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中药提取自动上料技术与提取工艺技术的应用
2.1.2.3定期检查螺旋的工作情况,发现部件磨损过大时应及时修复或更换。
2.1.2.4要特别注意转动部件的密封,严防润滑油外溢污染物料,细粉进入转动部件也会导致磨损加剧。
2.1.2.5停机前应先停止进料,待物料排空后再停机。
2.1.2.6停机后应及时清洁机器、加油,以备下次使用。
2.2斗式提升机
斗式提升机是在带或链等挠性牵引件上,均匀地安装着若干料斗用来连续运送物料的运输设备。主要用于垂直和倾斜输送散状物料输送。
占用空间大,要求厂房比较高
占用空间大,要求厂房比较高
是否能挤压药渣以获取提取液并减少药渣体积
能
不能,需另外处理
不能,需另外处理
不能,需另外处理
不能,需另外处理
自控系统
全自动
几乎没有
几乎没有
几乎没有
几乎没有
工艺重现性
最佳
一般
一般
一般
一般
系统的密闭性
最佳
敞口
敞口
敞口
4.2.3超临界提取的特性
对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的,但可以控制条件得到最佳比例的混合成分,然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体,被萃取物质则完全或基本析出,从而达到分离提纯的目的,所以超临界流体二氧化碳萃取过程是由萃取和分离组合而成的。
在超临界状态下,CO2具有选择性溶解,对于低分子、低极性、亲脂性、低沸点的成分具有优异的溶解性,而对于分子量高的化合物,分子量越高,越难萃取,分子量超过500的几乎是不溶,故对于分子量较大和极性较多的中草药有限成分的萃取,则需要加入第三组成分,来改变原来有效成分的溶解度,这种具有改变溶质溶解度的第三组成分称为夹带剂,它可以改变分子间的作用力,增强溶解性和选择性。一般夹带剂有甲醇、乙醇、丙酮,乙酸乙酯。
“静态”提取(单罐)
搅拌“动态”提取(单罐)
循环动态提取(单罐)
传统三罐逆流提取系统
提取溶媒用量
最小
大
大
大
中等
后续浓缩工作量
最小
大
大
大
中等
同规格提取罐的提取能力
最大
小
小
小
小
是否始终用新鲜溶媒提取
始终用新鲜溶媒提取
提取2~3次,每次加新鲜溶媒
提取2~3次,每次加新鲜溶媒
提取2~3次,每次加新鲜溶媒
提取3次,头2次用提取液,最后1次用新鲜溶媒
中药提取自动上料技术与提取工艺技术的应用
王谷洪 王桂华(江中药业股份有限公司,地址:江西省南昌市高新火炬大道788号,邮编:330096,联系电话:13576112982)
作者简介:
王谷洪,男,江中制药集团总工办主任、高级工程师、中国设备工程高级专家、江西省设备管理协会设备管理高级专家、第三届全国优秀设备工作者、第四全国设备管理优秀工作者、第五全国设备管理优秀工作者、江西省第六届设备管理先进个人、江西省第七届优秀设备工作者、江西省第八届优秀设备工作者、第九届优秀设备工作者、2008年南昌市节能工作先进个人、江西省科技评审专家、江西省机电设备招标公司专家库专家、江中制药集团专家库专家、《喷码与标识》特邀名誉编委、“江西省重大技术改造及设备引进成果”个人一等奖获得者、“药片填充装置以及药片下料器”专利发明人、“一种从原料进料到混合出料的密闭无尘管道输送系统”专利发明人、“以中药异形、大片为核心的中药片剂”完成人。
摘要:目的:研究中药提取自动上料和中药提取技术。方法:介绍中药自动上料技术、中药静动态提取技术,及中药提取的密闭循环技术在实际提取生产中的应用。结论:中药提取新型设备技术存在节能、得膏率高、可实现全自动控制等优点,符合GMP规范要求。追求、选用新型设备技术,必将对中药提取过程带来新的突破,实现中药提取跨越式发展。
药渣经压榨后自动出渣—符合环保要求,减少劳动强度
加热或冷浸提取均可
4.2超临界CO2萃取技术
当流体的温度和压力处于临界温度(使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度)和临界压力(在临界温度时使气体液化所需要的最小压力)以上,称处于超临界状态。这时,流体会呈现一种特殊的物理性质,即流体在这种状态下,其密度接近于液体,粘度接近于气体,对物质的溶解能力大大提高,同时又具有良好的渗透性和溶解性。由于CO2来源丰富,具有不燃、不爆、无污染等特点,被广泛应用于药品、食品、香料工业。
3.1中药提取工艺流程
3.2静态提取技术
静态提取技术也称浸渍法,是指在常温或在加热条件下浸泡药材,使其所含的有效成分被浸出的方法。其主要是通过人工配料完成,从罐体顶部放入物料,加热完成后,下开盖打开,排除药渣。
3.2.1特点
静态提取操作简单易行,但所需时间较长,溶剂用量大,出液系数高,有效成分浸出率低;另外,浸渍状态下固液间通常呈静止状态,溶剂的利用率低,有效成分浸出不完全。
4.2.1超临界萃取流程
