药物分离与纯化技术（张雪荣）（第四版）

前言
本书第三版经全国职业教育教材审定委员会审定立项为“十二五”职业教育国家规划教材，出版至今已重印多次，得到广大师生、读者的厚爱和同行的肯定。为全面落实《国家职业教育改革实施方案》，适应教育教学改革和学生职业能力培养的需要，我们在本书上一版的基础上进行了修订再版。
高等职业教育是培养学生德、智、体、美、劳全面发展，能够满足现代生产、建设、管理、服务一线岗位需要的复合型高素质技术技能专门人才。在修订过程中，我们依据专业培养目标要求，从职业岗位所需能力入手，以国家职业标准为准则，按照“做中学、练中会”的原则，根据药品生产领域的实际岗位（群）及任职要求，参照岗位任职资格标准，以药品生产车间的工作岗位设置及其工作任务和工作过程为依据，模拟在企业里为完成一项工作任务并获得工作成果而设计一个完整的工作程序；按照企业新员工上岗及成长过程进行教学设计（即认识车间、岗位操作、换岗操作、车间工艺技术员），根据岗位工作实际对教学内容进行了重组和优化。通过创造仿真的工作环境，让学生在教师设计的学习环境中进行学习，学生从专业技能、问题分析到现场管理等方面得到全方位的锻炼，突出了工作过程系统化在教学过程中的逻辑主线地位，为学生提供了体验完整工作过程的学习机会。对于比较抽象的理论、难以看到的动态过程和比较复杂的操作过程，增加了微课、动画等数字资源，通过扫描书中的二维码可以实时观看，有利于学生理解知识、训练技能。
本教材编写由河北化工医药职业技术学院、长沙环境保护职业技术学院、徐州工业职业技术学院三所高职院校的教师和华北制药华恒药业有限公司、石家庄制药集团两家企业的技术人员共同完成。具体分工为：张雪荣负责编写项目1、5、8，杨志远、张雪荣、张之东负责编写项目2，夏俊亭、张雪荣、张之东负责编写项目3，杨志远、张雪荣、黄文杰负责编写项目4，乔德阳、杜会茹、黄文杰负责编写项目6，张雪荣、卢楠、杜会茹、高玉龙负责编写项目7。全书由张雪荣统一修改定稿，由卢义和主审。
再版教材在编写过程中，得到了编者所在单位的大力支持和同事们的热情帮助，从而保证了编写出版工作的顺利进行，在此表示衷心的感谢。由于编者水平和经验所限，书中疏漏之处在所难免，敬请同行与读者批评指正。

编者
2021年5月




第一版前言
本教材是在全国化工高职教学指导委员会制药专业委员会的指导下，根据教育部有关高职高专教材建设的文件精神，以高职高专制药技术类专业学生的培养目标为依据编写的。教材在编写过程中广泛征求了制药企业专家的意见，具有较强的实用性。
近年来，我国制药行业迅猛发展，随着生物和化学合成技术的不断发展，对药物分离与纯化技术提出了更新、更高的要求。药物分离与纯化过程直接关系到药品质量、生产成本和新药品的工业化，因此药物分离与纯化技术越来越受到制药企业的重视。
药物分离与纯化技术涉及内容较多，本教材通过适宜的组合，按大类综合论述，使读者对此类分离纯化技术有一个较全面的了解。在内容的选取上，贯彻理论简明扼要、重点突出的原则，以应用为目的，以必需够用为度，整体上注重各部分内容之间的衔接与配合，减少同层次内容的重复，做到了主线清晰、重点明确，达到了指导读者快速掌握药物分离与纯化基础知识的目的。作为专业课，本书注重理论与实践相结合，增加了各类分离与纯化技术的操作实训内容，达到加强针对性和实用性训练的目的。为了增强学生的动脑、动手能力训练，提高学生分析问题、解决问题的能力，本教材提出了实训目标要求、实训方案设计与能力培养要点，以便各院校教师根据本院校实际情况，自行拟定实训题目进行操作。
《药物分离与纯化技术》课程的主要任务是使学生掌握药品生产中常用分离与纯化技术的基本概念、分离原理，学会分析各种分离技术的影响因素，了解典型设备及应用。本书内容主要包括：分离纯化前的预处理技术，萃取技术（液-液萃取、固-液萃取、双水相萃取、超临界萃取），离子交换技术，膜分离技术，色谱分离技术，结晶技术，干燥技术（热干燥、冷冻干燥）和药物分离与纯化技术过程的分析及设计。为方便学习，每章前有学习目标，每章后有阅读材料和复习思考题。
本教材共九章，由张雪荣主编。第一、三、五、八、九章由张雪荣编写（河北化工医药职业技术学院），第二、七章由杨志远编写（湖南化工职业技术学院），第四章由乔德阳编写（徐州工业职业技术学院），第六章由张雪荣、卢楠编写（河北化工医药职业技术学院）。全书由河北科技大学化学与制药工程学院卢义和教授主审。
本书在编写过程中得到了我们所在单位的大力支持和同事们的热情帮助，三达公司提供了有关资料和图片，给予了极大的支持，并提出宝贵意见，从而保证了编写出版工作的顺利进行，在此表示衷心的感谢。
制药技术类专业是一门比较新兴的专业，可供参考的信息资料较少，加之笔者水平和经验所限，本书难免存在不当之处，敬请广大读者批评指正。

