氨基酸类药物及其制备工艺

关于氨基酸类药物及其制备工艺第2页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸（aminoacide）：生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物。蛋白质在生命活动中功能各异源于组成蛋白质的氨基酸及其排列方式和空间结构不同。定义氨基酸蛋白质多肽动态平衡代谢性疾病第3页,共95页，2024年2月25日，星期天中文名称英文名称

符号与缩写

分子量侧链结构类型丙氨酸

Alanine

A或Ala89.079CH3-脂肪族类精氨酸

Arginine

R或Arg174.188

HN=C(NH2)-NH-(CH2)3-

碱性氨基酸类天冬酰胺

Asparagine

N或Asn132.104H2N-CO-CH2-酰胺类天冬氨酸

Asparticacid

D或Asp133.089HOOC-CH2-酸性氨基酸类半胱氨酸

Cysteine

C或Cys121.145HS-CH2-含硫类谷氨酰胺

Glutamine

Q或Gln146.131H2N-CO-(CH2)2-酰胺类谷氨酸

Glutamicacid

E或Glu147.116HOOC-(CH2)2-酸性氨基酸类甘氨酸

Glycine

G或Gly75.052H-脂肪族类组氨酸

Histidine

H或His155.141N=CH-NH-CH=C-CH2-

|__________|碱性氨基酸类异亮氨酸

Isoleucine

I或Ile131.160CH3-CH2-CH(CH3)-脂肪族类亮氨酸

Leucine

L或Leu131.160(CH3)2-CH-CH2-脂肪族类赖氨酸

Lysine

K或Lys146.17H2N-(CH2)4-

碱性氨基酸类

蛋氨酸

Methionine

M或Met

149.199

CH3-S-(CH2)2-含硫类

苯丙氨酸

Phenylalanine

F或Phe165.177Phenyl-CH2-芳香族类脯氨酸

Proline

P或Pro115.117-N-(CH2)3-CH-

|_________|亚氨基酸丝氨酸

Serine

S或Ser105.078HO-CH2-羟基类苏氨酸

Threonine

T或Thr119.105CH3-CH(OH)-羟基类色氨酸

Tryptophan

W或Trp204.213Phenyl-NH-CH=C-CH2-

|___________|芳香族类酪氨酸Tyrosine

Y或Tyr181.1764-OH-Phenyl-CH2-芳香族类缬氨酸

Valine

V或Val117.133CH3-CH(CH2)-脂肪族类第4页,共95页，2024年2月25日，星期天呈无色晶体，形态各异。熔点高，并在熔融是分解。易溶于酸碱溶液，一般不溶于有机溶剂，在水中各不相同

亲水：精，组，赖氨酸等。

疏水：胱，酪氨酸等氨基酸的理化性质物理性质各种氨基酸溶解度碱书中表21-2第5页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸的氨基具有伯胺氨基的一切性质（如与亚硝酸反应、酰化、烃基化、形成席夫碱、脱氨）羧基具有羧酸羧基的性质（如成盐成碱、成酰氯、脱羧、叠氮化）氨基酸还有一部分是两者共同参加的反应（茚三酮反应、成肽反应）氨基酸的理化性质第6页,共95页，2024年2月25日，星期天特殊基团反应：酪氨酸的酚羟基可产生米伦反应与福林-达尼斯反应；精氨酸的胍基产生坂口反应；色氨酸的吲哚基与芳醛产生红色反应；组氨酸的咪唑基产生Pauly反应；苯丙氨酸硝化后于碱性条件下产生桔黄色反应；胱氨酸及半胱氨酸经酸或碱破坏后可与醋酸铅产生铅黑反应；

半胱氨酸在碱性条件下与亚硝基铁氰化钠反应生成紫红色化合物。氨基酸的理化性质第7页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸的理化性质两性物质及等电点氨基酸分子同时含有氨基和羧基，即可带正电也可带负电，也可同时带电，为两性电解质。氨基酸带何种电荷主要取决于溶液的pH值。若在一定的pH值环境下氨基酸所带的正负电荷数相同，净电荷为零，此时的pH值称为：

