中药提取工艺技术、流程选择及生产设备.ppt

第二节 中药提取工艺技术、流程选择及生产设备,一、中药提取工艺技术 根据生产规模、溶剂种类、药材性质及所制的剂型可采用不同的浸出方法。 按药材在设备内加入方式可分为间歇式、半连续式和连续式。 按药材在设备内处理方式的不同，药材浸出在药厂常称为提取、浸渍(对静态浸出)、煎煮(水提热回流)等。,工艺流程方框简图,投料,提取,分离,浓缩,干燥,包装,三十万级,出渣,提取：水提、醇提；动态、静态提取；多能提取、索氏提取等。 分离：筛网分离；离心分离；膜分离等。 浓缩：三效浓缩；球形真空浓缩；蒸发浓缩；膜浓缩等。 干燥：喷雾干燥；真空干燥；烘干；冻干等。 常用的浸出方法归纳如下。,醇沉,蒸馏,(1)煎煮法 以水作为浸出溶剂的水煎煮法是最常用的方法。 煎煮法适用于有效成分溶于水，且对湿、热均较稳定的药材。此法简单易行，能煎出大部分有效成分，除作为汤剂外，也作为进一步加工制成各种剂型的半成品。 缺点：煎出液中杂质较多，容易变霉、腐败，一些不耐热及挥发性成分在煎煮过程中易被破坏或挥发而损失。 药渣依法煎出23次。 以酒精为浸出溶剂时，应采用回流提取法进行。,该流程可进行水提，也可进行醇提。 一般投料与水为1:10 。 由于非有效成分的浸出，热回流提取液澄明度较差，一般用于固体口服制剂或外用药。,提取罐,冷凝器,冷却器,油水分离器,滤渣器,多能提取流程如图所示。,(2)浸渍法,是指处理的药材于提取器中加适量溶剂，用一定温度和时间进行浸提，使有效成分浸出并使固、液分离的方法。 按提取温度不同可分为常温浸渍法和温浸法。 常温浸渍法 传统上多用于药酒和酊剂的提取，其澄明度具有持久的稳定性。 温浸法 指在沸点以下的加热浸渍法，是一种简便的强化提取方法，一般利用夹套或蛇管进行加热。 药酒浸渍时间较长，其常温浸渍多在14d以上；但热浸渍(4060 )的时间一般为37d。为了减少药渣吸液所引起的成分损失，可采用多次浸渍法。,浸渍法适宜于带黏性的、无组织结构的、新鲜及易于膨胀的药材的浸取，尤其适用于有效成分遇热易挥发或易破坏的药材。 缺点：操作时间长，溶剂用量较大，且往往浸出效率差而不易完全浸出。故不适用于贵重药材和有效成分含量低的药材浸取。,动态提取如图所示,动态提取属于液固分散接触式，将粗颗粒（粒径 23mm左右）与以1:10比例的热水投入提取罐中，在搅拌下进行动态提取。升温时间较短，液固接触良好，缩短提取时间。 一般对药材提取一次，由于提取得比较完全，且药渣中含液量很少，对有效成分的浸出率相当于3次左右的重浸渍。,1.热水器；2.动态提取罐； 3.冷凝器；4.受料槽,(3)渗漉法,指适度粉碎的药材于渗漉器中，由上部连续加入的溶剂渗过药材层后从底部流出渗漉液而提取有效成分的方法。 渗漉时，溶剂渗入药材的细胞中溶解大量的可溶性物质之后，浓度增高，相对密度增大而向下移动，上层用浸出溶剂或较稀浸液置换其位置，造成良好的细胞壁内外的浓度差，使扩散较好地自然进行。 故渗漉法属于动态提取法，提取效率高于浸渍法。 渗漉法对药材的粒度及工艺条件的要求比较高、操作不当可影响渗漉效率，甚至影响正常操作。,一般渗漉液流出速度以1000g药材计算。 慢速浸出以13ml/min为宜。 快速浸出多为35ml/min。 渗漉过程中需随时补充溶剂，溶剂的用量一般为1:(48) (药材粉末：浸出溶剂)。 强化措施：如振动式渗漉罐或在罐侧加超声装置(罐体用支脚支撑于罐周的弹簧上，罐的下部固定有振动器)，或用罐组逆流渗漉法加强固液两相之间的相对运动，而改善渗漉效果，该法是利用液柱静压，使溶媒自底部向上流，由上口流出渗漉液的方法。 此外还有重渗漉法和加压渗漉法。,渗漉流程如图所示,将浸润的药材和乙醇加入提取罐，浸渍一定时间后按一定流量放出渗漉液，同时使罐中乙醇保持一定液位。按规定量乙醇加完，渗漉结束。 常温下操作，所得浸出液澄明度好，但周期长。 为缩短渗漉时间，常采用温浸法，提取温度控制在4050，罐上部需设冷凝器回流，但药液澄明度和醇耗不及常温渗漉。 用于循环浸出时，周期短，所得浸出液澄明度好，渗漉液浓度高。,计量罐,提取罐,缓冲罐,(4)回流法,指加热提取时溶剂被蒸发，冷凝后又流回提取器，如此反复直至完成提取的方法。 溶剂可循环使用，适用于易挥发(低沸点)溶剂的提取。 