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第四章分离纯化doc
第四章分离纯化
中药分离纯化工艺是利用中药化学、现代分离技术、工程学等原理对中药中有效成分的提取分离过程进行研究，建立适合于工业化生产的中药提取分离纯化方法，是研究制药工业（过程）中中药分离与纯化的技术学科。
中药分离纯化工艺是制药工程学的一个重要的组成部分，属于中药现代化生产的关键技术。
研究内容包括分离纯化技术的基本原理、工艺流程、设备及应用等。
一、分离纯化的基本原理
机械分离的对象是非均相物系，根据物质的大小、密度的差异进行分离，如过滤、重力沉降和离心沉降等。
传质分离的对象主要是均相物系，其特点是有质量传递现象发生。
传质分离又分输送分离和扩散分离两种。
输送分离根据溶质在外力的作用下产生的差异实现分离，又称速度分离法，其传质推动力主要有压力差、电位梯度和磁场梯度等，如超虑、反渗透、电渗析、电泳和磁场等。
扩散分离传质推动力为偏离平衡态的浓度差，如蒸馏、蒸发、吸收、萃取、结晶、吸附和离子交换等。
二、中药分离纯化在制药过程中的作用
中药制药的生产过程一般包括两个阶段。
第一阶段为将基本的原材料中药通过提取而获得含有目标药物成分的混合物。
即为根据中药提取工艺对中药材进行初步提取，获得含有药物成分的粗品。
第二阶段通常称为生产的下游加工过程。
该过程主要是采用适当的分离技术，将中草药粗品中的药物成分进行分离纯化，使其成为高纯度的、符合药品标准的原料药。
中药制药的原料药生产与化工生产存在明显的三大差别：
第一，中草药粗品中的药物成分含量很低，而杂质含量却很高，并且杂质往往与目的产物有相识的结构，很难分离。
第二，药物成分的稳定性通常较差，有些中药的活性成分对温度、酸碱度都十分敏感，易失活分解，使分离纯化方法的选择受到很大限制。
第三，原料药的产品质量要求，特别是对产品所含杂质的种类及其含量要求比有机化工产品严格得多，因为它是直接涉及人类健康和生命的特殊商品。
三、中药分离纯化在中药现代化生产中的意义
国家明确了中药发展的战略方向和思路，提出“科教兴业”的战略主体目标，为了让西方医药界接受中药，增强中药在国际市场上的竞争地位，主要途径是：
以中医药理论为指导，采用先进的技术，实现中药生产的现代化。
中药产品现代化的重点即“有效、量小、安全、可控”。
首先最关键的问题就是要提取分离工艺、制剂工艺现代化，质量控制标准化、规范化。
实施中药现代化工程其核心之一就是通过引进和借鉴现代新型工程技术，大力推进我国中药生产工艺的现代化，目前尤其需要注重开展罐组动态逆流提取、超临界CO2提取、大孔树脂分离、膜分离、絮凝沉淀、高速逆流色谱、分子蒸馏、工业结晶、现代干燥技术等单元技术的工程化研究、验证、示范和应用推广。
吸附是指流体与固体多孔物质接触时，流体中的一种或多种组分传递到多孔物质外表面和微孔内表面并附着在这些表面的过程。
被吸附的流体称为吸附质，多孔固体颗粒称为吸附剂。
吸附达到平衡时，流体的本体相称为吸余相，吸附剂内的流体称为吸附相。
一、吸附分离的原理
吸附平衡的特殊之处在于：
在吸附剂与吸附质之间存在着一个独立的相—吸附相。
相律：
自由度＝独立组分数+相数－2
纯组分的吸附平衡，独立组分为：
吸附质和吸附剂，相数为流动相，固定相和吸附相。
因此，组分吸附平衡的自由度数将为3，即平衡吸附量将随温度、压力及吸附剂的变化而变化，而纯组分液汽平衡的自由度仅等于1。
