溶劑及其耦合結(jié)晶過程分析
溶析結(jié)晶是近年來發(fā)展起來的一種結(jié)晶方法，而且由于該方法允許結(jié)晶在較低的溫度下進(jìn)行，特別適用于熱敏性物質(zhì)，例如藥物、蛋白質(zhì)等的結(jié)晶精制。溶析結(jié)晶一般可在高溶解度下進(jìn)行，有利于提高生產(chǎn)能力，降低成本；此外，溶析結(jié)晶容易與反應(yīng)、蒸發(fā)、冷卻等過程耦合一起進(jìn)行，因此越來越引起研究者重視。
溶析結(jié)晶過程過飽和度的產(chǎn)生源于不斷向結(jié)晶體系中加入溶析劑，在操作中容易產(chǎn)生局部過飽和，從而產(chǎn)生大量的初級(jí)成核，并可能造成晶體聚結(jié)行為發(fā)生，因此在溶析結(jié)晶過程必須有效地控制結(jié)晶操作。
影響溶析結(jié)晶過程的因素很多，如溫度、溶析劑的流加速率、攪拌，有無加晶種等。用實(shí)驗(yàn)研究方法考察操作條件對(duì)溶析結(jié)晶過程影響的文獻(xiàn)較多，Budz,J.等對(duì)在鹽析結(jié)晶過程中加入丙酮做溶析劑，發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化的參數(shù)，如晶種、攪拌和丙酮用量等下操作可以極大地改善結(jié)晶過程。Takiyama等人探討了水和溶析劑的濃度對(duì)晶體和粒度分布的影響，以過飽和度為主要變量，提出了一個(gè)表達(dá)成核速率與過飽和度關(guān)系式。很多研究考察了溶析劑濃度和流加速率對(duì)終產(chǎn)品晶習(xí)的影響，其中Holmback and Rasmuson通過改變?nèi)軇┙M成和加料速率，發(fā)現(xiàn)過飽和度主要控制平均粒度，而溶劑組成則對(duì)晶習(xí)有很大的影響。Yu的研究發(fā)現(xiàn)攪拌速率過低和流加速率過高均可以導(dǎo)致局部過飽和度過大而產(chǎn)生過多的晶核，造成晶體聚結(jié)和產(chǎn)品平均粒度小。
由于溶析結(jié)晶的影響因素較多，一些研究者嘗試用模擬的方法考察各操作參數(shù)的影響，并希望獲得操作條件，Nonoyama提出了一個(gè)忽略成核、聚結(jié)和破碎，只考慮粒度無關(guān)生長的數(shù)學(xué)模型，模擬結(jié)果表明在恒定的過飽和度下結(jié)晶可以防止不希望多的成核產(chǎn)生，Randolph and White假設(shè)結(jié)晶體積不變對(duì)溶析結(jié)晶進(jìn)行模擬研究，但與實(shí)際操作情況有較大的偏差，對(duì)實(shí)際問題指導(dǎo)意義不大。Tavare和Chivate,Tavaer和Garside,chivate等分別研究了操作模式和晶種對(duì)溶析結(jié)晶過程的影響，比較系統(tǒng)的進(jìn)行模擬研究。鮑穎采用模擬的方法比較全面考察了不同操作模式對(duì)鹽酸大觀霉素溶析結(jié)晶過程，通過分析比較指出恒過飽和度操作是做好的操作模式。
本文針對(duì)溶析結(jié)晶過程的特點(diǎn)，首先介紹了溶析結(jié)晶過程溶解度和介穩(wěn)區(qū)的測(cè)定和表示方法，然后以通過案例的形式分析了溶析及其耦合結(jié)晶過程影響因素以及如何對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化的策略。
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