液体CO2由高压泵加压到萃取工艺所要压力并送至预加热器,将CO2流体加热至所需温度进入萃取器,完成萃取过程,负载溶质的CO2流体在分离器中改变温度、压力,使溶解度降低使萃取物得到分离。分离后的CO2流体可再经换热器液化回到储罐循环使用。以超临界状态(温度31.1°,压力7.38Mpa)下的二氧化碳为溶剂,利用其高渗透性和高溶解能力来提取分离混合物的过程。在超临界状态下,将超临界二氧化碳与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。
4.1.3顺流提取
为了防止提取罐中上、下筛板的堵塞,系统采用逆流、顺流交替循环,本图中为顺流循环,溶剂在提取罐上进下出。
4.1.3新鲜溶剂循环提取
溶剂在浓缩罐上部空间与物料分离,并经冷凝器冷凝到一定量后,被泵重新输入提取罐中,实现了用新鲜溶剂循环提取,大大地减少了溶剂用量。
4.1.4密闭循环逆流动态提取系统特点
4.1.1工艺步骤
进溶剂,将溶剂加入浓缩罐中,提取罐上盖开启,自动进料,清洗干净的药材装入中转筐后,中转筐被自动提升到提取罐口,并将药材倾入提取罐中,真空自动开启,材装入提取罐后,提取罐上盖自动复位并旋紧,然后,真空系统自动开启。
4.1.2逆流提取
浓缩罐下阀开启,溶剂经泵加压、经换热器加热(或降温)后,进入提取罐下口,并从提取罐上口流出,回到浓缩罐。
关键词:中药、提取、自动上料、静态、动态、超临界
中药有效成分的提取是中药生产过程重要的单元操作,为了提高药物有效成分的得率和质量,降低劳动强度,近年来人们对提取的技术不断探索,涌现了许多新技术。常用的提取方法在提取有效成分的过程中存在损失大、周期长、工序多、提取效率不高等现象。新型工艺技术的应用已成为中药提取技术的一种必然趋势,既能满足传统的中医理论,又能提高有效成分的收率和纯度,同时达到节能降耗的目的和优化现场环境的效果。
2.1.1.2缺点:输送过程物料易粉碎,输送能力低,长度小,易磨损,动力消耗大,倾斜装置是角度要小于20度。
2.1.2螺旋输送机的应用与维护
2.1.2.1开机前应检查各传动部件,确保其运转灵活且有足够的润滑油,然后空载运转,如无异常方可添加物料。
2.1.2.2加料应当均匀,否则会在中间轴承处造成物料的堵塞,使阻力急剧升高而导致完全梗塞。
4.2.4超临界CO2萃取技术特点
临界温度和临界压力低(Tc=31.1℃,Pc=7.38MPa),操作条件温和,对有效成分的破坏少,因此特别适合于处理高沸点热敏性物质,如香精、香料、油脂、维生素等;
CO2是无毒、廉价的有机溶剂;
CO2在使用过程中稳定、无毒、不燃烧、安全、不污染环境,且可避免产品的氧化;
可配真空辅助出液装置,使提取迅速、彻底排出;
出液完成后再对提取罐抽真空,药渣含水量小。
4.提取新技术
传统的重要提取方法在保留有效成分,去除无效成分方面存在有效成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等特点。随着“中药现代化”进程的加快,许多现代高新技术不断地被应用到重要有效成分的提取和分离中,使得中药提取既符合传统的中医理论,又能达到提高有效成分收率和纯度的目的。其中包含逆流动态提取和超临界二氧化碳萃取技术。
1.提取方式:机械方式和化工传质方式。
1.1机械方式即是榨取发法,通过机械方法使含液固体组织发生体积变化和破裂,进而分离液体和固体。
1.2化工传质方式是用液体溶媒从固体药材中浸出有效成分的操作过程,称为浸提、浸出或浸取,它是现代中药生产的重要提取方法。
2.中药提取自动上料技术
传统的中药提取上料技术是人工投料,在配好料后,再由人工投料提取罐中。现中药提取自动上料技术是指中药材通过前期处理(筛洗、切、粉)后采用输送装置,把处理后的中药材传送至提取罐的一系列工作过程。由于中药物料为固体物料,在整个上料过程中的输送机械与设备基本分为:螺旋式输送机、斗式提升机、吊篮式输送机。
CO2的萃取物中不含硝酸盐和有害的重金量,并且无有害溶剂的残留;
在超临界CO2萃取时,被萃取的物质通过降低压力,或升高温度即可析出,不必经过反复萃取操作,所以超临界CO2萃取流程简单。
设备涉及高压系统,工艺过程和技术要求高,投资大。
5.密闭循环提取与常态提取工艺的比较
项 目
密闭循环提取与真空浓缩系统
2.1螺旋输送机
螺旋输送机是密闭输送设备。主要用来输送粉状或粒状物料,含水平和倾斜两种方式。
1—驱动装置;2—出料口;3—螺旋轴;4—中间吊挂轴承;5—壳体;6—进料口
2.1.1特点
利用螺旋把物料在固定的机壳(料槽)内推移进行输;物料不随螺旋旋转,滑动形式移动。
2.1.1.1优点:结构简单,横截面积小,制造成本低,密封性好,操作方便,便于改变加料和卸料位置。
动态提取原理
逆流、顺流交替循环
搅拌
顺流循环
搅拌或顺流循环
萃取系统工作压力
最高0.6 MPa
常压
常压
常压
常压
提取与真空浓缩的结合
紧密结合,形成一个完美的系统