生物制药工艺复习资料

2024-05-29

生物制药工艺复习资料(共8篇)

生物制药工艺复习资料 篇1

生物制药技术复习资料

一、生物药物生产原料选择的主要原则。生物药物的特性及种类。

主要原则:有效成分含量高,原料新鲜;来源丰富,易得;原料产地较近;杂技含量少;原料成本低;易提取。特性:(1)药理学特性:治疗的针对性强;药理学活性高;毒副作用小,营养价值高;生理副作用常有发生。(2)生产、制备中的特殊性:原料中的有效物质含量低;稳定性差;易腐败;注射用药有特殊要求。(3)检验上的特殊性:要有理化检验指标,和生物活性检验指标。分类:

按药物化学本质和化学特性分类:(1)氨基酸及基衍生物类(2)多肽和蛋白质类(3)酶和辅酶类(4)核酸及基降解物和衍生物类(5)糖类(6)脂类(7)细胞生长因子类(8)生物制品类(9)小动物制剂(10)动物器官或组织制剂

按原料来源分类:(1)人体组织(2)动物组织(3)植物组织(4)微生物(5)海洋生物来源的药物

按生理功能和用途分类:(1)治疗药物(2)预防药物(3)诊断药物(4)其他

二、生物药物提取分离制备方法的工艺过程。在对生物药物进行提取操作时,选择提取试剂需注意的问题。

工艺流程:

1、生物药物原料的选择、预处理与保存

2、生物药物的提取:(1)生物组织与细胞破碎:磨切法,压力法,反复冻融法,超声波震荡破碎法,自溶法,酶溶法(2)选择合适的溶剂进行提取

3、生物药物的分享纯化:(1)蛋白质类药物的分享纯化:沉淀法,亲和层析法,疏水层析法(2)核酸类药物的分离纯化:提取法,发酵法(3)糖类:沉淀法,离子交换层析法(4)脂类:沉淀法,吸附层析法,离子交换层析法(5)氨基酸类:沉淀法,吸附法,离子交换法

试剂的选择:

1、对所需要提取的活性成分溶出度较高,对杂技较低。

2、不破坏活性成分。

3、利于后续预处理。

4、对环境影响较小,有利于回收和处理。

5、对设备要求不高。

6、成本较低。

7、对人体无害

三、基因工程制药的主要工艺过程

获得目的基因,组建重组质粒,构建基因工程菌(或细胞),培养工程菌,产物的分离纯化,质量控制,产品检验包装

四、目的基因及其获取方法和要求,构建cDNA文库法分离目的基因主要步骤。

获取方法:构建基因文库法,构建cDNA文库法,DNA的化学合成法,PCR法,反转录法 要求:不含多余干扰成分,纯度高,片段大小适合重组操作

主要步骤:选择分享表达目的基因的组织或细胞,制备总体RNA和mRNA-cDNA第一链和第二链的酶促合成和分级分离,与各种接头连接并克隆到载体,包装及转染宿主菌,在培养基上生长繁殖成重组菌落或噬菌斑,筛选出含有目的基因的克隆,cDNA文库的质量检测及保存

五、基因工程菌的培养方式,连续式发酵对基因工程产品大规模生产的优势。影响基因工程菌发酵的主要因素有哪些?如何进行基因工程菌发酵条件的研究。

培养方式:分批培养,补料分批培养,连续培养,透析培养,固定化培养

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连续培养优势:

1、可为微生物提供恒定的生长环境,控制其比生长速率,2、可实现将工程菌的生长阶段和基因表达阶段分开进行两阶段连续培养,并可通过优化速率水平,稀释率和比生长速率这三个参数,保证在第一阶段培养时质粒稳定,在第二阶段获得最高表达水平或最大产率。

影响基因工程菌发酵的主要因素:

1、培养基的影响。

2、接种量的影响。

3、温度的影响。

4、溶解氧的影响。

5、诱导时机的影响。

6、诱导表达程序的影响。

7、pH的影响

研究内容:

1、选择宿主菌:研究不同宿主菌对外源基因表达的影响

2、基因工程菌的生长曲线测定3发酵条件对外源基因表达的影响

4、重组质粒稳定性研究

六、以包涵体表达形式的基因工程药物的分离纯化过程和方法,分离纯化出具有活性的蛋白质的一般步骤及其操作要点。如何进行分离纯化的研究。过程方法及操作要点:

1、菌体细胞的收集与破碎(既要使菌体破碎率尽可能高,又要保持包涵体的完整性)

2、包涵体的分离,洗涤与溶解(通过离心法使包涵体与上清液中的碎片及杂质蛋白分开。包涵体的洗涤基本原则:杂质去除率尽可能高而不溶解包涵体中的目的蛋白。溶解包涵体的试剂选择基本原则:(1)对目的蛋白的溶解性强,选择性好,(2)保护蛋白质的生物活性(3)安全性(4)适合后续各种纯化操作(5)价廉)

3、变性蛋白的纯化(对包涵体抽提物采用柱层析、凝胶过滤、离子交换层析和HPLC等方法进一步分离纯化)

4、蛋白质的复性(恢复可溶性和生物活性,就考虑影响因素:蛋白质尝试,杂质含量,重折叠速度,氧化还原剂用量和比例,重折叠配体的掺入,温度,pH和离子强度等)分离纯化研究:

1、破菌研究:破菌方法及其条件研究,镜检评价其破碎效果,原则是使菌体破碎率尽可能高,又要保持包涵体的完整性

2、包涵体的分离和洗涤研究:(1)分离包涵体时的离心力和时间的考察,(2)洗涤剂及其他浓度,用量研究(3)洗涤时间和温度研究

3、目的蛋白的变性(抽提)研究:(1)变性剂及其浓度、用量的研究(2)变性操作时间和温度研究(3)变性操作后的固液分离研究。

4、变性蛋白的纯化研究:对包涵体抽提物可采取柱层析,凝胶过滤,离子交换层析和HPLC等方法进一步分离纯化。

5、变性蛋白的复必研究:考察比较不同复性方法对目的蛋白复性效果的影响。

6、目的蛋白的高度纯化研究:对经复性后得到的目的蛋白进行进一步高度纯化,以满足不同的需要。

七、基因工程药物质量控制的必要性及其质控要点,基因工程药物最终产品的质量控制特点及要点。必要性:

1、它是利用获得细胞作为表达系统来制备产品,所获得的蛋白质往往分子量较大,并且具复杂的表达结构

2、许多基因工程药物都是参与人休一些生理功能精密的蛋白质,在极微量的差别的情况下产生显著效应

3、宿主细胞中表达的外源基因在翻译,转录及工艺放大的过程中会产生变化、质控要点:

1、原料的质量控制。

2、生产的质量控制。

3、最终产品的质量控制

质控特点:任何单一的分析方法都无法满足对该类产品的检测要求,它需要综合生物化学,2 / 5

免疫学,微生物学,细胞生物学和分子生物学等多门学科的理论和技术,才能切实保证基因工程产品的安全有效。

八、目的基因高效率表达的方式,全面提高目的基因表达水平的措施和方法。表达方式:

1、目的基因的不溶性高效表达:包涵体形式。

2、目的基因的可溶性高效表达:直接得到有生物活性的目的蛋白;

3、目的基因的高效分泌表达: 措施:

提高目的基因表达水平的措施(上游阶段)1.对基因工程宿主菌进行改造。2.选择能高密度表达的宿主菌。3.选择能提高目的蛋白表达质量的宿主菌

提高目的基因表达水平的措施(下游阶段)1.提高工程菌的质粒稳定性。2.对重组菌进行高密度培养。3.减少乙酸等抑制性副产物的形成。4.选择能提高目的蛋白表达质量的方法

九、酶工程制药的主要内容

1、药用酶的生产:发酵生产,分离纯化,分子修饰

2、酶法制药:酶催化反应、固定化、非水相催化

十、酶法制药研究中涉及到的研究项目及内容

1、原料的选择及反应的研究。

2、酶或酶系的选择研究。

3、酶催化反应最佳工艺条件研究。

4、产物的分离纯化研究

十一、植物细胞的生理特性,植物细胞培养的基本流程和技术。生理特性:

1、比微生物细胞大得多;

2、具有群体生长特性,单细胞难以生长,繁殖;

3、对剪切力敏感,抗张力强度大,抗剪切力小;

4、生长速度慢,操作周期长;

5、容易结成细胞团;

6、大多植物细胞的生长及次级代谢物的生产都要求一定的光照和时间,且不同波长的光具有不同的效果

基本流程:

1、外植体的获得及预处理;

2、获得悬浮细胞株

3、悬浮细胞株筛选

4、植物细胞的扩大培养;

5、大规模培养 基本技术:

1、植物细胞的获得技术;

2、植物细胞的选育与改良技术;

3、植物细胞培养技术;

4、植物细胞培养次级代谢产物技术;

5、植物细胞培养生物转化技术

十二、植物细胞获取的主要方法及其操作过程

主要方法:从外植体直接分离,组织诱导获取,原生质体再生 操作过程:

1、外植体的选择与预处理

2、直接分离:(1)机械捣碎法:先将外植体轻轻捣碎,然后通过过滤和离心分离细胞(2)酶解法:利用果胶酶,纤维素酶等处理,分离出具有代谢活性的细胞

3、愈伤组织诱导法:(1)诱导培养基的制备(2)外植体植入诱导培养基中培养生成愈伤组织(3)愈伤组织继代培养

十三、植物细胞培养中提高植物次生代谢物生产的途径。

1、添加诱导因子;

2、前体饲喂:在植物细胞培养中加入次生代谢物合成的前体物质;

3、两相法培养;

4、培养条件的控制;

5、在培养基中添加代谢产物合成抵制剂;

6、其他,如选育高产细胞株,二步法培养,新型生物反应器等

十四、植物细胞培养制药的培养方法。愈伤组织培养的基本过程和操作

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培养方法:

按培养对象分:愈伤组织培养,原生质体培养,小细胞团培养 按培养基类型分:固体培养,液体培养

按培养方式:悬浮细胞培养,固定化细胞培养 基本操作和过程:

1、愈伤组织培养基的配制;

2、愈伤组织的选择;

3、接种;

4、培养

十五、植物细胞培养次级代谢物生产的基本工艺过程,如何对植物细胞培养次级代谢物生产制药及植物细胞培养生物转化制药进行研究 工艺过程:

1、外植体的选择与处理;

2、植物细胞的获得;

3、植物细胞的扩大培养;

4、植物细胞悬浮培养;

5、次级代谢物的分离纯化 研究的内容:

1、外植体的选择和处理研究;

