
医学专题—制药分离工程固液萃取36588.ppt
80页•概述•中药的成分(chéngfèn)•中药的提取•药材提取过程与机理•常用提取剂和辅助剂•常用提取方法•工艺参数•常见提取设备四川理工学院四川理工学院 第二章第二章 固液萃取固液萃取(cuìqǔ)(cuìqǔ)《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》第一页,共八十页Ø 了解固液萃取的基本概念,过程了解固液萃取的基本概念,过程Ø熟悉中药成分对提取的影响及中药提取的特点熟悉中药成分对提取的影响及中药提取的特点Ø掌握药材提取过程与机理掌握药材提取过程与机理Ø熟悉常用的提取剂和提取方法熟悉常用的提取剂和提取方法(fāngfǎ)(fāngfǎ)Ø掌握提取过程中工艺参数的影响掌握提取过程中工艺参数的影响Ø掌握常用提取设备的特点和操作原理掌握常用提取设备的特点和操作原理四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》本章本章(běn zhānɡ)(běn zhānɡ)学习目的:学习目的: 第二章第二章 固液萃取固液萃取第二页,共八十页萃取:萃取:利用利用混混合物中各组分在某合物中各组分在某溶剂中的溶解度差溶剂中的溶解度差异来分离混合物的异来分离混合物的一种单元一种单元(dānyuán)操作操作《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》概概 述述四川理工学院四川理工学院固液萃取:用溶剂分离固体混合物的用溶剂分离固体混合物的萃取操作萃取操作(cāozuò),常用于中药成分的提取。
常用于中药成分的提取液液萃取:用溶剂分离液体混合物的萃取操用溶剂分离液体混合物的萃取操作,常用于中药提取液的粗分,合成反应物的提取,生作,常用于中药提取液的粗分,合成反应物的提取,生物发酵液的提取等物发酵液的提取等其它技术:超声波浸取、微波浸取、超超声波浸取、微波浸取、超临界流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取等临界流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取等第三页,共八十页固液萃取固液萃取(cuìqǔ)(cuìqǔ)::四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》概概 述述Ø利用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解,使其进入液相,利用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解,使其进入液相,再将不溶性固体与溶液分开再将不溶性固体与溶液分开(fēn kāi)的单元操作的单元操作Ø其实质是溶质由固相传递至液相的传质过程其实质是溶质由固相传递至液相的传质过程Ø其在制药工业中有着广泛应用,如中草药有效成分的提取,其在制药工业中有着广泛应用,如中草药有效成分的提取,滤饼或固体物的洗涤等滤饼或固体物的洗涤等第四页,共八十页专属名词专属名词(míng cí)(míng cí)::四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》概概 述述Ø溶质:固体原料(药材)中的可溶性组分。
溶质:固体原料(药材)中的可溶性组分Ø载体载体(zàitǐ):固体原料中的不可溶性组分固体原料中的不可溶性组分Ø提取剂(浸取剂):用于溶解溶质的溶剂提取剂(浸取剂):用于溶解溶质的溶剂Ø提取液(浸取液):提取后所获得的液体提取液(浸取液):提取后所获得的液体Ø残渣:提取后剩余的载体残渣:提取后剩余的载体第五页,共八十页提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程:过程:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》概概 述述提取(tíqǔ)剂固体原料充分混合并保持良好的固液接触状态提取液残渣溶质提取剂(回收)第六页,共八十页提取液再加工提取液再加工(jiā gōng)(jiā gōng)::四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》概概 述述Ø按一定质量标准浓缩加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂按一定质量标准浓缩加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂(dīngjì)、浸膏、流、浸膏、流浸膏等剂型浸膏等剂型Ø通过浓缩干燥制成一定规格的半成品,以便制成片剂、冲剂等剂通过浓缩干燥制成一定规格的半成品,以便制成片剂、冲剂等剂型。
型Ø加入适当辅料,加工制成软膏、栓剂等其它剂型加入适当辅料,加工制成软膏、栓剂等其它剂型Ø精制加工,纯化有效成分,制成注射剂等剂型精制加工,纯化有效成分,制成注射剂等剂型第七页,共八十页几种几种(jǐ zhǒnɡ)(jǐ zhǒnɡ)剂型:剂型:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》概概 述述Ø酊剂——药物用规定浓度的乙醇浸出或溶解(róngjiě)而制成的澄清液体制剂,,亦可用流浸膏稀释制成供口服或外用Ø酒剂——药材用蒸馏酒浸提而制成的澄清液体制剂Ø煎膏剂——药材用水煎煮、、去渣浓缩后,,加炼蜜或糖而制成的半流体制剂Ø浸膏剂——用煎煮法或渗漉法制备,,全部煎煮液或渗漉液应低温浓缩至稠膏状,,加稀释剂或继续浓缩至规定的量第八页,共八十页 中药材的成分比较复杂,单味药如此,中药复方就更是如中药材的成分比较复杂,单味药如此,中药复方就更是如此在制药分离过程中我们所关注的是具有此在制药分离过程中我们所关注的是具有(jùyǒu)(jùyǒu)生物活性的药物成分,那么按照中药所含成分的生物活性生物活性的药物成分,那么按照中药所含成分的生物活性可分为有效成分、辅助成分、无效成分和组织物。
可分为有效成分、辅助成分、无效成分和组织物中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)成分成分四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》第九页,共八十页Ø有效成分:有效成分:指有药理活性、能产生药效的物质如黄酮、生物碱、苷类、挥发油等有效成分指有药理活性、能产生药效的物质如黄酮、生物碱、苷类、挥发油等有效成分一般有一定的分子式或结构式和理化常数,又称为有效单体如果尚未提纯(或纯一般有一定的分子式或结构式和理化常数,又称为有效单体如果尚未提纯(或纯化)成单体则称为化)成单体则称为有效部位有效部位(bùwèi)(bùwèi),应能反映一定的活性指标应能反映一定的活性指标Ø辅助成分:辅助成分:指本身没有特殊疗效,但能增强或缓和有效成分作用的物质指本身没有特殊疗效,但能增强或缓和有效成分作用的物质如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收,发挥其强心作用如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收,发挥其强心作用Ø无效成分:无效成分:指本身无效甚至有害的物质如脂肪、淀粉、蛋白质等,往往影响指本身无效甚至有害的物质如脂肪、淀粉、蛋白质等,往往影响提取效果、制剂的稳定性、外观和药效等。
