用以制药工业中有机溶剂脱水的膜有哪些
制药工业中有机溶剂经过脱水,可以循环使用,经济效益显著,对环境保护来说也有重要意义。
膜主要分为有机膜、无机膜和有机无机杂化膜。其中有机膜在有机溶剂中会降解,不适用。无机膜不耐酸、盐及液体,在有机溶剂脱水场合仅在乙醇脱水中有应用,但由于VP模式需消耗大量热量,不节能。而荷兰研发的一种有机无机杂化膜应用于有机溶剂脱水具有耐酸、耐盐,液体状态进料,节能效果显著,脱水率高,寿命长的优点,用户评价好。
原理是:酒精可以置换组织内的水。
乙醇是一种很好的溶剂,能溶解许多物质,所以常用乙醇来溶解植物色素或其中的药用成分;也常用乙醇作为反应的溶剂,使参加反应的有机物和无机物均能溶解,增大接触面积,提高反应速率。
扩展资料:
酒精水溶液中纯酒精的含量就是其浓度,我国是以容量(体积)百分数进行酒精水溶液的浓度计算的。如平常说的五十度酒是指在20℃时100体积酒精溶液中含有50体积纯酒精。
乙醇的用途很广,可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等,在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。
参考资料来源:百度百科--乙醇
乙醇是一种无色透明液体,比重小于水,易燃烧,能与水和有机溶剂任意混合。在一定浓度的水溶液中,乙醇可以渗透到细菌的体内,造成细菌蛋白质凝固变性,使细菌失去活力,从而杀灭细菌。据测定,乙醇的最适宜杀菌浓度在76.5%-81.2%(按体积百分比计算,即溶液中乙醇体积占总体积的百分比),医学上用于消毒的乙醇浓度为75%或70%。
乙醇浓度过高是不能有效杀灭细菌的。这是因为:细菌的体表面有一层包膜,其主要成分也是蛋白质。如果乙醇浓度过高造成蛋白质脱水凝固的作用过强,当其与细菌接触时,可以迅速导致细菌包膜上蛋白质凝固变性。在细菌的表面形成一层阻止乙醇向菌体内继续渗透的保护层,细菌体内的蛋白质并不与乙醇直接接触,导致活力不会消失,乙醇就起不到杀菌的作用。所以乙醇的杀菌浓度是有一定范围的并不是随浓度升高呈简单的线性关系。
另外,即使是有效浓度的乙醇,也只是杀灭细菌,并不能杀死芽孢和病毒。手术前,皮肤消毒时常先用效果更好的碘酒涂抹皮肤,再用乙醇脱碘避免碘酒对人体的刺激,以达到更好的杀菌效果。
乙醇在临床上还有很多用途,不同浓度的乙醇可以有不同的用处,例如:20%-30%的乙醇常用于退烧;40%-50%的乙醇用于长期卧床病人擦拭经常受压的部位,目的是改善局部的血液循环避免褥疮的发生;70%-80%的乙醇用于皮肤消毒,例如75%的酒精在常温(25℃)下,一分钟内可以杀死大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、白色念球菌、铜绿假单胞菌等;90%以上的高浓度乙醇和无水乙醇用于器械消毒。这些不同浓度的乙醇中只有70%-80%浓度范围有杀菌作用。乙醇还可以用于食用,如酒。因为它能作为良好的有机溶剂,所以中医用它来送服某些中药,以溶解中药中大部分有机成分。所以,“医用”乙醇并非都是用于消毒。
可见乙醇并不是浓度越高杀菌作用就越强,是有一定范,而浓度过高或过低都没有杀菌作用。
乙醇脱水的反应在不同温度条件下生成的产物也不同。通过我们日常学习的化学知识,可以知道乙醇脱水会生成乙烯和乙醚,而这个反应是一个吸热的分子数不变的可逆反应。提高反应温度或者是降低反应压力,都能提高反应的转化率。
通过对乙醇脱水实验的研究,人们发现反映产物随着温度的不同可以产生两种不同的物质,乙烯和乙醚温度越高越容易生成乙烯,与之相反的是温度越低越容易生成乙醚。其根本原因是乙醇中羟基的氢氧键能较小,羟基中的氢原子容易脱去,而温度高了氢氧键才能断开,和碳氢机生成乙烯。分解反应是吸热反应,而乙醇脱水制成乙烯的反应是分解反应,所以乙醇脱水制作乙烯的反应是吸热反应。
