2023学年完整公开课版结晶过程

药物分离与纯化技术课程结晶技术--结晶过程结晶过程-结晶技术大纲1.结晶过程2.青霉素工业盐结晶操作结晶过程-结晶技术结晶是从均一的溶液中析出固相晶体的一个操作。结晶过程包括：过饱和溶液形成过程；晶核产生过程；晶体生长过程；晶体的分离与洗涤过程。晶体形成过程示意图结晶过程-结晶技术一、结晶过程（步骤）（一）过饱和溶液的形成使溶液处于过饱和状态的方法：①热饱和溶液冷却：

该法适用于溶解度随温度降低而显著减小的物系。②部分溶剂蒸发：

借蒸发除去部分溶解剂的结晶方法。它使溶液在加压，常压或减压下加热蒸发达到过饱和。此法主要适用于溶解度随温度的降低而变化不大的物系，以及溶解度随温度升高而降低的物系。结晶过程-结晶技术（一）过饱和溶液的形成③真空蒸发冷却：

使溶剂在真空下迅速蒸发而绝热冷却的结晶方法，实质上是以冷却及部分溶剂蒸发的双重作用达到过饱和。此法设备简单，操作稳定，容器内无换热面，不存在晶垢的问题，可用于热敏性药物的结晶分离。结晶过程-结晶技术（一）过饱和溶液的形成④化学反应结晶：

采用加入反应剂或调节pH值，生成新的溶解度较低的产物，随着反应的进行，其产物浓度超过溶解度时，产生结晶的方法。结晶过程-结晶技术（二）晶核的生成

在过饱和溶液中，溶质质点在过饱和度推动力的作用下，向晶核或者加入晶种运动，并在其表面有序堆积，使晶核或者晶种不断长大形成晶体。结晶过程-结晶技术（三）晶核的成长

晶核一经形成，立即开始长成晶体，与此同时，新的晶核还在不断生成。所得晶体的大小，决定于晶核生成速度和晶体成长速度的对比关系。如果晶体生长速度大大超过晶核生成速度，过饱和度主要用来使晶体成长，则可得到粗大而有规则的晶体；

反之，过饱和度主要用来生成新的晶核，则所得晶体颗粒参差不齐，晶体细小，甚至呈无定形。结晶过程-结晶技术若要获得比较粗大和均匀的晶体，一般温度不宜太低，搅拌不宜太快，并要控制好晶核生成速度远远小于晶体成长速度。加入晶种，能控制晶体的形状、大小和均匀度。在工业生产中如遇结晶液浓度太低而结晶发生困难时，可适当加入些晶种，能使结晶顺利进行。结晶过程-结晶技术二、青霉素工业盐生产中的结晶操作

（1）加料液：检查结晶罐罐底放料阀阀门已关闭，结晶罐罐温在35℃以下，打开料液进口阀门和排气阀门，打开滤芯进﹑出口阀门，开始加料；料液全部加完后，关闭进料阀门，关排气阀，关滤芯进﹑出口阀门。料液在结晶罐中搅拌15分钟后，取样并测量料液体积，样品送化验室化验。上紧结晶罐盖，开始共沸结晶操作。

结晶过程-结晶技术二、青霉素工业盐生产中的结晶操作

（2）结晶前的准备：检查安全罐及收集罐罐底放料阀阀门已关闭，检查冷却水进、出阀门已关闭，开机械搅拌，调搅拌频率，通知真空泵岗位人员开启结晶系统真空泵，打开收集罐及安全罐上的真空阀门至最大。。结晶过程-结晶技术二、青霉素工业盐生产中的结晶操作（3）共沸：开真空泵，当结晶罐真空度达到规定值后，开下夹套蒸汽进、出阀门至最大，再打开蒸汽总控制阀门，调节阀门开度，控制蒸汽压力使温度达到控制要求。①温度控制

通过控制蒸汽压力，控制晶核形成时的温度；调低蒸汽压力，控制养晶时的温度，养晶完毕后重新调回蒸汽压力。结晶过程-结晶技术②丁醇补加量的控制

补加丁醇少量多次，原则上抽多少补多少，使罐内液面基本保持不变。③晶核形成前后料液的变化

晶核形成前的料液颜色较深，泡沫多，液面较高；晶核形成时的料液逐渐变白，泡沫减少，液面下降，料液的沸腾有一定的方向性；晶核形成后的料液变白，变稠，明显看到晶体，料液无泡沫。结晶过程-结晶技术二、青霉素工业盐生产中的结晶操作（4）出晶

勤观察液面、真空度、气相温度、冷盐水温度、压力的变化情况，待晶核形成后，关小蒸汽，调低搅拌速度，进行养晶，养晶结束后调大蒸汽，恢复原搅拌速度，大约每半小时补加一次丁醇。注意：补加丁醇的速度不要过快，避免破坏晶形。结晶过程-结晶技术二、青霉素工业盐生产中的结晶操作（5）共沸

全程大约4～5小时，根据气相温度、馏液量预测终点。停蒸汽后，冷抽15分钟，关闭收集罐及安全罐上的真空阀门，停真空泵，开结晶罐排气阀，待真空压力表指针为0后，打开罐盖，取母液样品送化验室测母液水份及效价。母液终点水份和效价符合要求，通知抽滤岗位打开结晶罐底放料阀开始放料。结晶过程-结晶技术（6）放完料后，开压缩空气阀门往丁醇罐缓缓加压，用加压丁醇将结晶罐冲冼