超臨界流體萃取
超臨界流體萃取SFE是利用超臨界狀態(tài)下的流體為萃取劑,從液體或固體中萃取中藥材中的藥效成分并進(jìn)行分離的方法。該技術(shù)是80年代引入中國。其原理是以一種超臨界流體在臨界溫度和壓力下,從目標(biāo)物中萃取有效成分,當(dāng)恢復(fù)到常壓常溫時,溶解在流體中成分立即以溶于吸收液的液體狀態(tài)與氣態(tài)流體分開。萃取過程一般分為流體壓縮→萃取→ 減壓→分離四個階段。
正向進(jìn)料、反向進(jìn)水,物料與水的流動為逆向連續(xù)動態(tài)流動,使藥材和溶媒能保持相對運(yùn)動,使料液濃度擴(kuò)散更新持續(xù)作用,進(jìn)而了料液浸出速度快。同時管道便提取設(shè)備又解決了傳統(tǒng)逆流提取設(shè)備存在的物料無法攪拌、提取不均勻、密封性能不好,無法使用有機(jī)溶媒提取,內(nèi)部機(jī)械部件磨損、造成污染等問題。
萃取設(shè)備是一類用于萃取操作的傳質(zhì)設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)料液所含組分的完善分離。萃取設(shè)備可按結(jié)構(gòu)分為混合澄清器、萃取塔和離心萃取機(jī)。本詞條分別針對每一類萃取設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的原理及應(yīng)用介紹。
常用的萃取塔型有:
①轉(zhuǎn)盤塔
在工作段中,等距離安裝一組環(huán)板,把工作段分隔成一系列小室,每室中心有一旋轉(zhuǎn)的圓盤作為攪拌器。這些圓盤安裝在位于塔中心的主軸上,由塔外的機(jī)械裝置帶動旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤塔結(jié)構(gòu)簡單,處理能力大,有相當(dāng)高的分離效能,廣泛應(yīng)用于石油煉制工業(yè)和石油化工中。(見彩圖)
②脈動塔
在工作段中裝置成組篩板(無溢流管的)或填料。由脈動裝置產(chǎn)生的脈動液流,通過管道引入塔底,使全塔液體作往復(fù)脈動。脈動液流在篩板或填料間作高速相對運(yùn)動產(chǎn)生渦流,促使液滴細(xì)碎和均布。脈動塔能達(dá)到更高的分離效能,但處理量較小,常用于核燃料及稀有元素工廠。
超聲波提取器又稱超聲波提取儀,主要是通過壓電換能器產(chǎn)生的快速機(jī)械振動波來減少目標(biāo)萃取物與樣品基體之間的作用力從而實(shí)現(xiàn)固--液萃取分離。在工業(yè)應(yīng)用方面,利用超聲波進(jìn)行清洗、干燥、殺菌、霧化及無損檢測等,是一種非常成熟且有廣泛應(yīng)用的技術(shù)。
適用于中藥材有效成份的萃取,是中藥制藥改變傳統(tǒng)的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝。與水煮、醇沉工藝相比,超聲波萃取具有如下特點(diǎn):
(1)無需高溫。在40℃-50℃水溫F超聲波強(qiáng)化萃取,無水煮高溫,不破壞中藥材中某些具有熱不穩(wěn)定,易水解或氧化特性的藥效成份。超聲波能促使植物細(xì)胞地破壁,提高中藥的療效。(2)常壓萃取,安全性好,操作簡單易行,維護(hù)保養(yǎng)方便。 (3)萃取。超聲波強(qiáng)化萃取20~40分鐘即可獲佳提取率,萃取時間僅為水煮、醇沉法的三分之一或更少。萃取充分,萃取量是傳統(tǒng)方法的二倍以上。據(jù)統(tǒng)計,超聲波在65~70oC工作效率非常高。而溫度在65oC度內(nèi)中草藥植物的有效成份基本沒有受到破壞。加入超聲波后(在65度條件下),植物有效成份提取時間約40分鐘。而蒸煮法的蒸煮時 間往往需要兩到三小時,是超聲波提取時間的3倍以上時間。(4)具有廣譜性。適用性廣,絕大多數(shù)的中藥材各類成份均可超聲萃取。(5)超聲波萃取對溶劑和目標(biāo)萃取物的性質(zhì)(如極性)關(guān)系不大。因此,可供選擇的萃取溶劑種類多、目標(biāo)萃取物范圍廣泛。(6)減少能耗。由于超聲萃取無需加熱或加熱溫度低,萃取時間短,因此大大降低能耗。 (7)藥材原料處理量大,成倍或數(shù)倍提高,且雜質(zhì)少,有效成分易于分離、凈化。 (8)萃取工藝成本低,綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。