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溶析結(jié)晶過程影響的文獻(xiàn)較多，Budz,J.等對在鹽析結(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其進(jìn)行優(yōu)化的策略。
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