提取效果、制剂的稳定性、外观和药效等Ø组织物:组织物:指构成药材细胞或其他不溶性物质如纤维素、栓皮等指构成药材细胞或其他不溶性物质如纤维素、栓皮等 中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)成分成分四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》第十页,共八十页 药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象,无效成分和药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象,无效成分和组织物应尽量分离除去,但应注意,所谓无效成分只是相对组织物应尽量分离除去,但应注意,所谓无效成分只是相对概念如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分;在概念如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分;在大黄大黄(dàihuáng)(dàihuáng)泻下而起止泻作用的辅助成分;而在注射剂中多为无效成分泻下而起止泻作用的辅助成分;而在注射剂中多为无效成分药材中的蛋白类成分多作为无效成分在分离中除去,但在有药材中的蛋白类成分多作为无效成分在分离中除去,但在有些药物中却是主要有效成分,如天花粉蛋白些药物中却是主要有效成分,如天花粉蛋白四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)成分成分第十一页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)的提的提取取Ø单体成分单体成分(chéng fèn)的提取的提取Ø单味药的提取单味药的提取Ø复方的提取复方的提取第十二页,共八十页单体成分单体成分(chéng fèn)(chéng fèn)的提取:的提取: 某些药材的有效成分具有明确的临床疗效某些药材的有效成分具有明确的临床疗效(liáoxiào),化学结构、理化性,化学结构、理化性质、药理、毒性均已明确,含量可观,提取技术经济合理,可质、药理、毒性均已明确,含量可观,提取技术经济合理,可以进行单一成分的提取、分离、精制如齐墩果酸、豆腐果苷、以进行单一成分的提取、分离、精制如齐墩果酸、豆腐果苷、黄连素、石吊兰素等,都可纯化制成片剂又如天花粉、一叶黄连素、石吊兰素等,都可纯化制成片剂又如天花粉、一叶秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液单体成分制剂具有药物成秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液单体成分制剂具有药物成分明确,有利于稳定性与安全性等优点,但是有些药物纯化后分明确,有利于稳定性与安全性等优点,但是有些药物纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效不如单味药的有效部分提取物疗效(liáoxiào)好。
好四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药的提取中药的提取第十三页,共八十页单味药的提取单味药的提取(tíqǔ)(tíqǔ):: 单味药提取物的化学成分单味药提取物的化学成分,大多数尚不清楚大多数尚不清楚,或不完全清楚或不完全清楚,但从中医临床实践的但从中医临床实践的疗效要明显优于单体化合物的作用疗效要明显优于单体化合物的作用,制备的成本制备的成本(chéngběn)也较低单味也较低单味药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法,不仅适用于单方成不仅适用于单方成药的制剂药的制剂(如五味子、刺五加、益母草等如五味子、刺五加、益母草等),而且适用于复方成药制而且适用于复方成药制剂的生产剂的生产四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药的提取中药的提取第十四页,共八十页单味药的提取单味药的提取(tíqǔ)(tíqǔ):: 例如例如,制备银黄制备银黄(yín huánɡ)片和银黄片和银黄(yín huánɡ)注射液注射液,可以先分别制备金银花可以先分别制备金银花和黄芩的单味提取物和黄芩的单味提取物,前者以绿原酸前者以绿原酸,后者以黄芩苷含量进行质量控制后者以黄芩苷含量进行质量控制,混混合后配料压片或制备注射液。
特别是注射液的制备合后配料压片或制备注射液特别是注射液的制备,为了防止复方为了防止复方提取中形成沉淀提取中形成沉淀,大多数复方的注射剂都需在前期制备过程中进大多数复方的注射剂都需在前期制备过程中进行单味药提取其它如甘草浸膏、大黄流浸膏、远志流浸膏等行单味药提取其它如甘草浸膏、大黄流浸膏、远志流浸膏等还可供调剂用还可供调剂用四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药的提取中药的提取第十五页,共八十页复方复方(fùfāng)(fùfāng)的提取:的提取: 中药复方从古至今在我国医药史上一直占重要地位中药复方从古至今在我国医药史上一直占重要地位(dìwèi),在中,在中医临床实践中基本上都是使用复方,以其综合成分作为整体而医临床实践中基本上都是使用复方,以其综合成分作为整体而起作用 例如四逆汤是由附子、肉桂、干姜、甘草组成附子含乌头碱毒例如四逆汤是由附子、肉桂、干姜、甘草组成附子含乌头碱毒性极大,但经煎煮,一方面由于水解可降低毒性,而另一方面性极大,但经煎煮,一方面由于水解可降低毒性,而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐,在体内逐渐分解而起作甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐,在体内逐渐分解而起作用。
实验证明四逆汤的用实验证明四逆汤的LD50只有单味附子的只有单味附子的1/4,许多复方药,如四物,许多复方药,如四物汤、补中益气汤、麻杏石甘汤、大黄牡丹汤、补阳还五汤等,都是以其整体汤、补中益气汤、麻杏石甘汤、大黄牡丹汤、补阳还五汤等,都是以其整体发挥作用的发挥作用的四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药的提取中药的提取第十六页,共八十页中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)提取的特点:提取的特点: 中药中同时存在多种复杂的混合物,各成分之间的相互影响,有时会产生增溶中药中同时存在多种复杂的混合物,各成分之间的相互影响,有时会产生增溶现象,即增大欲提取成分的溶解度现象,即增大欲提取成分的溶解度 如油脂类杂质如油脂类杂质(zázhì)可使不溶于石油醚的香豆素溶解,含麻黄的方剂中如有葛根则麻黄可使不溶于石油醚的香豆素溶解,含麻黄的方剂中如有葛根则麻黄碱的含量将增加碱的含量将增加中药成分间存在的这种助溶、增溶作用中药成分间存在的这种助溶、增溶作用可部分解释为可部分解释为在中药中含有某些可降低溶液表面活性的物质,如皂苷、树胶、蛋白质等,这在中药中含有某些可降低溶液表面活性的物质,如皂苷、树胶、蛋白质等,这些表面活性物质的浓度较高时,就会在溶液中聚合成些表面活性物质的浓度较高时,就会在溶液中聚合成“胶团胶团”,而原来在水中,而原来在水中不溶解或部分溶解难的物质分子可以钻进胶团的内部,分布在胶团的中心不溶解或部分溶解难的物质分子可以钻进胶团的内部,分布在胶团的中心或夹缝中,结果使溶解度显著地增高。