2、愈伤组织诱导;

3、植物细胞的诱变、筛选;

4、细胞悬浮培养的研究;

5、提取分离与纯化方法研究

十六、动物细胞的生理特点,生产用动物细胞的种类及其特点,工程细胞库的种类及要求,细胞的冷冻保存与复苏技术及其操作要领

生理特点:

1、动物细胞的分裂周期长;

2、细胞生长需贴附于基质,并有接触抑制现象;

3、正常二倍体细胞的生长寿命有限;

4、对环境敏感;

5、对培养基要求高;

6、蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同 细胞种类及特点:

1、原代细胞:增殖能力有限,需大量动物

2、二倍体细胞体:传代寿命有限,具有明显的贴壁依赖和接触抑制特点,无致癌性

3、转化细胞系:具有无限繁殖超额能力,倍增时间较短,对培养条件和生长因子要求较低

4、融合细胞系:杂交特性

5、重组工程细胞系

工程细胞库的种类及要求:

1、原始细胞库(MCB):储存于MCB的细胞应该是单一来源的均质细胞,对二倍体细胞应该是群体倍增水平尽可能低的细胞。储存时需有该细胞的详细档案,包括该细胞系的历史,我和对各种有害因子的检查结果

2、生产用细胞(MWCB)储存于MWCB的细胞应该是从MCB来的,或从单一安瓿来,或从多个安瓿在融化即刻混合在一起的然后经培养扩增达一定数量后,再分装储存形成的细胞库。该细胞库同样需要建档案,而且需进行无菌性的无细胞交叉污染的检查 细胞的冷冻保存与复苏技术及其操作要领:

常用技术是液氮冷冻保存法,主要采用加入适量保护剂的缓慢冷冻法保存细胞。步骤:细胞悬液制备,加保护剂,分装和封口,液氮冻存。

复苏一般采用快速融化法,以保证细胞外结晶快速融化,以避免慢速融化水分渗入细胞内,再次形成胞内结晶损伤细胞。

十七、动物细胞体外培养的生长与增殖过程,动物细胞与微生物细胞和植物细胞在培养上的区别,动物细胞培养的方法和操作方式及其特点 生长与增殖过程:原代培养期,传代培养期,衰退期

培养区别:

1、动物细胞无细胞壁,且大多哺乳动物细胞附着在固体或半固体的表面才能生长

2、对营养要求严格,除氨基酸,维生素,盐类,葡萄糖或半乳糖外,还需要血清

3、动物细胞对环境敏感,包括pH,溶氧,温度,剪切应力都比微生物有更晋严的要求,4 / 5

培养方法及特点:

1、悬浮培养:适用于一切各类的悬浮细胞和兼性贴壁细胞。优点:操作简便,培养条件较均一,传质和传氧较好,容易扩大规模培养。缺点:较难采用灌流培养,细胞密度一般较低

2、贴壁培养:适用于一切贴壁细胞和兼性贴壁细胞。优点:适用的细胞各类广,较易采用灌流培养,细胞密度高,缺点:操作比较麻烦,需要合适的贴附材料和足够的面积,培养条件不均一,传质和传氧较差。

3、贴壁-悬浮培养:将悬浮培养和贴壁培养两者结合,优势互补,主要方法有:微载体培养,包埋和微囊培养,结团培养。操作方法及特点:

1、分批式操作:细胞和培养基一次性加入反应器进行培养

2、流加式操作:不断加入营养成分而不取出条件培养基

3、半连续式操作:每隔一段时间取出部分培养物,补充同样数量新鲜培养基

4、连续式操作:连续地加入新鲜培养基,同时等速地取出反应器内的培养液(包括细胞)

5、灌流式操作:不断取出部分条件培养基(无细胞),补充等量新鲜培养基

十八、动物细胞培养制药的基本工艺过程。目前用哺乳动物细胞大规模培养生产蛋白工业化过程的主要通用技术平台及其特点

动物细胞-捣碎-组织碎片-酶处理-单个细胞-离心收集细胞-营养培养-培养瓶培养-消化处理-接种-扩大培养-种子细胞液氮保存-取出细胞种子-种子解冻复活培养-扩大培养-接种-大规模培养-产物分离纯化-产品 技术平台及特点:

主要是以搅拌式生物反应器悬浮培养(70%以上)作为通用技术平台,平台工艺的特点是采用无血清培养(50%以上)和成熟的流加和灌流工艺。

悬浮培养工艺中影响细胞生产数量和质量的因素,主要应考虑细胞培养环境(营养条件、产物积累、pH、温度和渗透压),终产物(乳酸和氨)毒性累积和必需营养物的添加等。设计适应细胞生长的无血清培养基,控制营养物的添加,减少产物消耗积累是解决问题的有效手段。对于搅拌的剪切损害可通过反应器的优化被减少, 另外在培养液中添加剪切保护剂。贴壁细胞生产工艺,最佳的生物反应器形式是搅拌式微载体悬浮培养系统,并可提供最有效的优化工艺和最适宜的流加工艺设计。最佳的工艺设计是高密度连续灌流培养。流加培养和灌流培养是动物细胞培养工艺中最常用的两种操作方式

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生物制药工艺复习资料 篇2

纯化水和注射用水是生物制药行业生产中极为重要的一种原料, 它必须符合《中国药典》二部的标准。在《中国药典》2010年版中对纯化水及注射用水的性状、PH值、TOC (总有机碳) 、电导率、易氧化物、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐、氨、细菌内毒素、微生物限度等指标都有明确的标准如表1所示。

*是兰州生物制品研究所的检测标准

表1中的指标除了微生物、细菌内毒素两个指标以外, 其他的均可以通过原水的预处理、反渗透过滤及电渗析等制水方法来得到控制。工艺用水通常是连续生产使用的, 微生物的检测一般情况为一周送检一次, 检测结果是滞后于水的使用的。为了确保工艺用水的质量, 设计一个能保质保量输送工艺用水的循环管道系统是极为重要的。

兰州生物制品研究所对工艺用水的循环管路及分配系统的基本要求如下:1.采用316L不锈钢管材内壁电抛光并作钝化处理;2.管道采用热熔式氩弧焊焊接, 或者采用卫生夹头分段连接;3.阀门采用不锈钢聚四氟乙烯隔膜阀, 卫生夹头连接;4.管道有一定的倾斜度, 便于排除存水;5.管道采用循环回路, 并联或串联各个用水点, 以串联连接为好;6.管路可以用纯蒸汽消毒, 消毒温度121℃。而控制微生物数量的方法主要还是管道流速要高, 在线消毒系统及定期消毒系统, 现在主要讨论一下管道流速的设计及定期消毒系统。

2 工艺用水管道的流速

由以上基本要求来说工艺用水的输配系统应采取循环方式。所有使用点都串联在这一循环管路上, 管路内的高流速设计可以有效控制微生物的数量。

由于工艺用水输送泵的输送量是一定的, 如果输送管路为同一管径, 通过循环管路到达各个使用点之后, 随着各使用点用水量的增加管路末端的流量就会减小, 流速也会减小, 很有可能会低于最低设计流速, 而使得微生物数量不能得到有效的控制, 所以循环管路一般会选择渐变缩小管径的设计, 也就是末端管径逐渐减小, 这样管道末端也能有很高的流速。但是管径逐渐缩小的管路设计又有可能保证不了各个用水点的用水负荷, 而且在施工难度上也有所增加。所以管道流速匹配设计常常把输配管路管径设计为两个数值, 在最后一个使用点之前设计一个较大的管径, 而之后就设计一个较小的管径, 而较小管径的这段管路即为输配系统的回水管路。

从流体力学来说流体在管道内流动可分为三种流动状态, 一种是层流 (滞留) , 一种是湍流, 还有一种介于这两种之间。1.层流的流体质点的运动轨迹成轴向有条不紊运动, 流体处于这样的流动状态下其雷诺数 (Re) 小于2300。2.湍流的流体质点的运动轨迹不仅有轴向流动, 同时又有径向流动, 流体处于这样的流动状态下其雷诺数 (Re) 大于4000。3.流体的雷诺数 (Re) 处于2300~4000时其流动状态为过渡状态, 也称之为不稳定状态。

由于流体的粘度不同其过渡状态的雷诺数也不同, 当雷诺数超过10000所有的流体都处于湍流状态。只有流体真正处于稳定的湍流状态下, 流体中的质点才不至于停留在管壁上。微生物的分子量比水的分子量大很多, 输配管路管壁上的轴向流速为零, 但径向流速不为零, 管壁上的微生物的动量也就大于水的动量, 所以处于稳定状态的湍流中的微生物不易滞留在输配管路的管壁上生长从而形成生物膜。由此可见工艺用水输配管路管径的雷诺数必须大于10000。

ISPE指南中指出防止营养物聚集和细菌黏附在管壁所需流速要超过3ft/s或雷诺数大于湍流值。从我们工艺用水的输配管路实际运行来看, 当在生产中大量用水期间, 保证管道中流速大于3ft/s或更高的流速是很容易的, 但是在停产期间或用水量很小的运行情况下, 由于输送管路管径较大, 回水管路的管径较小其流速已达到流速上限时, 输送管路的流速不能够达到3ft/s。但是如果雷诺数达到20000以上, 流速较低也能保证管道中不利于微生物的生长从而可有效控制其数量, 在全球许多大的制药公司普遍采用输配管路的管径雷诺数达到20000以上的设计, 这样更符合实际。就我所的情况而言, 大的车间像疫苗项目楼、L501、L701的工艺用水均处于供不应求的状况, 而小的车间由于制品的生产周期不同有间歇停产的情况, 再生产的时候工艺用水输配管路就需要消毒灭菌。

3 工艺用水输配系统的定期灭菌。

整个工艺用水输配系统运行了一定的周期之后, 微生物限度的检测结果会有所增高, 所以整个输配系统管路的定期灭菌消毒是十分必要的。

整个消毒灭菌过程的目的是使消毒介质充分的渗透于管路中, 使得细菌被去除、消灭, 也使得整个输配系统内的微生物污染数量下降到可接受的水平。

输配系统定期的消毒灭菌主要分为热消毒和化学消毒两类。热消毒是80℃的巴氏消毒或者是直接将纯蒸汽通入输配管路中进行灭菌 (注射用水的输配管路灭菌方法) , 化学消毒有臭氧、双氧水消毒等等。

当系统使用不锈钢管道来输送纯化水, 热消毒相对于化学消毒有更多优点。在热消毒过程中有在线的温度控制, 可以监控管壁及设备温度, 连续的温度记录简化了消毒确认。热消毒的方法在消毒后无需进行消毒介质残留量的检测, 而且绝大部分的微生物不耐热, 热又具有很强的穿透力, 如果有足够长的时间它可以传递至整个输配系统中的垫圈、隔膜阀片的小缝隙等化学消毒剂难以到达的部位。

由于各车间工艺用水的输配管路是纯化水和注射用水都有的情况居多, 所以多的采用纯蒸汽灭菌的方法, 也就是直接将纯蒸汽通入输配管路中进行消毒灭菌的方法。一般是将121℃纯蒸汽通入管路中, 回路出口有蒸汽冒出时计时, 保持半个小时, 每半年做一次消毒灭菌。这种方法简单直接且效果显著。若是整个管路系统停止生产超过一个星期就要做一次消毒灭菌, 以保证微生物限度的水平低。只有在没有纯蒸汽制备的车间使用80℃的巴氏消毒的方法。

参考文献

[1]GB50457-2008.医药工业洁净厂房设计规范[S].北京:中国计划出版社, 2009.

