中药水提液无机陶瓷膜膜污染基础数据库的建立及数据的关联分析

论文摘要

本论文从无机膜的应用过程入手,针对无机陶瓷膜分离技术用于中药行业的膜污染技术关键问题,以116种具有代表性的中药水提液为实验体系,采集无机陶瓷膜分离前后的四种共性高分子物质含量、物理化学参数及相关膜过程特征量参数等数万个检测数据,建立中药水提液膜污染基础数据库,从基础数据库的数据中分析中药水提液四种共性高分子物质、物理化学参数与膜污染的相关性,挖掘影响膜污染的关键因素,为开展膜污染及防治关键技术研究提供依据。具体分为以下五个部分:1.中药水提液无机陶瓷膜分离过程中膜阻力分布及污染度的研究以膜过程阻力分布、膜稳定通量及膜污染度为考察因素,研究膜过程阻力分布与膜污染度、膜稳定通量的相关性。研究发现:表面沉积阻力、膜堵塞阻力与膜污染度呈正相关;膜自身阻力、浓差极化阻力与膜污染度成负相关;膜污染度与膜稳定通量呈高度负相关。膜堵塞阻力和表面沉积阻力是膜分离的主要阻力,表面沉积阻力对膜污染度的影响最大。2.中药水提液膜前后四种共性高分子物质的研究从中药水提液复杂体系的共性高分子物质组成入手,对中药单复方水提液中四种共性高分子物质进行定性定量观察分析,寻找膜前后水提液中共性高分子物质含量的变化规律。研究表明:微滤前原液中淀粉含量、蛋白含量、鞣质含量、固含含量与渗透液、截留液中含量都是显著正相关,但原液中果胶含量与渗透液中含量无相关性、与截留液中果胶含量成正相关。果胶的去除率较高,主要集中在从75～100%,而固含的去除率则比较低,主要集中在从25～50%,淀粉、蛋白、鞣质去除率则范围比较大。3.中药水提液膜前后物理化学参数的研究采用多种物理化学检测手段,考察膜分离前后的PH值、浊度、粘度、电导率等理化参数的变化,寻找膜分离前后水提液物理化学参数的变化规律。研究表明:①中药水提液除清火栀麦片外均呈弱酸性,不同品种中药水提液的PH值表现出一定差异;同一品种中药水提液膜分离前后PH值变化不大。②不同品种的中药水提液浊度值差异较大,中药水提液膜分离后浊度值变小,变化率绝大部分都大于90%;原液浊度与渗透液浊度、浊度的变化率并没有明显的相关性,原液浊度与截留液中浊度成非常高的线形正相关,截留液浊度变大。③经陶瓷膜微滤后,渗透液的粘度减小,截留液粘度增大,各水提液的渗透液的粘度更相近,但截留液粘度则表现出更大差异;无论单位药还是复方水提液,原液粘度与截留液中粘度都是显著高度正相关,与渗透液粘度、变化率呈中度显著正相关。④中药水提液膜分离后其电导率一般略呈下降趋势,同一品种中药水提液膜分离前后电导率值变化不大;微滤前原液电导率与渗透液、截留液电导率都是高度显著相关,相关系数都大于0.9;不同入药部位的单味药材其电导率相差很大。4.中药水提液无机陶瓷膜污染基础数据库的建立以116种具有代表性的中药水提液为实验体系,采集无机陶瓷膜分离前后的物理化学参数、高分子含量及相关膜过程特征量参数等数万个检测数据,用强大的数据库工具Microsoft SQL Server2000建立中药水提液无机陶瓷膜分离技术膜污染基础数据库,并用现在流行的开发工具PowerBuilder9.0编制无机陶瓷膜膜污染基础数据库管理系统,可实现对无机陶瓷膜膜污染基础数据的增加、删除、查询、排序及统计等管理功能。5.膜过程参数-理化参数-共性高分子组成的相关性研究通过关联分析和聚类分析,对中药水提液复杂体系共性高分子化学组成、物理化学参数及膜过程参数的相关性进行研究,寻找中药水提液环境影响污染度的关键因素以及阻力分布与污染过程的相关性。研究表明粘度与膜污染度、表面沉积阻力、膜堵塞阻力具有很大的相关性。粘度越大,膜污染度越大、表面沉积阻力和膜堵塞阻力越大,同时膜稳定通量越低。粘度是影响膜污染度的主要因素。本文对中药水提液无机陶瓷膜分离前后四大共性高分子物质、理化参数与膜过程参数之间相关性进行了初步研究,创新之处在于:（1）初步建立了中药提液无机陶瓷膜膜污染基础数据库。（2）采用关联分析法分析膜分离前后四大共性高分子物质、理化参数变化规律。（3）采用关联和聚类分析技术,挖掘共性高分子物质、理化参数与膜过程参数之间相关性,探索膜分离精制中药的膜污染机理。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 综述
• 1.1 无机陶瓷膜分离技术发展概况
• 1.2 无机陶瓷膜在中药领域的研究与应用
• 1.3 无机陶瓷膜污染机理的研究
• 1.4 数据挖掘及其在中药研究中的应用
• 1.5 中药水提液复杂体系共性高分子物质组成研究
• 1.6 课题的提出
• 第二章 中药无机陶瓷膜膜分离阻力分布及污染度研究
• 2.1 实验原理
• 2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 第三章 中药水提液膜前后四种共性高分子物质的研究
• 3.1 淀粉分析
• 3.2 蛋白质分析
• 3.3 果胶分析
• 3.4 鞣质分析
• 3.5 固含物分析
• 第四章 中药水提液膜前后物理化学参数的研究
• 4.1 水提液的PH值
• 4.2 水提液的浊度
• 4.3 水提液的粘度
• 4.4 水提液的电导率
• 第五章 中药水提液无机陶瓷膜污染基础数据库的建立
• 5.1 系统开发工具选择
• 5.1.1 PowerBuiIder简介
• 5.1.2 Server SOL 2000简介
• 5.2 系统设计
• 5.2.1 基本信息管理模块
• 5.2.2 膜污染信息管理模块
• 5.2.3 物化参数信息管理模块
• 5.2.4 高分子信息管理模块
• 5.3 数据库设计
• 5.3.1 系统主要实体及其关系
• 5.3.2 数据库逻辑结构设计
• 5.4 系统实现
• 5.4.1 界面举例
• 5.4.2 部分程序代码
• 第六章 中药水提液无机陶瓷膜污染数据的初步挖掘
• 6.1 膜过程参数-理化参数-共性高分子组成的相关性研究
• 6.1.1 中药水提液共性高分子组成与物理化学参数的相关性考察
• 6.1.2 中药水提液共性高分子组成与阻力分布的相关性考察
• 6.1.3、中药水提液共性高分子组成与膜通量、膜污染度的相关分析
• 6.1.4、物理化学参数与阻力分布的相关分析
• 6.1.5、物理化学参数与膜通量、膜污染度的相关分析
• 6.1.6、阻力分布与膜通量、膜污染度的相关分析
• 6.2 中药水提液无机陶瓷膜污染数据的聚类分析
• 6.2.1 聚类概述
• 6.2.2 本文采用的聚类分析方法-系统聚类法
• 6.2.3 共性高分子聚类分析
• 6.2.4 物理化学参数聚类分析
• 6.2.5 膜过程参数聚类分析
• 6.2.6 共性高分子—理化参数聚类分析
• 6.2.7 理化参数—膜过程参数聚类分析
• 6.2.8 膜过程参数-理化参数-共性高分子的聚类分析
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读博士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 作者简介