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中藥前處理、提取濃縮設備的特點和使用注意點

2011年05月19日 作者:圣亞

中藥制藥前處理工序一般包括藥材的挑選、洗藥、潤藥国民娱乐、切藥、干燥国民娱乐、粉碎等工序;提取工序一般包括提取、濃縮、分離(醇沉/水沉、過濾国民娱乐、離心)等。應根據主流產品和生產工藝進行設備選型,按設備的性能和工作原理正確使用設備。通過工藝流程可見,在前處理階段国民娱乐国民娱乐,藥品質量和生產成本已經基本定型。如果生產工藝和設備性能不能很好地結合,生產過程中就會出現產品質量不穩定、原材料消耗大、生產成本高等問題国民娱乐。經過前處理和提取工序的加工,藥材變成了藥品的中間體国民娱乐,最終成為藥品。

中藥制藥前處理和提取工序是生產中的關鍵工序,也是最容易被管理者忽視的工序。設備操作人員對設備的工作原理理解不到位,就不可能正確地使用設備国民娱乐。因此,設備和生產工藝的有機結合及設備的正確使用国民娱乐,是提高質量和效益的一個重要環節。

1前處理提設備

1.1洗藥機

藥材(中藥飲片)的表面不但有泥沙等雜物国民娱乐,還有大量的霉菌国民娱乐。洗藥的目的就是要除掉泥沙和大部分霉菌。目前在大部分制藥企業使用的都是滾桶式洗藥機国民娱乐,用噴淋水進行洗藥国民娱乐。有的企業不論是什么藥材都是用一個速度、水量進行清洗,當葉、莖、根、切片時就會出現不同的清洗效果。

洗藥機應根據不同的品種,用不同的轉速和噴水量去清洗不同的藥材。在洗凈的前提下,盡量縮短洗藥時間国民娱乐,避免有效成分的流失。其可對滾筒式洗藥機進行改造,增加調速裝置和增壓設備,以針對不同的藥材采取不同的清洗方式。

1.2潤藥機

目前大部分中藥制藥企業都在使用注水式真空潤藥機。真空潤藥機工作原理:用真空將藥材纖維空隙中的空氣抽出,水在負壓條件下通過毛細管迅速進入植物細胞組織中。潤藥的目的是讓失水的植物細胞吸水進口泵 卡斯特紅酒膨脹,為提取工序創造條件,因藥材中的有效成分一般在水(或其他溶媒)作用下才能實現交換。其中,控制真空度可以實現最佳的滲透效果;控制加水量可以防止有效成分流失;控制潤藥時間可以減少有效成分的酶解(某些苷類細胞內存在著與其相應的水解酶国民娱乐,時間過長部分苷會被水解掉)。

潤藥機的使用過程應注意:(1)根據不同的藥材,確定不同的真空度及時間;(2)根據不同的藥材,確定不同的加水量、盡量做到水盡、藥透。

老式潤藥機是注水式真空潤藥機,因潤藥效果不好近幾年基本已被汽相式潤藥機所替代。老設備可以用操作技巧來彌補設備缺陷,為保證真空度,可分3次將真空度降到最大(即脈動3次)国民娱乐,還可以將注水管改成淋水盤,潤藥效果也會得到改善国民娱乐。

1.3干燥設備

目前還有許多制藥企業,使用的都是蒸汽式干燥箱和遠紅外線干燥箱国民娱乐。因能耗大,效率低,對工作環境影響大(溫濕度和粉塵),近幾年逐漸被微波干燥滅菌機所取代国民娱乐。微波干燥滅菌機,以能耗低国民娱乐、效率高、對環境影響小等特點,被越來越多的企業所采用。微波滅菌干燥機在前處理階段国民娱乐、主要有3項功能:干燥、滅菌、破壁国民娱乐。

微波加熱的原理:一是通過“介電損耗”(介電加熱)国民娱乐。具有永久偶極的分子在2450MHz的電磁場中所能產生的共振頻率極高国民娱乐,使分子超高速旋轉国民娱乐,動能迅速增加,從而導致溫度升高;二是通過離子傳導。離子化的物質在超高頻電磁場中以超高速運動国民娱乐,因摩擦而產生熱效應。極性分子(主要是水分子)加熱汽化后被設備上的軸流風機抽走,物料被干燥。

微波滅菌的原理:微波殺菌是微波的熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對細菌的熱效應是使蛋白質變性,使細菌失去營養、繁殖和生存的條件而死亡;生物效應是微波電場改變細胞膜斷面的電位分布,影響細胞周圍電子和離子濃度,從而改變細胞膜的通透性能,細菌因此營養不良,不能正常新陳代謝国民娱乐,細菌結構功能紊亂,生長發育受到抑制而死亡。此外,決定細菌正常生長和穩定遺傳繁殖的核酸(RNA)和脫氧核糖酸(DNA),是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強的微波場可以導致氫鍵松弛、斷裂和重組,從而誘發遺傳基因突變国民娱乐,或染色體畸變,甚至斷裂。微波滅菌干燥機就是利用微波的上述功能達到滅菌的目的国民娱乐。根據微波滅菌的原理,對滅菌后的物料進行菌檢時要注意時間,間隔時間過短會使受損的細菌細胞得到修復国民娱乐,使檢驗結果失真国民娱乐。