[2]钱应璞.制药用水系统设计与实践[M].北京:化学工业出版社教材出版中心, 2001.

[3]BioprocessingEquipmentASME BPE-2009 2009.

浅析生物制药工艺设计中PFD 篇3

【关键词】生物制药;鸡胚活疫苗原液;PFD

【中图分类号】R4 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8801(2015)05-0024-01

1 总述

PFD--Process Flow Diagram--工艺流程图,包含了主要的工艺流程,关键控制方案,有关物料平衡数据、能量数据以及操作条件(如操作压力、操作温度)等。

在生物制药工艺设计中,PFD能直观表达出生产工艺流程、工艺设备及辅助系统的要求。在完成PFD和P&ID之前,首先要做出该项目的管道等级表和图例。这是绘制PFD和P&ID的基础。管道等级表包含了物料代号,管道命名规则,表达格式,压力等级,不同介质的管道材质,管道连接方式等。而图例则是对PFD和P&ID中所表示的一些常规图形的描述,如阀门表示,管线,泵的表示等,这里就不作详细描述了。

2 PFD的绘制及注意事项

生物制药生产的特点是房间多,设备多,操作步骤多,不连续,因此,在绘制PFD的时候,除了满足相关的规范和绘制PFD的基本要求外,还需要把主要操作房间,主要生产设备及物料流向等直观清晰的表示出来。下面我们以兽用鸡胚活疫苗原液生产为例,来举例说明。

兽用鸡胚活疫苗原液生产流程:用蛋盘接收来自卡车的SPF鸡蛋后,用蛋车转移到暂存间暂存。使用时,蛋车和鸡蛋经过消毒,去预孵化器孵化9~11日,在无菌条件下将毒种接入,之后在后孵化器中继续培养3~5日,培养完成后收获病毒原液。收获的病毒原液置冷库冷藏备用。

从图中,我们需要注意以下几点:一是通过管道的物料,都用实线箭头表示,如废液排放等,不通过管道直接连接的步骤都用虚线箭头表示。二是不同的操作房间都用虚线方框表示出来了,这样每一步操作对应了什么房间,该房间有什么主要工艺设备都一目了然。比如暗室功能是用来照蛋,如果用人工操作,该房间内设备就是几张工作台,操作人员在工作台上用照蛋灯检测孵化鸡蛋是否合格。在PFD绘制中,也需要清晰的表达出来,具体图中表示就是暗室中放置一个工作台。再比如,种毒制备间,生产主要工艺设备就是生物安全柜,因此,我们在表示该房间操作的时候,画出了生物安全柜的示意,和生物安全柜内的基本操作。病毒毒种从低温冰箱取出来以后,先在培养箱进行培养,而后在生物安全柜的保护下进行操作,图中画出了简单示意。三是主要工艺设备配套的公用工程管线,在图中也要表示出来,但是不需要具体表示管径、材质等参数。比如预孵化器,从图中就能直接读出需要仪表空气(IA)、纯化水和20℃的冷却水。四是设计人员可以将物料衡算的结果和图纸相结合。比如在鸡胚活苗生产过程中,从卡车接收鸡蛋一批为20000枚,那么,去预孵化器的鸡蛋也是20000枚,预孵化后,按照死亡率30%计算,则合格鸡蛋剩余14000枚。则进入后孵化的鸡蛋为14000枚,废弃鸡蛋6000枚,破碎后去灭菌柜灭菌后转移到固体废弃物站。按照每个鸡蛋收获病毒原液10ml计算,则14000枚鸡蛋共计收获原液140L。这个计算过程,设计人员可以以表格的形式表示在PFD中。

通常来说,PFD的出图都在1号图纸上,如果采用2号或3号图,需要延长时,其长度尽量不要超过1号图的长度。PFD流程图绘制中,一般只需要画出与生产流程有关的主要设备,不画辅助设备及备用设备。作用相同的并联或串联的同类设备,一般只表示其中的一台(或一组),而不必将全部设备同时画出。设备大小可以不按比例画,但其规格应尽量有相对的概念。

PFD在繪制过程中,需要随着设计的深入不断的完善。随着设计的深入,操作步骤会逐渐细化,流程上会研究得更加细致。比如初步设计中,蛋车是从卡车接收后直接到后孵化箱。设计过程中,通过不断的讨论,修改,确定了从卡车接收的蛋盘,放上蛋车去预孵化,因为后孵化涉及到接毒,操作环境带有活毒,所以蛋车进行了交换。在PFD图中,不同的蛋车,不同的房间,也清晰的体现了出来,使读图者一目了然。

3 总结

在生物制药工艺设计中,PFD是贯穿始终的非常重要的设计文件。虽然相对于大化工设计要求来说更简单,但是不同于普通合成药或中药提取的流程,生物制药的流程更加繁琐,对每一步的要求更加细致。因此,在绘制PFD的过程中,对物料的走向,管道的连接,房间的功能要区分得更加细致,要做到清晰明了。

参考文献:

[1]《化工工艺设计手册》(第四版)

[2]《药品生产质量管理规范》(2010版)

[3]《化工工艺施工图内容和深度统一规定》HG20519-2009

外国工艺美术复习资料 篇4

 温卡陶器 因最早发现于南斯拉夫首都贝尔格莱德附近的温卡而得名。陶器是以小型陶像著名,造型特征是由立体的“面具”脸,配以显著的杏仁状双眼和高大的鼻子,或坐在椅子或脚凳上,同时可以看到手镯、项链、耳环等配饰品,装饰意味非常浓郁。

 绳纹式陶器 出现在公元前8000年左右的“绳纹文化”时代早期,此期的陶器底部呈尖形或圆形,器壁上用篦尖刻画出精美的纹样,或用绳子缠在器壁上后滚动器物,或用贝壳押印成奇特的装饰纹样,这种纹饰实际上是修整器物形制时留下的痕迹。

 黑顶陶器 在整个土红色的器物上部或顶部施以黑色釉泥,形成红黑两色对比强烈的装饰效果的陶制品。它们的造型异常单纯简练,器型外部线条十分自然流畅。具有古朴典雅之风韵,代表了埃及早期陶工艺的面貌。

 化妆石板:化妆石板是由早先一种碾磨化妆颜料器具演化而来的纪念性雕刻石板,形状一般为盾形,时常两面都雕刻有装饰图案。代表作《美尼斯王征服三角洲》

 《美尼斯王征服三角洲》其内容和形式都很完美,前后两面皆以浮雕形式表现了美尼斯王统一埃及全境的各种形象,是一件宣告埃及王朝时代开始的历史作品。以象征的手法表现了美尼斯王的巨大威力和宏伟业绩,同时体现了埃及艺术浑厚、古朴的特征,开创了“正身侧面率”的表现方法,奠定了埃及艺术风格的基础。

 正身侧面律,也称作侧面正身律,是埃及绘画与雕塑中典型造型艺术方式。头部呈侧面像,眼睛为正面形,肩胸上半身为正面,两腿双足同样呈侧面。

 玻璃鱼形容器 现藏于大英博物馆的《玻璃鱼形容器》出土于阿玛那,是一件最能代表古埃及玻璃工艺水准的佳作,其艺术效果和工艺技巧均达到了极高程度。制作方法:沙芯法。

 沙芯法:1首先由混有黏土及多量沙质的粗糙物质做成容器的内部形态,2由金属棒的一端撑起来,3再侵入装有选做底色用的玻璃溶液的“坩埚”中旋转,使之附上一层厚度相同的玻璃层。4在这种附着的玻璃外壳尚未冷却之际,便贴上保持半流动状态的,拉长的各种色彩的长条形状的波状纹样。5待容器外表光滑冷却之后,再把颗粒状的内部沙土从中掏取出来。

 哈拉夫式彩纹陶器:公元前约5500——4400年,多色彩纹土陶,器型丰满,装饰华美,高温焙烧呈现近似陶瓷的光泽。以红、黑、白、褐等色绘制图案。代表了新石器时代陶工艺的较高水平。

 翼狮形角杯:在古代波斯所有工艺中最具代表性,它的基本结构都是前面带翼的狮头、鹰头或者其他动物的形象,后半部分为高筒的杯子,大都以金、银等贵金属制成。作品结构严谨、做工考究、形象饱满,反映了强大的波斯帝国处于黄金时代的风采。

 《人物纹八曲长杯》 萨珊王朝银器尤以八曲长杯最具特色,它因杯子的口缘弯曲成八份,并呈细长形状而得名。其装饰多在杯子的外壁和底部,纹饰精致典雅,颇具装饰 效果。

 波斯地毯织毯工艺是波斯最具代表性的工艺之一。因其优质的材料、精致的做工、变化多端的编制技巧而享誉全球,波斯的染织工艺十分发达,并以品质优良、工艺精湛、纹饰华丽而著称于世。图案纹样繁缛,设色华丽,材质讲究,织毯居多。

 萨拉纳特石柱 =《狮形石柱头》是阿育王石柱典型代表。这组狮子像,设计奇巧,工艺精湛,其光洁莹润的程度,完全可以与玉石相媲美。其造型设计亦极具艺术色彩,且洋溢着浓郁的古典意趣,因而备受后人仰慕,现在印度的国徽纹样,就是采用的这个四狮雕刻形象,可见其在印度人心目中的地位。

 罗马赤陶:罗马赤陶是在初具规模的手工作坊中生产的,将干坯浸入含铁成分较高的泥浆中,施挂一层薄薄的陶衣,晾干后在1000度左右的氧化焰陶窑中烧成。这样,施挂器表的含铁量较高的陶衣在烧制时形成氧化铁,呈朱红色。这种朱红色的陶器,几乎都有浮雕装饰,而且大致都是嵌花贴饰或模型翻印而成。

