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超临界流体萃取

超临界流体萃取SFE是利用超临界状态下的流体为萃取剂,从液体或固体中萃取中药材中的药效成分并进行分离的方法。该技术是80年代引入中国。其原理是以一种超临界流体在临界温度和压力下,从目标物中萃取有效成分,当恢复到常压常温时,溶解在流体中成分立即以溶于吸收液的液体状态与气态流体分开。萃取过程一般分为流体压缩→萃取→ 减压→分离四个阶段。

中药提取物是融合现代制药新技术的新型中药产品,它是通过对净药材或炮制品经浸出、澄清、过滤、蒸发等方法提取、纯化而制成的供中成药生产的原料产品,具有广阔的市场空间,在药品、食品、保健品、化妆品等诸多领域都被广泛应用,因而带动了一大批相关产业。

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。

微波逆流提取机用于天然中草药的有效成分和色素等提取,在医疗、化工、保健食品各行业有极其广泛用途。

逆流法是:药材与溶剂在浸出容器中沿相反方向运动,连续而充分地进行接触提取的一种万法。设备为连续动态逆流提取机,其提取原理是:利用微波穿透力强的加热方式,使提取更为快捷方便。连续逆流提取设备是动态提取、逆流提取、煎煮提取工艺的结合,在保留多种传统工艺优点的同时,创造了这些传统工艺所无法达到的诸多优点:提取速度快、有效成分提取充分、提取收得率高、溶剂耗量少、药液浓度高、减少了蒸发浓缩等后续处理艺、滚筒内药材颗粒移动速度可调节,从而可根据药材特点调节提取时间的长短、药材在温和的动态环境下进行提取,加热温度较低、有效成分破坏较少,使药液中杂质含量少,属于连续式生产,处理能力大。

萃取设备又称 萃取器,一类用于萃取操作的传质设备,能够使萃取剂与料液良好接触,实现料液所含组分的完善分离,有分级接触和微分接触两类。在萃取设备中,通常是一相呈液滴状态分散于另一相中,很少用液膜状态分散的。

2萃取设备类型编辑
萃取设备类型很多,按设备结构分为三类:

混合澄清器  由混合室和澄清室两部分组成,属于分级接触传质设备。混合室中装有搅拌器,用以促进液滴破碎和均匀混合。有些搅拌器能从其下方抽汲重相,借此重相在级间流转。澄清室是水平截面积较大的空室,有时装有导板和丝网,用以加速液滴的凝聚分层。根据分离要求,混合澄清器可以单级使用,也可以组成级联。当级联逆流操作时,料液和萃取剂分别加到级联两端的级中,萃余液和萃取液则在相反位置的级中导出。混合室的工作容积可从料液和萃取剂的总流量乘以萃取过程所需时间算出。澄清室的水平截面积,可从分散相液体的流量除以液滴的凝聚分层速度算出。这些操作参数须经实验测定。一般认为单位体积混合室消耗相同的搅拌功率时,级效大致相等。因此,在放大设计时,可按实测的萃取时间与分层速度设计生产设备。混合澄清器结构简单,级,放大效应小,能够适应各种生产规模,但投资和运转费用较大。

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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