膜提取分離技術(shù)
膜分離技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的分離技術(shù),其分離基本原理是利用化學成分分子量差異而達到分離目的.在中藥應(yīng)用方面主要是濾除細菌、微粒、大分子雜質(zhì)(膠質(zhì)、鞣質(zhì)、蛋白、多糖)等或脫色。該工藝與傳統(tǒng)的醇流工藝比較省去了醇沉工藝中的多道工序,達到除雜的目的,仍然保持了傳統(tǒng)中藥的煎煮和復(fù)方配伍具有侵膏干燥容易、吸濕性小,添加賦形劑少,節(jié)約大量乙醇和相應(yīng)的回收設(shè)備,縮短生產(chǎn)周期,減少工序及人員,節(jié)約熱能等特點。
微波逆流提取機用于天然中草藥的有效成分和色素等提取,在醫(yī)療、化工、保健食品各行業(yè)有極其廣泛用途。
逆流法是:藥材與溶劑在浸出容器中沿相反方向運動,連續(xù)而充分地進行接觸提取的一種萬法。設(shè)備為連續(xù)動態(tài)逆流提取機,其提取原理是:利用微波穿透力強的加熱方式,使提取更為快捷方便。連續(xù)逆流提取設(shè)備是動態(tài)提取、逆流提取、煎煮提取工藝的結(jié)合,在保留多種傳統(tǒng)工藝優(yōu)點的同時,創(chuàng)造了這些傳統(tǒng)工藝所無法達到的諸多優(yōu)點:提取速度快、有效成分提取充分、提取收得率高、溶劑耗量少、藥液濃度高、減少了蒸發(fā)濃縮等后續(xù)處理藝、滾筒內(nèi)藥材顆粒移動速度可調(diào)節(jié),從而可根據(jù)藥材特點調(diào)節(jié)提取時間的長短、藥材在溫和的動態(tài)環(huán)境下進行提取,加熱溫度較低、有效成分破壞較少,使藥液中雜質(zhì)含量少,屬于連續(xù)式生產(chǎn),處理能力大。
正向進料、反向進水,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動,使料液濃度擴散更新持續(xù)作用,進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,無法使用有機溶媒提取,內(nèi)部機械部件磨損、造成污染等問題。
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動產(chǎn)生渦流,促使液滴細碎和均布。脈動塔能達到更高的分離效能,但處理量較小,常用于核燃料及稀有元素工廠。
超聲波萃取中藥材的性,是基于超聲波的特殊物理性質(zhì)。(1)加速介質(zhì)質(zhì)點運動。20 KHz聲波頻率的超聲波的連續(xù)介質(zhì)(例如水)中傳播時,根據(jù)惠更斯波動原理,在其傳播的波陣面上將引起介質(zhì)質(zhì)點(包括藥材重要效成分的質(zhì)點)的運動,使介質(zhì)質(zhì)點運動獲行的加速度和動能。質(zhì)點的加速度經(jīng)計算一般可達重力加速度的二千倍以上。由于介質(zhì)質(zhì)點將超聲波能量作用于藥材中藥效成分質(zhì)點上而使之獲得的加速度和動能,迅速逸出藥材基體而游離于水中。 (2)空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”,“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達到上千個大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強大沖擊波作用在中藥材上,使其中藥材成分物質(zhì)被“轟擊”逸出,并使得藥材基體被不斷剝蝕,其中不屬于植物結(jié)構(gòu)的藥效成分不斷被分離出來。加速植物有效成份的浸出提取。 (3)超聲波的振動勻化(Sonication)使樣品介質(zhì)內(nèi)各點受到的作用一致,使整個樣品萃取更均勻。 綜上所述,中藥材中的藥效物質(zhì)在超聲波場作用下不但作為介質(zhì)質(zhì)點獲得自身的加速度和動能,而且通過“空化效應(yīng)”獲得強大的外力沖擊,所以能率并充分分離出來。
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:
(1)無需高溫。在40℃-50℃水溫F超聲波強化萃取,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,維護保養(yǎng)方便。 (3)萃取。超聲波強化萃取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)濟效益顯著。