 万花玻璃杯:古罗马的玻璃工艺制品中最精彩的是“万花玻璃”制品,将扭曲的各色玻璃合起来经热熔形成棒,再将此棒切断并置于器壁上,于是形成四方连续的纹样,在经热熔处理,使各色之间相互溶合,产生绮丽而辉煌的梦幻般的效果。

 米奈型陶器 这是伊斯兰陶瓷艺术设计中色彩最华丽、装饰最丰富的类型,又称“七彩器”。其技法是先在白色底釉上描绘蓝彩纹样,施无色釉烧成后,再绘以赤、黑、金、褐等各色纹样.并经低温烧制。

 奈良三彩 奈良时代开始从唐代引进“唐三彩”的烧制技法,并加以仿造,成为“奈良三彩”。为铅釉低温烧制陶,其创造之处在于,把唐三彩以“褐”为主色的褐、黄、白釉色,改为以“白、绿”为主色的白、绿、褐三色。在形态上,以日常生活用容器为主,或是模仿铜合金佛用器具烧成的壶、瓶、钵、盘、碗等。

 莳绘 漆工艺技法之一,将金粉以蒙上沙网的竹管抖落于漆器纹样上,形成自然效果。以淡雅而优美的表现形式,不拘泥于自然景象的描写,将其归纳为纹样,以比较自由的莳绘形式来表现绘画一般的效果。在技法上,出现了研出、莳绘、平尘、沃悬地等。

 友禅染 江户时代中期出现,在丝绸上印染有花鸟、草木和山水、人物等图案的印染方法,是印染技术上的一场革命。它是先在丝绸地上用胶描绘纹样后印染,最后再用水将胶洗掉从而完成制品。这种技法可以忠实地表现出作者想要表现的内容。

 圣遗物箱: 是欧洲中世纪金属工艺美术的种类,用来安放基督教圣者遗物或骸骨的容器。有各种材料制作的,尤以金属制作并以宝石、珐琅、玻璃等材料加以装饰的作品最为精美。造型有:建筑形、人物形、动物形

 彩绘玻璃窗 彩绘玻璃窗主要盛行于罗马式和哥特式时期。先用铅条编连成各种抽象的轮廓,然后再用小块的玻璃镶嵌彩绘而成,所以带有单线平涂似的绘画意趣。色彩比较丰富,基本色调是红、蓝、紫3种。纹样比较简明,大多为抽象纹样或植物纹样。

 田园风格陶器 文艺复兴时期著名法国陶工伯尔拉尔·巴利希 创造了“田园风味的陶器”,它浮雕式的装饰手法,常见的装饰题材是鱼、贝、昆虫、螫虾、蛇、蜥蜴等,表现手法写实、趣味奇特

 穆拉诺式玻璃器: 是文艺复兴时期意大利的玻璃工艺,早期的穆拉诺式玻璃器的装饰是在成型的器皿上加以彩绘,然后二次烧成,常见的有玻璃高脚酒杯、碗和盘等等。在装饰上是以彩绘形式表现神话故事,寓意人物。

 “戈贝兰式花壁毯” 路易十四的宰相戈培尔成立了为宫廷服务的“戈贝兰织物所”,负责人就是宫廷画家夏尔·勒布伦,闻名于世的“戈贝兰式花壁毯”即由此而来。代表作品:《国王的故事》、《亚历山大的故事》、《十二个月》、《路易十四加冕式》

 德尔夫特窑陶器是巴洛克时期工艺美术品种,受东方陶瓷的影响。17世纪后半期,荷兰德尔夫特窑的陶工艺开始领先于全欧洲。用本地软质陶仿制远东硬质瓷,但完全按照西方的审美而设计。

 玫瑰色蓬巴杜式 塞弗尔窑瓷器装饰特点在器皿的两面中央绘以罗可可式的装饰纹样,以青、绿、黄或玫瑰色为底。大多以蓬巴杜夫人所喜欢的玫瑰色作底色。又称“玫瑰色蓬巴杜式”  乔桑·韦奇伍德韦奇伍德既制作实用瓷也生产装饰用瓷,最著名的装饰瓷器是用“黑瓷”和“碧玉炻器制成的。其色彩有各种浓淡的蓝、绿、黄、紫、褐等。以绝对均匀无光泽的底子将模塑的白色装饰浮雕衬托出来,与硬石雕刻极为相似。常用于复制古代的手工艺名作。 二 简答题结合古代埃及主要成就分析工艺美术与环境的关系。

 自然环境是古埃及文化形成与发展的重要因素: 1埃及地理位置的封闭性使古代埃及人产生了孤立主义情绪和以埃及为世界中心的思想;2各种自然力如太阳、尼罗河和风强烈地影响着埃及人的世界观和宗教观;3埃及地形、地貌的一致性使埃及人敬畏一切破坏这种一致性的事物,进而把它们全部人性化;4埃及地形的对称性则使埃及人的宗教、文学和艺术呈现出对称性的特点。

2古希腊陶器的历史分期及其主要特征

 古希腊陶工艺发展分期: 几何纹样期(前9世纪~公元前8世纪)第一阶段:平行线、交叉线、三角线、s纹、回纹等为主要特色;第二阶段:图案化的人物装饰为其特色。

尾等

 黑色纹样期(公元前6世纪)赤色、黄褐色陶壁上用黑色剪影纹样,以刻线表示纹路结构。色料着色效果强、重实用性装饰内容以神话东方纹样期(公元前7世纪)受古埃及、亚述、叙利亚等东方国家影响。纹样:动植物纹、怪兽纹、棕榈纹、莲花纹、狮头、羊身、蛇故事和英雄传说为主,常常是以两耳为界,分为两个大的画面。

 红色纹样期(公元前5世纪)在赤褐或黄褐色的陶壁上用黑色或深褐色作勾勒和装饰,然后再在形象以外的部分涂上黑色色料。其效果较之黑纹式的刻线显得更为灵活自如、丰富多彩。装饰主题:出现许多日常生活场景

 彩色纹样期(公元前5世纪后半期)作品器形小巧精制,艺术风格倾向于华美、柔和。3试论伊斯兰教工艺美术的装饰特征及形成原因 伊斯兰艺术以具有象征性和装饰性的抽象纹样为主,形成独特而精美细密的阿拉伯纹样体系:植物纹、几何纹、阿拉伯文字纹样。装饰风格的形成原因 地理环境:阿拉伯半岛大部份地区是沙漠或干燥草,人们梦想的家园应该同《古兰经》所描述的天国一样。这种巨大的反差,迫使伊斯兰艺术家创造出慰藉心灵的艺术。即复杂的装饰图案和蓝绿两色频繁使用,蓝色比喻水天一色,绿色象征植被和生命。

 单一的宗教信仰:伊斯兰教讲求绝对服从,禁止偶像崇拜。这使得伊斯兰艺术转向象征性和装饰性的抽象纹样,形成独特的阿拉伯纹样体系。

 多重外来文化(波斯、希腊、罗马、印度、中国等)的影响:阿拉伯人所征服的很多地区,都曾经拥有辉煌的古代文明,这些高度复杂化的古代文明并没有湮灭伊斯兰的艺术,而是被伊斯兰所吸收和利用。在恪守朴素的伊斯兰基本信仰的基础上,对可调和的东西采取包容的态度,这也是伊斯兰艺术能够发展壮大的根本原因

 4文艺复兴、巴洛克、洛可可及新古典主义时期艺术风格区别 文艺复兴 在人文主义思想影响下,呈现出庄重典雅、和谐含蓄、充满古典意蕴和世俗情调的风格特征。在材料运用,制作工艺,表现题材等方面有了显著提高。

 巴洛克 表现出与古典艺术形式的对立,追求标新立异。创作风格豪华壮观、大气磅礴,充满阳刚之气。注重外在表现形式,作品充满强烈的动势。

 洛可可 纯粹的宫廷艺术,带有明显的享乐主义色彩。注重精致、纤细秀美的装饰效果;热衷于精雕细琢的表现手法,作品造型多用曲线;呈现出阴柔之韵和矫揉造作的气质。洋溢着东方特别是中国情调。

 新古典主义一种崇尚庄重典雅、带有复古意趣的艺术风格,反对罗可可艺术的过分雕琢,给欧洲带来了一股清新的装饰风。5 原始社会工艺美术的特点 1最初的工艺美术是为了有效的劳动和生存的保障而产生的,决定了当时工艺文化的特性 2实用功能大于审美功能,符合当时的生存条件和生活动机,原始工艺美术作品始终将实用功能作为先决条件; 3材质决定技术和工艺形式,材质是工艺美术创作的“灵魂”,离开了材料就没有工艺美术可言。4不断创造,由最初的使用自然材料,逐渐掌握改变自然材料性质的技能 5工美是人类精神文明和物质文明的结晶 6工美的存在发展以及风格不是孤立的,它离不开人类生存的环境,宗教信仰民族文化和时代发展的影响

6简述古代日本工艺美术的发展历程

1上古文明时代的日本工艺美术,装饰和造型不受任何外邦文化的影响,具有深刻的内涵和自然属性;

2佛教传人日本之后,工艺美术的发展产生了极大改变,基本上成为中国大陆和朝鲜半岛佛教文化的派生体,至8世纪,日本工艺美术呈现“唐风”一边倒的态势;

3至平安时代,日本工艺美术摆脱了外来文化的影响,并完成了由“唐风”向“和风”的过渡

4至室町时代,日本工艺美术受到禅宗和中国宋元文化的影响,呈现出寂静和典雅的风格特征。之后,这种在禅宗思想影响下的工艺文化一直在日本占有主导地位。

7文艺复兴时期工艺美术出现的几个转变

1工艺美术活动中心已逐渐摆脱了教会的控制,而出现了封建君主的宫廷工坊,即由宗教性质的工艺美术变为宫廷性质的工艺美术;2工艺品的生产与人们的生活需求产生了更为密切的联系,促进了工艺美术的繁荣;3此期的工艺品更多的反映出艺术家的创作热情,艺术家的才能和智慧得到了更为充分的发挥;4中世纪传统的工艺美术种类呈衰落倾向,而符合广大市民阶级需要和材料自身价值较低的木质家具、玻璃器皿和陶器则得到了广阔的发展;5文艺复兴时期的工艺美术更注重造型和色彩方面的比例与协调,一般器物的造型也考虑到适用和便利因素。

中国工艺美术史复习资料 篇5

By-AbleWong 原始工艺美术

原始工艺美术虽然展现着先民对美的追求和理解,但其创造却往往有直接的功力目的,器物固然可以利用,但其造型,特别是装饰还与其意想中的生存发展直接关联。在这里,自然崇拜和图腾信仰的作用尤其突出。