混合气的吸附常采用较复杂的等温方程，来反映各组分在吸附过程中的竞争和干扰现象。
（一）吸附过程
指多孔固体吸附剂与流动相接触，流动相中一种或多种溶质向固体颗粒表面选择性传递，被吸附和积累于多孔固体吸附剂微孔表面的过程。
大致可分为下列三种：
1.变温吸附吸附通常在环境温度下进行，而解吸在直接或间接加热吸附剂的条件下完成，利用温度的变化实现吸附与解吸附的再生循环操作。
该类流程常用于从气体或液体中分离少量杂质。
2.变压吸附在较高组分分压的条件下选择性吸附气体混合物中的某些组分，然后降低压力或抽真空使吸附剂解吸，利用压力的变化完成循环操作。
变压操作一般用于混合物主体的分离。
3.变浓度吸附液体混合物中的某些组分在环境条件下选择性的吸附，然后用少量的强吸附性液体解吸再生。
该过程用于液体混合物的主体分离。
许多固体表面对气体或液体都有吸附能力，具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
根据吸附剂及吸附质之间吸附力的不同，吸附分为物理吸附（吸附剂和吸附质之间通过分子间力（也称“范德华”力）相互吸引）、化学吸附（被吸附的分子和吸附剂表面的原子发生化学作用，在吸附质和吸附剂之间发生了电子转移、原子重排或化学键的破坏和生成等现象）及半化学吸附。
物理吸附可以分为下列四种类型。
①选择性吸附吸附力本质是范德华力，大小与固体表面和分子两者的性质有关。
②分子筛效应尺寸小于微孔孔径的分子可以进入微孔而被吸附，比孔径大的分子则被排斥在外。
③通过微孔的扩散气体在多孔固体中的扩散速率与气体的性质、吸附剂材料的性质以及微孔尺寸有关。
④微孔中的凝聚大多数情况下，毛细管上的可凝缩气体会在小于其正常蒸汽压的压力下在毛细管中凝聚。
在一定温度下，凝聚压力与毛细管半径有关。
（二）吸附等温线
当温度保持一定时，吸附量与压力（浓度）的关系，可以绘制出吸附等温线。
吸附等温线是描述吸附过程最常用的基础数据，。
大部分等温线都可归结为五种类型。
Ⅰ类吸附等温线是最简单的，它相应于单分子层吸附，适用于处于临界温度以上的气体。
Ⅱ类等温线较复杂些，它与BET类型的多分子层吸附相关，气体的温度低于其临界温度，压力较低，但接近于饱和压。
第一吸附层的吸附热大于后继吸附层的吸附热。
后者等于冷凝热。
Ⅰ、Ⅱ类吸附等温线显示出强吸附性能。
Ⅲ类等温线在压力较低的情况下初始阶段，曲线下凹，吸附量低，只有在高压下才变得容易吸附，按照BET理论，这种情况相应于多层吸附，第一吸附层的吸附热低于后继吸附层的吸附热。
这类等温线较少见。
（三）吸附等压线及吸附等量线
在吸附压力恒定时，吸附量随吸附温度的变化而变化，可得到吸附等压线。
如保持吸附量恒定，以平衡压力对吸附温度作图，就可以得到吸附等量线，吸附等量线与饱和蒸汽压曲线类似。
（四）吸附机理
以气相吸附质在吸附剂上的吸附过程为例，吸附质在吸附剂的多孔表面被吸附过程分为四步：
①吸附质从气体主流通过分子扩散与对流扩散从吸附剂颗粒周围的气膜传递到吸附剂颗粒的外表面，称为外部传递过程或外扩散过程。
②吸附质通过扩散从吸附剂颗粒外表面传向颗粒孔隙内表面，称为孔内部传递过程或内扩散过程。
③吸附质沿孔表面的表面扩散。
④吸附质被吸附在孔表面上。
①外扩散；②外表面吸附；③表面扩散；④孔扩散；⑤内表面吸附