等电点（pI）。pH>pI,氨基酸带负电。pH<pI,氨基酸带正电。pH=pI,氨基酸溶解度最低，易于结晶和沉淀。第8页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸在不同pH状态下的解离状况氨基酸的理化性质第9页,共95页，2024年2月25日，星期天旋光性由于氨基酸空间的排列位置不同，有两种构型：D型和L型，组成蛋白质的氨基酸，都属L型。20种氨基酸，除甘氨酸外，其它氨基酸的α-碳原子均为不对称碳原子。可以有立体异构、有旋光性。从蛋白酶促水解得到的α-氨基酸，都属于L-型，但在生物体中(如细菌)也含有D-型氨基酸。氨基酸的理化性质第10页,共95页，2024年2月25日，星期天构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(<220nm)均有光吸收。在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸光吸收。苯丙氨酸的

max＝257nm酪氨酸的

max＝275nm色氨酸的

max＝280nm紫外吸收氨基酸的理化性质第11页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸的理化性质成盐反应由于氨基酸是两性电解质，能与酸和碱形成盐，且多易溶于水。与重金属也可形成盐，但水溶性差。根据氨基酸形成不同盐的水溶性区别巨大，可作为分离不同氨基酸的方法。精氨酸苯甲醛苯甲亚基精氨酸HCl苯甲醛精氨酸第12页,共95页，2024年2月25日，星期天按其亲水性、疏水性分类：类别氨基酸亲水性氨基酸D,E,H,K,Q,R,S,T,羟脯氨酸,焦谷氨酸疏水性氨基酸A,F,I,L,M,P,V,W,Y,α-氨基丁酸,β-氨基丙氨酸,正亮氨酸未定类C和G氨基酸的分类第13页,共95页，2024年2月25日，星期天根据酸碱性分类：氨基酸的分类第14页,共95页，2024年2月25日，星期天根据氨基酸的极性分类：氨基酸的分类第15页,共95页，2024年2月25日，星期天从营养学的角度分类：必需氨基酸指生物体不能合成，必需由食物供给的氨基酸，这些氨基酸称为必需氨基酸。

赖氨酸：促进大脑发育，脂肪代谢，调节内分泌，防止细胞退化；色氨酸：促进胃液及胰液的产生；苯丙氨酸：参与消除肾及膀胱功能的损耗；蛋氨酸：参与组成血红蛋白、组织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能；苏氨酸：有转变某些氨基酸达到平衡的功能；异亮氨酸：参与腺体调节以及代谢；脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺；亮氨酸：作用平衡异亮氨酸；缬氨酸：作用于黄体、乳腺及卵巢。第16页,共95页，2024年2月25日，星期天半必需氨基酸人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常不能满足正常的需要。精氨酸：精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂（明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。组氨酸：可作为生化试剂和药剂，还可用于治疗心脏病，贫血，风湿性关节炎等的药物。非需氨基酸指人（或其它脊椎动物）自己能由简单的前体合成，不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。从营养学的角度分类：第17页,共95页，2024年2月25日，星期天第二节、氨基酸的生产方法1.

概况

早在1806

年，Vauquelin和Robiquet首次从天门冬属植物液汁中分离出天门冬酰胺，随后的130年发现和分离了各种蛋白质氨基酸1850年，Stecher首次人工以乙醛合成丙氨酸1928年首次人工合成蛋氨酸

1948年首次以工业规模生产蛋氨酸到1983年，日本能用生物合成法生产除胱氨酸、半胱氨酸以外的各种氨基酸。目前总生产能力已达50万t/年。其中，法国Rhone-Poulenc公司13万t/年，德国Degussa公司14万t/年，美国Novus公司18万t/年。世界赖氨酸主要品种是L-赖氨酸盐第18页,共95页，2024年2月25日，星期天我国的氨基酸工业是在药用氨基酸的基础上发展起来的，现已能在不同程度上制备18种氨基酸，但因成本高，价格贵，主要用于医药，部分用于食品，用作饲料添加剂的不多。近十年来，我国已兴建了一些大、中型饲料级蛋氨酸和赖氨酸生产厂，但远远满足不了需要，主要仍靠进口。