编者
2005年3月




第二版前言
本书第一版作为教育部高职高专规划教材，2005年出版至今已重印多次，得到广大师生、读者的厚爱和同行的肯定。为全面落实国家高等职业教育有关文件的精神，适应学生职业能力培养的要求，我们在本书第一版的基础上进行了修订再版。
高等职业教育以培养生产、建设、管理、服务第一线的高素质技能型专门人才为根本任务。在修订过程中，我们依据专业培养目标要求，从职业岗位所需能力入手，以国家职业标准为准则，通过制药技术类专业生产岗位工作任务分析，确定学习领域的知识、能力和素质等具体要求，使教学内容与实际工作岗位相对应；同时注重理论与实践相结合，不仅在相应的章节中提出实训目标要求、实训方案设计与能力培养要点，还在最后一章增加了典型的药物分离与纯化过程操作实训项目，以加强学生素质和技能训练，提高学生分析问题、解决问题的能力，突出职业教育的针对性和实用性。
本教材编写具体分工为：河北化工医药职业技术学院张雪荣负责编写第一、三、五、八、九章，长沙环境保护职业技术学院杨志远负责编写第二、七章，徐州工业职业技术学院乔德阳负责编写第四章，河北化工医药职业技术学院张雪荣、卢楠负责编写第六章，河北化工医药职业技术学院张雪荣、黄文杰负责编写第十章。全书由张雪荣统一修改定稿，由河北科技大学化学与制药学院卢义和主审。
再版教材在编写过程中，得到了我们所在单位的大力支持和同事们的热情帮助，从而保证了编写出版工作的顺利进行，在此表示衷心感谢。由于笔者水平和经验所限，书中难免有疏漏和不足，敬请同行与读者批评指正。

编者
2010年12月




第三版前言
本书第一版和第二版作为教育部高职高专规划教材，出版至今已重印多次，得到广大师生、读者的厚爱和同行的肯定。为全面落实国家高等职业教育有关文件的精神，适应学生职业能力培养的要求，我们在本书第一版和第二版的基础上进行了修订，并配有PPT课件。
高等职业教育以培养生产、建设、管理、服务第一线的高端技能型人才为根本任务。在修订过程中，我们依据专业培养目标要求，从职业岗位所需能力入手，以国家职业标准为准则，按照“做中学、练中会”的原则，根据药品生产领域的实际岗位（群）及任职要求，参照岗位任职资格标准，以药品生产车间的工作岗位设置及其工作任务和工作过程为依据，模拟在企业里为完成一项工作任务并获得工作成果而设计一个完整的工作程序；按照企业新员工上岗及成长过程进行教学设计（即认识车间、岗位操作、换岗操作、车间工艺技术员），根据岗位工作实际对教学内容进行了重组和优化。通过创造仿真的工作环境，让学生在教师设计的学习环境中进行学习，学生从专业技能、问题分析到现场管理等方面得到全方位的锻炼，突出了工作过程系统化在教学过程中的逻辑主线地位，为学生提供了体验完整工作过程的学习机会。
本教材编写具体分工为：张雪荣负责编写项目1、5、8；杨志远、张雪荣、张之东负责编写项目2；夏俊亭、张雪荣、张之东负责编写项目3；杨志远、张雪荣、黄文杰负责编写项目4；乔德阳、杜会茹、黄文杰负责编写项目6；张雪荣、卢楠、杜会茹负责编写项目7。全书由张雪荣统一修改定稿，由卢义和主审。
再版教材在编写过程中，得到了我们所在单位的大力支持和同事们的热情帮助，从而保证了编写出版工作的顺利进行，在此表示衷心的感谢。由于笔者水平和经验所限，书中难免有不妥之处，敬请同行与读者批评指正。