或夹缝中,结果使溶解度显著地增高四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药的提取中药的提取第十七页,共八十页 此外,中药汤剂属于此外,中药汤剂属于胶体溶液胶体溶液,由许多难溶物质的分子组成的微粒混悬于介,由许多难溶物质的分子组成的微粒混悬于介质中成为溶胶或粗分散体系,也是使物质在溶液中含量增加的质中成为溶胶或粗分散体系,也是使物质在溶液中含量增加的一个重要一个重要(zhòngyào)因素但有时各成分之间又可能相互作用生成因素但有时各成分之间又可能相互作用生成难溶性化合物,从而改变欲提取成分的溶解性能而导致提取效难溶性化合物,从而改变欲提取成分的溶解性能而导致提取效果不好或提取率下降这一问题在复方研究中更为突出果不好或提取率下降这一问题在复方研究中更为突出四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)的提的提取取第十八页,共八十页 如含生物碱的中药与甘草配伍,生物碱与甘草酸产生沉淀,生物碱就可能提如含生物碱的中药与甘草配伍,生物碱与甘草酸产生沉淀,生物碱就可能提取不出来。
黄连等中药中的小檗碱可与黄芩苷产生沉淀,生物碱与取不出来黄连等中药中的小檗碱可与黄芩苷产生沉淀,生物碱与金银花中的绿原酸发生沉淀,大黄鞣质与栀子、茵陈之间也有沉淀金银花中的绿原酸发生沉淀,大黄鞣质与栀子、茵陈之间也有沉淀产生上述现象提示我们产生上述现象提示我们(wǒ men)在中药的复方提取过程中应该考虑在中药的复方提取过程中应该考虑是采用分提工艺,还是采用合提工艺是采用分提工艺,还是采用合提工艺四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》中药中药(zhōngyào)(zhōngyào)的提的提取取第十九页,共八十页药材药材(yàocái)(yàocái)《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》四川理工学院四川理工学院植物性药材:有效成分的分子量一般比无效成分的分子量要有效成分的分子量一般比无效成分的分子量要小得多,故提取时有效成分需透过小得多,故提取时有效成分需透过(tòu ɡuò)细胞膜,而无效成分则应留在细胞膜,而无效成分则应留在细胞内动物性药材:有效成分一般为蛋白质、激素和酶等大分子物有效成分一般为蛋白质、激素和酶等大分子物质,因分子量较大,故难以透过细胞膜,所以提取时应首先破坏其细胞质,因分子量较大,故难以透过细胞膜,所以提取时应首先破坏其细胞膜。
膜矿物性药材:无细胞结构,其有效成分可直接溶解或无细胞结构,其有效成分可直接溶解或分散于提取剂中分散于提取剂中提取过程与机理提取过程与机理第二十页,共八十页提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程:过程:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理浸润渗透溶解扩散第二十一页,共八十页浸润浸润(jìnrùn)(jìnrùn)与渗透阶段:与渗透阶段:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理 新药材的细胞中新药材的细胞中, ,含有多种可溶性物质和不溶性物质药材经干燥后,内部水含有多种可溶性物质和不溶性物质药材经干燥后,内部水分大部分被蒸发分大部分被蒸发, ,故细胞萎缩当药材被粉碎时故细胞萎缩当药材被粉碎时, ,一部分细胞可能发生破裂,一部分细胞可能发生破裂,其中所含的成分可直接提取而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态,其中所含的成分可直接提取而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态,当与提取剂接触时被提取剂所润湿,同时提取剂通过毛细管和细胞间隙当与提取剂接触时被提取剂所润湿,同时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。
渗透至细胞组织内第二十二页,共八十页浸润浸润(jìnrùn)(jìnrùn)与渗透阶段:与渗透阶段:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理 提取剂能否润湿药材表面,并渗透进入到细胞组织中,取决于提取剂对物质的润提取剂能否润湿药材表面,并渗透进入到细胞组织中,取决于提取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张力一般情况下,非极性提取剂不易从含有大湿性以及该物质与提取剂间的界面张力一般情况下,非极性提取剂不易从含有大量水分的药材中提取出有效成分,极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效量水分的药材中提取出有效成分,极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效成分对于含油脂的药材可先用石油醚或苯进行脱脂,然后再用适宜的提取剂提取成分对于含油脂的药材可先用石油醚或苯进行脱脂,然后再用适宜的提取剂提取第二十三页,共八十页溶解溶解(róngjiě)(róngjiě)阶段:阶段:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理 提取剂进入细胞组织后,与药材中的各种成分相接触,并使其中的可溶性提取剂进入细胞组织后,与药材中的各种成分相接触,并使其中的可溶性成分转入到提取剂中,该过程称为溶解成分转入到提取剂中,该过程称为溶解。
药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程,也可能是使药物成分药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程,也可能是使药物成分溶解的反应过程药材的种类不同,其溶解机理有很大差异一般情况下,水溶解的反应过程药材的种类不同,其溶解机理有很大差异一般情况下,水能溶解晶体和胶质,故其提取液多含胶体物质而呈胶体液,乙醇提取液含胶质能溶解晶体和胶质,故其提取液多含胶体物质而呈胶体液,乙醇提取液含胶质较少,而亲脂性提取液则不含胶质较少,而亲脂性提取液则不含胶质第二十四页,共八十页扩散扩散(kuòsàn)(kuòsàn)阶段:阶段:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理 提取剂溶解有效成分后,形成的浓溶液具有较高的渗透压,从而形成扩散点,提取剂溶解有效成分后,形成的浓溶液具有较高的渗透压,从而形成扩散点,其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压,其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压,这正是提取过程的推动这正是提取过程的推动力力在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜,其中的溶质。