第19页,共95页，2024年2月25日，星期天作为营养补剂人体维持正常生理机能需要必需氨基酸，称为必需氨基酸。赖氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸等8种。必需氨基酸不能由人体合成只能靠外源给予。补充氨基酸后会纠正负氮平衡。（复方氨基酸中加入糖防止前者被作为能源物质被氧化）降血氨多种氨基酸是合成尿素的原料，补充氨基酸能加快尿素的合成，降低血氨，较少毒性。临床应用第20页,共95页，2024年2月25日，星期天保护作用1.谷胱甘肽的巯基抑制外界刺激造成的分子损伤。2.甲硫酸铵作为甲基供体促进了脂肪酸氧化，能量及脂类代谢，保护肝脏。离子转运载体天冬氨酸：镁钾进入心肌细胞，促进收缩，降低耗氧量甘氨酸：转运铁离子，增加细胞膜通透性，促进铁吸收临床应用第21页,共95页，2024年2月25日，星期天转变成重要的生物活性物质谷氨酸￫γ-氨基丁酸：抑制性神经递质。谷氨酸和维生素B6协同辅助治疗孕妇呕吐。酪氨酸￫多巴及儿茶酚胺：改善肌肉强直。色氨酸￫5-羟色胺：神经递质。强效血管收缩剂。半胱氨酸￫牛磺酸：神经递质，参与学习和记忆过程组氨酸

￫组胺：强力血管舒张剂。其他作用促毛发生长，延缓皮肤衰老，一直溃疡，抗肿瘤。临床应用第22页,共95页，2024年2月25日，星期天现状及发展趋势现状目前全世界天然氨基酸的年总产量在百万吨左右，其中产量较大者有谷氨酸、蛋氨酸及赖氨酸。它们主要用于医药、食品、饲料及化工行业中。氨基酸及其衍生物类药物已有百种之多，但主要是以20种氨基酸为原料经酯化、酰化、取代及成盐等化学方法或酶转化法生产。技术方面革新迅速，完成了由提取及化学合成向微生物发酵及酶合成的转变。第23页,共95页，2024年2月25日，星期天现状及发展趋势趋势运用基因工程手段生产氨基酸（已有6种）；生物化工技术的应用成为主流趋势拓展开发领域，扩大氨基酸在医药产业，及其他行业中的应用。第24页,共95页，2024年2月25日，星期天第25页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸粗品的制备是指从制备的氨基酸混合液中分离获得某种单一氨基酸产品，并制备成氨基酸药物的过程，主要包括：氨基酸粗品制备；氨基酸的分离；氨基酸溶液浓缩；氨基酸的纯化。水解法，微生物发酵法，化学合成法，酶促合成法。第26页,共95页，2024年2月25日，星期天水解法定义：

以富含蛋白质的物质为原料，通过酸、碱或蛋白水解酶水解成氨基酸混合物，经分离纯化获得各种氨基酸。主要包括：酸水解法，碱水解法，酶水解法。优点：原料丰富；缺点：单一氨基酸在水解液中含量少。应用对象：胱氨酸，亮氨酸，酪氨酸等。水解法生产氨基酸的主要过程为：

水解、分离和结晶精制三个步骤。第27页,共95页，2024年2月25日，星期天酸水解法：蛋白质原料用6～10mol／L盐酸或8mol／L硫酸于110～120℃（回流煮沸）水解12～24h，除酸后即得多种氨基酸混合物。优点:是水解迅速而彻底，产物全部为L-型氨基酸，无消旋作用。缺点:是色氨酸全部被破坏，丝氨酸及酪氨酸部分被破坏，且产

生大量废酸污染环境。工业上较普遍采用。水解法第28页,共95页，2024年2月25日，星期天碱水解法：

蛋白质原料经6mol／L氢氧化钠或4mol／L氢氧化钡于100℃水解6h即得多种氨基酸混合物。优点:水解时间短，色氨酸不被破坏，水解也不成黑色。缺点:羟基和巯基氨基酸大部分被破坏，引起氨基酸的消旋作用。环境污染严重，较少采用。水解法第29页,共95页，2024年2月25日，星期天酶水解法：蛋白质原料在一定pH和温度条件下经蛋白水解酶（胰酶，木瓜蛋白酶，微生物蛋白酶等）在常温常压下制备氨基酸的方法。优点：为反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏，无消旋作用。缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含较多肽类。工业

