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中药絮凝分离技术

中药絮凝分离技术是将絮凝剂加到中药的水提液中通过絮凝剂的吸附、架桥、絮凝作用以及无机盐电解质微粒和表面电荷产生凝聚作用,使许多不稳定的微粒如蛋白质、锰液质、树胶、鞍质等连接成絮团沉降,经滤过达到分离纯化的目的。使用絮凝剂能在较大程度上保留有效成分,安全,操作简便。絮凝剂有鞣酸、明胶、蛋清、101果汁澄清剂、ZTC澄清剂、壳聚糖等,但应用广泛的是壳聚糖澄清剂。

主要用于化工、制药、石油、染料、生化、食品等工业生产过程中的化学反应和物料分离、加热冷却,液体萃取,气体吸收等化学、物理变化过程。

对于液体混合物的分离设备,除可采用蒸馏的方法外,还可采用萃取的方法,即在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。液-液萃取,亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。选用的溶剂称为萃取剂,以S表示;原料液中易溶于S的组分,称为溶质,以A表示;难溶于S的组分称为原溶剂(或稀释剂),以B表示。如果萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应,则称之为物理萃取,反之则称之为化学萃取。

该逆流提取:由投料斗、旋转式提取筒、出渣螺旋输送器等组成。原料经粗粉碎、浸润后从投料斗投入,提取筒旋转,同时固定在提取筒内壁上的螺旋带将物料从机组前端向后缓慢推进,同时提取溶剂从机组末端的进液管进入提取筒内,由筒后端穿过移动的物料向前端流动,固液两相物质在这种逆向运动中充分接触,从而将药材中有效成分提取出来。药渣经出渣螺旋输送器强制推动至出渣口而排出,出渣螺旋同时对药渣进行挤压,将药渣申残留药液挤出药材组织,减少药渣申残留药液含量。

正向进料、反向进水,物料与水的流动为逆向连续动态流动,使药材和溶媒能保持相对运动,使料液浓度扩散更新持续作用,进而了料液浸出速度快。同时管道便提取设备又解决了传统逆流提取设备存在的物料无法搅拌、提取不均匀、密封性能不好,无法使用有机溶媒提取,内部机械部件磨损、造成污染等问题。

常用的萃取塔型有:

①转盘塔
在工作段中,等距离安装一组环板,把工作段分隔成一系列小室,每室中心有一旋转的圆盘作为搅拌器。这些圆盘安装在位于塔中心的主轴上,由塔外的机械装置带动旋转。转盘塔结构简单,处理能力大,有相当高的分离效能,广泛应用于石油炼制工业和石油化工中。(见彩图)

②脉动塔
在工作段中装置成组筛板(无溢流管的)或填料。由脉动装置产生的脉动液流,通过管道引入塔底,使全塔液体作往复脉动。脉动液流在筛板或填料间作高速相对运动产生涡流,促使液滴细碎和均布。脉动塔能达到更高的分离效能,但处理量较小,常用于核燃料及稀有元素工厂。

4离心萃取机编辑
萃取的 离心机,由于可以利用离心力加速液滴的沉降分层,所以允许加剧搅拌使液滴细碎,从而强化萃取操作。离心萃取机有分级接触和微分接触两类。前者在离心分离机内加上搅拌装置,形成单级或多级的离心萃取机,有路维斯塔式和圆筒式离心萃取机。后者的转鼓内装有多层同心圆筒,筒壁开孔,使液体兼有膜状与滴状分散,如波德比尔涅克式离心萃取机。离心萃取机特别适用于两相密度差很小或易乳化的物系,由于物料在机内的停留时间很短,因而也适用于化学和 物理性质不稳定的物质的萃取。

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超声波提取器又称超声波提取仪,主要是通过压电换能器产生的快速机械振动波来减少目标萃取物与样品基体之间的作用力从而实现固--液萃取分离。在工业应用方面,利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等,是一种非常成熟且有广泛应用的技术。

超声波是指频率为20千赫~50兆赫左右的机械波,需要能量载体—介质—来进行传播。超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期,在正相位时,对介质分子产生挤压,增加介质原来的密度;负相位时,介质分子稀疏、离散,介质密度减小。也就是说,超声波并不能使样品内的分子产生极化,而是在溶剂和样品之间产生声波空化作用,导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩,从而使固体样品分散,增大样品与萃取溶剂之间的接触面积,提高目标物从固相转移到液相的传质速率。

超声波萃取中药材的性,是基于超声波的特殊物理性质。(1)加速介质质点运动。20 KHz声波频率的超声波的连续介质(例如水)中传播时,根据惠更斯波动原理,在其传播的波阵面上将引起介质质点(包括药材重要效成分的质点)的运动,使介质质点运动获行的加速度和动能。质点的加速度经计算一般可达重力加速度的二千倍以上。由于介质质点将超声波能量作用于药材中药效成分质点上而使之获得的加速度和动能,迅速逸出药材基体而游离于水中。 (2)空化作用。超声波在液体介质中传播产生特殊的“空化效应”,“空化效应”不断产生无数内部压力达到上千个大气压的微气穴并不断“爆破”产生微观上的强大冲击波作用在中药材上,使其中药材成分物质被“轰击”逸出,并使得药材基体被不断剥蚀,其中不属于植物结构的药效成分不断被分离出来。加速植物有效成份的浸出提取。 (3)超声波的振动匀化(Sonication)使样品介质内各点受到的作用一致,使整个样品萃取更均匀。 综上所述,中药材中的药效物质在超声波场作用下不但作为介质质点获得自身的加速度和动能,而且通过“空化效应”获得强大的外力冲击,所以能率并充分分离出来。

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