化学制药中活性炭技术的应用

许启超，张然纯，王　岱

化学制药中活性炭技术的应用

许启超，张然纯，王岱

（山东省医药工业设计院，山东济南 250013）

对化学制药中的活性炭技术应用原理进行分析，并在此基础上谈了个人的观点和认识，仅供参考。

化学制药；活性炭；原理；技术

活性炭的吸附性特别好，具有物理、化学吸附两种特性，可选择吸附液相和气相物质，从而实现脱色精制、去污提纯以及消毒除臭之目的，在现代化学制药过程中得以广泛的应用。

1　化学制药实践中的活性炭技术应用机理

1.1活性炭在制药废水处理中的应用

制药废水中含有大量的有机化合物，其生物降解能力非常差。在此情况下，如果只是单纯的应用生物法进行处理，则难以取得较好的效果，甚至会导致出水中的COD排放不达标。在当前化学制药废水处理过程中，多采用铁屑-活性炭微电解法。一般而言，化学制药废水内含有的六价水溶性铬离子非常多，而且毒性非常强，如不注意，很可能会被人体肠道以及植物吸收，在生物体中大量富集，通过食物链危及人体健康。铁屑-活性炭微电解法的应用，可以起到处理铬离子废水的重要作用。铁屑-活性炭羰基成分构成了微电池的阴阳极，并且在含铬离子化学制药废水中进行如下反应：阳极反应：Fe-2e=Fe2+，E=-0.44V；阴极反应：O2+2H2O+4e =4OH-，E=+0.44V。对于新生铁离子而言，其化学活性，非常强，以致于六价铬离子被还原。随着还原反应的深入，水中氢元素被大量消耗，氢氧根离子随之增加，以致于废水酸碱度不断增大，形成氢氧化铁或者氢氧化亚铁等沉淀。絮状沉淀以及活性炭的化学吸附性都比较强，可以有效吸附化学制药废水内的铬离子，经过滤器处理，将六价铬离子分离出来，以免排出废水影响人体和环境。

1.2活性炭去除热机理

活性炭的表面积非常大，而且内部毛细孔隙比较发达，较强的吸附特性和稳定性，使其能够在制药过程中用于原料热源吸附、脱色以及除杂和过滤等，这些都是化学制药实践中不可或缺的辅料。在当前的形势下，药物制备过程中的热原去除，一直都是严重困扰化学制药的难题；在化学药物生产时，为了能够有效避免热原污染药物品、去除热原方法，活性炭的应用成为化学制药的关键之所在。实践中，为了能够不影响制药过程以及中药品的生物活性及其质量，采用活性炭技术有效去除药物热原，而且取得了一定的成绩。活性炭本身具有非常强的吸附能力，生产过程中一些药物制品在实际反应过程中会释放大量的热量，此时活性炭因其内部毛细孔以表面积可在制药时将药品热原去除掉，以免损害拟制药物的活性。同时，活性炭的物理特性非常好，而且具有一定的催化作用，使其在应用过程中能够起到去除热原的效果。比如，活性炭在应用过程中，可以有效吸附人参皂苷R，随之温度的不断升高，其吸附作用逐渐增强。人参皂苷R精致提取过程中，可先将活性炭人工注入人参茎叶提取液中，含量至少1%；经加热回流，大约30min，即可对这些提取液脱色除杂；在制作药物成品时，注入的活性炭大约在2%，加热回流时间控制在20min，注射液可去除热原。

1.3活性炭净化制药用水

对于制药用水而言，其作为药品质保关键，实践中为了能够让制药用水达标，需采用活性炭技术对其进行事先净化。以生物活性炭的效果最佳，在使用过程中可降低有机化合物的含量，而且能够达到很好的后续消毒效果。同时，生物活性炭的应用，还可以去除水中持久的微量有机物，对于感官指标的改善，具有非常好的效果。生物活性炭技术的应用，可快速吸附水中溶解的有机物，将微生物富集起来，以免有机物对后续制药产生不利影响。对于生物活性炭而言，其所吸附的大量有机物，可为水体中的微生物提供生长所需的营养，微生物大量聚集在活性炭，经过滤将水体重的活性炭有效地分离出来，以确保制药水体得以净化。

2　化学制药中的活性炭技术应用——以吡哌酸生产为例

在产品粗品、成品工序生产过程中，可利用活性炭进行脱色。一旦活性炭吸附饱和，就会被更换废弃，导致资源浪费，企业成本上升，而且还污染了环境。在生产吡哌酸时，可采用活性炭活化处理技术，然后进行回收套用。

2.1原料

活性炭、无水次甲基蓝溶液以及工业盐酸和双氧水。

2.2方法与结果

吡哌酸生产粗品、成品工序，都要用到活性炭脱色。成品精制以后的废活性炭中的杂质含量比较少，主要应用在粗品脱色。对成品精制废活性炭需进行处理，具体如下：用弱碱溶液对其进行浸泡，使其酸碱度达到10，继续升温至90℃，恒温15min左右；降温以后，经过过滤用水进行冲洗，使其呈中性，活动一定的废炭。将上述废炭用浓度为5%的稀盐酸进行浸泡，然后升温到90℃，恒温15min，降温冲洗呈中性，得到一定的废炭。基于对活性炭的化学结合、功能团开放氢、氧。比如，羰基、酚类、羧基、内酯类以及醌类和醚类等，牢固结合吸附物以后很难分离开来。基于此，对废炭利用双氧水氧化处理，从而得到新的废炭。经上述处理以后，活性炭脱色能力增强，因脱色能力与活性炭之间存在一定的差距，所以在实验时应当适当增加粗品脱色活性炭的实际用量。

3　结束语

总而言之，活性炭具有一定的物理和化学特性，在现代化学制药过程中得以广泛应用。通过对活性炭技术在化学制药废水处理中的应用，去除热原、净化制药用水分析，可以更加科学准确地了解活性炭的性质，使其在化学制药过程中的应用更加有效。

［1］ 江淦福，李谋，胡冲.活性炭固定硝化菌种处理高氨氮制药废水的中试应用［J］.浙江化工，2016，（4）.

Explore the Application of Activated Carbon in the Chemical and Pharmaceutical Technology

Xu Qi-chao，Zhang Ran-chun，Wang Dai

The use of activated carbon applications in chemical and pharmaceutical principles of technical analysis，and on this basis to talk about my personal views and awareness for reference purposes only.

chemical and pharmaceutical；activated carbon；principle；technology

TQ460.4

A

1003-6490（2016）06-0134-01

2016-05-29

许启超（1983—），山东济南人，工程师，主要从事精细化工、医药工程设计工作。