中药材的提取及设备

提取及设备本部分主要介绍中药提取方法及提取设备中成药生产工艺设备概述1中医药作为中华民族的祖传瑰宝，几千年来为民族的繁衍昌盛和人类医药科学作出了重大的历史贡献。发展至今，中医药却正在失去其优势，甚至不如东洋的“汉药”，归结原因，差距只在加工的手段——工艺和设备。合理的工艺和正确的设备能提高有效成分的提取率和药用植物的利用率，可提高药物的集体吸取率和生物利用度，反之则增加成本浪费资源。概述这些年来，中药制剂的开发研究，在发扬中医药特色，引进高科技手段，挖掘秘方、验方，改进中药剂型方面取得十分可喜的进展，但在实现产业化、规模化，且进行制药装备上的配合等工作，则仍需医药工程及设计人员做大量的工作。为推广新技术和新装备以降低建设费用，提高产品质量，有以下几方面的问题需要了解。粉碎工艺对产品质量的影响1中药绝大多数是以天然植物，动物或矿物的药用部位为原料，入药前均需加工，经炮制粉碎或提取制成粉末或流膏，以供不同剂型作原料。粉碎目的——便于提取，以利于药物中有效成分的浸出；增加药物的表面积，利于药物的溶解与吸收，进而提高药物的生物利用度，以增加其疗效。对散剂﹑片剂等需药物和颗粒成型的剂型，奠定制备基础。粉碎工艺对产品质量的影响2物体的形成依赖于分子间的内聚力，物体因内聚力的不同显示出不同的硬度和性能。因此粉碎时必须借助外力来部分地破坏物质分子间的内聚力，才能把固体药物粉碎。粉碎工艺对产品质量的影响3粉碎后的药物表面积增加，引起表面能增加，故不稳定。表面能都有趋向于最小的倾向，即已粉碎的粉末有重新结聚的倾向。为避免此倾向，可将不同的药物混合粉碎，一种药物适度地掺入另一种药物中间，使分子内聚力减少，粉末表面能降低而减少药粉的在结聚。粘性药物与粉性药物混合粉碎，能缓解其粘性，也有利于粉碎。注意：⑴氧化性或还原性药物必须单独粉碎，否则会引起爆炸；⑵含有共溶性混合粉碎，可产生潮湿甚至液化现象。粉碎工艺对产品质量的影响3植物药材尤其是根茎类药物，其有效成分存在于植物纤维中，其粉碎细度对药物含量，质量，剂量都有重大影响。矿物药材同样。在传统方法上，用于直接入药制成丸剂、散剂、片剂、胶囊剂或软胶囊剂等剂型的粉体，其细度均在100-120目之间，因而剂量大，吸收慢，浪费大。改以超微粉碎技术，纳米工艺进行中药加工，肯定可以达到意想不到的效果。粉碎工艺对产品质量的影响4由于药物的有效成分存在于植物纤维的细胞壁内，直接入药的药材，其粉体进入消化道内，得通过溶化浸润方能吸收，而较粗的植物纤维还未完全把内部的有效药用成分释放即经肠道排泄，因而生物利用度大大降低。药物起效时间、作用强度、持续时间与药物存在的状态及药物粒度有关。故粉体加工应根据药材的特性，工艺要求，质量标准来确定细度，选择粉碎设备。粉碎工艺对产品质量的影响5药物粉碎的难易，与其本身的结构和性质有关。按固体分子排列结构的不同，可分为晶体与非晶体。晶体药物具有一定的晶格，如石膏，硼砂有相当的脆性，较易粉碎。非晶体药物呈不规则排列，宜采用低温粉碎。而植物药材系由多种组织和成分组成，性质甚为复杂，又含有一定的水分，具有韧性，难以粉碎。所以，洗晾后干燥或炮制再粉碎，则水分少，质地变脆便于粉碎。粉碎中的“概念”1粉碎借助机械力将大块固体药物制成适宜程度的碎块或细粉的操作过程。是中药生产中的基本操作之一，也是药剂制备的基础。据产品的粉碎程度分：粗碎：粒径在数十到数毫米之间；中碎：粒径在数毫米到数百微米之间；细碎：粒径在数百至数十微米之间；超细碎：粒径在数十微米以下。粉碎中的“概念”2粉碎度（又称粉碎比）药物粉碎前的粒径和粉碎后的粒径之比，为检查粉碎操作效果的一个重要指标。粗碎的粉碎度为3~7；中碎的粉碎度为20~60；细碎的粉碎度一般在100以上；超细碎的粉碎度可达200~1000。粉碎机理药物被粉碎时，受到外加作用力，其内部相应产生应力，当内应力超过药物本身的分子间力时，即可引起药物的破碎。