彩陶的五个类型: 繁荣于新石器时代中期。(1)多为以矿物颜料绘画的泥质红陶,(2)装饰绘画于烧造之前,题材以各种几何形为主。(3)黄河中上游地区的仰韶文化和马家窑文化最为发达,(4)其著名彩陶类型有半坡、庙底沟、马家窑、半山、马厂等。

1.半坡类型:距今约7000-6000年,造型以盆(圆底)为主。装饰多鱼纹或人面纹。表现

手法由写实到抽象,直边三角形。结构单纯,图案严整,风格质朴。

2.庙底沟类型:距今约6000-5000年,造型衣鼓腹小平底钵为主。装饰多鸟纹、变体鸟纹

以及花瓣纹。表现手法为双关手法(色彩双关,曲边三角形)。形象秀丽,构图丰富多变,富韵律感。

3.马家窑型:距今约5000年。造型以罐、杯、豆、勺为主。多以点、螺旋纹和波纹做装

饰。表现手法为繁彩和内彩。风格旋动流畅。

4.半山型:距今约4500年,造型多为直颈鼓腹壶。多用漩涡纹、葫芦纹和锯齿纹做装饰。

表现手法为多效装饰法、双关手法(形体双管,黑彩、红彩合用)。风格秀丽精巧。

5.马厂型:距今约4000年。造型多小口双腹耳罐,有提梁、双连、带流单把杯、豆等器

形。装饰突然以四大圈纹、人形纹、网纹和网格纹为主。注意大效果,盛行陶衣,浮雕发达,嵌骨珠。风格刚健粗犷。

青铜器产生直接原因:

青铜器的制作:青铜一般是红铜与锡的合金,但也常含有少量的铅。古代铸造青铜器主要利用陶范,也有少量使用师范。主要经过制内模、制外范、制内范、合范、浇铸、修整六道工序。

失蜡法:做法是,用蜂蜡做成铸件的模型,再用别的耐火材料填充泥芯和敷成外范。加热烘烤后,蜡模全部熔化流失,使整个铸件模型变成空壳。再往内浇灌熔液,便铸成器物。以失蜡法铸造的器物可以玲珑剔透,有镂空的效果。失蜡法,在我国有悠久的历史。湖北随县曾侯乙墓,出土的青铜尊、盘,是我国目前所知最早的失蜡铸件,时代是在公元前五世纪。

青铜器铭文:

毛公鼎的铭文是最长的,有499字,是西周晚期的作品。

铭文的价值不仅在会记叙缺载的重要史实,还能为青铜器的断代提供依据,而其本身,除去书体的重要一种之外,往往还是精妙的书法艺术。

青铜器造型与功用:

鼎:被归入烹煮器,但烹煮肉食仅是其功用之一,也作为礼器或祭祀用品,代表地位与权力。按造型有方圆差异,按足形划分则有柱足、袋足、扁足的区别。

鬲:用来煮粥,其典型特征是带形足,足的上端较丰满且中空,作用是为了增加受火面积,便于加热升温。

簋:盛饭食用的器具,也是重要礼器。

盉:酒器,也能做注水器。

盂:造型近似于簋,可盛饭食,也可容水容冰。

五瑞六器:

五瑞(壁、圭、琮、璜,璋),六器(苍壁,黄琮、青圭、赤璋、白琥、玄璜)带有礼仪化的象征,要符合礼制,因此形制也变得程式化。

十二章纹:

十二章,上柜天子冕服上的纹饰。十二章即日、月、星辰、山、龙、华虫、火、宗彝、藻、粉米、黻、黼十二个纹样,最晚自西周始,它们或绘或织,装饰于帝王上衣,下裳,尽管组合方式会有变化,但十二章始终是帝王的标志。诸侯将相,衣物上的纹样,数目多寡,纹样选取,视等级而定。

战国漆器胎制:

战国漆器的胎质有夹纻、皮、竹、木等。夹纻胎出现在战国中晚期,但数量尚少,流行在西汉中期。皮胎作品基本为甲胄和盾牌,竹胎的制作大体分斫、锯和竹篾编制。木胎为数最多,有斫制、旋挖、雕刻三种做法。做法的差异往往因为器形的不同。也因为器形的需要,有些木胎的制作会三法并用。(曾侯乙墓雕绘漆豆)

耳杯:又称“耳觴”。古代的一种饮器。可用来饮酒,也可盛羮。椭圆形,两侧各有一弧形的耳。多为木胎涂漆,也有两耳上鎏金铜饰或全体铜制者。战国晚期数量已多,入汉,则更加风行。

《考工记》中国已知最早的古代手工业技术著作。(1)应成书于战国时的齐

2国,(2)西汉,补入《周礼》,今存7100余字。(3)系统总结了当时的手工业技术,富含科技史意义,也提出了重要的工艺美术思想。(4)提出的手工业制作原则是“天有时,地有气,材有美,工有巧,合此四者,然后可以为良”

素纱禅衣:

出土于马王堆1号汉墓,是汉代纱的代表。素纱禅衣身长128厘米,通袖长190厘米,但连同领袖上的锦边,重仅49克,折合每平方米12-13克,而结构精密细致,孔眼均匀清晰。靠着丝线的纤细,达到薄如蝉翼的效果,技艺令人叹为观止。

锦:①是用两种以上颜色的经纬线,织出图案花纹的一种提花织物。是丝绸中声誉最隆的高档品种。

②汉锦以经丝显花,即所谓经锦。③经线多至三色,纬线只用一色,由经线显示出织物的花纹。三种经线的颜色,二种作为底色,一种织花纹,一种做轮廓线。特点:同一图案,同一色彩,直行排列。

铜灯:

设计最精妙且装饰很华丽的是釭灯。其灯体设吸烟管,能将烟气导入灯身,灯身常可贮水,以使烟气溶于水中,可降低空气污染。灯罩的罩板可以开合,以调节光线的强弱和灯罩的方向。釭灯形状不一,有人形或动物形,或写实或夸张,凝聚了当时工艺之美。最受关注者非

人形釭灯——长信宫灯。

云气纹:成熟不晚于战国,是汉代主要的装饰纹样,(1)其流行同神仙思想有关。(2)它增加了图案的动感,既可分割画面,(3)又能使各装饰区产生统一的效果。(4)常与动物纹搭配,组成“云虡”图案。

越窑:

分布在浙江绍兴、宁波一带。这里烧造的瓷器始于东汉,终在北宋。在魏晋南北朝、三国西晋达到黄金时期。产品胎体坚细,釉层均匀,透明度高,硬度大而有光泽,胎釉结合紧密。三国两晋时代,以越窑为代表的南方瓷器器形多,有餐饮具、文具、照明具,盥洗具等许多种类,器形多样,且富有时代风格。摹防动物是此时期造型对的一大特点,且这种风气一直延续到东晋南朝,此时期最引人注目的是托盏。三国西晋器物造型常常浑圆饱满,进入东晋南朝则走向清秀修长。

隋唐文化背景:此期工艺美术前后差异明显。安史之乱是其转向的根本。安史之乱前,隋唐帝国繁荣富强,中西交流频繁。粟特人为中西方文化。经济交流起到桥梁作用。此时期工艺呈现出中西融合的特点,富有世界主义色彩。安史之乱后,丝绸之路中断,中西交流靠海路维持,联系减少。后期,由于北方战乱,南方相对安定,导致工艺美术格局转向南方,形成北方雄强,南方秀美的地区差异。

唐三彩:低温铅釉陶器。胎料多系白色陶土,采用二次烧制而成。先用温度1150度左右烧胎,然后以900度温度,施釉再烧。造型多以人物、动物类器皿为主,一般作为明器。唐三彩的主要特点是釉面色彩斑斓,釉中铁、铜、锰等金属元素使器物表面呈现绿、黄、红、蓝等多种色彩。铅的使用,增加了釉面的光亮,降低釉料的熔融温度,令呈色的金属元素浸润流动,形成釉彩伶俐酣畅的独特效果。在唐代陶瓷艺术中,唐三彩不仅是最华丽的,也是最具文化内涵的一种。

葡萄花鸟纹银香囊:香囊通体镂空花纹,体做球形,分上、下半球。用合页连接,可以开合。上有链钩,能够随身挂配。内部有两个平衡环和一个焚香盂,它们成直角小胡铆接支承。其设计至今仍有典范意义。

金银平托:做法是把厚度一般不超过半毫米的金品箔纹片粘贴在器物上,然后用色漆鬆涂数道,再经打磨,使纹片与漆面平齐,以显示出色漆地上的金银图案。同螺钿一样,金银平托也较多应用于漆器,昌盛在8世纪中叶。

印染的三个方面:

绞缬:古代民间常用的一种印染方法,大体同近日扎染。以线等在织物上钉扎出各种形状,然后入染。效果呈抽象简洁的结构和奇特晕色,诗人领略到天然的意趣,引发无限遐想。夹缬:发明于唐玄宗时的宫中,而后遍行天下,属当时印染作品最精美者。制作方法:以两块图案相同的花版夹住按幅宽对折的胚料,而后从两面施染,其图案往往对称。

蜡缬:即之蜡染。做法是在胚料上,绘画、点染或借助镂空花版涂填蜡汁,蜡液凝结后,先入染,再加热脱蜡。因有蜡的部位不同,故脱蜡后,可得到花地异色的效果。

联珠纹:中国6世纪中期到7世纪后期流行的装饰题材。由连续的圆珠构成,典型为丝绸上的联珠圈纹,应受经中亚传入的萨珊波斯影响。8世纪初,逐渐退出中心地区的装饰主流

刑窑:窑址在河北内丘,其历史可追溯到北朝,隋后期曾短暂繁荣,经过唐早期的低靡,唐中期达到鼎盛,晚唐呈衰败趋势。

以素面百次驰名,追求“类银类雪”效果。白瓷器型不多,分粗、细两种。粗白瓷均施化妆土,有色灰白或乳白,通常施釉也不满。细白瓷器形周正规整,胎质坚实细腻,器体莹薄,胎色大多洁白,釉质细腻而透明,釉色纯白光亮。

辽白瓷:

白釉的风靡是辽代陶瓷的一大特色。在契丹亲贵及汉族达官显贵的墓葬里,常有“官”或“新官”款白瓷出土,是辽瓷中最精致,最考究的一类。而白瓷的风靡且精美,还是因为北方草原民族尚白的传统。为了满足游牧民族的生活习俗,辽瓷的一大特点是宜携。皮囊壶是其中代表者。装饰题材以牡丹和芍药为主,装饰技法有刻、划、剔、印和绘画、捏塑等,深受北宋定窑和磁州窑影响。