微波植物細胞破壁的原理:植物堅硬的細胞壁保護著原生質體,并且維持著細胞的一定形狀,其主要成分是纖維素,細胞壁是植物細胞獨有的。植物細胞還含有質體国民娱乐,是植物細胞生產和儲存營養物質的場所。大多數植物細胞都含有一個或幾個液泡,液泡中充滿了液體。植物細胞內有極性的水分子是微波能作用的介質。中藥飲片經過潤藥后,脫水的植物細胞吸水膨脹后,細胞內的水分子能最大限度地吸收微波能,水分子在微波能的作用下汽化使細胞破裂,為提取植物細胞內的有效成分創造了條件。破壁的目的就是獲取植物細胞內的有效成分,藥材是否需要進行破壁要根據提取的目標確定。

微波干燥滅菌機使用時要注意:(1)不得空載運行,否則會燒毀設備甚至爆炸;(2)微波源要有時段記錄,磁控管壽命一般在4000h左右,超時使用微波能會衰減;(3)物料水分低于14%會影響滅菌效果;提取浸膏含水量高于40%時,要用微波真空干燥機進行干燥国民娱乐,用隧道式微波干燥機易造成設備的損壞;(4)微波對水的穿透厚度約在2~3cm,作業時要注意物料厚度国民娱乐;(5)干燥物料時溫度一般在80~90℃,溫度越高,吸收性越好,易造成物料過干甚至碳化;(6)藥材必須潤透国民娱乐、否則微波不能破壁(可切開檢驗)。進行破壁時,微波能要達到能使植物細胞內水分汽化的能量和時間;(7)原料中既有粉碎料又有提取物時国民娱乐国民娱乐,可將提取濃縮后的藥液摻在粉碎料中,經微波處理,干燥滅菌可同時完成,既節約能源又節省時間国民娱乐;(8)用于前處理的微波設備盡量選用功率大一點的,可以保證質量和產量。

1.4粉碎設備

中小型制藥企業使用的粉碎機基本是以TF-400型柴田式粉碎機為主。其工作原理:在機器主軸上裝有打板、擋板、風葉3部分国民娱乐,由電動機帶動旋轉。打板和嵌在外殼上的邊牙板、彎牙板構成粉碎室,物料通過加料口進入到粉碎機中,通過其間的快速相對運動,形成對被粉碎物的多次打擊和互相撞擊,達到粉碎目的。粉碎后的物料在氣流的作用下被吹到旋風分離器進行風選国民娱乐,再經過篩国民娱乐,將粗粉和細粉分開国民娱乐,細粉被風送到集粉裝置內收粉国民娱乐,粗粉被送回到粉碎室內重新粉碎国民娱乐。在生產使用中,部分使用者感到實際產量與制造商提供的參數相差甚遠国民娱乐。除加工品種、粉碎細度(篩網目數)不同外国民娱乐,一個重要原因是循環水和負壓倉的使用不正確。循環水溫度過高或不用循環水国民娱乐,粉碎室內溫度高,藥材纖維發軟不易粉碎。另外,集粉裝置一定要放在負壓倉內国民娱乐,粉碎后的細料在氣流的作用下才可順利地進入集粉裝置。一般可采用單機除塵的方式使集粉間形成負壓,排風、降溫国民娱乐国民娱乐、除塵一同解決国民娱乐,產量也會大大提高。另外粉碎前對需粉碎的物料進行粗打和混料,也是提高產量和粉碎效果的好辦法。圖1為其設備布置示意圖。

2提取濃縮設備

2.1熱回流提取機組

中藥提取設備多種多樣国民娱乐,各有千秋国民娱乐。各企業因生產工藝不同,設備的組合方式也不同。熱回流提取機組是近幾年普及的比較快的提取設備。

熱回流提取機組(如圖2所示)的特點:(1)綜合了現有提取設備的回流提取、滲漉提取和索氏抽提三原理,結合了外熱循環濃縮技術,將提取、濃縮兩道工序集中到一臺設備上同時進行;(2)濃縮產生的二次蒸汽不斷被送入提取罐內作為提取的新熱源,維持提取罐內的提取溫度;(3)提取罐內大量的蒸汽進入回流器冷凝成熱冷凝液回落到提取罐內国民娱乐,作為新溶劑均勻地加到藥材面上,新溶劑從上至下通過藥材層国民娱乐,溶解藥材中的可溶物質到提取罐底部,消除藥材冷堆,提取充分。提取液進入濃縮罐,不斷地降低提取罐中藥液的濃度差,最大限度地提高有效成分的收率;因溶媒使用量少,需濃縮的藥液少,提取濃縮工藝過程時間短国民娱乐,節約能源。

