浸提分离精制浓缩与干燥

第四章浸提、分离、精制、浓缩与干燥第一节浸提一、浸出过程与影响因素1.中药的浸出过程：（1）浸润与渗透；（2）解吸与溶解；（3）扩散。2.影响浸提的主要因素：（1）药材粒度；（2）药材成分；（3）浸提温度；（4）浸提时间；（5）浓度梯度；（6）溶剂用量；（7）溶剂pH；（8）浸提压力；（9）新技术应用：超临界流体提取、超声波提取、微波加热提取等。二、常用的浸提溶剂与浸提辅助剂1.常用的浸提溶剂（1）水：优点：极性溶剂，安全价廉，溶解范围较广。生物碱盐类、苷类、多糖、氨基酸、微量元素、酶等有效成分，以及鞣质、蛋白质、树胶、果胶、黏液质、色素、淀粉等，均可被水浸出。缺点：浸出选择性差，可浸出大量杂质，浸提液滤过、纯化困准，易霉变，也能引起某些有效成分的水解。（2）乙醇：优点：极性有机溶剂，能与水以任意比例混溶。既可溶解极性成分，也能溶解亲脂性成分。适当浓度的乙醇可减少水溶性杂质的浸出。90%乙醇适于浸提挥发油、树脂、叶绿素等；70%～90%乙醇适于浸提香豆素、内酯、某些苷元等；50%～70%乙醇适于浸提生物碱、苷类等；50%以下的乙醇也可浸提一些极性较大的黄酮类、生物碱及其盐等；40%以上，能延缓酯类、苷类等成分的水解，增加制剂的稳定性；20%以上，具有防腐作用。（3）其他溶剂：①丙酮可与水以任意比例混溶，常用于新鲜动物药材的脱脂或脱水；②三氯甲烷、乙醚、苯、石油醚等非极性溶剂，可用于挥发油、亲脂性物质的浸提、分离，或用于浸提液脱脂。也可在纯化精制时应用。2.浸提辅助剂（1）酸：水或醇中加酸可促进生物碱的浸出，酸也可使某些以钙盐形式存在于植物中的有机酸游离，便于有机溶剂浸提。常用硫酸、盐酸、醋酸、酒石酸、枸橼酸等。（2）碱：加碱可增加偏酸性有效成分的溶解度和稳定性。常用氢氧化铵（氨水）、碳酸氢钠、碳酸钠等，氢氧化钠碱性过强，易破坏成分，一般不使用。三、常用浸提方法1.煎煮法优点：浸提范围广，可杀死微生物和酶。缺点：浸出杂质较多，为后续工艺带来不便。水煎出液易霉败，应及时处理。适用于：能溶于水，且对湿、热较稳定的有效成分的浸提。2.浸渍法溶剂：不同浓度的乙醇或白酒。适用于：黏性药材、无组织结构的药材、新鲜及易于膨胀的药材、价格低廉的芳香性药材的浸提。不适用于：贵重药材、毒性药材及制备高浓度的制剂。（1）冷浸渍法：可直接制得药酒和酊剂。将浸渍液浓缩、处理，可用于制备其他制剂。（2）热浸渍法。（3）重浸渍法：即多次浸渍法，可减少因药渣吸附浸出液所致药效成分的损失。3.渗漉法溶剂：不同浓度的乙醇或白酒。优点：属于动态浸提，有效成分浸出完全。适用于：贵重药材、毒性药材及高浓度制剂；也可用于有效成分含量较低的药材的提取。不适用于：新鲜药材、易膨胀的药材、无组织结构的药材。（1）单渗漉法：操作过程是：①粉碎；②润湿；③填装；④加液、排气；⑤浸渍；⑥渗漉。（2）重渗漉法：可以提高渗漉液浓度，避免了因加热浓缩有效成分的分解或挥发损失，成品质量好，且溶剂用量少，提取效率高。4.回流法优点：提取较渗漉法省时。缺点：回流热浸法因提取液受热时间较长，只适用于热稳定的药材成分的浸出。所用药材通常制为粗粉、最粗粉或薄片。（1）回流热浸法。（2）回流冷浸法：溶剂用量少，且可循环更新。5.水蒸汽蒸馏法适用于：含挥发性成分的药材。（1）水中蒸馏（共水蒸馏）：蒸馏分取挥发性成分时，还可以得到药材的煎煮液，习称“双提法”。