上很少用该法生产氨基酸而主要用于生产水解蛋白及蛋白胨。水解法第30页,共95页，2024年2月25日，星期天微生物发酵法定义：

是指以糖为碳源，以氨或者尿素为单元，通过微生物的发酵直接生产氨基酸或利用酶系统通过转化前体物质合成氨基酸的方法。工艺流程：菌种培养，接种发酵，提取及分离纯化。主要产生菌：细菌，酵母菌等。优点：直接生产L-型氨基酸，原料丰富间隔低廉，污染小。缺点：产物浓度低，周期长，设备贵，分离纯化复杂。第31页,共95页，2024年2月25日，星期天初生氨基酸：微生物通过固氮作用、硝酸还原及自外界吸收氨使酮酸氨基化成相应的氨基酸，或微生物通过转氨酶作用，将一种氨基酸的氨基转移到另一种酮酸上，生成的新氨基酸也称为初生氨基酸。次生氨基酸：在微生物作用下，以初生氨基酸为前体转化成的其它氨基酸。微生物发酵法大多数氨基酸均可通过以初生氨基酸为原料的微生物转化作用而产生。第32页,共95页，2024年2月25日，星期天化学合成法定义：

通常以α-卤代羧酸、醛类、甘氨酸衍生物、异氰酸盐、卤代烃、α-酮酸及某些氨基酸为原料，经氨解、水解、缩合、取代、加氢等化学反应合成α氨基酸。此法是制备氨基酸的重要途径之一。针对不同氨基酸合成方法也各异。优点：原料及工艺多样，成本低，规模大，产品易分离。缺点：部分氨基酸工艺复杂，D-和L-混杂需要分离。应用对象：甲硫，苷，色，苏，苯丙，丙，脯氨酸等。第33页,共95页，2024年2月25日，星期天定义:指在特定酶的作用下使某些化合物转化成相应的氨基酸的技术，也称酶工程技术或酶转化法。原理：以化学合成的、生物合成的或天然存在的氨基酸前体为原料，用经固定化处理的含特定酶的微生物、植物或动物细胞，通过酶促反应制备氨基酸。特点：产物浓度高、副产物少、成本低、周期短、收率高。酶促合成法主要对象：天冬，丙，苏，赖，色，异亮氨酸第34页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸的分离基于溶解度或等电点的分离沉淀分离离子交换分离电渗析法分离第35页,共95页，2024年2月25日，星期天是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂中的溶解度差异而进行分离的方法。胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，但在热水中酪氨酸溶解度较大，而胱氨酸溶解度变化小，故可将混合物中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。溶解度法第36页,共95页，2024年2月25日，星期天系采用某些有机或无机试剂与相应氨基酸形成可逆的不溶性衍生物的分离方法。本方法针对性强，但是较难除杂。如邻二甲苯-4-磺酸能与亮氨酸形成不溶性盐沉淀，后者与氨水反应又可获得游离亮氨酸；组氨酸可与氯化汞形成不溶性汞盐沉淀，后者经处理后又可获得游离组氨酸；精氨酸可与苯甲醛生成水不溶性苯亚甲基精氨酸沉淀，后者用盐酸除去苯甲醛即可得精氨酸。特殊试剂沉淀法第37页,共95页，2024年2月25日，星期天吸附分离法概述：

利用吸附剂对不同氨基酸吸附力的差异进行分离的方法。主要吸附剂：

活性炭，大孔网状聚合物等。第38页,共95页，2024年2月25日，星期天特点：不用或者少用有机溶剂 操作简便，安全，设备简单生产过程的PH变化小从稀溶液中分离溶质吸附剂对溶质的作用小吸附平衡为非线性选择性差原则：根据待分离氨基酸本身及其衍生物特性选择与之有较强相互作用的吸附剂。（包括分子中的软硬酸碱，荷电性质，亲水性，疏水性，氢键，色散力等）吸附分离法第39页,共95页，2024年2月25日，星期天活性炭吸附特点：具有吸附能力强，分离效果好，价廉易得等优点。常用用途：在实验室及大规模生产中常被用于药物的脱色，脱热源等过程中。吸附分离法第40页,共95页，2024年2月25日，星期天分离设备1.主要对苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸吸附能力强。因此可以分离体系中这几种蛋白质，然后再对其进行纯化。2.还用于氨基酸以及其他生物活性药物的脱色。第41页,共95页，2024年2月25日，星期天