在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜,其中的溶质存在浓度梯度,该膜常称为存在浓度梯度,该膜常称为扩散边界层扩散边界层第二十五页,共八十页渗渗 透透 压压四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理 (a) 渗透渗透(shèntòu) (b) 渗透平衡渗透平衡 (c) 反渗透反渗透第二十六页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理 提取过程中存在着提取剂由溶液主体传递至固体表面,再由固体表面传提取过程中存在着提取剂由溶液主体传递至固体表面,再由固体表面传递至固体内部的扩散递至固体内部的扩散(kuòsàn)过程,该过程的速率较快,一般不会成为提取过程,该过程的速率较快,一般不会成为提取过程的速率控制步骤过程的速率控制步骤 另外还存在固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散,并通过扩另外还存在固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散,并通过扩散边界层扩散至溶液主体中的扩散过程。
一般情况下,溶质由固体表面传散边界层扩散至溶液主体中的扩散过程一般情况下,溶质由固体表面传递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩散阻力递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩散阻力第二十七页,共八十页提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)速率方程:速率方程:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理 N—N—单位时间内传递至溶液主体的溶质的量,单位时间内传递至溶液主体的溶质的量,kmol·skmol·s-1-1;;K—K—总传质系数,总传质系数,m m s s-1-1;;S—S—接触表面积,接触表面积,m m2 2;;△△Cm—Cm—固相与液相主体中有效成分的对数平均浓度差,固相与液相主体中有效成分的对数平均浓度差,kmolkmol m m-3-3第二十八页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理△ △C2、、△△C1—分别为提取开始和终了时固相与液相分别为提取开始和终了时固相与液相主体主体(zhǔtǐ)中有效成分的浓度差,中有效成分的浓度差,kmol m-3。
(教材教材p11)第二十九页,共八十页总传质总传质(chuán zhì)(chuán zhì)系数系数 K K::四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理 总传质系数与药材及提取剂的性质以及溶液的流动状态等因素有关,由以下总传质系数与药材及提取剂的性质以及溶液的流动状态等因素有关,由以下扩散系数组成:扩散系数组成: 内扩散系数内扩散系数D内内:表示药材颗粒内:表示药材颗粒内部有效成分的传递速率部有效成分的传递速率 自由扩散系数自由扩散系数D自自:表示在药材细胞内有效:表示在药材细胞内有效成分的传递速率成分的传递速率 对流扩散系数对流扩散系数D对对:表示在流动的萃取剂中有效成分的:表示在流动的萃取剂中有效成分的传递速率其值可根据经验选取或在小试设备中通过实验测得传递速率其值可根据经验选取或在小试设备中通过实验测得。
第三十页,共八十页提取平衡状态提取平衡状态(zhuàngtài)(zhuàngtài)下提取量的计算:下提取量的计算:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理G —G —药材中含有的待提取物质,药材中含有的待提取物质,kgkg;;S —S —提取平衡后放出的溶剂量,提取平衡后放出的溶剂量,kgkg;;g —g —提取后药材中残留的待提取物质,提取后药材中残留的待提取物质,kgkg;;s —s —提取后剩余在药材中的溶剂量,提取后剩余在药材中的溶剂量,kgkgG S + s=g s达到提取平衡达到提取平衡时,,对待提取物待提取物进行物料衡算可得:行物料衡算可得:第三十一页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与过程与机理机理= S sα设::=Gα+1g则::对于一定量的提取剂,对于一定量的提取剂,αα ,,则g g ,提取量,提取量若若进行第二次浸取,加入等量行第二次浸取,加入等量((S))的新溶的新溶剂,根据,根据(gēnjù)物料平衡可得:物料平衡可得:g S2+ s2=g2s2=G (α+1)2g2则::第三十二页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与过程与机理机理以此以此类推,当推,当进行行n次浸取次浸取(jìn qǔ)后,剩余在后,剩余在药材中的待提取物的量材中的待提取物的量为::=G (α+1)ngn对于平衡状态下的多级错流萃取,假定各级进料量相同,加入的溶剂量也相对于平衡状态下的多级错流萃取,假定各级进料量相同,加入的溶剂量也相等且为新鲜溶剂,则上式也可适用等且为新鲜溶剂,则上式也可适用第三十三页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理例题例题(lìtí)(lìtí):: 现有现有50kg药材,其中有效成分的含量为药材,其中有效成分的含量为30%,药材对提取剂的吸收量与其,药材对提取剂的吸收量与其自身重量相同,对该药材提取自身重量相同,对该药材提取3次,每次使用的提取剂总量为药材量的次,每次使用的提取剂总量为药材量的3倍,倍,求有效成分的总提取量是多少?求有效成分的总提取量是多少?第三十四页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理解:解:=G (α+1)3g3=50×0.3 (2+1)3= 0.56kg= S sα= 3-1 1= 2则总提取提取(tíqǔ)量量为::15 - 0.56 = 14.44kg第三十五页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理提取平衡提取平衡(pínghéng)(pínghéng)状态下提取率的计算:状态下提取率的计算:提取效果可以用提取率提取效果可以用提取率 E 来表示,来表示,E代表提取后提取液中含有代表提取后提取液中含有的溶的溶质量与原料中溶量与原料中溶质总量的比量的比值设提取后提取后药材中剩余的溶材中剩余的溶剂量量为1,,提取加入的提取加入的总溶溶剂量量为M,,则在提取平衡条件下在提取平衡条件下单次提次提取率取率为::=M-1ME1第三十六页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理重复提取重复提取时,第二次的提取率,第二次的提取率 E2 为::=E2E1(1-E1) =M-1M2提取两次后,提取两次后,总的提取率的提取率 E 为::=M2-1M2E = E1+ E2第三十七页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与与机理机理以此以此类推,提取推,提取n次后,次后,总的提取率的提取率 E 为::Mn-1MnE =第三十八页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与机理与机理例题例题(lìtí)(lìtí):: 求上题中总提取率是多少?若每次提取后都对药渣进行压榨处理,使其求上题中总提取率是多少?若每次提取后都对药渣进行压榨处理,使其中溶剂含量将为中溶剂含量将为0.5倍药材量,则总提取率为多少?