内扩散是既有平行又有顺序的吸附过程，它的过程模式可表达为：
吸附传递过程由三部分组成，即外扩散、内扩散和表面吸附。
吸附过程的总速率取决于最慢阶段的速率。
二、常用吸附剂及其主要吸附性能
吸附剂的主要特征是多孔结构和具有较大的比表面积。
吸附剂的选用首先取决于它的吸附性能，根据吸附剂表面的选择性，可分为亲水性和憎水性两大类，一般来说，吸附剂的性能不仅取决于其化学组成，而且与制造方法有关。
（一）硅胶
硅胶是一种较理想的干燥吸附剂，能吸附50%（质量）的水分。
在温度20℃和相对湿度60%的空气流中，微孔硅胶吸附水的吸湿量为硅胶质量的24%。
硅胶吸附水分时，放出大量吸附热。
硅胶的再生温度为150℃左右。
硅胶难于吸附非极性物质的蒸汽（如正构或异构烷烃等）易于吸附极性物质（如水、甲醇等）。
另外，硅胶也常用作特殊吸附剂或催化剂载体。
（二）活性氧化铝
活性氧化铝对水有较强的亲合力，因此工业上常将其用作气（液）体的干燥剂。
在一定的操作条件下，它的干燥精度可达露点－70℃以下。
而它的再生温度又比分子筛低得多。
可用活性氧化铝干燥的部分工业气体包括：
Ar、He、H2、氟利昂、氟氯烷等。
另外，活性氧化铝还可用作催化剂载体。
（三）活性炭
活性炭表面具有氧化基团，为非极性或弱极性，活性炭有如下特点：
①它是用于完成分离与净化过程中唯一不需要预先除去水蒸气的工业用吸附剂；
②由于具有极大的内表面，活性炭比其他吸附剂能吸附更多的非极性的弱极性有机分子，例如在一个大气压和室温下被活性炭吸附的甲烷量几乎是同等质量5A分子筛吸附量的2倍；
③活性炭的吸附热或键的强度通常比其他吸附剂低，因而被吸附分子的解吸较为容易，吸附剂再生时的能耗也相对较低。
市售活性炭根据其用途可分为适用于气相和适用于液相使用两种。
适用于气相的活性炭，大部分孔径为1nm～2.5nm之间，而适用液相使用的活性炭，大部分孔径接近或大于3nm。
（四）沸石分子筛
沸石分子筛的特点是它有相当均匀的孔径，如0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.9nm、1nm细孔，比孔径小的分子，可以通过微孔孔口进入孔穴内，吸附于孔穴表面，并在一定条件下解吸放出；比孔径大的分子则不能进入，从而把分子直径大小不同的混合物分离开来，分子筛由此而得名。
沸石分子筛主要用于化学工业的各种原料气（液）体的干燥及利用分子筛作用来分离正烷烃等。
（五）大孔吸附树脂
大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团的交联聚合物，多为白色球状颗粒，粒度为20～60目，化学性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶媒，对有机物有浓缩、分离作用且不受无机盐类及强离子、低分子化合物的干扰。
其化学结构不带或带有不同极性的功能基。
根据树脂的表面性质，可分为非极性、弱极性、极性三种类型。
非极性吸附树脂适宜从极性溶剂中吸附非极性物质，极性吸附树脂适宜从非极性溶剂中吸附极性物质。
树脂本身由于范德华力或氢键的作用具有吸附性；又具有网状结构和很高的比表面积，而有筛选性能。
所以为一类不同于离子交换树脂的吸附和筛选性能相结合的分离材料。
1.吸附作用的影响因素
（1）树脂本身化学结构的影响：
大孔吸附树脂是一种表面吸附剂，其吸附力与树脂的比表面积、表面电性、能否与被吸附物形成氢键等有关。
