活性炭的性能及在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

高剛 任曉偉

摘 要： 目的：對活性炭的性能進(jìn)行了解，詳細(xì)掌握它的用法及用量，將活性炭合理地應(yīng)用在制藥的生產(chǎn)中，以期提高制藥的質(zhì)量。方法：詳細(xì)闡述活性炭的制備原料、制備方法、檢驗的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用效果。結(jié)果：發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)是活性炭的典型特征，且活性炭具有巨大的比表面積、良好的穩(wěn)定性及極強(qiáng)的吸附能力等優(yōu)點(diǎn)，其用于制藥過程中起到吸附熱原、雜質(zhì)等的作用。結(jié)論：在制藥的過程中采用先進(jìn)的優(yōu)選工、將多方面的因素綜合考慮、才可使活性炭發(fā)揮出最大的功效。

關(guān)鍵詞： 活性炭；性能；制藥生產(chǎn)；應(yīng)用

活性炭是一種非常重要的工業(yè)原料，在各種工業(yè)生產(chǎn)中得到非常廣泛的應(yīng)用。活性炭具有物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐酸堿、耐高溫高壓、不溶于水及有機(jī)溶劑、可再生利用等優(yōu)點(diǎn)，在化工、環(huán)保、食品及制藥等領(lǐng)域均有十分廣泛的應(yīng)用[1]?；钚蕴烤哂形锢砦郊盎瘜W(xué)吸附的雙重特性，可以吸附氣相、液相中的各種物質(zhì)，且吸附還具有選擇性，可以在產(chǎn)品或醫(yī)藥制作過程中具有消毒去臭、脫色精制及去污提純的目的。在醫(yī)院的臨床疾病治療中，活性炭可以應(yīng)用于病人的搶救。在制藥的行業(yè)中，因為活性炭具有除雜、脫色、吸附熱原、助慮等作用而被廣泛應(yīng)用于藥品的生產(chǎn)。

1活性炭的應(yīng)用基礎(chǔ)

活性炭是一種非極性的吸附劑，具有非常大的表面積及發(fā)達(dá)的孔隙。通過范德華力，吸附質(zhì)可以與活性炭之間進(jìn)行結(jié)合。而不同的物質(zhì)被吸附的最小孔隙不盡相同。若孔隙過大，則吸附質(zhì)不能再孔隙中保留；若孔隙過小，則吸附質(zhì)不能進(jìn)入孔隙中。因此，只有在活性炭中適合吸附質(zhì)分子被吸附的孔隙占有的比例越大，活性炭對該吸附質(zhì)的吸收量就越大。同時，活性炭對于無機(jī)化合物表現(xiàn)出來的吸附能力差異較大。最重要的是，活性炭的藥用并不會有毒副作用產(chǎn)生。

2活性炭的制造工藝

多種碳質(zhì)材料經(jīng)過炭化、活化處理可以得到活性炭。由于活化工藝及原料成分結(jié)構(gòu)的不同，所制得的活性炭的吸附性能也不同。原料的適合及制造工藝的先進(jìn)，可以為制造出應(yīng)用于各種特殊用途的細(xì)孔結(jié)構(gòu)及具有非常豐富表面特征的活性炭[2]。

2.1活性炭的制備原料

常見的活性炭的生產(chǎn)原料有椰子殼、國核、木材、木屑、無煙煤、燃煤、石油焦、聚氯乙烯、聚丙烯、舊輪胎、各種數(shù)樹脂等，可見活性炭的制備原料的來源之相當(dāng)廣泛。藥用炭的制備國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要以木屑、木炭或其他的木質(zhì)原料為制備原料，使用化學(xué)法或物理活化工藝法加工制作而成的粉狀活性炭。因此，不同的制備原料應(yīng)該應(yīng)用于不同的活性炭應(yīng)用的領(lǐng)域。