关于乙醇的脱水反应有两种,一种是分子内脱水生成乙烯,而另一种是分子间脱水生成乙醚,所以我们可以得出在较高温度下,乙酸分子发生分子内的脱水生成乙烯,而在较低温度下生成乙醇。
乙烯是一种可以催熟的植物激素,如果外用乙烯可以使没有成熟的果实在内部形成内源乙烯,加强了气体交换,还有植物成熟的一系列变化,这就是人工催熟的理论依据,这也是乙烯在生产生活应用方面中积极的一面,但如果在储存过程中处理不好,就容易使果实的寿命降低,容易腐烂生病。乙烯也是合成纤维,合成橡胶等等合成化工品的基本原料,也可以用来制作许多化学用品,也是世界上用量最大的化学用品之一。是石油化工产业的核心。而乙醚主要用来油类燃料,树脂,消化纤维香料等非常多化工用品的优良溶剂,也可以用作去污清洁剂。可以用来做无烟炸药,在医学上多作为麻醉剂使用。
那种滤膜都可以应用,不限,但是要用亲水系的;
1. 尼龙膜(Nylon)
特点: 耐温性能良好,可耐121℃饱和蒸汽热压消毒30min,最高工作温度60℃,化学稳定良好,能耐受稀酸、稀碱、醇类、酯类、油类、碳氢化合物、卤代烃及有机氧化物等多种有机和无机化合物。
用途:电子、微电子、半导体工业水过滤、组织培养基过滤。 药液过滤、饮料过滤、高纯化学制品过滤。 水溶液和有机流动相的过滤的过滤。
2.聚偏氟乙烯膜(PVDF)
特点:膜机械强度高、抗张强度高,具有良好的耐热性和化学稳定性,蛋白吸附率低;具有较强的负静电性及疏水性;具有疏水和亲水两种形式。但不能耐受丙酮,DMSO,THF,DMF,二氯甲烷,氯仿等。
用途:疏水性聚偏氟乙烯膜主要应用于气体及蒸汽过滤、高温液体的过滤
亲水性聚偏氟乙烯膜主要应用于组织培养基、添加剂等除菌过滤溶剂和化学原料的净化过滤,试剂的无菌处理,高温液体的过滤等。
3.混合纤维素酯
特点:孔径比较均匀,孔隙率高,无介质脱落,质地薄,阻力小,滤速快,吸附极小,使用价格成本低,但不耐有机溶液和强酸、强碱溶液。
用途:医药工业需热压灭菌的水针剂,大输液滤除微粒。
对热敏性药物(胰岛素ATP、辅酶A等生化制剂)的除菌,用0.45微米的滤膜(或0.2)
溶液中微粒及油类不溶物的分析测定,及水质污染指数测定。
应用于体细胞杂交和线粒互补预测杂种优势研究等科研部门。
4.聚丙烯
特点: 无任何粘接剂,化学性能稳定,柔韧,不易破损,耐高温,能经受高压灭菌。无毒无味,耐酸碱。
用途: 适用于制作各种粗、精滤器,折叠式滤芯。
适用于饮料、医药等行业的板框压滤机滤膜。
适用于反渗透膜,超滤膜的支撑及预处理。
聚丙烯膜无毒性,可在医药、化工、食品、饮料等领域广泛应用;具疏水性,对气体过滤尤佳。
5.聚醚砜(PES)
特点:醚砜材质的微孔滤膜,属于亲水性滤膜,具有高流率、低溶出物、良好的强度的特点,不吸附蛋白和提取物,对样品五污染。
用途:低蛋白质吸附及高药物相容性,专为生化、检验、制药以及除菌过滤装置而设计。
6.聚四氟乙烯(PTFE)
特点:最广泛的化学兼容性,能耐受DMSO,THF,DMF,二氯甲烷,氯仿等强溶剂。
应用:所有有机溶液的过滤,特别是其它滤膜不能耐受的强溶剂的过滤。
酒精能够吸收细菌蛋白的水分,使其脱水变性凝固,从而达到杀灭细菌的目的。
如果使用高浓度酒精,对细菌蛋白脱水过于迅速,使细菌表面蛋白质首先变性凝固,形成了一层坚固的包膜,酒精反而不能很好地渗入细菌内部,以致影响其杀菌能力。
75%的酒精与细菌的渗透压相近,可以在细菌表面蛋白未变性前逐渐不断地向菌体内部渗入,使细菌所有蛋白脱水、变性凝固,最终杀死细菌.