引入极性集团可以改变表面电性或使其与某些被分离的化合物形成氢键，影响吸附作用。
一般非极性化合物在水中可以被非极性树脂吸附，极性化合物在水中被极性树脂吸附。
（2）溶剂的影响：
被吸附的化合物在溶剂中的溶解度对吸附性能也有很大的影响。
通常一种物质在某种溶剂中溶解度大，树脂对其吸附力就弱。
如有机酸盐及生物碱盐在水中的溶解度大，树脂对其吸附弱。
含有多量无机盐的中药水提取物分离时，由于无机盐在水中的溶解度很大，无机盐很快随溶剂前沿被排出，故可用大孔吸附树脂代替半透膜脱盐。
（3）被吸附的化合物的结构的影响：
被吸附化合物的分子量大小不同，要选择适当孔径的树脂以达到有效分离的目的。
在同一种树脂中，树脂对分子量大的化合物吸附作用较大。
化合物的极性增加时，树脂对其吸附力也随之增加。
若树脂和化合物之间产生氢键作用，吸附作用也将增强。
（4）上样溶液的pH值：
一般情况下，酸性物质在酸性溶液中进行吸附，碱性物质在碱性溶液中进行吸附较为适宜。
（5）洗脱液的选择：
洗脱液可使用甲醇、乙醇、丙酮及醋酸乙酯。
根据吸附力强弱选用不同的洗脱剂及浓度。
对非极性大孔吸附树脂，洗脱剂极性越小，洗脱能力越强。
对中等极性大孔树脂和极性较大的化合物来说，则用极性较大的洗脱剂为佳。
为达到满意的效果，可通过几种洗脱剂浓度的比较来确定最佳洗脱浓度。
实际工作中甲醇、乙醇、丙酮应用较多。
2.在中药领域中的应用
大孔吸附树脂对中药化学成分如生物碱、黄酮、皂苷及其他一些苷类成分都有一定的吸附作用。
对糖类的吸附能力很差，对色素的吸附能力较强。
三、变压吸附和变温吸附
加压降温有利于吸附质的吸附，降压加温有利于吸附质的解吸或吸附剂的再生。
按照吸附剂的再生方法将吸附分离循环过程分成两类，一类是变压吸附，一类是变温吸附。
变温、变压吸附示意图
横坐标为吸附质的分压，
纵坐标为单位吸附剂的吸附量。
变温吸附就是在较低温度（常温或更低）下进行吸附，在较高温度下使吸附的组分解吸出来，图中，变温吸附过程是在两条不同温度的等温吸附线之间上下移动进行着吸附和解吸的。
利用液态非均相物系中物质比重不同，通过离心机的高速运转，使离心加速度超过重力加速度的成百上千倍，而使沉降速度增加，以加速药液中杂质沉淀并除去
原理：
利用混合液密度差来分离料液。
适于离心分离的液态非均相物系，包括液－固混合系（混悬液）和液－液混合系（乳浊液）。
物体在高速旋转中要受到离心力的作用而沿旋转切线脱离，其本身的重力、旋转速度、旋转半径不同，从而所受的离心力也不同，在旋转条件相同的情况下，离心力与重力成正比。
离心分离按过程可分为离心过滤、离心沉降和离心分离三种。
（1）离心过滤离心转鼓周壁开孔为过滤式转鼓，转鼓内铺设滤布和筛网，旋转时悬浮液被离心力甩向转鼓周壁，固体颗粒被筛网截留在鼓内，形成滤饼，而液体经筛饼和筛网的过滤由鼓壁开孔甩离转鼓，从而达到固液分离的目的。
离心过滤适用于固相含量较多、颗粒较粗的悬浮液的分离。
（2）离心沉降离心转鼓周壁为沉降式转鼓，旋转时，悬浮液在离心力的作用下，相对密度较大的固体颗粒先向转鼓沉降形成沉渣，澄清液由转鼓顶端溢出，甩离转鼓，从而达到悬浮液澄清的目的。
离心沉降适用于固相含量较少、颗粒较细的悬浮液的分离。
（3）离心分离转鼓周壁无孔，转速更高。