编者
2015年4月

张雪荣，河北化工医药职业技术学院，教授， 曾在企业工作近十年，从事质量检验、技术管理、新产品开发等工作；现在高职院校任教，担任制药技术类专业的《化工原理》、《化工基础》、《药物分离与纯化技术》、《工业微生物》、《中药制药工艺与设备》、《中药加工、贮藏与养护》等课程的理论和实验教学工作，担任《课程设计》、《生产实习》、《毕业实习》、《毕业设计》等实践课程的教学指导工作。先后承担和参与教科研课题十余项，发表教科研论文十几篇，具备资源回收和综合利用教材编写的必备知识和能力。 

本书按照制药技术类专业毕业生进入岗位工作的职业成长过程规律，创设教学情境；按照由简单到复杂、从单项到综合、先实验室小型仪器后工业化大中型装置进行教学设计。该教材的总体设计思路是：通过能力培养三台阶，即实验能力、岗位能力、工艺能力，实现学生成长三部曲，即学生、岗位操作工、工艺技术员。本书配有PPT课件，可登录www.cipedu.com.cn免费下载。
全书共8个项目、30个任务，项目1认识药物分离与纯化技术，通过各类实例和社会实践来认识其在制药过程中的作用、一般工艺过程，并能分析混合物的来源和特性；项目2至项目6以青霉素类产品的分离纯化生产过程为主线，通过任务驱动，使学生掌握药物分离纯化过程中常用的沉淀、固液分离、膜分离、萃取、结晶、干燥和离子交换技术；项目7柱色谱分离阿司匹林粗品，使学生能够认识和了解新的分离纯化技术；项目8综合训练，学生通过仿真或模拟系统，学会对各类分离与纯化技术的特性进行分析比较，并能探讨药物分离与纯化工艺的影响因素、一般规则及步骤。项目中的知识拓展、阅读材料模块，包含了药物分离纯化的相关技术、发展趋势等内容；项目中的能力拓展模块，不仅强化训练了学生的操作技能，还提高了学生操作方案的设计能力；项目中配套的数字资源，将比较抽象的理论、难以看到的动态过程和比较复杂的操作过程，用微课、动画等数字资源展示，学生通过扫描书中的二维码进行实时观看学习，便于学生理解知识、训练技能。
本书适用于化学制药技术、生化制药技术、生物制药技术等制药技术类专业的高职高专院校作为必修专业课教材，也可作为化工、制药、生物等相关行业的职业培训教材，也可供生物工程、精细化工等相关专业学生和从事生产、开发等有关技术人员参考。

项目1药物分离与纯化技术概述1
任务1.1回顾药品制备工艺实例1
任务1.2认识药物分离与纯化技术2
一、分离与纯化技术在制药过程中的作用2
二、分离与纯化技术基本原理3
三、药物分离与纯化的一般工艺过程4
任务1.3感知药物分离与纯化生产岗位5
一、青霉素生产工艺与岗位设置5
二、参观调研8
【知识拓展】药物分离与纯化技术的发展9
一、传统分离技术的提高和完善9
二、新型分离与纯化技术的研究和开发9
【阅读材料】药物分离与纯化前的准备工作10

项目2青霉素发酵液的预处理12
任务2.1明确预处理任务并认识青霉素发酵液12
一、明确预处理任务12
二、认识青霉素发酵液13
三、青霉素滤液制备的生产要求14
任务2.2搜集预处理相关知识和技术资料14
一、除蛋白质的方法14
二、凝聚和絮凝17
三、固液分离19
四、膜分离21
任务2.3企业真空转鼓过滤器操作规程及解读32
一、真空转鼓过滤器操作规程32
二、真空转鼓过滤器操作规程解读33
三、真空转鼓标准操作程序34
任务2.4企业膜操作规程及解读35
一、膜操作规程35
二、膜操作规程解读37
【知识拓展】38
一、生物制药中的细胞破碎38
二、纳滤技术40
三、膜蒸馏技术42
【能力拓展】43
一、预处理技术应用实例与方案设计43
二、膜分离操作方案设计44
【阅读材料】药品生产验证45

项目3青霉素钾盐的酸化萃取48
任务3.1明确萃取任务并认识青霉素滤液48
一、明确萃取任务48
二、认识青霉素滤液48
三、青霉素萃取液制备的生产要求49
任务3.2搜集萃取相关知识和技术资料50
一、液-液萃取体系50
二、液-液萃取过程的理论基础51
三、萃取过程在三角形相图上的表示55
四、液-液萃取工艺过程和基本计算56
五、液-液萃取过程问题分析及处理63
六、液-液萃取设备66
任务3.3企业液-液萃取操作规程及解读69
一、企业青霉素萃取操作规程69
二、企业萃取操作规程解读72
任务3.4液-液萃取技术应用实例与方案设计73
任务3.5乳化与破乳75
【知识拓展】77
一、浸取技术77
二、双水相萃取83
三、超临界流体萃取85
【阅读材料】相图的测定89

