活性炭添加量
添加量是影响活性炭液相吸附性能的一个重要因素。增大活性炭的添加量。有助于增加吸附活性位。提高吸附效果,但是也会增加吸附过程中的吸附阻力。因此,要确定合理的添加量,大限度地发挥活性炭的吸附性能,达到理想的吸附效果。
佳添加量可以通过实验研究确定,但实践证明,生产过程中的实际使用量通常比实验室获得的添加量要少,原因尚不明确,需要进一步研究。因此,对于活性炭添加量的确定,通常是根据实践经验来确定。由于每次使用的工况不一样,且每批活性炭的性能也不同,这就需要构建一个实验研究和实践使用之间的比例关系,同时辅以操作者的成熟经验。一般来说,在添加炭样5~10min 后进行取样观察,判断是否正确[9])。
二、时间
脱色或精制所需的时间,受许多因素影响,如炭的粒度、炭的用量、液体温度和黏度等,一般需要10~60min(10,11]。炭越细或用炭量越多则时间越短,当液体黏度大或用炭量很少时则时间就长些。对给定的色素和给定的活性炭种类,在同一条件下,随着时间的延长,单位质量的活性炭对色素的吸附变化并不大。表5-1为三种色素在溶液的平衡浓度为0.1mmol/L时,在25℃时,活性炭对色素的吸附量随时间变化的情况。
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活性炭在制药工业中的应用
活性炭在制药业的应用相当广泛,无论是化学合成药、生物制剂、维生素、激素还是针剂、大输液等都可找到它的存在,而且活性炭还渗透到医疗制品或直接用于医疗药品[12.13]。
化学合成药典型的例子是乙酰胺基苯酚(商品药名扑热息痛),这种药在我国产量很大,每年要消耗几千吨粉状活性炭。合成扑热息痛是从对硝基苯酚开始,经还原成对氨基苯酚,以乙酸酰化成乙酸氨基苯酚。合成生成的扑热息痛粗品是暗灰色的,再溶于水经活性炭脱色后重结晶。脱色时要加粗品质量5%~10%的活性炭,大多数液相脱色时活性炭加量一般都不超过3%。
化学合成药的种类很多,脱色功能也不尽相同。有的是合成终产物的粗品精制,有的是合成原料单体的精制,活性炭的使用条件都应根据实际情况在实验室确定。有的脱色对象其有效成分价格昂贵,更应考虑有效成分被炭吸附带走,因此,炭的选择更显重要,因为质优适用的炭可减少投炭量,这样不但降低精制成本,更可减少有效成分因吸留而流失。
活性炭制造与应用技术
维生素 E
维生素E,是一种脂溶性维生素,溶于脂肪和乙醇等有机溶剂中,能够改善血液循环、促进性激素分泌。维生素E存在于芝麻油中,在用活性炭对芝麻油进行脱色处理的时候,会吸附部分维生素E。采用活性炭处理芝麻油时,维生素E的损失小,损失量约为5%。
维生素 G
维生素G,又叫核黄素,是体内黄酶类辅基的组成部分,缺乏时会影响机体生物氧化和新陈代谢。应用吸附剂从乳清中制备维生素G的浓缩物。乳清中的维生素,先在低温下用白土吸附,然后用热水洗涤出来,洗涤液中的维生素用活性炭吸附聚集,然后用乙醇-苯混合液解吸,之后蒸去乙醇和苯而得到维生素G。
维生素 H
维生素H,是水溶性的维生素,是脂肪和蛋白质正常代谢不可缺少的物质,维持人体生长、发育和健康,利用活性炭从米糠中获得增浓60~90倍的维生素 H(后来证明其为维生素B6和维生素B5的混合物)。这个过程之所以获得成功,是依赖于预先的几个步骤。经酸化的米糠提取液用白土来吸附维生素 B,滤液经中和后加以蒸干,进而用无水乙醇来萃取此固体干物质,萃取物利用水稀释后使用活性炭来吸附其中的维生素H。后再用正丁醇或其他适当的溶剂将活性炭上的维生素H洗涤出来。
抗生素
青霉素是抗生素的一种,具有抗菌杀菌的作用。早期提取青霉素的方法主要是采用活性炭吸附,然后使用有机溶剂洗提。将青霉素菌种接种在灭菌的适当肉汁培养基内,在无菌条件下经70~80h的发酵,当发酵完成后将肉汁过滤,此肉汁中含青霉素百万分之三十左右,冷却到可操作的低温度,以防止青霉素被破坏。然后加入足量的活性炭来吸附青霉素。此混合料搅拌10min后过滤,炭滤饼用适当的溶剂洗涤青霉素。洗涤时,应先将炭滤饼从滤机上取下,然后与溶剂混合搅拌20min过滤,这样效果好些。可用真空蒸馏法将丙酮分离,所得之青霉素浓缩液冷却至0℃并酸化至pH=2,再溶于某些有机溶剂中,例如乙酸乙酯、醇、醚、戊酸乙酯、环己烷、三氯甲烷等。将含有青霉素的有机溶剂与稀碳酸氢钠溶液混合,形成的青霉素钠盐溶于水相,经与有机溶剂分离后,在冷冻和高真空下去水。活性炭也用于青霉素生产中的过滤环节。
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