旋转时，悬浮液在离心力的作用下分为两层，相对密度较大的液体首先沉降紧贴鼓壁在外层，相对密度较小的液体则在里层，在不同部位分别被引出转鼓，从而达到液液分离的目的。
当乳浊液中含有少量固体颗粒时，则能进行液液固三相分离。
一、离心沉降速度
流体围绕中心轴作圆周运动形成流体惯性离心力场。
当流体带着颗粒绕中心轴作水平旋转时，惯性离心力将会使颗粒在径向上与流体发生相对运动，颗粒在径向将受到三个力的作用，即惯性离心力、向心力和阻力。
二、离心设备
1.离心机按设备结构和分离工艺过程可分为离心过滤式和离心沉降式两种类型：
（1）离心过滤式离心机：
转鼓上有小孔，并衬以金属网和滤布，混悬液在转鼓带动下高速旋转，液体和其中悬浮颗粒在离心力作用下快速甩向转鼓而使转鼓两侧产生压力差，在此压力差作用下，液体穿过滤布排出转鼓，而混悬颗粒被滤布截留形成滤饼。
如三足式离心机。
（2）离心沉降式离心机：
转鼓上无孔，混悬液或乳浊液被转鼓带动高速旋转时，密度较大的物相向转鼓内壁沉降，密度较小的物相趋向旋转中心而使两相分离。
在沉降式离心机中的离心分离原理与前面所述的离心沉降原理相同，不同的是在旋风分离器或旋液分离器中的离心力场是靠高速流体自身旋转产生的，而离心机的离心力场是由离心机的转鼓高速旋转带动液体旋转产生的。
如实验室用沉淀式离心机。
（3）分离式离心机，如管式离心机。
2.离心机按操作方法不同分为：
①间歇式离心机；②连续式离心机。
3.离心机按分离因素的大小分为三类：
①常速离心机Kc＜3000（一般为600～1200），适用于易分离的混悬滤浆的分离及物料的脱水。
②高速离心机Kc＝3000～50000，主要用于含细粒子、黏度大的滤液及乳浊液的分离。
③超速离心机Kc＞50000，主要用于微生物学、抗生素发酵液、动物生化制品等的固液分离。
超速离心机常伴有冷冻装置，可使离心操作在低温下进行。
。
4.按卸料方式不同可分为：
①人工卸料离心机；②重力卸料离心机；③刮刀卸料离心机；
④活塞推料离心机；⑤螺旋卸料离心机；⑥离心卸料离心机；
⑦振动卸料离心机；⑧近动卸料离心机。
三、离心分离方法的应用及其评价
（一）影响沉降的因素
①颗粒的性质：
粒度分布、形状、比重、矿物学和化学的性质等；
②形成悬浮液的固体和液体的比例，及浓度效应；
③预处理类型：
化学处理、絮凝、加热或冷却等；
④沉降槽的类型：
尺寸、形状、壁效应等。
（二）离心分离法全面、科学的评价
1.杂质去除率
杂质去除率是评价高速离心法除杂效果的最简单、最直接的指标。
通常可通过测定离心前后药液总固形物含量的差异，即可得出。
2.有效成分保留率
任何一种除杂方法在处除杂质的同时，也可能将药液中的有效物质和有效成分一同除去，因此，单一的除杂率并不能说明分离精制的效果，应结合有效成分保留率等指标给予综合评价。
3.澄清度
药液外观的颜色、澄清度是一种最直观的评价方法，仅凭肉眼便可比较，但人为因素干扰太大，因此，有人利用微粒检测仪检测药液中微粒大小及其数目，并与浊度仪比较，为工艺条件的考察和工业大生产的应用提供了更科学的方法。
（三）离心技术在中药研究中的应用
1.离心技术在口服液制备中的应用
大多数中药口服液的生产是采用水煎醇沉法。
离心分离法与醇沉法相比较具有较多的优点，如缩短了工艺流程，节约了大量乙醇，生产更趋安全，且可减少有效成分丢失。
2.离心技术在中药固体制剂中的应用
中药口服制剂在制备流浸膏的工艺上，传统方法多以水提醇沉法进行纯化处理以除去杂质，但不少有效成分也被沉淀除去，而且大量乙醇的使用增加了成本。