刻丝:

①即“缂丝”。以生蚕丝为经线,彩色熟丝为纬线,采用通经断纬的方法制成的平纹织物。②纬线按照预先描绘的图案,各色纬线仅在图案花纹需要处,与经线交织,故纬线不贯通全副,而经线贯穿织物。③因多把小梭子按图案色彩分别编织,使织物上,花纹与素地,色与色之间呈现一丝断痕,有如刀刻,具立体感,这既所谓“通经断纬”。

古人称之“承空观之如雕镂之象。”

宋瓷:特点:造型简洁,优美,恰当的比例和尺度。装饰题材千姿百态,以缠枝纹和折枝花卉最多。装饰技法无所不包,以刻、划、印、绘最甚。图案繁简皆宜,装饰效果以纹釉同色居多,体现出对和谐淡雅的追求,而绘画、剔花虽然必定要形成颜色的对比,却往往不带丝毫火爆气,显示出另一种优美。特殊的装饰是釉中的文章,如窑变、开片,他们展现出对天然美的渴求。

开片:

指瓷釉中的裂纹。它是因胎、釉不同的收缩率而在焙烧后的冷却中形成的。原为烧造过程中的缺陷,但因其纹理有特殊的效果,成了一种人为的特殊装饰。开片也因形态的不同,而有了多种名称。

元青花:

元代陶瓷最大的贡献就是青花的成熟。青花是种釉下彩绘瓷器,它以氧化钴为呈色剂,在胚体上绘画图案;罩釉后,高温烧成,器物呈白地蓝花或蓝地白花效果。形成这一效果的原因与蒙古族尚白、尚蓝的民族特性有关。

釉里红: 瓷器釉下彩装饰手法之一,创烧于元代。是将含有金属铜元素为呈 色剂的彩料按所需图案纹样绘在瓷器胎坯的表面,再罩以一层无色透明釉,然后入窑在1350℃以上的高温还原焰气氛中一次烧成。主要使用釉里红装饰手法的瓷器品种,即釉里红瓷,也常简称为釉里

红。釉里红系用铜红料在瓷胎上绘画,施透明釉后在高温中一次烧成。其红色用铜红料在釉下,故属釉下彩。现存数量少,一来是烧制难度大,二来恐怕与元代贵红有关。

《髹饰录》,中国现存唯一的古代漆艺专著,(1)作者为明代新安的著名漆工黄成。(2)详细记录了制作漆器的工具、材料和方法,(3)也涉及了漆器的创作原则和漆器史。(4)明末,嘉兴的杨明为它逐条作注。(5)“堆朱杨成”是日本人尊称我国元代著名缂丝大师张成和杨茂的。<张成杨茂:元代雕漆大师。张成作品(栀子花纹圆盘)杨茂(剔红观瀑布图八方盘)代表元代雕漆的最高水平。>

斗彩:明以来的一种彩绘瓷器。(1)装饰以釉下的青花和釉上的彩色组成。(2)创始不晚于宣德年间。(3)成化斗彩最负盛名,(4)产品多为秀雅的小型器。

明式家具:以明代硬木家具为代表的优质家具,(1)制作年代延续到清初,(2)以苏州作品为典型。(3)品类繁多、注重选材、做工考究,装饰简洁,(4)造型洗练,尺度合宜,风格典雅。(4)具有意匠美,材料美,结构美,工巧美。

景泰蓝:景泰蓝又名珐琅,起源于元朝时的古老京都,盛行于明朝景泰年间(1450年-1456年),因其釉料颜色主要以蓝色(孔雀蓝和宝石蓝)为主,古称为景泰蓝。景泰蓝与雕漆、玉器、象牙被称为北京工艺品的四大名旦。

它也叫“铜胎掐丝珐琅”,景泰蓝是一种瓷铜结合的独特工艺品。制作景泰蓝先要用紫铜制胎,接着工艺师在上面作画,再用铜丝在铜胎上根据所画的图案粘出相应的花纹,然后用色彩不同的珐琅釉料镶嵌在图案中,最后再经反复烧结,磨光镀金而成。景泰蓝的制作既运用了青铜和瓷器工艺、又溶入了传统手工绘画和雕刻技艺,堪称中国传统工艺的集大成者

粉彩:也叫“软彩”,属于釉上彩的一种。粉彩是景德镇窑在明五彩基础上发展起来的,借鉴珐琅彩的制作方法,在康熙年间创烧、雍正年间盛行的瓷器新品种。它的独特之处,是在彩绘时搀加一种名为“玻璃白”的白色彩料和铅粉。产生乳浊效果,以渲染等技法进行彩绘,经第二次入窑600~900烘烤烧制而成。其色彩有柔和淡雅且层次各异,中间色调使画面粉润柔和更为生动,艺术效果更强,因此博得“东方艺术明珠”的美称。由于粉彩是以玻璃白掺入彩料之中,因而产生不透明的“粉”感,故称“粉彩”。

在技法上从以前的填涂变为明暗晕染。在艺术风格上有突出的中国绘画的风格特点,凡绘画中所能见到的图像于粉彩中均有所见。

宜兴紫砂:清代宜兴紫砂在明代的基础上进一步发展。

①著名紫砂专家陈鸣远,字鸣远,号鹤峰,又号石霞山人,壶隐,清康熙年间宜兴紫砂名艺人,所制茶具、雅玩达数十种,无不精美绝伦,他还开创了壶体镌刻诗铭之风,署款以刻铭和印章并用,款式健雅,有盛唐风格,作品名孚中外,当时有“海外竞求鸣远碟”之说,对紫砂陶艺发展史建立了卓越功勋。②继承了明代紫砂制作的优良传统,又开启了清代的新风格,紫砂陶的制作发展到了 新的高峰。此外,还有虔荣、王南林、邵元祥、邵阳茂,陈觐侯等紫砂名家,由于他们的作品遗传不多,后人对其了解程度远不如陈鸣远。③宜兴紫砂制作方法:明捏塑,有手印,胎体少均匀,另用套烧,体表有飞釉泪痕,烧结不够,因而体疏

松;清代片接成型,壶胎厚薄均匀,制作精细。也有制壶大家仍然坚持以手捏制为主,如陈鸣远、杨彭年等人

刺绣:名品主要有:

1苏绣-平、齐、细、密、匀、顺、和、光。

2湘绣-胡莲仙的五彩霞绣坊。

3粤绣-也叫潮绣。特点:花卉繁缛,善用百鸟、鸡图,色彩艳丽,善用金线。

4蜀绣-以成都为中心。特点:针脚整齐、线片光亮、紧密柔和、车拧到家。

5京绣-丁佩的《绣谱》;沈寿的《雪宦绣谱》

微生物制药的一般工艺流程 篇6

微生物制药技术

工业微生物技术是可持续发展的一个重要支撑,是解决资源危机、生态环境危机和改造传统产业的根本技术依托。工业微生物的发展使现代生物技术渗透到包括医药、农业、能源、化工、环保等几乎所有的工业领域,并扮演着重要角色。欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划,可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。

微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的,抗生素一般定义为:是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。(有人曾建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴,但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。)近年来,由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用,报道的微生物产生的除了抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质日益增多,如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等,其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物,其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面和抗生素都有共同的特点,但把它们通称为抗生素显然是不恰当的,于是不少学者就把微生物产生的这些具有生理活性(或称药理活性)的次级代谢产物统称为微生物药物。微生物药物的生产技术就是微生物制药技术。可以认为包括五个方面的内容:

第一方面 菌种的获得

根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买;从大自然中分离筛选新的微生物菌种。

分离思路 新菌种的分离是要从混杂的各类微生物中依照生产的要求、菌种的特性,采用各种筛选方法,快速、准确地把所需要的菌种挑选出来。实验室或生产用菌种若不慎污染了杂菌,也必须重新进行分离纯化。具体分离操作从以下几个方面展开。

定方案:首先要查阅资料,了解所需菌种的生长培养特性。

采样:有针对性地采集样品。

增殖:人为地通过控制养分或培条件,使所需菌种增殖培养后,在数量上占优势。

分离:利用分离技术得到纯种。

发酵性能测定:进行生产性能测定。这些特性包括形态、培养特征、营养要求、生理生化特性、发酵周期、产品品种和产量、耐受最高温度、生长和发酵最适温度、最适pH值、提取工艺等。

第二方面 高产菌株的选育

工业上生产用菌株都是经过选育过的。工业菌种的育种是运用遗传学原理和技术对某个用于特定生物技术目的的菌株进行的多方位的改造。通过改造,可使现存的优良性状强化,或去除不良性质或增加新的性状。

工业菌种育种的方法:诱变、基因转移、基因重组。

育种过程包括下列3个步骤:(1)在不影响菌种活力的前提下,有益基因型的引入。(2)希望基因型的选出。(3)改良菌种的评价(包括实验规模和工业生产规模)。

选择育种方法时需综合考虑的因素(1)待改良性状的本质及与发酵工艺的关系(例如分批或者连续发酵试验);(2)对这一特定菌种的遗传和生物化学方面认识的明了程度;(3)经济费用。如果对特定菌种的基本性状及其工艺知晓甚少,则多半采用随机诱变、筛选及选育等技术;如果对其遗传及生物化学方面的性状已有较深的认识,则可选择基因重组等手段进行定向育种。

工业菌种具体改良思路:(1)解除或绕过代谢途径中的限速步骤(通过增加特定基因的拷贝数或增加相应基因的表达能力来提高限速酶的含量;在代谢途径中引伸出新的代谢步骤,由此提供一个旁路代谢途径。)(2)增加前体物的浓度。(3)改变代谢途径,减少无用副产品的生成以及提高菌种对高浓度的有潜在毒性的底物、前体或产品的耐受力。(4)抑制或消除产品分解酶。(5)改进菌种外泌产品的能力。(6)消除代谢产品的反馈抑制。如诱导代谢产品的结构类似物抗性。

第三部分 菌种保藏技术

转接培养或斜面传代保藏;

超低温或在液氮中冷冻保藏;

土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。

第四部分 发酵工艺条件的确定

微生物的营养来源

能源,自养菌:光;氢,硫胺;亚硝酸盐,亚铁盐。异养菌:碳水化合物等有机物,石油天然气和石油化工产品,如醋酸。

碳源,碳酸气;淀粉水解糖,糖蜜、亚硫酸盐纸浆废液等,石油、正构石蜡,天然气,醋酸、甲醇、乙醇等石油化工产品 氮源,豆饼或蚕蛹水解液,味精废液,玉米浆,酒糟水等有机氮,尿素,硫酸铵,氨水,硝酸盐等无机氮,气态氮