若药材中无效成分倍药材量,则总提取率为多少?若药材中无效成分的含量为的含量为20%,则不压榨时提取,则不压榨时提取3次后无效成分的提取量为多少?若不压榨次后无效成分的提取量为多少?若不压榨提取提取5次,总提取率和无效成分的提取量又分别是多少?次,总提取率和无效成分的提取量又分别是多少?第三十九页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取过程提取过程(guòchéng)(guòchéng)与机理与机理解:解:((1))药材材(yàocái)对溶溶剂的吸收量的吸收量为1,,则总溶溶剂量量 M = 3 / 1 = 3Mn-1MnE ==33-133= 0.963((2))药材材对溶溶剂的吸收量的吸收量为0.5,,则总溶溶剂量量 M = 3 / 0.5 = 6Mn-1MnE ==63-163= 0.995第四十页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)过程与机过程与机理理解:解:((3))药材材(yàocái)中无效成分的提取量中无效成分的提取量为:: 50 × 0.2 × 0.963 = 9.63kg((4)不)不压榨提取榨提取5次的次的总提取率提取率为::Mn-1MnE ==35-135= 0.996此此时药材中无效成分的提取量材中无效成分的提取量为::50 × 0.2 × 0.996 = 9.96kg第四十一页,共八十页常用常用(chánɡ yònɡ)(chánɡ yònɡ)提取剂:提取剂:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂适宜的提取剂应对药物中的有效成分有较大的溶解度,而对无效成分适宜的提取剂应对药物中的有效成分有较大的溶解度,而对无效成分应少溶或不溶此外,提取剂还应无毒、价廉,且易于回收常用的应少溶或不溶此外,提取剂还应无毒、价廉,且易于回收常用的提取剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、石油醚等。
提取剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、石油醚等第四十二页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂水:水:水具有极性大、溶解范围广、价廉等特点,是最常用的提取剂水具有极性大、溶解范围广、价廉等特点,是最常用的提取剂水可提取药材中的生物碱盐类、甙、苦味质、有机酸盐、甙质、蛋白水可提取药材中的生物碱盐类、甙、苦味质、有机酸盐、甙质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类质、糖、树胶、色素、多糖类( (果胶、粘液质、菊糖、淀粉等果胶、粘液质、菊糖、淀粉等) )、以及、以及酶和少量的挥发油等但由于水的选择性较差,因而提取液中常酶和少量的挥发油等但由于水的选择性较差,因而提取液中常含有大量的无效成分,从而给制剂带来一定的困难此外,部分含有大量的无效成分,从而给制剂带来一定的困难此外,部分有效成分有效成分( (如某些甙类等如某些甙类等) )在水中会发生在水中会发生(fāshēng)(fāshēng)水解第四十三页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅剂和辅助剂助剂乙醇:乙醇:乙醇的溶解性介于极性与非极性溶剂之间。
多采用乙醇的溶解性介于极性与非极性溶剂之间多采用(cǎiyòng)(cǎiyòng)乙醇与水的混合液作为提取剂,可从药材中选择性地提取乙醇与水的混合液作为提取剂,可从药材中选择性地提取某些有效成分研究表明,含量大于某些有效成分研究表明,含量大于9090%的乙醇适用于提取药材%的乙醇适用于提取药材中的挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等成分;含量为中的挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等成分;含量为5050~7070%的乙%的乙醇适用于提取生物碱、甙类等成分;含量小于醇适用于提取生物碱、甙类等成分;含量小于5050%的乙醇适用于提取苦%的乙醇适用于提取苦味质、蒽醌类化合物味质、蒽醌类化合物 第四十四页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂氯仿:氯仿:氯仿是一种非极性提取剂,能溶解药材中的生物碱、甙氯仿是一种非极性提取剂,能溶解药材中的生物碱、甙类、挥发油和树脂等成分,但不能溶解蛋白质、鞣质等成分氯类、挥发油和树脂等成分,但不能溶解蛋白质、鞣质等成分氯仿具有防腐作用且不易燃烧仿具有防腐作用且不易燃烧(ránshāo),但有强烈的药理作用,故一,但有强烈的药理作用,故一般仅用于有效成分的提纯和精制。
般仅用于有效成分的提纯和精制 第四十五页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂乙醚:乙醚:乙醚是一种非极性有机提取剂,可与乙醇等有机溶剂任意乙醚是一种非极性有机提取剂,可与乙醇等有机溶剂任意混溶乙醚溶解的选择性较强,可溶解药材中的树脂、游离生物碱、混溶乙醚溶解的选择性较强,可溶解药材中的树脂、游离生物碱、脂肪、挥发油以及某些甙类等成分,但对大部分溶解于水的成分几乎脂肪、挥发油以及某些甙类等成分,但对大部分溶解于水的成分几乎不溶乙醚具有强烈的生理不溶乙醚具有强烈的生理(shēnglǐ)作用,且极易燃烧,故一般仅用作用,且极易燃烧,故一般仅用于有效成分的提纯和精制于有效成分的提纯和精制 第四十六页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂石油醚:石油醚:石油醚是一种非极性提取剂,其溶解的选择性较强,可石油醚是一种非极性提取剂,其溶解的选择性较强,可溶解药材中的脂肪油、蜡等成分,少数溶解药材中的脂肪油、蜡等成分,少数(shǎoshù)(shǎoshù)生物碱亦能被石油醚溶解,生物碱亦能被石油醚溶解,但对药材中的其他成分几乎不溶。
在制药生产中,石油醚常用作脱脂剂但对药材中的其他成分几乎不溶在制药生产中,石油醚常用作脱脂剂 第四十七页,共八十页常用常用(chánɡ yònɡ)(chánɡ yònɡ)提取辅助剂:提取辅助剂:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能除凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为提取辅助剂例如:提取生物碱时去或减少某些杂质的试剂称为提取辅助剂例如:提取生物碱时加入适量的酸,由于酸能与生物碱形成可溶性的生物碱盐,因而加入适量的酸,由于酸能与生物碱形成可溶性的生物碱盐,因而有利于生物碱的提取;又如:提取甘草制剂时加入氨溶液则有利有利于生物碱的提取;又如:提取甘草制剂时加入氨溶液则有利于甘草酸的提取等于甘草酸的提取等第四十八页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂盐酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸盐酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸等均是常用的酸类提取辅等均是常用的酸类提取辅助剂;助剂;氨水、碳酸钠、碳酸钙氨水、碳酸钠、碳酸钙等均是常用的碱类提取辅助等均是常用的碱类提取辅助剂;此外,许多剂;此外,许多(xǔduō)(xǔduō)表面活性剂也常用作提取辅助剂。
