药厂中药提取技术简介
摘 要 本文简要介绍了中药提取技术,提取所用的机械设备,公用工程系统用量计算,提取工艺所需的洁净环境及其洁净管道系统,以及施工中的常见问题分析等内容。 关键词 提取 设备 公用工程
随着新版GMP的颁布使用,我国对药厂方面的监管及质量控制进一步完善,药厂厂房改造和新建量加大,为赢得市场,我们必须懂得一些药厂相关知识,本文以中药提取技术说明其在药厂上的应用。
1 提取工艺流程汇总
1.1简介
提取也称为分离,是指从中药材原料开始,通过溶剂(如乙醇)处理、蒸馏、脱水、经受压力或离心力作用或通过其他化学或机械工艺过程,从物质环境中制取有效成分,最终得到所需要的药物或其半成品的全过程。
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,可分为提取、浸渍(对静态浸出)、煎煮(水提热回流)等 1.2工艺流程
工艺流程方框简图,见图1。
图1 中药提取流程图
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。 1.3提取方法 1.3.1煎煮法
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2~3次。以酒精为浸出溶剂时,应采用回流提取法进行。 1.3.2浸渍法
浸渍法是指处理的药材于提取器中加适量溶剂,在一定温度下用一定时间进行浸提,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。
② 温浸渍法 传统上多用于药酒和酊剂的提取,其澄清度具有持久的稳定性。 ②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,一般利用夹套或蛇形管进行加热。
药酒浸渍时间较长,其常温浸渍多在14d以上;但热浸渍(40~60℃ )的时间一般为3~7d。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。 1.3.3渗漉法
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。 1.3.4回流法
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,再由疏水阀流入提取器进行冷浸。
1.3.5水蒸气蒸馏法
水蒸气蒸馏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 1.3.6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。
可供做超临界流体的气体有二氧化碳、乙烯、氨、氧化亚氮、一氯三氟甲烷、二氯二氟甲烷等。
二氧化碳具有化学惰性,无毒性,不易爆,临界压力不高(7.374MPa),临界温度接近室温(31.05℃),价廉易得等优点,因而通常使用二氧化碳作为超临界萃取剂。 1.3.7离子交换与大孔树脂吸附
离子交换与大孔树脂吸附是通过离子交换与大孔树脂吸附(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。 1.4提取工艺及设备 1.4.1提取工艺流程
药厂提取工艺一般为煎煮、过滤、浓缩、调醇、脱碳、冷藏等过程,详见图2.
图2 中药提取工艺流程图
1.4.2常用设备
药厂提取车间常用的设备有提取罐、浓缩机、储藏罐、过滤器等,如图3~6所示。
图3 提取罐 图4 浓缩机
图5 储藏罐 图6 双联过滤器
2 提取过程中的废物排放处理
每个中药生产企业每天都要排出大量的药渣。这些药渣如果简单的堆放在外面,日积月累,堆积如山,渐渐地就会发酵霉烂,臭不可闻,污染环境,给周边群众的生产和生活造
成危害。如何处理和排放中药提取后药渣已成为提取车间的棘手问题,已往对药渣的处理方法主要有填埋或焚烧等,这几年随着技术进步和良好药品生产规范意识的强化,一部分企业在新建或改造时很好地解决了出渣间污染的问题,另一部分企业则对药渣进行利用,变废为宝。其中有许多值得借鉴的经验,现分析如下 2.1焚烧处理
它是将提取后的药渣装入药渣收集罐,为了达到焚烧炉的焚烧要求,进一步提高焚烧炉的燃烧效率,节约能源,需要在进行焚烧之前进行烘干,烘干设备可采用如振动烘干机等,可以将物料的含水率降低30%~40%。药渣进行预处理过程之后,再由倾斜式传输带将药渣传送到焚烧炉进行焚烧。焚烧设备可采用转窑焚烧炉等。焚烧处理可以将药渣作为燃料用于生产中,降低成本和能源消耗。 2.2堆肥化处理
堆肥化处理工艺主要分为无发酵装置和有发酵装置两种。无发酵装置堆肥工艺大多数是自然通风简单式堆肥,由于发酵周期长,机械化程度不高,卫生条件较差,现已很少使用。目前国家极力推荐的发酵方法是有发酵装置机械化(动态)堆肥,堆肥周期短(3~7d),物料混合均匀,供氧效果好,机械化程度高等特点。它使用滚筒式发酵装置,该装置可以极大地降低占地面积和发酵周期。药渣经过预处理过程后,进入一级发酵仓,采用地卧式旋转发酵滚筒,可有效控制发酵参数,从而调整发酵状态,缩短发酵周期2~3d,大大提高了发酵效率。经过一级发酵仓之后进入二级发酵仓,在仓内经数次到仓与空气充分接触,在其他生化条件的配合下对药渣进行进一步的熟化,时间为3d,经过了堆肥化过程就可以得到绿色农肥成品。 2.3用于生产食用菌
用中药渣种食用菌的方法是将中药渣趁热倒入干净的塑料袋中,冷却至室温,喷液态菌种,再进行培养,则可长出食用菌。像夏枯草、益母草等一些草本植物的药材,其药渣主要成分是纤维素,纤维素经过加工以后,组织结构疏松,能够被食用菌中的酶分解利用,完全可以替代食用菌栽培过程中像棉籽壳等一些物料进行食用菌的栽培。这样不仅可以解决传统的棉籽壳栽培料逐渐缺乏的情况,而且其中的营养价值对于食用菌营养价值的提升也有好处。现通过技术培训和示范种植等形式,中药渣生产食用菌已在国内某些城市如山东省的城阳、胶州等地进行大面积推广栽培。栽培食用菌后的残渣,因为它经过食用菌的酶分解以后,富含有植物所必需的氮、磷、钾三种元素,还可以作为优质的天然有机肥料使用。
2.4加工成保健饲料
在中药药材中有一类治疗消化系统的药材,如黄连、木香、吴茱萸以及保肺滋肾的良