无机盐,磷酸盐,钾盐,镁盐,钙盐等其他矿盐,铁、锰、钴等微量元素等

特殊生长因子,硫胺素、生物素、对氨基苯甲酸、肌醇等

培养基的确定

(1)首先必须做好调查研究工作,了解菌种的来源、生活习惯、生理生化特性和一般的营养要求。工业生产主要应用细菌、放线菌、酵母菌和霉菌四大类微生物。它们对营养的要求既有共性,也有各自的特性,应根据不同类型微生物的生理特性考虑培养基的组成。

(2)其次,对生产菌种的培养条件,生物合成的代谢途径,代谢产物的化学性质、分子结构、一般提取方法和产品质量要求等也需要有所了解,以便在选择培养基时做到心中有数。

(3)最好先选择一种较好的化学合成培养基做基础,开始时先做一些摇瓶实验;然后进一步做小型发酵罐培养,摸索菌种对各种主要碳源和氮源的利用情况和产生代谢产物的能力。注意培养过程中的pH变化,观察适合于菌种生长繁殖和适合于代谢产物形成的两种不同pH,不断调整配比来适应上述各种情况。

(4)注意每次只限一个变动条件。有了初步结果以后,先确定一个培养基配比。

其次再确定各种重要的金属和非金属离子对发酵的影响,即对各种无机元素的营养要求,试验其最高、最低和最适用量。在合成培养基上得出一定结果后,再做复合培养基试验。最后试验各种发酵条件和培养基的关系。培养基内pH可由添加碳酸钙来调节,其他如硝酸钠、硫酸铵也可用来调节。

(5)有些发酵产物,如抗生素等,除了配制培养基以外,还要通过中间补料法,一面对碳及氮的代谢予以适当的控制,一面间歇添加各种养料和前体类物质,引导发酵走向合成产物的途径。

(6)根据经济效益选择培并基原料

考虑经济节约,尽量少用或不用主粮,努力节约用粮,或以其他原料代粮。糖类是主要的碳源。碳源的代用品主要是寻找植物淀粉、纤维水解物,以废糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖,以工业葡萄糖代替食用葡萄糖;石油作为碳源的微生物发酵也可以生产以粮食为碳源的发酵产品。有机氮源的节约和代替主要为减少或代替黄豆饼粉、花生饼粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有丰富蛋白质的原料为目标,代用的原料可以是棉籽饼粉、玉米浆、蚕蛹粉、杂鱼粉、黄浆水或麸汁、饲料酵母、石油酵母、骨胶、菌体、酒糟,以及各种食品工业下脚料等。这些代用品大多蛋白质含量丰富,价格低廉,便于就地取材,方便运输。

培养工艺的确定:

培养条件:温度、pH值、氧、种龄、接种量、温度

工业微生物的培养法分为静置培养和通气培养两大类型。

静置培养法即将培养基盛于发酵容器中,在接种后,不通空气进行发酵,又称为厌氧性发酵。通气培养法的生产菌种以需氧菌和兼性需氧菌居多,它们生长的环境必须供给空气,以维持一定的溶解氧水平,使菌体迅速生长和发酵,又称为好气性发酵。

在静置和通气培养两类方法中又可分为液体培养和固体培养两大类型,其中每一类型又有表面培养与深层培养之分。

关于液体深层培养:

用液体深层发酵罐从罐底部通气,送入的空气由搅拌桨叶分散成微小气泡以促进氧的溶解。这种由罐底部通气搅拌的培养方法,相对于由气液界面靠自然扩散使氧溶解的表面培养法来讲,称为深层培养法。特点是容易按照生产菌种对于代谢的营养要求以及不同生理时期的通气、搅拌、温度、与培养基中氢离子浓度等条件,选择最佳培养条件。

深层培养基本操作的3个控制点

①灭菌:发酵工业要求纯培养,因此在发酵开始前必须对培养基进行加热灭菌。所以发酵罐具有蒸汽夹套,以便将培养基和发酵罐进行加热灭菌,或者将培养基由连续加热灭菌器灭菌,并连续地输送于发酵罐内。②温度控制:培养基灭菌后,冷却至培养温度进行发酵,由于随着微生物的增殖和发酵会发热、搅拌产热等,所以为维持温度恒定,须在夹套中以冷却水循环流过。③通气、搅拌:空气进入发酵罐前先经空气过滤器除去杂菌,制成无菌空气,而后由罐底部进人,再通过搅拌将空气分散成微小气泡。为了延长气泡滞留时间,可在罐内装挡板产生涡流。搅拌的目的除了溶解氧之外,可使培养液中微生物均匀地分散在发酵罐内,促进热传递,以及为调节pH而使加入的酸和碱均匀分散等。

第五部分 发酵产物的分离提取

提取方法:

过滤

离心与沉降

细胞破碎

萃取

吸附与离子交换

色谱分离

沉析(盐析、有机溶剂沉析、等电点等)

膜分离

结晶

干燥

分离提取过程的几个注意的问题:

水质

热源去除(石棉板吸滤、活性碳吸附、过离子交换柱)

溶剂回收

废物处理

制药工艺中的生物转化技术 篇7

1.1 生物转化的具体含义

生物转化又名生物催化, 指的是利用生物体培养细胞或器官及细胞器等对外源化合物进行结构修饰而获得有价值产物的生理生化反应, 其本质是利用生物体系本身所产生的酶对外源化合物进行酶催化反应[1]。生物转化与生物合成存在很大的不同, 生物合成的过程非常复杂, 主要涉及的是将机体中简单的底物、个体的器官和细胞进行整合。与生物合成不同, 生物转化则是将有机体分解为简单的有机个体。生物转化的另一个优势是可以实现传统化学反应不能实现的反应, 因为反应条件与其他的化学反应相比较, 生物转化的反应条件更温和, 选择性更强, 更强的专一性, 生成的副产物种类和数量更少, 且对环境造成的污染程度小, 同时对生物转化后的处理过程较为简单。

1.2 生物转化技术的具体特征

生物转化技术的催化剂主要有植物细胞, 与一般的化学反应的催化剂不同, 生物转化技术的主要特征包括两个方面。第一个特征是植物细胞可以在实验室的环境下生长, 第二个特征是具有很高的重现性。众所周知, 植物细胞在条件允许的情况下可以无限制的生长, 在生长的过程中可以产生大量的培养物, 进而为生物的生长和繁殖提供充足的养分和原料, 进而大大缩短了生物的生长周期, 为接下来的试验提供充足的条件。而植物细胞的生长过程中会产生大量的酶, 而这些酶可以被广泛的应用于生物转化中, 催化所需的有机化合物的合成。与这种生物转化技术相比较, 传统的生物转化技术周期更长和酶的种类更单一。运用植物细胞转化技术的另一个优势是可以产生独特的酶进行特殊化合物的合成, 大大提高了药物的先进程度和成效。该技术主要合成的物质包括生物碱、类固醇、萜类、芳香族化合物在内的化合物。

1.3 生物转化的基本分类

生物转化技术是一种利用酶催化进行合成的一类反应, 因此包含的内容多, 涉及的面比较广, 其类型更为多样性。主要包括的类型有羟基化、糖基化、醇和酮的氧化还原反应、水解反应和环氧化作用等五种类型[2]。在植物细胞的培养物对分子中的不同部位的具有专一性和选择性, 可以对其进行选择性的氧化外源底物, 因为这些植物细胞培养物具有水解部位和立体特异性羟基碳双键的功能。糖基化反应和羟基化相比较, 糖基化反应对外源化合物的理化特性和生物活性的改变程度更大。最明显的特征是可以改变化合物的溶解性, 例如将不溶性的化合物转化成水溶性的化合物, 而对溶解度的改变却很难通过化学反应或者微生物培养来实现。醇和酮的转化主要对选择性氧化起到更大的作用, 而水解反应的优势更多是体现在可以消除外消旋乙酸盐的光学鉴定。环氧化作用可以对有些化合物进行结构修饰。

2 生物转化和药物开发的联系

新技术在医药领域的更新速度不断加快。随之而来其他治疗外用药物的缺点也越发明显。其中最典型的例子是美国FDA公布的手性药物指导原则以及不对称合成技术在该手性药物制备过程中起到的关键性作用。而这一技术的本质是化学合成方法, 这无疑增加了研发人员对新药开发的难度和研究的成本。因此, 如何投资最少而获得最大利益成为很多研究者研究的主要目的, 从而催生了生物催化转化技术的诞生。而生物转化技术的专一性、高转化率和污染小的特点也是该技术倍受青睐的原因之一。

3 组合生物催化促进了新药研发

组合生物转化 (催化) 是一种比化学合成方法更为简单和有效的一种合成方法。主要是利用两种或者两种以上的具有特殊转化功能的微生物或酶, 对同一种底物进行组合或者转化, 最终的目的是得到一种化学结构多样性的物质。其本质是从已知化合物中寻找新型的衍生物。自然界中由于存在多种酶, 这正是生物体的结构复杂以及产物多样性的原因。也正是由于酶在适宜的条件下就可以发挥其作用, 从而实现了在生物体外利用酶合成一些衍生物。而利用生物催化合成化合物的优点主要体现在以下几点。第一点, 反应条件宽泛;第二点, 选择性强, 不仅可以对进行区域选择也能进行立体选择;第三点, 反应简单, 不需要对反应基团进行特殊的保护;第四点, 可以实现自动化或者一步化重现;第五点, 结构变化稳定, 易于复杂易变结构的保护;第六点, 活性高时, 大大降低催化剂的用量;第七点, 催化剂可循环利用, 减低成本;第八点, 易被降解。因为生物催化技术的这些优点, 大大增加了生物催化在药物制备过程的应用范围和价值。

生物转化技术在药物的研制和开发过程中起到两方面的作用。第一方面, 合成中间体的作用。在很多药物的合成过程中, 有些复杂的有机合成很难或者根本不能通过基本的化学反应合成, 而如果利用生物转化技术制备出药物关键的中间体, 就可以将不能合成的药物通过该中间体合成出来。此外, 用化学的方法来合成药物对反应条件要求比较苛刻, 同时反应的成本比较高, 而在工业生产中难以实现。第二方面, 对消旋化合物的生物拆分和转化, 使得复杂的构型药物分子变成单一的药物分子。虽然对生物转化技术在药物的制备中的作用有一定的了解, 但是由于药物技术的发展关系到人们的身体健康和生活质量, 因此生物转化技术的开发和利用需要国家和政府的正确引导。

参考文献

[1]邱海龙, 陈建伟, 李祥.生物转化技术在中药研究中的应用[J].中国现代中药, 2012, 2 (14) :3-7.