（2）水上蒸馏：适于少量而不收集水煎液的药材中挥发性成分的蒸馏提取。（3）通水蒸气蒸馏：高压蒸汽直接通入药材的蒸馏提取方法。6.超临界流体提取法超临界流体系指处于临界温度（Tc）与临界压力（Pc）以上的流体。优点：超临界流体既具有类似气体低黏度、高扩散系数，又具有接近于液体的高密度和良好的溶解能力。①提取速度快，效率高；②提取温度低，无氧，药材成分不易分解；③可选择性地提取药材中的成分；④工艺简单，溶剂可以循环利用。适用于：亲脂性、相对分子质量较低的物质或热敏性、易氧化的有效成分的提取。若用于提取极性或相对分子质量较大的物质，则需加夹带剂或升高压力。最常用的超临界流体：CO2。第二节分离与精制一、常用分离方法（一）沉降分离法适用于：固体物杂质含量高的水提液或水提醇沉（醇提水沉）液的粗分离。对料液中固体杂质含量少、粒子细而轻、料液易腐败变质者不宜使用。（二）离心分离法适用于：含不溶性微粒的粒径很小或黏度很大的滤浆的分离；两种密度不同且不相混溶的液体的分离。（三）滤过分离法1.滤过方式:①表面滤过②深层滤过2.影响滤过速度的因素①滤渣层两侧的压力差：越大，则滤速越快；②滤材或滤层毛细管半径：越大，滤速越快；③毛细管长度：沉积的滤渣层愈厚，则滤速愈慢；④料液黏度：愈大，滤速愈慢。3.滤过方法（1）普通滤过：①常压滤过法：常用玻璃漏斗、搪瓷漏斗、金属夹层保温漏斗，以滤纸或脱脂棉作滤过介质。适用于：少量药液的滤过。②减压滤过法：常用布氏漏斗、砂滤棒等。垂熔玻璃滤器常用于注射剂、口服液、滴眼液的精滤。③加压滤过法：常用板框压滤机。适用于：黏度较低、含渣较少的液体作密闭滤过，醇沉液、合剂配液多用板框压滤机滤过。（2）微孔滤膜滤过：微孔滤膜所截留的粒径范围为0.02～10μm，可滤除细菌和细小的悬浮颗粒。生产上主要用于注射液的精滤，热敏性药物的除菌，制备高纯水。也可用于液体中微粒量检查和空气的除菌净化。（3）超滤：截留的粒径范围为1～20nm，是在纳米数量级选择性滤过的分子分离技术。适用：各种药物、注射液的精滤；多糖类、酶类等药物的浓缩；蛋白质、酶类等对热敏感药物的分离、纯化、除菌；中药提取液的分离纯化、富集有效成分；中药口服液、注射剂、滴眼剂、输液剂等制剂的滤过除菌、除热原、提高澄明度等。超滤料液应先经高速离心、微孔滤膜滤过等预处理。二、常用精制方法1.水提醇沉法（水醇法）基本原理：利用多数中药有效成分既可以溶解在水中，也可以溶解在适当浓度乙醇中的特性，在中药水提浓缩液中加乙醇使其达到适当的浓度，高分子杂质沉淀析出，经固液分离达到精制目的的方法。操作要点：①药液浓缩；②药液冷却；③加醇方式；④密闭冷藏；⑤洗涤沉淀。2.醇提水沉法（醇水法）基本原理：与水提醇沉法相同。应用：含黏液质、蛋白质、糖类等水溶性杂质较多药材的提取。3.盐析法基本原理：由于无机盐的加入导致蛋白质类成分的水化层脱水，溶解度降低而沉淀。应用：主要用于蛋白质类成分的精制，也常用于芳香水中挥发油的分离。操作要点：①盐的浓度；②离子强度；③pH值；④温度；⑤挥发油的提取与分离；⑥脱盐。4.透析法基本原理：利用小分子可以透过半透膜，而大分子不能透过的特性，对分子量不同的物质进行分离的精制方法。应用：可用于去除中药提取液中的鞣质、蛋白质、树脂等高分子杂质和植物多糖的纯化。操作要点：①预处理；②加温；③保持浓度差。5.吸附澄清法基本原理：在中药水提浓缩液中加入澄清剂，促使微粒絮凝沉降后经分离去除的精制方法。