不过，药物粉碎的实际破坏程度往往比理论程度低，原因是药物内部存在结构上的缺陷及裂纹，在外力作用下，会在缺陷﹑裂纹处应力集中，使药物沿脆弱面破碎。通过实验测得：药物粉碎时所受实际破坏强度仅为理论值的1／1000~1／100。粉碎方法1根据被粉碎药物的性质和使用要求，可采用以下几种方法：循环粉碎和开路粉碎粉碎产品中，若含有尚未充分粉碎的药物，通过筛分设备将粗颗粒分出，再返回继续粉碎，则为循环粉碎。若药物只通过粉碎设备一次，即为开路粉碎。开路粉碎适用于粗碎或为进一步细碎作准备的粉碎。粉碎方法2干法粉碎和湿法粉碎将药物通过不同干燥途径，使水分降低到一定限度再粉碎的方法。（干法）药物中加入适量水或其他液体的粉碎方法，称为湿法粉碎。采用湿法粉碎可防止粉碎过程中粒子产生凝聚作用；对于药物要求特别细度，或者有刺激性﹑毒性者，宜用湿法粉碎。粉碎方法3单独粉碎和混合粉碎氧化性或还原性药物必须单独粉碎，否则会引起爆炸；贵重药物及刺激性药物也应单独粉碎，这既可减少损耗，又便于劳动防护。两种以上的药物同时粉碎的操作称为混合粉碎。粘性药物与粉性药物混合粉碎，能缓解其粘性，也有利于粉碎，并且可使粉碎和混合操作同时进行。粉碎方法4低温粉碎药物在低温时脆性增加，利用药物低温性脆的特点，在粉碎之前或粉碎过程中将药物进行冷却的粉碎方法。多用于熔点低﹑常温下有热可塑性﹑或为保留挥发性有效成分的药物。粉碎设备1——切药机将药材均匀放到传送带上，随着带的运动，药材进入两对刻有网纹的给料辊的间隙中被挤压，并向前推出适宜的长度，切刀由曲柄连杆机构带动上下往复运动，切断药材。被切碎的药材，通过出料槽而落入容器。该机可将中草药的药用部分切成片﹑段﹑细条或碎块，主要用于根﹑茎﹑叶﹑草等的切制。不适用于颗粒状﹑块茎的切制。粉碎设备——腭式破碎机1为一种粗碎和中碎设备。主要由固定腭板﹑活动腭板及传动机构组成。固定腭板被固定在机架上，活动腭板则通过轴悬挂在机架上，偏心轴通过轴承座置于机架，套在偏心轴上的连杆机构用以带动活动腭板往复摆动。破碎机工作时，药物由上部进入两腭板的空隙，这时活动腭板作周期性往复运动，靠近时药材被挤压而破碎，离开时被压碎的药物则落下。粉碎设备——腭式破碎机2该机处理物料块度的范围较大，生产能力变化范围大；但构件摆动的惯性力大，零件承受负载大，对机器的基础要求高；且粉碎度不大。主要用于坚硬的药物原料如雄黄﹑赭石等。粉碎设备——锤击式粉碎机1为一种中碎和细碎设备。由钢壳﹑筛板及鼓风机等组成，系利用高速旋转的锤头借撞击和锤击作用的粉碎设备。药物自加料斗加入，经螺旋加料器进入粉碎室，粉碎室上部装有衬板，下部装有筛板，回转盘高速旋转，带动其上活动锤头对药物进行强烈锤击，药物被粉碎到一定细度后自筛板分出，经吸入管﹑鼓风机及排出管排入集粉袋，不能通过筛板的粗颗粒则继续在室内粉碎。它适用于粉碎脆性药物，但不适于粘性药物。特点：粉碎能耗少，粉碎度大；设备结构紧凑，操作安全；生产能力大。锤头磨损快，筛板易堵塞；过度粉碎的粉尘较多。柴田式粉碎机该机粉碎能力大，目前在中药厂应用普遍。结构：在粉碎机的水平轴上装有甩盘，甩盘上装有打板和挡板，在轴的后端装有风轮。药物由加料口进入机内，当转轴高速旋转时，药物受到打板的打击﹑剪切和衬板的撞击作用而粉碎，通过风扇，细粉被空气带到出口排出。适用于植物药﹑动物药和强度不太大的矿物类药物。万能粉碎机结构如图，药物自加料斗加入，借抖动装置以一定的速度连续由加料口进入粉碎室，在粉碎室内有若干圈钢齿，由于惯性离心力作用，药物从中心部位被甩向外壁，其间受钢齿的冲击而被粉碎，细粉经位于粉碎机底部的筛板排出，粗粉继续在粉碎机内重复粉碎。操作时，应先关闭塞盖，开动机器空转，当高速转动后再加入待粉碎的药物，以免药物阻塞于钢齿间，增加电机启动时的负荷。适用适用范围广，宜用于干燥的非组织药物和中草药的根﹑茎﹑皮和干浸膏的粉碎。但不宜于腐蚀性药，毒剧药及贵重药。