熱回流機組的使用注意點:(1)要通過驗證確定每罐的藥材投放量,熱回流提取原理決定了投料量要比多功能提取罐的投料量大。(2)根據藥液濃度確定開始回流的時間?;亓鲿r間過早,提取液濃度低會延長有效提取時間,回流時間過晚,提取液濃度飽和不利于有效成分的提取,還浪費能源。應該在提取(沸騰)1h后,將部分藥液放入濃縮罐,開始回流并計時。注意,提取罐內沸騰時要排除罐內的空氣国民娱乐,否則罐內會產壓。(3)要對回流液的溫度進行控制,不要過低。同時要控制好提取罐內的溫度,盡量保持恒溫。冷提(90℃以下)雜質少、澄明度好,熱提效率高、澄明度差。沸騰的目的是增強溶液的擴散和滲透作用,沸騰雖可以在短時間內縮小溶液的濃度差,但會使許多大分子雜質溶出国民娱乐?;亓鞯闹饕康木褪窃诤线m的溫度下,以滲漉的形式,動態地降低提取罐內溶液的濃度差,在滲透壓的作用下,使細胞內濃溶液不斷向外擴張,細胞外的溶劑不斷進入細胞內国民娱乐。(4)確定提取時間国民娱乐。過分提取會增加提取液中的雜質給后期分離增加困難,時間過短則提取不完全,浪費原料(需在提取過程中檢驗溶液濃度)。

有的企業將熱回流提取機組當多功能提取罐用,這是非常錯誤的。因為熱回流機組的提取罐一般采用倒錐型設計国民娱乐,除渣方便国民娱乐,但底部沒有加熱国民娱乐。按多功能提取罐的工藝操作,藥材會在提取罐的底部形成冷堆,減少有效成分的提取量国民娱乐,造成藥材的浪費。

2.2濃縮設備

2.2.1雙效濃縮器

雙效濃縮器(如圖3所示)工作時,一次蒸汽濃縮所產生的二次蒸汽進行下一步濃縮,濃縮的藥液串聯進入一效濃縮,多效則依此類推国民娱乐,其根本目的是節約能源国民娱乐。例如国民娱乐,一效濃縮一噸蒸發量需要1.2t蒸汽,兩效濃縮則只需要0.57t蒸汽,三效只需要0.43t蒸汽。即一次濃縮產生的蒸汽作為二次濃縮的熱源,實現節能。如在真空的條件下進行低溫連續濃縮,更適用于熱敏性物料。

雙效濃縮器的使用注意點:(1)為了加快濃縮速度,可采用真空減壓濃縮,其真空度的高低要根據物料性質和生產工藝的不同確定;(2)回收有機溶劑時真空度不要過大,以減少有機溶劑的損耗国民娱乐;(3)設備用作濃縮工藝時国民娱乐,第一冷凝器不要通入冷凝水,否則會產生內回流,減慢濃縮速度,在回收乙醇時国民娱乐,第一冷凝器要通入冷凝水使其產生冷凝作用国民娱乐,以利于乙醇的回收国民娱乐;(4)出料時必須使設備恢復常壓。

2.2.2單效濃縮器(乙醇回收器)

單效濃縮器(如圖4所示)的乙醇回收能力大,有時也稱之為乙醇回收器,但節能效果不如雙效和三效濃縮器国民娱乐。設備采用外加熱自然循環與真空負壓蒸發相結合的方式,蒸發速度快国民娱乐,濃縮比可達1.3;清洗方便(打開加熱器的上蓋即可進行清洗),操作簡單国民娱乐,占地面積小。

單效濃縮器的能源消耗主要有2個方面:(1)在加熱器內用于加熱稀溶液使溶液中溶媒蒸發所消耗的工業蒸氣;(2)已經汽化的溶媒蒸氣再冷凝成溶媒液體時,在冷凝器中所需要的冷卻水国民娱乐。前者需要供給熱量,而后者需要帶走熱量。被加熱的溶液所產生的溶媒蒸氣含有大量的熱能,在這里不但沒有得到利用国民娱乐,相反還要消耗大量的冷卻水來冷卻它(有時為保證冷卻效果還要開啟制冷設備)。產量越大,需蒸發量越大,所需的加熱蒸氣就越多,同時所消耗的冷卻水也越多。這就是單效濃縮器能耗大的原因。

單效濃縮器在使用時要注意:(1)回收乙醇時蒸發器內溫度要控制在80℃左右。(2)真空度不要太大,真空度過大會將乙醇吸走,造成回收率低;真空度過大還會引起藥液過度沸騰,損失藥液国民娱乐。(3)冷卻循環水溫度要低于40℃,溫度越低冷凝效果越好。正常情況下国民娱乐,單效濃縮器乙醇回收濃度可達85%左右,再用精餾塔精制可達90%~92%。

3結語

總之,在中藥制藥企業,前處理提取工序非常重要??茖W的生產工藝国民娱乐、適宜的生產設備、嚴謹的操作程序以及配合有經驗的操作人員,這些都是中藥生產不可缺少的。


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