表面活性剂也常用作提取辅助剂 第四十九页,共八十页提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂的选择:剂的选择:四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂中药成分在溶剂中的溶解度直接关系到提取效果的好坏在实际的生产中药成分在溶剂中的溶解度直接关系到提取效果的好坏在实际的生产过程中,根据要提取物质的不同性质选取不同的溶剂,使要提取的成分过程中,根据要提取物质的不同性质选取不同的溶剂,使要提取的成分达到最高含量提取剂可分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂一些达到最高含量提取剂可分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂一些常见溶剂的亲水性的强弱顺序:水常见溶剂的亲水性的强弱顺序:水> >甲醇甲醇> >乙醇乙醇> >丙酮丙酮> >乙酸乙酯乙酸乙酯> >乙醚乙醚> >氯仿氯仿> >苯苯> >石油醚第五十页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂 提取剂的选择应以拟提取的主要提取剂的选择应以拟提取的主要(zhǔyào)(zhǔyào)有效成分及其性质作为主要有效成分及其性质作为主要(zhǔyào)(zhǔyào)依据。
首先应根据过去的用药经验,选择常用、安全、廉价的溶依据首先应根据过去的用药经验,选择常用、安全、廉价的溶剂剂( (如水如水) )作为提取剂一般生物碱、苷、黄酮等在水中的溶解度不大,作为提取剂一般生物碱、苷、黄酮等在水中的溶解度不大,宜用乙醇提取,但若该制剂以前作医院药剂或临床应用时一直用水煎疗宜用乙醇提取,但若该制剂以前作医院药剂或临床应用时一直用水煎疗效好,质量检查时鉴别项和含量项均符合要求,提取时应尽量考虑选择效好,质量检查时鉴别项和含量项均符合要求,提取时应尽量考虑选择水或稀醇作为提取剂水或稀醇作为提取剂第五十一页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅剂和辅助剂助剂 由于水具有价廉、无毒、提取范围广等特点,故水是目前由于水具有价廉、无毒、提取范围广等特点,故水是目前(mùqián)(mùqián)提提取中草药有交成分使用最多的溶剂对某些适应性较差的成分可通过取中草药有交成分使用最多的溶剂对某些适应性较差的成分可通过调节调节pHpH值、添加辅助剂或应用特殊技术值、添加辅助剂或应用特殊技术( (如超声提取、微波提取、超临如超声提取、微波提取、超临界提取等界提取等) ),以改善提取效果。
以改善提取效果第五十二页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅助剂和辅助剂剂 其次可考虑使用不同浓度的乙醇或其他有机溶剂提取,提取物中有效其次可考虑使用不同浓度的乙醇或其他有机溶剂提取,提取物中有效成分多、杂质少,在实际操作中多使用不同浓度的乙醇但成分多、杂质少,在实际操作中多使用不同浓度的乙醇但95%95%乙醇作溶乙醇作溶剂的可行性较差,因为高浓度的乙醇对药材的润湿性能差、难于循环使用、挥剂的可行性较差,因为高浓度的乙醇对药材的润湿性能差、难于循环使用、挥发性强、损失大、易燃烧、安全性差,此外高浓度的乙醇的生产可行性和可操发性强、损失大、易燃烧、安全性差,此外高浓度的乙醇的生产可行性和可操作性均较差除水和醇外,其它提取剂也有少量应用,如提取松萝酸用苯作溶作性均较差除水和醇外,其它提取剂也有少量应用,如提取松萝酸用苯作溶剂时提取物纯度及收率均较高,但苯有毒,易燃,需特殊剂时提取物纯度及收率均较高,但苯有毒,易燃,需特殊(tèshū)(tèshū)厂房、设备和厂房、设备和特别劳保方可投产,一般中成药厂皆无此条件。
特别劳保方可投产,一般中成药厂皆无此条件第五十三页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》提取提取(tíqǔ)(tíqǔ)剂和辅剂和辅助剂助剂 最后还要考虑到成本核算用有机溶剂提取中药有效成分,最后还要考虑到成本核算用有机溶剂提取中药有效成分,不仅溶剂本身价格昂贵,而且所需特殊生产条件的设备费及设不仅溶剂本身价格昂贵,而且所需特殊生产条件的设备费及设备折旧费均很高,劳保费开支也较大,因而不利于生产操作备折旧费均很高,劳保费开支也较大,因而不利于生产操作同时,有机溶剂不太符合中医药的传统用药习惯同时,有机溶剂不太符合中医药的传统用药习惯(xíguàn),临,临床的安全性较差床的安全性较差第五十四页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常用提取常用提取(tíqǔ)(tíqǔ)方方法法Ø浸渍浸渍(jìnzì)法法Ø煎煮法煎煮法Ø渗漉法渗漉法Ø水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法第五十五页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 浸渍法浸渍法一般在常温下进行。
操作时,先将粉碎后的药材加入提取器,一般在常温下进行操作时,先将粉碎后的药材加入提取器,然后加入适量的提取剂,在搅拌或振摇的条件下,浸渍一定的时间,使药材中然后加入适量的提取剂,在搅拌或振摇的条件下,浸渍一定的时间,使药材中的有效成分转移至提取剂中收集上清液并滤去残渣即得提取液的有效成分转移至提取剂中收集上清液并滤去残渣即得提取液 浸渍法适用于粘性药物以及无组织结构、新鲜且易膨胀药材的提取,所得产浸渍法适用于粘性药物以及无组织结构、新鲜且易膨胀药材的提取,所得产品在不低于浸渍温度的条件下能保持较好的澄明度缺点是提取效率品在不低于浸渍温度的条件下能保持较好的澄明度缺点是提取效率(xiào lǜ)较差,对贵重或有效成分含量较低的药材以及制备浓度较高的制剂,均应采用较差,对贵重或有效成分含量较低的药材以及制备浓度较高的制剂,均应采用重浸渍法重浸渍法常用提取常用提取(tíqǔ)(tíqǔ)方法方法第五十六页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 煎煮法煎煮法是药材是药材(yàocái)的传统加工方法操作时,先将经过预处的传统加工方法。
操作时,先将经过预处理的药材理的药材(yàocái)加入提取器,然后加入适量的水并加热至沸,经一段加入提取器,然后加入适量的水并加热至沸,经一段时间的煎煮后,药材时间的煎煮后,药材(yàocái)中的有效成分将进入水相将去除残渣后中的有效成分将进入水相将去除残渣后的水相在低温下浓缩至一定浓度,再制成规定的剂型即可实际生产的水相在低温下浓缩至一定浓度,再制成规定的剂型即可实际生产中,药材中,药材(yàocái)煎煮前常用冷水浸泡煎煮前常用冷水浸泡30~60分钟,以利于有效成分的溶解分钟,以利于有效成分的溶解和提取 煎煮法适用于有效成分能溶于水,且对热较稳定的药材,可用于汤剂、分散剂、煎煮法适用于有效成分能溶于水,且对热较稳定的药材,可用于汤剂、分散剂、丸剂、片剂、冲剂及注射剂等的制备丸剂、片剂、冲剂及注射剂等的制备常用提取常用提取(tíqǔ)(tíqǔ)方方法法第五十七页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 渗漉法渗漉法将提取剂连续加入药材粗粉中,并在下端出口处收集流出液的一种将提取剂连续加入药材粗粉中,并在下端出口处收集流出液的一种提取方法。
