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技术文章
中药多功能提取罐自控要求的有关问题探讨
点击次数:310 发布时间:2017/9/7
   中药多功能提取罐自控要求的有关问题探讨
  众所周知,传统中医药是中华民族的瑰宝,它为人类的健康与发展做出了积极的贡献。随着制药行业的蓬勃发展及新版 GMP 的实施,中药行业遇到了前所未有的发展机会。
  本文以提取车间的多功能提取罐为研究对象,分析了中药提取工段的工艺需要及影响因素,指出了中药提取过程中需要精确测量和稳定控制的关键参数,详述了多功能提取自动控制中的难点及关键控制策略,并提出了相应的解决方案。
  多功能提取的工艺描述及影响因素
  中药中的有效成分须提取出来才能发挥疗效,提取是指使用一定溶剂、方法和设备将药材中的可溶性成分转移到溶剂中的过程,实质上是溶质由药材固相转移到液相中,是溶质转移的过程。溶剂一般指水或乙醇;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提取方法。提取方法和形式有水提、醇提;动态提取、静态提取;多能提取、索氏提取等,目前常用的提取方法为水提和醇提。
  1.1多功能提取罐工艺需求
  提取过程的主要设备是提取罐,而其中多功能提取罐则是其中一种最常用的浸出提取设备。目前生产中使用多功能提取罐既可进行水提,又可进行醇提。因为用途广,工艺适应性较强,所以称多功能提取罐
  多功能提取罐的优点是操作简便、工艺应用灵活,可根据工艺需要同其他设备进行不同的组合。可用常压、减压、加压、水煎、温浸、渗漉、强制循环等提取方式进行中药材的提取。特别适合对植物茎叶类中药材的短时间提取。而多功能提取罐的缺点是提取过程要分几次完成,溶媒消耗量大,提取时间长。当罐体直径过大时,固体物质阻碍传热效率,物料难以充分煮透,以致提取效率下降,大规模生产时需要增加提取罐的数量。
  多能提取罐的提取过程一般有以下四个主要的操作控制环节:
  1)提取罐的加热操作
  用水提取时先通入蒸气加热,当温度达到提取温度后,然后改向夹层通蒸气进行间接加热,以维持罐内温度在规定范围内。如用醇提取,则全部用夹层通蒸气进行间接加热。
  2)提取罐的循环操作
  (1)强制循环:
  在提取过程中,用泵对药液进行强制性循环,即从罐体下部放液口放出浸出液,经管道滤过器滤过,再用水泵打回罐体内。以加速固液两相间相对运动,使上漂浮的药材快速溶解。
  在溶媒中,从而增强对流扩散及浸出过程,提高浸出效率。
  (2)回流循环
  在提取过程中,产生的大量蒸汽从蒸汽排出口经泡沫捕集器到热交换器进行冷凝,再进冷却器冷却,液体回流到提取罐内。如此循环直至提取终止。
  3)提取液的排放操作
  提取完毕后,药液从罐体下放液口放出,经管道过滤器滤过后用泵输送到浓缩工段再进行浓缩。
  4)提取挥发油的操作
  在提取过程中,药液蒸气经冷凝器冷凝,再经冷却器冷却后直接进入油水分离器进行油水分离,此时冷却器的阀门通道必须关闭。分离的挥发油从油出口放出,芳香水从回流水管道回到提取罐。
  1.2影响提取效果的因素
  为了提高中药的提取效率,通常必须考虑影响提取效率的有关因素,其中主要包括:
  1) 药材粉碎度的影响
  如以水做溶媒时,药材易吸水膨胀,提取时药材可粉碎成大粒径的碎块,或者切成薄片和小段。提取设备应采用排渣口大的直桶式或倒锥型提取罐。用乙醇作溶媒时,因乙醇对药材膨胀的小,中药材可粉碎成 80~120 目的粉末以提高提取效果。
  2) 提取时间的影响
  一般提取量与提取时间成正比,但经一定时间后,扩散达到平衡时,时间即不再起作用。提取时间对提取液的质量也有影响,时间过短,达不到浸出目的;时间过长,挥发性成分损失过大,提取液中杂质也会增多。确定提取时间的长短,应根据提取方式、投料量多少和药材性质。一般比较坚实及成分不易提出的药材,可适当地延长提取时间;含挥发性成分和质地脆弱而有效成分易于提出的药材,则可适当减少提取时间。
  3) 提取温度的影响
  高温能使植物纤维组织软化、细胞内蛋白质凝固、酶被破坏。沸腾可增加物质的溶解和扩散速度,有利于浸出。但过高的温度也会使某些有效成分受到破坏而失效,同时高温提取时,无效成分、辅助成分的浸出量也会增多。这不仅会增加提取物中的杂质,而且会给后期的精制造成困难,特别是在口服液和注射剂生产中会影响产品的澄明度。所以,在提取工艺考核时要以有效成分转移率作为主要指标,在设备操作时,一定要合理地使用罐内明汽和夹层加热,防止在提取罐的底部形成过热的区域和药材冷堆。在使用底部只有明汽加热,没有夹层加热的多功能提取罐时,可采取强制循环的方式来消除提取罐底部的过热区域和药材冷堆。
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