是利用离子交换剂对不同氨基酸吸附能力的差异进行分离的方法。

氨基酸为两性电解质，在特定条件下，不同氨基酸的带电性质及解离状态不同，故同一种离子交换剂对不同氨基酸的吸附力不同。离子交换法定义：第42页,共95页，2024年2月25日，星期天离子交换法特点：1)处理对象广、分离容易2)成本低，设备简单，操作方便3)分离效率高，分离容量大4)生产周期长，pH变化大，不宜用于稳定性较差的化合物分离。第43页,共95页，2024年2月25日，星期天分离过程氨基酸的洗脱取决于氨基酸的等电点和溶液的PH值：1.当溶液的PH值较低，氨基酸分子带正电荷，它将结合到强酸性的阳离子交换树脂上。2.随着通过的缓冲液pH逐渐的增加，氨基酸将逐渐失去正电荷，结合力减弱，最后被洗下来。根据其等点的不同洗脱的顺序依次是酸性，中性，和碱性氨基酸。第44页,共95页，2024年2月25日，星期天离子交换树脂的形态第45页,共95页，2024年2月25日，星期天电渗析法是利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离方法。脱盐第46页,共95页，2024年2月25日，星期天电渗析法分离第47页,共95页，2024年2月25日，星期天第48页,共95页，2024年2月25日，星期天

分离出的特定氨基酸中常含有少量其它杂质，需进行精制，常用的有结晶和重结晶技术，也可采用溶解度法或结晶与溶解度法相结合的技术。丙氨酸在稀乙醇或甲醇中溶解度较小，且pI为6.0，故丙氨酸可在pH6.0时，用50％冷乙醇结晶或重结晶加以精制。

溶解度与结晶技术相结合的方法精制氨基酸。如在沸水中苯丙氨酸溶解度大于酪氨酸100倍，若将含少量酪氨酸的苯丙氨酸粗品溶于15倍体积（w／v）的热水中，调pH4.0左右，经脱色过滤可除去大部分酪氨酸；滤液浓缩至原体积的1／3，加2倍体积（v／v）的95％乙醇，4℃放置，滤取结晶，用95%乙醇洗涤，烘干即得苯丙氨酸精品。氨基酸精制第49页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸的浓缩是指低浓度溶液通过去除溶剂变为高浓度溶液的过程。定义：减压蒸发浓缩薄膜蒸发浓缩反渗透浓缩现有方法：第50页,共95页，2024年2月25日，星期天减压蒸发浓缩通过降低液面压力使液体沸点降低的加热蒸发过程。定义：密闭的容器中，通过减压抽掉并排除液面上的空气和蒸汽，以降低其内部压力、使液体沸点降低而沸腾蒸发的一种操作。原理：特点：1.沸点降低，汽化潜能增大(耗能)；2.温度低、速度快。