若采用管式离心机（20000rpm）来代替醇沉法制备流浸膏则可取得预期的效果，
四、离心分离纯化技术应用前景
中药制剂的质量在很大程度上依赖于中药提取分离的效果，采用先进的提取分离技术和设备对促进中药产品质量的提高将起到非常重要的作用。
高速离心作为一种物理分离技术，在其分离过程中能有效地防止中药中有效成分的损失，最大限度地保存药物的活性成分，且还可缩短工艺流程，降低成本。
研究表明中药有效成分的分子量大多数不超过1000，而无效成分如淀粉、蛋白质、树脂等属于分子量在50000以上的高分子物质
由于植物药成分的多元化，适宜的深加工分离技术应使产物具有某一分子量区段的多种成分（有效组分或有效部位）。
现代膜分离技术（如微滤、超滤）正是利用膜孔径大小特征将物质进行分离提纯，实现除去无效成分及杂质、保留有效成分的目的。
一、膜分离技术的主要用途
①药液澄清：
除去微粒、细菌、大分子杂质（胶质鞣质、蛋白质、多糖）等，或脱色；
②分离纯化：
提取有效成分、有效部位、有效单体；
③药液浓缩：
除去药液中水分子或小分子，尤其适用于含有热敏成分药液的浓缩；
④有机溶剂回收：
使萃取或其他分离过程所使用的有机溶剂能够循环利用，节约资源，保护环境。
二、膜分离技术原理
膜分离过程以选择性透过膜为分离介质，当膜两侧存在某种推动力（如压力差、浓度差、电位差等）时，原料侧组分选择性地透过膜，以达到分离、提纯的目的。
（一）超滤过程（UF）
超滤是一种筛孔分离过程。
在静压差为推动力的作用下，
原料液中溶剂和小溶质粒子
从高压的料液侧透过膜到低压侧；
一般称为滤出液或透过液，
而大粒子组分被膜所阻拦，
使它们在滤剩液中浓度增大。
UF的分离机理为筛孔分离过程，但膜表面的化学性质也是影响超滤分离的重要因素。
即超滤过程中溶质的截留有在膜表面的机械截留（筛分）、在膜孔中停留而被除去（阻塞）、在膜表面及膜孔内的吸附（一次吸附）3种方式。
超滤膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和形状的孔，聚合物的化学性质对膜的分离特性影响不大。
UF同反渗透（RO）、纳滤（NF）、微滤（MF）一样，均属于压力驱动型膜分离技术。
超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物（蛋白质，核酸聚合物，淀粉，天然胶，酶等），胶体分散液（粘土，颜料，矿物料，乳液粒子，微生物），乳液（润滑脂—洗涤剂以及油—水乳液）。
超滤对去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和各种有机物有较好的效果，但它几乎不能截留无机离子。
（二）微滤过程（MF）
微孔滤膜具有比较整齐、均匀的多孔结构，在静压差的作用下，小于膜孔的粒子通过滤膜，比膜孔大的粒子则被阻拦在滤膜面上，使大小不同的组分得以分离，其作用相当于“过滤”。
微滤主要从气相和液相物质中截留微米及亚微米级的细小悬浮物、微生物、微粒、细菌、酵母、红血球、污染物等以达到净化，分离和浓缩的目的。
其操作压差为0.01～0.2MPa，被分离粒子直径的范围为0.08~10μm。
MF的分离机理为筛分机理，膜的物理结构起决定性作用。
此外，吸附和电性能等因素对截留也有影响。
1.膜表面层截留
（1）机械截留作用：
