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第2章 非均相物系的分离
非均相物系指物系内部存在相界面,且界面两侧物质的性质有差异,比如悬浮液、乳状液、含尘气体等。在非均相混合物中,处于分散状态的物质称为分散相或分散物质,如分散在流体中的固体颗粒、液滴或气泡;包围着分散相处于连续状态的物质称为连续相或连续介质,如含尘气中的气体,颗粒悬浮液中的液体。
药物研究和生产中常遇到的非均相混合物分离问题,主要包括:
①分离含有固体颗粒的悬浮液:如动植物性药材浸取后的药液与固体药源需要分离;生物制药过程中发酵液的提取需要固液分离;药品精制过程中采用盐析法,有机溶剂沉淀法,还有结晶等操作后都需要把固体颗粒与原液进行分离,如血液制品行业分离人血白蛋白普遍采用的乙醇沉淀法,中药口服液以及其他制剂的制备过程中广泛采用的醇沉或水沉工艺。
②从含有粉尘的气体中分离出粉尘:如固体粉剂或者颗粒药剂的生产过程中存在从气流中回收药剂;药品生产洁净厂房会涉及空气净化等。
要实现上述非均相混合物的分离,就要找到分离物系中物质之间的差异。过滤和沉降是最常规的流固分离方法。过滤是利用流固之间粒度不同,流体可以通过过滤介质而固体颗粒被截留从而实现的流固分离操作。沉降是借助场力(重力场或惯性离心力场),利用流体与固体之间的密度差,因两者受到场力不同产生相对运动,从而实现固体颗粒与流体的分离。沉降分离根据场力不同有重力沉降和离心沉降。
本章重点介绍针对流固系统分离的重力沉降、离心沉降分离和过滤过程操作原理,过程特征和设备。