另外由于在粉碎过程中发热，也不宜于含有大量挥发性成分和软化点较低且具有粘性的药物。球磨机1为一种细碎设备。主体结构为由不锈钢或瓷制的圆筒罐，内装一定数量和大小的钢球或瓷球，球磨罐以适当的速度转动，可使圆球沿壁行至最高点而落下，罐内药物受球的连续研磨﹑撞击和滚压而碎成细粉。罐的转速如果过慢，圆球不能达到一定的高度即沿筒壁滚下，或转速过快，圆球受离心力作用，超过圆球重力，沿筒壁旋转而不落下，均会减弱或失去粉碎作用。球磨机2特点：可用于干磨和湿磨；粉碎度高；在密闭圆筒内进行药物粉碎，扬尘少，操作条件好；研磨体价廉，且便于更换；对于易燃易爆药物，可在惰性气体下粉碎；体积庞大，笨重；运转时有强烈的振动和噪声；工作效率低，能耗大。流能磨1为一种超细碎设备。原理——利用高速气体使药物颗粒之间以及颗粒与器壁之间碰撞而产生粉碎作用。工作过程——在空气室内装有数个喷嘴，高压气体由喷嘴以超音速喷入粉碎室，药物由加料口经高压气体引射进入粉碎室，在粉碎室内互相碰撞而被粉碎，细粉由气体夹带通过分级涡从内管出料，粗粉则被气流吸引继续粉碎。流能磨2特点：在粉碎过程中温度几乎不升高；设备简单；可得到5~10微米以下的超微粉。但功率消耗大，噪声大，有振动。超微粉碎1近年来，超微细粉化技术在中药粉碎中的应用日趋增多，运用超声粉碎、超低温粉碎等现代超细微加工技术，可将原生药从传统粉碎工艺得到的中心粒径150～200目的粉末（75μm以下），提高到现在的中心粒径为5～10μm以下，在该细度条件下，一般药材细胞的破壁率≥95%。超微粉碎2这种新技术的采用，不仅适合于各种不同质地的药材，而且可使其中的有效成分直接暴露出来，从而使药材成分的溶出和起效更加迅速完全。由于超微细粉化技术是采用超音速气流粉碎，冷浆粉碎等方法，与以往的纯机械粉碎方法完全不同，在粉碎过程中不产生局部过热，且在低温状态下进行，粉碎速度快，因而最大程度地保留了中药材中生物活性物质及各种营养成分，提高了药效。超微粉碎3将中药珍珠、炉甘石分别采用气流超细和球磨粉碎的方法，并从粉碎时间、粒度上加以比较，结果气流超细粉碎的粉碎时间仅为原来的1/30左右，而粒度则增加了3倍左右。将两种不同粉碎技术加工的原生药材制成的治疗痛经中药制剂——诚年月泰和治疗糖尿病的糖泰胶囊进行了药效学比较研究发现，在镇痛、改善微循环、降血糖等方面采用微粉技术加工原生药制成的作用强度显著大于传统粉碎技术加工原生药制成的制剂。超微粉碎4中药有效成分的溶出速度往往与药物粉碎度有关，而中药有效成分的溶出速度与药物在体内的生物利用度之间常存在着一定的相关性。对不同粉碎度的三七进行了体外溶出度试验，结果表明三七药材45min溶出物含量和三七总皂甙溶出量大小顺序为：微粉细粉粗粉颗粒。中药超细粉化的研究开发刚刚起步，常用于一些作用独特的传统名贵细料中药，如：西洋参、珍珠等的粉碎。这些滋补保健中药经微粉化后可使利用率大大增加。超微粉碎技术为一种先进技术。具有低温粉碎，提高细度，节约药源，降低成本，保护环境，优化操作等优点；用其粉体加工成的药物剂量少，疗效高，周期长，毒副作用低。贵州三力制药公司引进TN超音速气流超微粉碎分级成套设备，包括气源处理系统，粉碎系统，超微粉碎系统，分级系统及自控系统等，并引进成套微粉碎质量检测设备，中药超微粉碎专用包装设备如抽气，充氮，以及配套的干燥系统如温热干燥，冷冻干燥，微波干燥等。提取主要介绍提取工艺，提取技术及设备提取概念提取——应用溶剂将固体物中可溶性的有效组分提取出来的过程。可以用来获取有价值的固体物质的溶液，或者用来除去不溶性固体物中所夹带的可溶性物质。固液提取在中药制药工业中应用广泛，尤其是从中草药等植物药中提取有效成分，因此，它是中药制药生产中的一个不可或缺的重要环节。提取新技术超临界液体萃取技术超声波提取技术微波提取技术生物酶解技术半仿生提取技术提取常用溶剂水、乙醇：中药材中的大部分成分，如：生