基于"物料流变特征-膜传质过程"动态分析的中药膜集成浓缩技术优化原理与方法

基本信息
批准号:81274096
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:郭立玮
学科分类:
依托单位:南京中医药大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:潘林梅,李玲娟,李博,董洁,潘永兰,徐雪松,姚薇薇
关键词:
中药制药工业膜集成浓缩流变学计算流体力学(CFD)
结项摘要

As the energy consumption of TCM pharmaceutical production is amazing,and the consumption of concentrating process has occupied about 60% or more of the total. The technology of membrane concentrating is low-power and low cost, but defects caused by the technological principle of different membrane processes may still affect its advantageous action. This project has introduced advanced international design strategies and methods of membrane integration, and it has been expected to meet TCM material concentrating need of technological keys in "integration of reverse osmosis and membrane distillation": The concentration process can lead to the deterioration of TCM material fluid dynamics and membrane transfer resistances. We can take representative prescription of herbal medicine as experimental system, draw on the theory of fluid dynamics and computational fluid dynamics (CFD) means and dynamic precision analysis by technology process, so that we can build the three-dimensional model of "time- the material fluid dynamics- membrane transfer process" and combine multidisciplinary approaches: (1) Exploring the discipline of TCM material fluid dynamics and its effects of membrane concentration; (2) Describing the effect and mechanism of membrane concentration taking on TCM material transferring; (3) Based on critical osmotic pressure of reverse osmosis process and critical flux of membrane distillation process, we can find a technology point of balance to achieve the optimal combination of reverse osmosis and membrane distillation. The project could solve key technical problems in the membrane concentration process of TCM industrialization, provide supports for its technical equipment development and process design, it can also promote TCM pharmaceutical engineering theory and technology innovation.

中药制药工业能耗惊人,而浓缩工序约占总耗汽量60%左右甚至更多。膜浓缩技术能耗小、成本低,但不同膜过程因技术原理而造成的缺陷可影响其优势的发挥。本项目引进国际先进的膜集成设计策略与方法,针对有望适用于中药物料浓缩需求的"反渗透与膜蒸馏集成"技术关键:浓缩过程对中药物料流变性的劣化及其对膜传质作用的拮抗,以代表性中药复方为实验体系,借鉴流变学理论与计算流体力学(CFD)手段,通过工艺过程动态精密分析,建立"时间-物料流变学特征-膜传质过程"三维模型,融合多学科手段:(1)探索中药物料流变学规律及其对膜浓缩过程的影响;(2)阐述膜浓缩过程对中药物料的传质作用及机理;(3)针对反渗透过程的临界渗透压及膜蒸馏过程的临界通量,寻找工艺平衡点,实现反渗透与膜蒸馏的优化组合。解决膜浓缩工艺中药制药产业化的关键技术问题,为其成套技术设备研制及工艺设计提供支撑,促进中药制药工程理论和技术创新。

项目摘要

中药制药工业能耗惊人,而浓缩工序约占总耗汽量60%左右甚至更多。膜浓缩技术能耗小、成本低,但不同膜过程因技术原理而造成的缺陷可影响其优势的发挥。本项目引进国际先进的膜集成设计策略与方法,融合多学科手段,针对有望适用于中药物料浓缩需求的“反渗透与膜蒸馏集成”的技术关键:浓缩过程对中药物料流变性的劣化及其对膜传质作用的拮抗,面向“中药物料体系整体、多元”本质特征,以代表性中药复方为实验体系,从精密分析“物料流变学特征”与“膜传质过程”相关性动态变化的角度,借鉴流变学理论与计算流体力学(CFD)手段,通过工艺过程动态精密分析,创新膜浓缩工艺优化设计原理,为创建具有中医药特色的制药工程学理论与技术体系提供新视野。取得的主要进展、成果与意义:.(1)建立了科学、有效表征与反渗透及膜蒸馏工艺过程有关的中药物料流变学特征参数,如临界渗透压等方法。.(2)针对反渗透、膜蒸馏两种不同的膜传质机理建立了相应的“临界通量”有效测试手段。.(3)通过扩展、延伸“临界通量”概念的“流体力学”与“质量传输”内涵,强化临界通量作为膜过程优化重要标志的功能,建立中药物料流变学性质、膜污染度与临界通量的相关性模型,为膜污染提供新判据与防治策略。.(4)借鉴国际膜科技工艺优化设计先进理念,开展中药学与现代分离科学、计算机化学等多学科交叉研究,构筑中药制剂与化学工程学科相互融合新生长点,开辟中药制药领域化学基础研究新领域。. (5)丰富和完善中药工程学物性数据库,为揭示中药制药过程多元、复杂组分的动力学规律提供有力工具,促进中药制药工程理论研究和技术创新。. (6)面向节能减排国家战略需求,以中药生产共性关键技术突破为目标,实现中药膜浓缩工艺技术层面上的性能优化与升级,提升中药产业竞争力,推进社会可持续发展。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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