操作时,先将药材粗粉置于设备内,再加入相当于药材粗粉量提取方法操作时,先将药材粗粉置于设备内,再加入相当于药材粗粉量60~70%%的提取剂进行润湿,放置的提取剂进行润湿,放置0.25~6h,使药材充分膨胀后备用将经湿润,使药材充分膨胀后备用将经湿润(shīrùn)膨胀后的药粉加入渗漉设备中,提取剂由上部入口连续加入,提取膨胀后的药粉加入渗漉设备中,提取剂由上部入口连续加入,提取液则由底部出口连续排出液则由底部出口连续排出 渗漉法的提取效果要优于浸渍法,提取剂的用量一般为药材粉末量渗漉法的提取效果要优于浸渍法,提取剂的用量一般为药材粉末量的的4~8倍常用常用(chánɡ yònɡ)(chánɡ yònɡ)提取提取方法方法第五十八页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法是从植物性药材中是从植物性药材中提取挥发油提取挥发油的常用方法操作时,的常用方法操作时,先将经过预处理的药材加入提取器(通常为多功能提取罐),并加入适量的水然先将经过预处理的药材加入提取器(通常为多功能提取罐),并加入适量的水然后向水中通入饱和或过热水蒸气,当体系开始沸腾时,水蒸气便与被分离组分的蒸后向水中通入饱和或过热水蒸气,当体系开始沸腾时,水蒸气便与被分离组分的蒸气一起气一起(yīqǐ)由提取器的上部出口管排出。
排出蒸气经冷凝后分层,除去水层即得由提取器的上部出口管排出排出蒸气经冷凝后分层,除去水层即得产品 常用提取常用提取(tíqǔ)(tíqǔ)方方法法第五十九页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 提取方法提取方法(fāngfǎ)的选择的选择主要依据所提取药物中有效成分的性质主要依据所提取药物中有效成分的性质若有效成分为芳香挥发性成分,多选择蒸馏法提取,如冰片、藿香、当归、若有效成分为芳香挥发性成分,多选择蒸馏法提取,如冰片、藿香、当归、川芎、厚朴等;若为热敏性成分,选择连续逆流提取法、渗漉法或温浸法川芎、厚朴等;若为热敏性成分,选择连续逆流提取法、渗漉法或温浸法等温度较低的提取方法较好一般药材可根据有效成分、生产成本、可操等温度较低的提取方法较好一般药材可根据有效成分、生产成本、可操作性及生产效率进行综合考虑,中药复方则应兼顾方中所有药材有效成分,作性及生产效率进行综合考虑,中药复方则应兼顾方中所有药材有效成分,不可顾此失彼,同时也要计算生产成本不可顾此失彼,同时也要计算生产成本 常用常用(chánɡ yònɡ)(chánɡ yònɡ)提取提取方法方法第六十页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》主要工艺主要工艺(gōngyì)(gōngyì)参参数数Ø药材粒度药材粒度Ø温度温度Ø压力压力(yālì)(yālì)Ø浓度差浓度差Ø提取时间提取时间Ø相对运动速度相对运动速度Ø提取剂用量和提取次数提取剂用量和提取次数第六十一页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 药材粒度药材粒度越小,比表面积就越大,相应的传质表面积也越大,提取速率就越快越小,比表面积就越大,相应的传质表面积也越大,提取速率就越快但药材的粒度不宜过小,否则会增大提取液与药渣的分离难度对于植物性药材,粉碎过细还但药材的粒度不宜过小,否则会增大提取液与药渣的分离难度对于植物性药材,粉碎过细还会使大量细胞破裂,细胞内的大量不溶物及较多的树脂、粘液质等将混入提取液中,导致产品会使大量细胞破裂,细胞内的大量不溶物及较多的树脂、粘液质等将混入提取液中,导致产品质量下降适宜的粒度取决于提取剂及药材的种类和性质例如,以水为提取剂时,药材易膨质量下降适宜的粒度取决于提取剂及药材的种类和性质。
例如,以水为提取剂时,药材易膨胀,其粒度可大一些,或切成薄片和小段;以乙醇为提取剂时,药材的膨胀作用小,可采用胀,其粒度可大一些,或切成薄片和小段;以乙醇为提取剂时,药材的膨胀作用小,可采用5~20目的粗粉;叶、花、草等疏松药材宜采用粗粉;根、茎、皮等坚硬目的粗粉;叶、花、草等疏松药材宜采用粗粉;根、茎、皮等坚硬(jiānyìng)药材,宜采用细粉;动物性药材宜采用较小的粒度,这样可使细胞结构破坏得更加药材,宜采用细粉;动物性药材宜采用较小的粒度,这样可使细胞结构破坏得更加完全,有效成分也就更容易地提取出来完全,有效成分也就更容易地提取出来 主要主要(zhǔyào)(zhǔyào)工艺参工艺参数数第六十二页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 温度温度 一般情况下,溶质在提取剂中的溶解度随温度的升高而增大,同时扩一般情况下,溶质在提取剂中的溶解度随温度的升高而增大,同时扩散系数亦随温度的升高而增大,因此,适当升高温度可提高提取速率和产品收率散系数亦随温度的升高而增大,因此,适当升高温度可提高提取速率和产品收率但随着提取温度的升高,杂质的数量亦随之增加,从而引起产品质量的下降。
此外,但随着提取温度的升高,杂质的数量亦随之增加,从而引起产品质量的下降此外,过高的温度还可能引起热敏性组分的分解破坏,并使易挥发组分的损失增大实际过高的温度还可能引起热敏性组分的分解破坏,并使易挥发组分的损失增大实际(shíjì)生产中,一般宜生产中,一般宜将温度控制在提取剂的沸点以下进行提取将温度控制在提取剂的沸点以下进行提取 主要工艺主要工艺(gōngyì)(gōngyì)参参数数第六十三页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 压力压力 药材组织坚实紧密,提高药材组织坚实紧密,提高(tí gāo)压力可加快润湿与渗透速度,使压力可加快润湿与渗透速度,使药材组织内更快地充满提取剂,并形成浓溶液,从而缩短开始发生溶质扩散过药材组织内更快地充满提取剂,并形成浓溶液,从而缩短开始发生溶质扩散过程所需的时间但当药材组织内充满提取剂后,增大压力对扩散速度的影响甚程所需的时间但当药材组织内充满提取剂后,增大压力对扩散速度的影响甚微此外,对组织松软、易于润湿和渗透的药材,压力对提取过程的影响并不微此外,对组织松软、易于润湿和渗透的药材,压力对提取过程的影响并不显著。
显著 主要工艺主要工艺(gōngyì)(gōngyì)参数参数第六十四页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 浓度差浓度差是指药材内部毛细孔内的浓溶液与其外部溶液主体的浓度差,它是提是指药材内部毛细孔内的浓溶液与其外部溶液主体的浓度差,它是提取过程取过程(guòchéng)的传质推动力浓度差越大,提取速率就越快因此,适当增大的传质推动力浓度差越大,提取速率就越快因此,适当增大浓度差,可缩短提取时间,提高提取效率实际生产中,常采用增大液固比、增加浓度差,可缩短提取时间,提高提取效率实际生产中,常采用增大液固比、增加提取次数、采用逆流提取等方法来增大浓度差研究表明,提取次数、采用逆流提取等方法来增大浓度差研究表明,逆流提取的平均浓度差逆流提取的平均浓度差和提取效率一般要高于一次提取和提取效率一般要高于一次提取,故生产中常采用逆流提取故生产中常采用逆流提取 主要主要(zhǔyào)(zhǔyào)工艺工艺参数参数第六十五页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 时间时间 当条件一定时,提取时间越长,产品的收率就越高。
