸收(xshu)水或溶劑。關(guān)鍵是選用合適的干燥劑。水或溶劑。關(guān)鍵是選用合適的干燥劑。按照脫水方式，干

27、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(wú)水氯化鈣、無(wú)水硫酸鈉、能與水可逆地結(jié)合為水合物：無(wú)水氯化鈣、無(wú)水硫酸鈉、無(wú)水硫酸鈣、固體氫氧化鉀無(wú)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. 能吸收能吸收(xshu)微量的水和溶劑：沸石分子篩微量的水和溶劑：沸石分子篩第33頁(yè)/共44頁(yè)第三十四頁(yè)，共44頁(yè)。真空條件下，可以真空條件下，可以(ky)在較低的溫度下對(duì)樣品進(jìn)行干燥。真空干在較低的溫度下對(duì)樣品進(jìn)行干燥。真空干燥裝置可以燥裝置可以(ky)自制，也可以自制，也可以(ky)購(gòu)買商品

28、化的真空干燥裝置購(gòu)買商品化的真空干燥裝置，實(shí)驗(yàn)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，實(shí)驗(yàn)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大，只是在頂部配備二通活塞可以(ky)與相應(yīng)的抽真空裝置連接與相應(yīng)的抽真空裝置連接。根據(jù)樣品含溶劑情況，可以。根據(jù)樣品含溶劑情況，可以(ky)適當(dāng)配備冷凝管、吸濾瓶及干適當(dāng)配備冷凝管、吸濾瓶及干燥塔裝置，以對(duì)真空泵進(jìn)行保護(hù)。干燥器內(nèi)放有與樣品所含溶劑燥塔裝置，以對(duì)真空泵進(jìn)行保護(hù)。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。樣品量少可用真空干燥器，樣品量大產(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

29、可用真空干燥箱?？捎谜婵崭稍锵?。第34頁(yè)/共44頁(yè)第三十五頁(yè)，共44頁(yè)。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、惰性氣體、燃?xì)饣蚱渌鼰釟怏w空氣、惰性氣體、燃?xì)饣蚱渌鼰釟怏w)和和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固待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，因而兩相接觸面積體顆粒懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程，廣泛應(yīng)用于散大，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程，廣泛應(yīng)用于散狀物料狀物料(w lio)的干燥單元操作。的干燥單元操作。氣流干燥操作過(guò)程中，固體顆粒在氣流中氣流干燥操作過(guò)程中，固體顆粒在氣流中高度分散呈懸浮狀態(tài)，使氣固兩相之間的高度分

30、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。傳熱傳質(zhì)表面積大大增加。特點(diǎn)：熱效率高、干燥時(shí)間短、處理量大特點(diǎn)：熱效率高、干燥時(shí)間短、處理量大。第35頁(yè)/共44頁(yè)第三十六頁(yè)，共44頁(yè)。1. 噴霧干燥原理噴霧干燥原理:采用霧化器將原料液分散為霧滴，采用霧化器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的一種干燥方法。并用熱氣體干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的一種干燥方法。2. 溶液的霧化溶液的霧化 3. 噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn) 干燥時(shí)間短干燥時(shí)間短 特別適用于熱敏性物料特別適用于熱敏性物料 操作操作(cozu)靈活，可滿足各種質(zhì)量指標(biāo)靈活，可滿足各種質(zhì)量指標(biāo) 簡(jiǎn)化工藝流程。簡(jiǎn)化工藝流程。4

31、. 噴霧干燥的缺點(diǎn)噴霧干燥的缺點(diǎn) T低于低于150時(shí)，設(shè)備容積大。時(shí)，設(shè)備容積大。 對(duì)氣固混合物的分離要求較高，需兩級(jí)除塵對(duì)氣固混合物的分離要求較高，需兩級(jí)除塵 熱效率不高熱效率不高第36頁(yè)/共44頁(yè)第三十七頁(yè)，共44頁(yè)。將待干燥的制品冷凍成固態(tài)，然后將凍結(jié)的制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(guò)程稱品經(jīng)真空升華逐漸脫水而留下干物質(zhì)的過(guò)程稱為冷凍干燥。為冷凍干燥。冷凍干燥的制品是在低溫冷凍干燥的制品是在低溫(dwn)高真空中制高真空中制成的，制品因其中微小冰晶體的升華而呈現(xiàn)多成的，制品因其中微小冰晶體的升華而呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu)，并保持原先凍結(jié)的體積，加水易溶，

32、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)原有的新鮮狀態(tài)，生物活性不變。并能恢復(fù)原有的新鮮狀態(tài)，生物活性不變。第37頁(yè)/共44頁(yè)第三十八頁(yè)，共44頁(yè)。1. 冷凍干燥冷凍干燥(gnzo)的過(guò)的過(guò)程程冷凍干燥冷凍干燥(gnzo)由冷由冷凍干燥凍干燥(gnzo)機(jī)來(lái)機(jī)來(lái)完成，適用于完成，適用于生物大分子的生物大分子的濃縮和干燥濃縮和干燥(gnzo)。冷凍干燥冷凍干燥(gnzo)的程的程序包括凍結(jié)、序包括凍結(jié)、升華和再干燥升華和再干燥(gnzo)。第38頁(yè)/共44頁(yè)第三十九頁(yè)，共44頁(yè)。（1） 預(yù)凍階段預(yù)凍階段:將溶液中的自由水固化，使干燥后產(chǎn)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(shí)起泡、濃品與干燥前有相同的形態(tài)，防止抽空干燥時(shí)起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動(dòng)等不可逆變化產(chǎn)生，減少因溫度縮、收縮和溶質(zhì)移動(dòng)等不可逆變化產(chǎn)生，減少因溫度(wnd)下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命特性的變下降引起的物質(zhì)可溶性降低和生命特性的變化。當(dāng)溶質(zhì)的量極少時(shí)，有時(shí)還需要加入骨架材料，化。當(dāng)溶質(zhì)的量極少時(shí)，有時(shí)還需要加入骨架材料，如明膠、糊精、甘露醇等。如明膠、糊精、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(huì)升華成水蒸置于密閉的真空容器中加熱，其冰晶就會(huì)升華成水蒸氣逸出而使產(chǎn)品