制药废水污水站工艺方案探讨 篇8

关键词:制药废水;污水站;工艺方案

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)29-0173-02

伴随我国经济的快速发展,医药制造业发展突飞猛进,各企业业秉承做强做大发展思想,并趋于生物制药,化学合成,制剂多元化发展趋势,但给企业污水站建设增加了难度。化学合成制药废水的水质特点使得仅凭单独采用生物法处理根本无法达标,必须在生化前选择合理的预处理工艺进行有效处理。在市场经济中能达到有效的稳定生产,方便管理,节约运行成本,污水站的合理设计成为每个企业面临的重要课题。

1 企业污水站设计原则和思路

根据分质分流原则将厂区废水分为三部分:生产废水、生活污水和工艺废水。

1.1 生产废水

主要为检修废水、废气吸收废水、清洗水、真空机组产生的废水等,浓度较工艺废水低。

1.2 生活污水

食堂,员工日常生活等所产生废水,根据员工数量进行估算生活污水的量。

1.3 工艺废水

主要来源于制药生产工艺流程各工段产生的废水,如离心、压滤、洗涤、分层、废气冷凝等产生的废水,以及车间溶剂回收套用产生的废水。结合相同类型废水处理站工程经验,并借鉴相关资料内容,按特征污染物、溶剂的沸点及可能采用的预处理方式,对工艺废水进行分类如下:

①含碘废水为废水含有碘化钙、碘酸以及低沸点溶剂。

②含铬废水;

③含恶臭物废水废水含有吡啶、三乙胺等恶臭物。

④高沸点废水废水中约含有1%溶剂和10%盐,溶剂主要为DMF。

⑤低沸点废水为离心工段产生的废水。溶剂浓度约为1%及以上。

⑥低沸点且含盐量高废水以离心和分层工段产生的废水组成。

⑦高盐废水主要产生于离心、洗涤、分层工段。废水中不含溶剂(或溶剂很少),可盐分较高,含盐量约5%及以上。

⑧废酸碱废水废水中含有盐酸、碳酸氢钠,可作为废酸碱利用。

⑨低浓度废水主要为洗涤废水。

⑩高浓度废水除上述以外的工艺废水。

2 废水车间预处理工艺方案选择

2.1 含碘废水车间预处理工艺选择

含碘废水主要含有甲醇、丙酮等低沸点溶剂,并且这类废水含盐量较高。含碘废水需单独收集,先通过蒸馏釜回收甲醇、丙酮等有机溶剂后,再进入碘回收处理系统回收碘。

由于强碱性阴离子交换树脂对多碘离子I3-或I5-离子的交换吸附量(700~800 g/L树脂)远远大于对I-离子的吸附量(150~170 g/L树脂),因此常将I-离子部分氧化使生成I3-或I5-离子,再被树脂交换吸附。

往碱性洗脱液中加酸,由于溶液pH值的变化,发生逆歧化反应而析出泥状粗碘。通过离心分离即获得泥状粗碘,粗品再进一步提纯后套用。吸附分离后的废水去高盐废水收集罐,通过MVR蒸发结晶系统脱盐处理。

2.2 含铬废水车间预处理工艺

含铬废水进入浓缩罐,加热去除有机溶剂,再投加硫酸、硫代硫酸钠、NaOH、PAC、PAM等药剂,再经板框压滤机压滤处理,滤液进入中间储罐,当板框压滤出水较差时,中间储罐的废水再回到浓缩罐中,进行二次压滤处理。待压滤滤液水质较好时,进入RO系统,浓水返回进入浓缩罐再处理,RO出水进入污水站高浓度废水调节池。

2.3 含恶臭物废水车间预处理

此类废水中含有吡啶、三乙胺,会产生恶臭。除两类恶臭物外,废水中还可能含有四氢呋喃、二氯甲烷、DMF等溶剂。

含低沸点恶臭物废水中含有三乙胺和吡啶,投加硫酸,使三乙胺、吡啶形成硫酸盐。基本能全部成盐。成盐处理后的废水进入低沸点且含盐量高废水收集罐,进行后续处理,通过溶剂回收处理剩余的吡啶。

含高沸点恶臭物废水中含有吡啶,向废水中投加硫酸,使吡啶形成吡啶硫酸盐。大部分吡啶成盐处理后的废水进入高沸点废水收集罐,进行后续处理,剩余少量的吡啶进入废水站,通过Fenton高级氧化处理。

含高盐恶臭物废水中含有三乙胺,废水收集后,投加硫酸,形成硫酸盐。待全部的三乙胺成盐后,再进入高沸点废水收集罐,进行后续处理,处理高沸点溶剂(DMF)。

2.4 含高沸点废水车间预处理

废水中主要含有DMF、盐和少量的低沸点溶剂,收集后采用精馏塔处理,蒸馏出少量的低沸点溶剂和大量的水进入废水站高浓度废水调节池,在进行后续处理。塔釜剩下的DMF和盐,通过过滤除去盐,剩余的DMF再回收利用或出售。

2.5 含低沸点废水车间预处理

废水收集到预处理车间收集罐后,用泵提升至中和罐,调节好pH后,通过反应釜、超重力床、冷凝器,冷凝液为低沸点溶剂,回收利用或出售,反应釜釜底液直接进入废水处理站。

2.6 含低沸点且含盐量高废水车间预处理

含低沸点且含盐量高废水主要含有四氢呋喃、甲醇、乙醇、丙酮等低沸点溶剂,并且这类废水含盐量较高。废水收集后,用泵提升至中和罐,调节好pH后,通过反应釜、超重力床、冷凝器,冷凝液为低沸点溶剂,回收利用或出售,反应釜釜底液再进入MVR蒸发器脱盐处理。

2.7 高盐分废水车间预处理

高盐废水收集后,进入MVR蒸发结晶系统脱盐处理,脱盐后废水进入废水处理站调节池,产生的废盐外运处置。

3 生化处理工艺方案

高浓度工艺废水进入生化系统前应采取废水预处理中试,采用铁碳+Fenton技术。但考虑铁碳处理中铁碳有消耗,需要定期添加铁碳,操作不便利,同时,铁碳在运行过程中也有可能产生结垢,有堵塞的风险。经实际调研发现运行污水处理站预处理采用了气浮处理工艺,设备选用的是涡凹气浮,运行效果良好情况下可取消了铁碳处理单元。如能和企业探讨达成一致意见,关键预处理工艺可由铁碳+Fenton工艺改为了气浮+Fenton处理工艺。选择气浮、改良型Fenton作为预处理措施,降低废水COD,同时破坏对微生物有抑制作用物质的结构和活性,如二氯甲烷、甲醇、溴化物、二甲基甲酰胺等物质

流化床Fenton氧化法,主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂,即Fenton药剂,两者在适当的pH下(2.5~3.5)会反应产生氢氧自由基(OH·),而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物和氨氮反应,可分解氧化有机物,进而降低废水中生物难分解的COD。同时,氢氧自由基的高氧化能力能破坏废水中残余药物的活性,从而进行灭活。

在Fenton反应池中Fe2+与H2O2反应会形成Fe3+,必须于pH调整池中将pH调整至中性以形成Fe(OH)3,并于絮凝池中借助多聚物聚集成大颗粒,于沉淀池中去除。由于Fe3+本身就是非常好的混凝剂,所以在这个过程中除了将Fe(OH)3分离去除外,同时对色度、SS及胶体也具有非常好的去除功能。

进入生化废水主要分为三部分:一部分为经预处理后的高浓度工艺废水,一部分为冲洗水等组成的低浓度废水,一部分为生活污水。三股废水分别收集经调配池调节混合后,进入后续处理系统。废水中含有油脂、与水分层的有机溶剂类物质,进调节池前可设置隔油池,去除废水中的上层物质。调节池废水如有悬浮物可设置气浮处理,进一步去除有机溶剂类物质,降低废水COD。

高浓度工艺废水经过气浮、Fenton预处理后,与低浓度废水一起进入反应池,投加PAM等药剂,再经初沉池处理,初沉池出水进入调配池。废水经物化预处理后进入后续生物处理装置进一步处理达标排放,生物处理采用“水解酸化+二段A/O”处理法。

水解酸化池中设置弹性填料,使世代生长的微生物能大量附着栖生在填料上,在这些微生物作用下,可使污水中难降解的结构复杂的有机物转化为结构简单的有机物,被微生物利用和吸收,提高污水可生化性,利于后续的好氧生物降解。

在A/O系统中微生物生活在缺氧-好氧交替的环境中而被筛选。A段的主要作用是对微生物菌种进行筛选和优化,微生物在此段只是对废水中的有机物进行吸收和吸附,而对有机物的分解是在O段完成的。在A段,污水的停留时间很短,由于大部分有机污染物在A段被脱磷微生物吸附入体内,接着在O段内被氧化及分解。同时O段在硝化细菌的作用下将废水的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转换成硝酸盐。在缺氧段,反硝化细菌将二沉池污泥回流带入的部分硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气。

为了确保废水处理各项指标稳定达标排放,采用两段A/O处理系统,一段A/O主要以去除COD为主,二段A/O主要以去除NH3-N为主。在两段A/O系统后设置混凝沉淀+二级气浮池,投加混凝剂、絮凝剂等药剂,去除COD。

为了确保药物活性成分灭活效果,在二沉池后增加灭活池,投加H2O2等强氧化剂。工艺所采用的设计参数(如沉淀池表面负荷、停留时间、曝气池的污泥负荷、以及好氧段曝气池的供氧量、停留时间等),均需经过理论计算并结合已建同类型废水处理工程运行的成功经验,必须同时具备科学性与实践性。

4 结 语

制药废水的主要特点是COD浓度高、含盐量大、可生化性差等。经多年研究同类型废水实际处理工程经验表明,工业废水预处理是关键、生物处理是核心,深度处理是保障,污泥处理是重点。只有充分把握,排除万难,才能建设出运行稳定、经济的污水处理站。

参考文献:

[1] 潘涛,李建民.废水处理设备与材料手册[M].北京:化学工业出版社, 2012.

[2] 潘涛,田刚.废水处理工程技术手册[M].北京:化学工业出版社,2010.

[3] 张建丰.活性污泥法工艺控制[M].北京:中国电力出版社,2007.

[4] 任南琪,丁杰,陈兆波.高浓度有机工业废水处理技术[M].北京:化学工 业出版社,2012.

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