应用：易因热分解失效的成分，有机溶剂蒸发需回收。第51页,共95页，2024年2月25日，星期天1：浓缩罐2：第一冷凝管3：气液分离器4：第二冷凝管5：冷却器6：受液槽第52页,共95页，2024年2月25日，星期天薄膜蒸发浓缩原理:使料液在蒸发时形成薄膜而增加气化表面进行蒸发的方法。（巨大蒸发表面迅速蒸发的方法。）特点：成膜液体气化表面大，热传导快，均匀，避免药物长时间受热。两种方式:液体薄膜快速在加热面流动而蒸发；使药液剧烈沸腾产生大量泡沫，以泡沫内外表面为蒸发面。第53页,共95页，2024年2月25日，星期天分类：根据处理料液的性质不同可选用不同的薄膜蒸发器。升膜式蒸发器降膜式蒸发器刮板式蒸发器离心式蒸发器第54页,共95页，2024年2月25日，星期天Ka1*Ka2=……侧链不含离解基团的中性AApI=(pK’1+pK’2)/2第55页,共95页，2024年2月25日，星期天升膜式蒸发器第56页,共95页，2024年2月25日，星期天57一般为单流型，即料液经一次浓缩基本达到成品浓度而排出。管内静液面低，由静压头产生的沸点升高很小。蒸发时间短，几秒至十余秒，适用于热敏性物料。高速二次蒸汽破沫性能好，适用于易起泡沫的物料。二次蒸汽螺旋上升，料液易粘壁，不适用于粘度大的物料。特点升膜式蒸发器第57页,共95页，2024年2月25日，星期天58工作过程料液由料液进口进入蒸发器管内，在管内底部与蒸汽首先进行对流传递热量（管外蒸汽热量传递给管内料液），当料液获得一定热量达到沸腾状态，进入管中间部开始产生蒸汽泡，使料液产生上升力，由于料液热量的连续获得，产生二次蒸汽，膨胀的二次蒸汽产生强的上升力，料液呈薄膜状在管内上行。到管顶部呈喷雾状，以较高速度进入汽液分离器，二次蒸汽从分离器顶部排出，浓缩液达到浓度要求从分离器底部排出，未达到浓度要求再次由下导管送到底部再次加热蒸发。升膜式蒸发器第58页,共95页，2024年2月25日，星期天59操作时，应严格控制进料量，防止管壁结焦现象发生。料液一般先预热到沸点状态进入加热器体，以增加液膜比例，提高沸腾和传热系数。各管路密封性能要好，连接可靠。定期对密封垫进行更换和检查。注意事项升膜式蒸发器第59页,共95页，2024年2月25日，星期天优化方法增设进料预热器。提高加热蒸汽压力。提高系统操作真空度。升膜式蒸发器第60页,共95页，2024年2月25日，星期天工作原理：与升膜式一样，都属于自然循环的液膜式蒸发浓缩设备，构造与升膜式相似，主要区别是料液由加热器顶部加入，液体在重力作用下，沿管内壁成液膜状向下流动，由于向下加速，克服加速压头比升膜式小，沸点升高也小，且加热蒸汽与料液温差大，所以传热效果较好。特点：适用于蒸发浓度高，粘度大，有热敏的材料。降膜式蒸发器第61页,共95页，2024年2月25日，星期天降膜式蒸发器第62页,共95页，2024年2月25日，星期天

它是一种适应性很强的新型蒸发器，它主要由加热夹套和刮板组成，夹套内通加热蒸汽，刮板装在可旋转的轴上，刮板和加热夹套内壁保持很小间隙，通常为0.5～1.5mm。料液经预热后由蒸发器上部沿切线方向加入，在重力和旋转刮板的作用下，分布在内壁形成下旋薄膜，并在下降过程中不断被蒸发浓缩，完成液由底部排出，二次蒸汽由顶部逸出。在某些场合下，这种蒸发器可将溶液蒸干，在底部直接得到固体产品。刮板式蒸发器第63页,共95页，2024年2月25日，星期天机械结构刮板式薄膜蒸发器由以下几部分组成：电机、轴承、密封装置、捕泡器、分布器、沟槽刮板、蒸汽夹套、支架。刮板式蒸发器第64页,共95页，2024年2月25日，星期天工作原理

刮板式薄膜蒸发器是利用高速旋转将液体分布成均匀薄膜而进行蒸发或蒸馏的一种高效蒸发、蒸馏设备，也可进行脱臭、脱泡反应及加热、冷却等单元操作。刮板式蒸发器第65页,共95页，2024年2月25日，星期天特点传热系数值高，蒸发能力大，热效率高。物料加热时间短，且在真空条件下，对热敏性物料有利，保证产品质量。适应粘度变化范围广，高低粘度物均可以处理。改变刮板沟槽旋转方向，可以调节物料在蒸发器的打理时间。蒸发段筒体内壁经过精密镗削并抛光处理，表面不易产生结焦、结垢。操作方便，产品指标调节容易，在密闭条件下，可以自控进行连续性生产。设备占地面积小，结构简单，维修方便，清洗容易。刮板式蒸发器第66页,共95页，2024年2月25日，星期天优点：对高粘度、热敏性和易结晶、结垢的物料都适用，可将溶液蒸干而由底部直接获得固体产物。缺点：结构复杂（制造、安装和维修工作量大）加热面积不大，且动力消耗大。刮板式蒸发器第67页,共95页，2024年2月25日，星期天离心式薄膜蒸发器原理:药液经离心分离、分散成薄膜而蒸发。特点：物料受热时间短，不易气泡和结垢；应用：中药提取物、抗生素、生化制品。第68页,共95页，2024年2月25日，星期天定义：膜分离技术是利用半透膜的选择透过性进行物质分离纯化的技术，包括微滤、超滤、纳滤和反渗透法。氨基酸完全不损失，但是操作压力大，需进一步地分离和脱盐。膜过滤浓缩第69页,共95页，2024年2月25日，星期天分类膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜。无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。第70页,共95页，2024年2月25日，星期天又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。

鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的，可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。微滤（MF）第71页,共95页，2024年2月25日，星期天是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程。是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。超滤膜通常截留分子量范围在1KD-300KD，能对大分子有机物、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。超滤（UF）第72页,共95页，2024年2月25日，星期天是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准盐溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60%-90%，相应截留分子量范围在100-1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。纳滤（NF）第73页,共95页，2024年2月25日，星期天是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜。能去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点，目前已广泛应用。反渗透（RO）第74页,共95页，2024年2月25日，星期天四种不同的膜分离过程

（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）

第75页,共95页，2024年2月25日，星期天膜分离工艺的基本原理是：在过滤过程中料液通过泵的加压，料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液。故膜系统都有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口。第76页,共95页，2024年2月25日，星期天膜分离操作基本工艺流程：第77页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸的纯化氨基酸的纯化主要包括两个内容：除去氨基酸中的有色杂质（脱色）。去除目的氨基酸以外的其他氨基酸及非氨基酸杂质（重结晶）。第78页,共95页，2024年2月25日，星期天氨基酸脱色

活性炭（粉末活性炭，颗粒活性炭）非极性，在水溶液中作用强，有机溶剂中作用弱。酸性条件下，效果最佳，pH>5急剧减弱，碱性条件下无效。在一定范围内与温度成正比（50~60度最佳）重结晶

是指溶质以晶体装态从溶液中析出的过程。主要是利用氨基酸的两性电解质特性，通过调节pH值，使目的氨基酸处于等电点而析出结晶。干燥

第79页,共95页，2024年2月25日，星期天重结晶：

是指溶质以晶体装态从溶液中析出的过程。主要是利用氨基酸的两性电解质特性，通过调节pH值，使目的氨基酸处于等电点而析出结晶。第80页,共95页，2024年2月25日，星期天第81页,共95页，2024年2月25日，星期天胱氨酸是由两个分子半胱氨酸脱氢氧化而成，含有两个氨基，两个羧基，一个二硫键。纯品为六角形白色结晶或结晶性粉末，难溶于水和有机溶剂，易溶于酸，碱。熔点约为260摄氏度。pI=4.6.胱氨酸制备工艺第82页,共95页，2024年2月25日，星期天原理：猪毛经盐酸水解，后用氢氧化钠中和至等电点使胱氨酸结晶析出，而后反复溶解，脱色，中和及再结晶，得精制胱氨酸。路线：胱氨酸制备工艺第83页,共95页，2024年2月25日，星期天工艺过程水解：

取干净的猪毛置于两倍量10mol/L盐酸中预热至80摄氏度，期间间歇搅拌，使温度均匀。在1-1.5h内升温至110～117℃水解7h（自100℃时计）后出料,玻璃布过滤,收集滤液。中和：用30~40%氢氧化钠溶液调至pH4.8，继续搅拌15分钟，复测pH值，静置36h，涤纶布滤取沉淀，离心甩干得L-胱氨酸粗品Ⅰ。胱氨酸制备工艺第84页,共95页，2024年2月25日，星期天粗制：称取适量胱氨酸粗品I，加入盐酸及水，加热，搅拌溶解30分钟，再加入适量活性炭脱色，升温至约90摄氏度，保温30分钟后过滤。搅拌下加入30%氢氧化钠溶液至pH为4.8时停止，净值是结晶析出，过滤得沉淀，离心甩干，得胱氨酸粗品2。精制：取适量粗品2，加入盐酸并加热，同时加入活性炭，继续升温值85摄氏度，搅拌30分钟，脱色。过滤，的澄清溶液，加