但当当条件一定时,提取时间越长,产品的收率就越高但当提取过程达到动态平衡后,再延长时间收率也不会增加提取过程达到动态平衡后,再延长时间收率也不会增加(zēngjiā),相反,相反地杂质量会增加地杂质量会增加(zēngjiā),导致产品质量下降,因此提取时间应小于等,导致产品质量下降,因此提取时间应小于等于达到渗透压平衡的时间于达到渗透压平衡的时间 主要工艺主要工艺(gōngyì)(gōngyì)参参数数第六十六页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 相对运动速度相对运动速度(sùdù) 提高固液两相的相对运动速度,可提高固液两相的相对运动速度,可增强固液两相间的摩擦,从而可降低薄扩散边界层的厚度,加速提增强固液两相间的摩擦,从而可降低薄扩散边界层的厚度,加速提取过程例如,采用浸渍法提取时,增设或强化搅拌可加速提取过取过程例如,采用浸渍法提取时,增设或强化搅拌可加速提取过程 主要工艺主要工艺(gōngyì)(gōngyì)参参数数第六十七页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 提取剂用量提取剂用量对提取效果有着直接的影响。
在特定的操作条件下,对提取效果有着直接的影响在特定的操作条件下,增加提取剂用量,可加速提取过程增加提取剂用量,可加速提取过程(guòchéng),减少提取次数但增加提取,减少提取次数但增加提取剂用量将使提取液变稀,使回收溶质和提取剂的成本增加剂用量将使提取液变稀,使回收溶质和提取剂的成本增加 提取次数提取次数 当提取剂用量一定时,增加提取次数可提高提取收当提取剂用量一定时,增加提取次数可提高提取收率但首次提取时的用量应不少于润湿和溶解药材所需的最少量但首次提取时的用量应不少于润湿和溶解药材所需的最少量 主要主要(zhǔyào)(zhǔyào)工艺参工艺参数数第六十八页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见常见(chánɡ jiàn)(chánɡ jiàn)提取提取设备设备冷却水冷却水5多功能提取罐多功能提取罐1-下下气气动动装装置置;;2-夹夹套套;;3-油油水水分分离离器器;;4-冷冷却却器器;;5-冷冷凝凝器器;;6-上上气气动动装装置置;;7-罐罐体体;;8-上上下下移移动动(yídòng)轴轴;;9-料料叉叉;;10-带筛板的活动底带筛板的活动底 提取效率高、操作方便、能耗提取效率高、操作方便、能耗较少。
可用于水提、醇提、热较少可用于水提、醇提、热回流提取、循环提取、水蒸气回流提取、循环提取、水蒸气蒸馏提取挥发油及回收有机溶剂蒸馏提取挥发油及回收有机溶剂等第六十九页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见提取常见提取(tíqǔ)(tíqǔ)设设备备搅拌搅拌(jiǎobàn)式提式提取器取器结构简单,既可间歇操作,又可半连续操结构简单,既可间歇操作,又可半连续操作,常用于植物籽的提取缺点是提取率作,常用于植物籽的提取缺点是提取率和提取液的浓度均较低,一般不适用于贵和提取液的浓度均较低,一般不适用于贵重或有效成分含量较低的药材的提取重或有效成分含量较低的药材的提取第七十页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见常见(chánɡ jiàn)(chánɡ jiàn)提取提取设备设备U形螺旋式提取形螺旋式提取(tíqǔ)器器1-进料管;进料管;2-螺旋输送器;螺旋输送器;3-出料管;出料管;4-水平管水平管浸渍式连续逆流提取器,浸渍式连续逆流提取器,可密闭操作,适用于挥发可密闭操作,适用于挥发性有机溶剂的提取操作。
性有机溶剂的提取操作第七十一页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见提取常见提取(tíqǔ)(tíqǔ)设设备备螺旋螺旋(luóxuán)推进式提推进式提取器取器1-出渣装置;出渣装置;2-螺旋板螺旋板浸渍式连续逆流提取器浸渍式连续逆流提取器 第七十二页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见常见(chánɡ jiàn)(chánɡ jiàn)提取提取设备设备平转式连续平转式连续(liánxù)提取提取器器渗漉式连续逆流提取器渗漉式连续逆流提取器 第七十三页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见常见(chánɡ jiàn)(chánɡ jiàn)提取提取设备设备连续逆流连续逆流(nìliú)提取器提取器浸浸渍渍式式连连续续逆逆流流提提取取器器,,可可通通过过改改变变浆浆的的转转速和叶片数量来适应不同品种药材的提取速和叶片数量来适应不同品种药材的提取 第七十四页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见常见(chánɡ jiàn)(chánɡ jiàn)提取提取设备设备波尔曼式连续波尔曼式连续(liánxù)提取提取器器1-半半浓浓液液槽槽;;2-壳壳体体;;3-篮篮子子;;4-桨桨式式输输送送器器;;5-提提取取剂剂高高位位槽槽;;6-残残渣渣槽槽;;7-药药材材料料斗斗;;8-半半浓浓液液高高位位槽槽;;9-链链条条;;10-链轮;链轮;11-全浓液槽;全浓液槽;12-循环泵循环泵渗漉式连续提取器渗漉式连续提取器 第七十五页,共八十页。
四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见提取常见提取(tíqǔ)(tíqǔ)设备设备组合式连续组合式连续(liánxù)提取提取器器既有浸渍过程既有浸渍过程又有喷淋过程又有喷淋过程 第七十六页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》常见提取常见提取(tíqǔ)(tíqǔ)设设备备罐组式逆流罐组式逆流(nìliú)提取机提取机组组半连续提取过程或阶段连续逆流提取过程半连续提取过程或阶段连续逆流提取过程 第七十七页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》 实际生产中,通过管道、阀门等将若干组提取单元组合在一起操实际生产中,通过管道、阀门等将若干组提取单元组合在一起操作中可通过调节或改变提取单元组数、阶段提取时间、提取温度、溶作中可通过调节或改变提取单元组数、阶段提取时间、提取温度、溶剂用量、循环速度以及颗粒形状、尺寸等参数,以达到缩短提取时间、剂用量、循环速度以及颗粒形状、尺寸等参数,以达到缩短提取时间、降低提取剂用量、并最大限度地提取出药材降低提取剂用量、并最大限度地提取出药材(yàocái)(yàocái)中的有效成分的目中的有效成分的目的。
的 常见提取常见提取(tíqǔ)(tíqǔ)设设备备第七十八页,共八十页四川理工学院四川理工学院《《制药分离制药分离(fēnlí)(fēnlí)工程工程》》第七十九页,共八十页内容(nèiróng)总结概述《制药分离工程》通过浓缩干燥制成一定规格的半成品,以便制成片剂、冲剂等剂型酒剂——药材用蒸馏酒浸提而制成的澄清(chéngqīng)液体制剂煎膏剂——药材用水煎煮、去渣浓缩后,加炼蜜或糖而制成的半流体制剂如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收,发挥其强心作用无效成分:指本身无效甚至有害的物质新药材的细胞中,含有多种可溶性物质和不溶性物质E1(1-E1)提取剂可分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂第八十页,共八十页。