连续循环回流冷浸法是在溶剂蒸发后，经冷凝流入贮液罐，再由阀流入提取器进行冷浸。 (5)水蒸气蒸馏法 该法适用于具有挥发性，能随水蒸气蒸馏而不被破坏，难溶或不溶于水的化学成分的提取和分离，如挥发油的提取。,索氏提取流程,在热回流基础上增加一提取液浓缩罐，提取液不断进入浓缩罐进行浓缩，其蒸汽经冷凝器再返回提取罐。 优点是药材不断与新鲜溶剂接触，从而加快浸出速率和提高了浸出率。 但药材和浸出液受热时间很长，使得非有效成分浸出增加，浸出液澄明度较差，也不适于热敏性药材的浸出。,提取罐,冷凝器,浓缩罐,(6) 超临界流体萃取法,超临界流体(SF)是指某种气(或液)体或气(或液)体混合物在操作压力和温度均高于临界点时，其密度接近液体，而其扩散系数和粘度均接近气体，其性质介于气体和液体之间的流体，SFE技术就是利用超临界流体作为溶剂，从固体或液体中萃取出某些有效组分，并进行分离的技术。 可供作超临界流体的气体如二氧化碳、乙烯、氨、氧化亚氮、一氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷等。 二氧化碳化学惰性，无毒性，不易爆，临界压力不高(7.374MPa)，临界温度接近室温(31.05)，价廉易得，因而通常使用二氧化碳作为超临界萃取剂。,超临界流体萃取工艺装备示意图 1.CO2钢瓶；2.冷凝器；3.高压泵；4.换热器；5.萃取器；6.减压阀；7.收集器；8.干气计量器；9.水浴；10.压力调节器,影响超临界流体萃取的主要因素,*萃取压力的影响 萃取温度一定下，压力增加，流体的密度增大，溶质的溶解度增加。对于不同物质，其萃取压力有很大的不同。例如：对于碳氢化合物和酯等弱极性物质，萃取可在较低压力下进行，一般压力为710MPa；对于含有OH、COOH基等强极性基团物质，萃取压力要求高一些；对于强极性的配糖体及氨基酸类物质，萃取压力一般要求50MPa以上才能萃取出来。,*萃取温度的影响,在一定压力下，升高温度被萃取物的挥发性增加，增加了被萃取物在SF气相中的浓度，从而使萃取数量增大；但另一方面，温度升高，SF密度降低，其溶解能力相应下降，会导致萃取数量的减少。因此，温度的影响要综合这两个因素加以考虑。,*萃取物颗粒大小 将物料粉碎到适宜粒度，增加物料与SF的接触面积，可使萃取速度显著提高。 但过细的粉粒不仅会严重堵塞筛孔，造成磨擦发热，会使生物活性物质损失，而且亦造成萃取器出口过滤网的堵塞。,*二氧化碳的流量 当流量增加时，增大萃取过程的传质推动力，加大了传质系数，传质速度加快，提高了超临界CO2流体的萃取能力，但是流量加大，会导致萃取器内CO2流速增加，使CO2与被萃取物接触时间减少，不利于萃取能力的提高。 *夹带剂的选择 适用于SFE的SF大多是弱极性溶剂，不利于对较大极性溶质的萃取应用。CO2虽无极性，但因具有偶极键，故能与一些有极性的分子相互作用并将其溶解，但对极性较大的成分，则可在SF中加入少量添加剂，即夹带剂，以改变溶剂的极性。 如罗汉果中的罗汉果甙V，用CO2SFE在4050°C、20 40MPa条件下就不能萃取出来，加入夹带剂乙醇，在40°C、30MPa条件下即可萃取出来。,超临界流体萃取优点,借助于调节流体的温度和压力来控制流体密度进而改善萃取能力。 溶剂回收简单方便，节省能源。 可较快达到相平衡。 适合于热敏性组分的提取。 缺点： CO2SFE较适合亲脂性，分子量较小的物质萃取；SFE设备属高压设备，设备一次性投资较大。,超临界流体提取过程基本上是由提取和分离两部分组成， 其工艺流程有三种。 变压法(等温法) 变温法(等压法) 吸附法，该法在分离槽中只放置吸附提取物的吸附剂，不被吸附的气体压缩后供循环使用。 变压法和变温法适用于提取相中的溶质为需要的有效成分的场合。 吸附法则适用于提取质为需除去的杂质，提取槽中留下的提余物为需要的有效成分的场合。,(7)离子交换与大孔树脂吸附,通过离子交换与大孔树脂(简称大孔树脂)的吸附选择性，从其他提取方法提得的稀溶液中浓集分离有效成分的纯化提取方法 一般离子交换树脂中空隙较小，小于5nm，吸附性不大。而大孔树脂网状孔的孔径较大，一般为几十至几千纳米，因而具有较大的吸附表面积和吸附性。,点击进入下一节,