项目4青霉素钾盐的结晶91
任务4.1熟悉结晶装置工艺流程91
一、真空蒸发结晶工艺装置91
二、真空蒸发结晶制备阿司匹林湿晶体操作规程91
三、冷却结晶工艺装置93
四、冷却结晶制备阿司匹林湿晶体操作规程93
任务4.2搜集结晶相关知识和技术资料94
一、结晶基本理论95
二、结晶工艺过程99
三、结晶操作及设备105
任务4.3企业生产操作规程及解读112
一、青霉素钾工业盐共沸结晶操作规程112
二、青霉素钾工业盐共沸结晶操作规程解读115
任务4.4青霉素钾盐的酸化萃取与共沸结晶115
【知识拓展】结晶新技术117
【能力拓展】117
一、真空蒸发结晶制备阿司匹林湿晶体117
二、冷却结晶制备阿司匹林湿晶体118
三、结晶技术应用实例与方案设计119

项目5双锥真空干燥青霉素钾工业盐湿晶体121
任务5.1熟悉双锥真空干燥装置工艺流程121
一、双锥真空干燥工艺装置121
二、双锥真空干燥操作规程121
任务5.2搜集干燥相关知识和技术资料122
一、干燥基本知识123
二、热干燥工艺过程124
三、热干燥过程分析125
四、热干燥设备126
任务5.3企业生产操作规程及解读128
一、双锥真空干燥青霉素钾工业盐湿晶体操作规程128
二、双锥真空干燥操作规程解读129
三、双锥真空干燥标准操作规程(SOP)及解读129
任务5.4双锥真空干燥青霉素钾工业盐湿晶体130
【知识拓展】冷冻干燥技术131
一、冷冻干燥基本原理131
二、冷冻干燥工艺过程132
三、冷冻干燥过程分析133
四、冷冻干燥设备134
【能力拓展】干燥方案设计136
【阅读材料】干燥造粒技术137

项目6离子交换法进行青霉素钾盐-钠盐的转化138
任务6.1熟悉现场离子交换装置工艺流程138
一、离子交换工艺装置138
二、离子交换法制备纯水操作规程139
任务6.2搜集离子交换相关知识和技术资料140
一、离子交换过程理论基础141
二、离子交换树脂144
三、离子交换工艺过程与设备149
任务6.3企业生产操作规程及解读156
一、离子交换法生产青霉素钠盐操作规程156
二、离子交换法生产青霉素钠盐操作规程解读159
三、离子交换法生产青霉素钠盐标准操作规程(SOP)160
任务6.4离子交换法进行青霉素钾盐-钠盐的转化162
【知识拓展】离子交换技术的应用与发展164
一、离子交换技术的应用164
二、离子交换技术的发展166
【能力扩展】169
一、离子交换法制备纯净水169
二、离子交换技术应用实例与方案设计170
【阅读材料】离子交换树脂的处理及主要性能测定172

项目7柱色谱分离阿司匹林粗品176
任务7.1搜集色谱分离相关知识和技术资料176
一、色谱分离理论基础177
二、各种色谱分离的基本原理182
任务7.2方案设计与讨论185
一、色谱分离操作过程185
二、色谱分离方案设计与讨论190
任务7.3柱色谱分离阿司匹林粗品190
【知识拓展】典型制备色谱简介192
一、模拟移动床色谱192
二、高压液相色谱192
【阅读材料】色谱法的产生及发展193

项目8综合训练195
任务8.1搜集相关知识和技术资料195
一、药物分离与纯化技术过程的分析与比较195
二、药物分离与纯化过程的设计197
三、药物分离与纯化技术案例分析——青霉素的分离纯化工艺分析200
任务8.2青霉素提取精制仿真操作实训（选作）201
一、绘制青霉素提取精制仿真工艺流程图201
二、分析解读青霉素提取精制仿真工艺流程204
三、青霉素提取精制岗位仿真操作205
任务8.3青霉素提取精制模拟操作实训（选作）206
一、绘制青霉素模拟提取精制各岗位平面布置图206
二、分析解读青霉素模拟提取精制工艺流程213
三、青霉素提取精制各岗位模拟操作213

参考文献214