指膜具有截留比它孔径大或与孔径相当的微粒等杂质的作用，此即过筛作用。
（2）物理作用或吸附截留作用：
除了要考虑孔径因素之外，还要考虑其他因素的影响，其中包括吸附和电性能的影响。
（3）架桥作用：
通过电镜可以观察到，在孔的人口处，微粒因为架桥作用也同样可被截留。
2.膜内部截留
膜的网络内部截留作用，是指将微粒截留在膜内部而不是在膜的表面。
对于表面层截留（表面型）而言，其过程接近于绝对过滤，易清洗，但杂质捕捉量相对于深度型较少；而对于膜内部截留（深度型）而言，其（深度型）过程接近于公称值过滤，杂质捕捉量较多，但不易清洗，多属于用毕弃型。
完全表面型或完全深度型过滤的压降，流速与使用时间的关系见图。
三、膜分离纯化操作方式
膜分离流程可以分为无流动操作、错流操作（液相）。
（一）无流动操作
原料液置于膜的上游，在压差推动下，溶剂和小于膜孔的颗粒透过膜，大于膜孔的粒子则被截留，该压差可通过原料液侧加压或透过压侧抽真空产生。
随着时间的增长，被截留颗粒将在膜表面形成污染层，使过滤阻力增加，在操作压力不变的情况下，膜渗透流率随之下降，如图10－11（a）所示。
因此无流动操作只能是间歇性的，必须周期性地停下来清除膜表面的污染层或更换膜。
无流动操作简便易行，适合实验室等小规模场合。
对于固含量低于0.1％的料液通常采用这种形式；固含量在0.1％~0.5％的料液则需进行预处理；而对固含量高于0.5％的料液通常采用错流操作。
在微滤中经常采用这种操作方式。
（二）错流操作
在工业应用中更多的是选用错流操作，因为此种方式发生污染的趋势比无流动操作低。
在错流操作中，原料以一定组成进入膜组件并平行流过膜表面，沿膜组件内不同位置，原料组成逐渐变化。
原料流分为两股；渗透物流和截留物流，见图10－11（b）。
错流操作可以进一步分为并流、逆流、渗透物全混错流和完全混合4种方式，见图10－12。
一般来讲，逆流效果最好，其次是错流和并流，完全混合时效果最差。
无流动操作系统优点是回收率高，原料全部通过膜，但过程通量衰减严重。
而错流系统有利于控制污染，但回收率比无流动操作系统低得多。
无流动/错流联合流程或半流动流程则可综合两者的优点。
按过滤过程的连续性，操作方式又可分为间歇操作和连续操作。
膜分离过程多采用连续操作，但当应用规模较小时也可以使用间歇操作。
在膜分离中当单级过程不能达到所要求的纯度时，膜组件可以以串联或并联方式连在一起构成级，因此膜分离过程响应的有单级过程和多级过程。
四、中药膜分离技术的工艺设计
中药膜分离技术的工艺设计原则如下：
（一）膜分离过程的有效性与安全性研究
1.中药实验体系先分别以不同孔径（分子截留量）、不同材质的膜处理，以相应指标性成分的转移率考察不同材质、不同孔径的膜对相关成分的适用性，及对提取物纯度的影响，并与常规水提工艺和水醇法比较。
2.分别以常规水提工艺、水醇法工艺和膜分离工艺制备样品，开展主要药效学和毒理学（安全性）的对比研究。
（二）膜分离过程的稳定性与可控性研究
1.药液预处理方法的研究：
根据上述研究结果选择适用膜，以膜通量大小和衰减速度等工艺参数为考察指标，研究高速离心和澄清剂等滤液预处理方法对上述实验体系和膜分离集成工艺的影响，确认合适的预处理方法。
2.膜分离工程的单元操作工艺条件优选研究：
以膜
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