操作要点为：①药液浓度；②澄清剂加入量；③成分的性质；④温度。6.大孔树脂吸附法基本原理：利用大孔树脂具有良好的网状结构和极高的比表面积，可从中药提取液中选择性地吸附药效成分而达到分离与纯化的精制方法。操作要点：①洗脱溶剂；②大孔吸附树脂的极性。第三节浓缩一、影响浓缩效率的因素1.传热温度差（△tm）2.总传热系数（K）二、浓缩的方法1.常压浓缩特点：是在一个大气压下的蒸发浓缩，耗时较长，易导致某些成分破坏。应用：适用于对热较稳定的药液的浓缩。2.减压浓缩特点：①溶液的沸点降低；②传热温度差增大，提高了蒸发效率；③能不断地排除溶剂蒸汽，有利于蒸发顺利进行；④沸点降低，可利用低压蒸汽或废气作加热源；⑤耗能大，因维持真空和由于沸点的降低，黏度增大，传热系数降低，增加了耗能。应用：适用于含热敏性成分药液的浓缩。3.薄膜浓缩特点：①浸提液的浓缩速度快，受热时间短；②不受液体静压和过热影响，成分不易被破坏；③可在常压或减压下进行连续操作；④溶剂可回收重复使用。应用：适用于热敏性药液的浓缩和溶剂的回收。（1）升膜式蒸发器：适用于蒸发量较大，热敏性、黏度适中和易产生泡沫的料液。不适用于高黏度、有结晶析出或易结垢的料液。（2）降膜式蒸发器：适于蒸发浓度较高、黏度较大的药液。（3）刮板式薄膜蒸发器：适于高黏度、易结垢、热敏性药液的蒸发浓缩。（4）离心式薄膜蒸发器：适于高热敏性物料蒸发浓缩。第四节干燥一、影响干燥的因素1.恒速阶段：干燥介质温度、湿度、流动情况等凡能影响表面汽化速率的因素都可以影响恒速阶段的干燥。2.降速阶段：物料的结构特性、厚度、干燥的温度等。二、常用的干燥方法1.常压干燥（1）烘干干燥：特点：方法简单，但干燥时间长，易引起某些成分破坏，干燥品板结，较难粉碎。应用：适用于对热稳定的药物。稠浸膏、糖粉、丸剂、颗粒剂等干燥多用此法。（2）鼓式干燥：又称滚筒式干燥或鼓式薄膜干燥。特点：蒸发面大，可显著地缩短干燥时间，减少成分受热破坏。干燥品呈薄片状，易粉碎。应用：适用于中药浸膏的干燥和膜剂的制备。（3）带式干燥特点：物料受热均匀，省工省力。应用：适用于中药饮片、颗粒剂、茶剂等物料的于燥。2.减压干燥特点：干燥温度低，速度快；减少了物料与空气的接触，避免污染或氧化变质；产品呈松脆海绵状，易于粉碎。应用：适用于稠膏及热敏性物料的干燥。3.沸腾干燥（流化床干燥）特点：气流阻力较小，物料磨损较轻，热利用率较高；蒸发面积大，干燥速度快，产品质量好；干燥时不需翻料，且能自动出料，节省劳力。应用：适于颗粒性物料的干燥。4.喷雾干燥特点：药液呈细雾状，表面积大，热交换快，可瞬间干燥；产品多为疏松的细粉或颗粒，溶解性能好，质量好，可保持原来的色香味。应用：适用于液体物料，特别是含热敏性成分的液体物料的直接干燥。5.冷冻干燥（升华干燥）特点：物料在高真空和低温条件下干燥，干品多孔疏松，易溶解；含水量低，有利于药品长期贮存。应用：尤适用于热敏性物品的干燥。6.红外线干燥特点：干燥速度快，热效率较高，成品质量好。应用：振动式远红外干燥机适用于热敏性物料、尤其是中药固体粉末、湿颗粒及水丸等薄料层、多孔性物料的干燥。隧道式红外干燥机主要用于玻璃安瓿的干燥。7.微波干燥特点：物料内外加热均匀；热效高，干燥时间短，对药物成分破坏少，且兼有杀虫及灭菌作用。应用：适用于饮片、散剂、水丸、蜜丸等制剂与物料的干燥。