2.2活性炭的制備方法

物理活化法及化學(xué)活化法是常用的制作活性炭的兩種方法。針劑用活性炭的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定采用以上兩種方法進(jìn)行生產(chǎn)。物理活化發(fā)是指現(xiàn)將原料做炭化處理，在高溫的情況下利用水、二氧化碳等氣體與炭化后的原料出現(xiàn)活化反應(yīng)，使得眾多的微孔結(jié)構(gòu)得以形成。從其制備的過程來看，此種方法亦可稱為氣體活化法。因為水具有在顆粒中擴(kuò)散的速度非?？斓忍攸c(diǎn)，因此，在工業(yè)上多采用水蒸氣活化發(fā)對活性炭進(jìn)行制備。簡單的工藝流程為首先將原料做研磨處理，加熱炭化后繼續(xù)研磨，之后將其置于水或二氧化碳的環(huán)境中加熱活化，完畢后進(jìn)行洗滌干燥，活性炭即制作完成。物理活化法的實質(zhì)就是活化氣體和含碳原料內(nèi)部的活性點(diǎn)上的碳原子進(jìn)行反應(yīng)，通過開孔、擴(kuò)孔及創(chuàng)造新孔來形成豐富的微孔。具有活化溫度高、時間長、能耗大、反應(yīng)條件溫和、對設(shè)備材質(zhì)的要求低、對環(huán)境基本無污染等特點(diǎn)[3]?；瘜W(xué)活化法是指將原料及化學(xué)試劑、一般為活化劑相混合、浸漬一段時間后同時進(jìn)行炭化及活化，過程中惰性氣體的保護(hù)。簡單的工藝流程為將粉狀的原料及化學(xué)活化劑進(jìn)行混合干燥后，給予加熱炭化及活化，完畢后進(jìn)行水洗干燥，活性炭即制成。此種化學(xué)方法基本原理是將化學(xué)試劑鑲嵌到炭顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，兩者之間相互作用而開放出豐富的微孔。在兩種制備方法的比較中，化學(xué)活化法的活化產(chǎn)率高、對過程進(jìn)行的溫度要求低、具有較大的優(yōu)越性，但是其還可以對設(shè)備造成腐蝕，對環(huán)境有所污染，因此使用受到一定限制。

3活性炭在制藥生產(chǎn)中起到的作用

活性炭具有相當(dāng)發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，比表面積較大，且具有極強(qiáng)的吸附能力及良好的穩(wěn)定性，在制藥行業(yè)中得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。活性炭主要應(yīng)用于制藥的吸附熱原、除雜、脫色及助慮等方面，是藥物生產(chǎn)的重要敷料之一。在藥物的制備中，活性炭的應(yīng)用可以基本解決去除熱原這一生物技術(shù)領(lǐng)域的難題，在生產(chǎn)中避免熱原對制品的污染、及時給予消除，應(yīng)及時對被熱原感染的半成品或成品進(jìn)行清除，同時要對制品的生物活性及收率有一定的保障。同時活性炭在脫色除雜等方面均具有良好的效果[4]。

活性炭具有其他物質(zhì)不具有的眾多優(yōu)良性能，在生物藥物制劑的生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用，但是在生產(chǎn)使用的過程中要對用法及用量給予嚴(yán)格、詳細(xì)的掌握，爭取達(dá)到最佳的使用效果。減少不但降低吸附能力、而且對制劑造成了污染、影響藥品質(zhì)量的情況發(fā)生。因此，要做到選擇符合相應(yīng)工藝要求的活性炭、活性炭在使用前做一些必要的預(yù)處理、最好在短時間內(nèi)完成脫碳、通過加炭前后藥物含量的變化來判斷是否可以對生物堿鹽等小劑量藥物的吸附、注意主藥的含量及濃度、在主藥含量低時先用活性炭處理溶劑后再進(jìn)行主藥的添加、在主藥量大的溶劑的配置中利用活性炭可吸附在高濃度時不溶解的雜質(zhì)采用縮配法配置[5]。

綜上所述，活性炭具有眾多優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)于包括醫(yī)藥行業(yè)在內(nèi)的眾多領(lǐng)域，但在藥物制劑的實際生產(chǎn)中，要對多方面的因素給予綜合考量，摸索出最佳的工藝條件，將活性炭的優(yōu)勢性能發(fā)揮到最大，在整體層面提高制劑的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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