酒精浓度低于75%时,由于渗透性降低,也会影响杀菌能力。
也就是说,酒精杀菌消毒能力的强弱与其浓度大小有直接的关系,过高或过低都不行,效果最好的是75%。
有机物是有机化合物的简称,所有的有机物都含有碳元素。但是并非所有含碳的化合物都是有机化合物,比如CO,CO2。除了碳元素外有机物还可能含有其他几种元素。如H、N、S等。虽然组成有机物的元素就那么几种(碳最重要),但到现在人类却已经发现了超过3000万种有机物。而它们的特性更是千变万化。因此,有机化学是化学中一个相当重要的研究范畴。
简介
乙醇:酒类所含的能使人沉醉的物质,医药上用来消毒
中文名称: 乙醇 酒精
英文名称: ethyl alcohol ethanol
乙醇的结构
乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成,可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物,也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。
1.分子式:C2H5OH
2.分子量: 46.07
3.分子结构: C、O原子均以sp3杂化轨道成键、极性分子。
4.结构简式:CH3CH2OH或C2H5OH
乙醇的物理性质
无色、透明,具有特殊香味的液体(易挥发),密度比水小,能跟水以任意比互溶(一般不能做萃取剂)。是一种重要的溶剂,能溶解多种有机物和无机物。
外观与性状: 无色液体,有酒香。
熔点(℃): -114.1
沸点(℃): 78.3
相对密度(水=1): 0.79
相对蒸气密度(空气=1): 1.59
饱和蒸气压(kPa): 5.33(19℃)
燃烧热(kJ/mol): 1365.5
临界温度(℃): 243.1
临界压力(MPa): 6.38
辛醇/水分配系数的对数值: 0.32
闪点(℃): 12
引燃温度(℃): 363
爆炸上限%(V/V): 19.0
爆炸下限%(V/V): 3.3
溶解性: 与水混溶,可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。
乙醇的化学性质
1.与金属反应
2CH3CH2OH + 2Na==2CH3CH2ONa + H2
结论:
(1)乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。
(2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。
2.与氢卤酸反应
C2H5OH + HBr==C2H5Br + H2O
C2H5OH + HX==C2H5X + H2O
注意:通常用溴化钠和硫酸的混合物与乙醇加热进行该反应。故常有红棕色气体产生。
3.氧化反应
(1)燃烧:发出淡蓝色火焰,放出大量的热
CH3CH2OH+O2==2CO2+3H2OC2H5OH+3O2=2CO2+3H2O
(2)催化氧化:在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行。
2CH3CH2OH+O2==2CH3CHO+2H2O 工业制乙醛
C2H5OH+CuO==CH3CHO+Cu+H2O
即催化氧化的实质(用Cu作催化剂)
4.消去反应
(1)分子内消去制乙烯(170℃浓硫酸)
C2H5OH == C2H4+H2O
(2)分子间消去制乙醚
C2H5OH + HOC2H5 == C2H5OC2H5 + H2O (乙醚简介)(140℃ 浓硫酸)(此为取代反应)
乙醇的用途
1.燃料
2.有机溶剂
3.化工原料
4.饮料
5.医用消毒剂
6.本品可渗入细菌体内,在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。最适宜的杀菌浓度为75%,因为在浓度为75%的情况下,乙醇与细菌内胞液等渗,利于分布均匀杀菌,而在高浓度时(如95%),由于乙醇使细菌表面迅速脱水,会形成一层保护膜,不利于完全杀菌。因不能杀灭芽孢和病毒,故不能直接用于手术器械的消毒。50%稀醇可用于预防褥瘊,25%~30%稀醇可擦浴,用于高烧病人,使体温下降。
乙醇的工业制法
1.发酵法
2.乙烯水化法
CH2═CH2 + H—OH==C2H5OH
危险性
健康危害: 本品为中枢神经系统抑制剂。首先引起兴奋,随后抑制。急性中毒:急性中毒多发生于口服。一般可分为兴奋、催眠、麻醉、窒息四阶段。患者进入第三或第四阶段,出现意识丧失、瞳孔扩大、呼吸不规律、休克、心力循环衰竭及呼吸停止。慢性影响:在生产中长期接触高浓度本品可引起鼻、眼、粘膜刺激症状,以及头痛、头晕、疲乏、易激动、震颤、恶心等。长期酗洒可引起多发性神经病、慢性胃炎、脂肪肝、肝硬化、心肌损害及器质性精神病等。皮肤长期接触可引起干燥、脱屑、皲裂和皮炎。
燃爆危险: 本品易燃,具刺激性。
危险特性: 易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇火源会着火回燃。
吸收与代谢
乙醇的吸收:
饮酒后,乙醇很快通过胃和小肠的毛细血管进入血液。一般情况下,饮酒者血液中乙醇的浓度(blood alcohol concentration,BAC)在30~45分钟内将达到最大值,随后逐渐降低。当BAC超过1000mg/L时,将可能引起明显的乙醇中毒。摄入体内的乙醇除少量未被代谢而通过呼吸和尿液直接排出外,大部分乙醇需被氧化分解。
乙醇的代谢:
在乙醇的代谢过程中乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)起着至关重要的作用,它主要分布在肝脏,在胃肠道及其他组织中也有少量分布。乙醇通过血液流到肝脏后,首先被ADH氧化为乙醛,然后在其他酶的作用下,乙醛迅速转化为乙酸,并最终被分解为CO2和H2O。在肝脏中乙醇还能被CYP2E1酶分解代谢。乙醇代谢的速率主要取决于体内酶的含量,其具有较大的个体差异,并与遗传有关。
副作用
大量误服酒精可引起中枢神经系统抑制,麻痹呼吸中枢及心脏,使血管扩张,最后引起呼吸衰竭和循环衰竭。
酒精不可与镇静药、催眠药及安定药等同服,以防中枢神经系统过度抑制。
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在实验室中,乙醇脱水是制备纯净乙烯的最简单方法。常用的催化剂有:
浓硫酸 液相反应,反应温度约170℃。
三氧化二铝 气-固相反应,反应温度约360℃。
乙醇可以在浓硫酸和高温的催化发生脱水反应,随着温度的不同生成物也不同.
如果温度在140℃左右生成物是乙醚
CH3CH2-OH + HO-CH2CH3 → CH3CH2OCH2CH3 + H2O
如果温度在170℃左右,生成物为乙烯
CH2HCH2OH →CH2=CH2 + H2O