逆流提取設備設計由一定數量的裝置組裝而成。預浸潤設備、提取設備主體、出料器、擠汁機、輸液管道連接而成。連續逆流工藝,其工作流程為:將已切的凈藥材或者植物的根莖葉,通過(guò)過(guò)定量投料機構.均勻地投進(jìn)機組的一端,再通過(guò)螺旋式槳葉慢慢地推向機組的另一端,按工藝所需的一定時(shí)間,自動(dòng)排出,而溶媒由另一端用流量計按工藝要求定量控制加入,使藥材或植物的根莖葉與溶媒的走向完全相反。
在運行中,藥材在推進(jìn)器的作用下不斷的翻動(dòng)著(zhù)向前與溶媒置換、磨擦,不停地更新擴散的界面使整個(gè)提取過(guò)程取得最大的濃度差,從而縮短提取時(shí),提高浸出成份收得率。由于本機組屬密閉操作系統,因而也造合揮發(fā)性有機溶媒的浸出。同時(shí),機組的加料和排渣均自動(dòng)完成,清洗時(shí)打開(kāi)上部門(mén)蓋即可,滿(mǎn)足CIP 要求。如果生產(chǎn)需要,對最后一罐排出的含極少有效成分的藥渣可進(jìn)入擠汁機或溶媒回收器處理干凈,既提高了有效成分的收率又不污染環(huán)境,潔凈衛生,符合藥品生產(chǎn)的GMP 要求。
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超聲提取法就是應用超聲波發(fā)生的激烈振動(dòng)以及很高很快的加速度、激烈的空化效應、攪拌等特殊作用可以破壞植物的細胞使溶媒可以浸透到被提取物的細胞中以便使被提取物的化學(xué)成分溶于液體之中,再經(jīng)過(guò)化學(xué)分離提純以得到所需求的成分。

超聲提取的主要動(dòng)力是聲空化??栈默F象是指在超聲波的作用下,在液體中構成空腔的現象。這些空腔隨傳播著(zhù)的聲波的頻率而伸張和壓縮。聲空化是液體中氣泡在聲場(chǎng)作用下所發(fā)生的一系列動(dòng)力學(xué)進(jìn)程。當足夠強度的超聲波經(jīng)過(guò)液體時(shí)當聲波負壓半周期的聲壓值超越液體內部的靜壓強時(shí),存在液體中的微小氣泡(稱(chēng)作空腔或空化核)就會(huì )迅速增大,而在相繼而來(lái)的聲波正壓相中,氣泡會(huì )忽然絕熱壓縮。當壓縮時(shí),氣泡的尺寸會(huì )變小,同時(shí)它所產(chǎn)生的巨大壓力極有可能會(huì )使空腔完全消失,既有可能使它們完全閉合。因為在閉合之前的瞬時(shí)空腔及其四周微小的空間內呈現熱點(diǎn),造成高溫高壓區(壓力可達幾千個(gè)大氣壓,溫度超過(guò)5萬(wàn)攝氏度),并伴有強大的沖擊波和速度達400千米的射流。所以在空腔完全閉合的瞬時(shí),由于出現這種極端的物理環(huán)境,只是中草藥化學(xué)成分的細胞在溶劑中瞬時(shí)產(chǎn)生的空化泡的崩潰而破裂,以便溶劑浸透到細胞內部而使細胞中的化學(xué)成分溶于溶劑之中。

同時(shí),超聲波發(fā)生的振動(dòng)效果增強了細胞內物質(zhì)的釋放、擴散及溶解。而且超聲波破碎進(jìn)程是一個(gè)物理進(jìn)程,浸泡提取進(jìn)程中無(wú)化學(xué)反應,被浸泡的化學(xué)成分的構造和性質(zhì)不會(huì )產(chǎn)生變化,因此超聲波的振動(dòng)效果加強了細胞的破碎速度,縮短了破碎時(shí)間,促進(jìn)了化學(xué)成分向溶劑中溶解。所以用超聲波提取化學(xué)成分可以大大的減少提取時(shí)間,加強了提取率?;瘜W(xué)成分的構造和性質(zhì)也不會(huì )改變超聲波作用時(shí)其效果不只取決于超聲波的強度和頻率,而且與被破碎物的結構有一定的關(guān)系。計算表明水中當超聲波輻射面上的強度達300W/m2時(shí)就會(huì )形成空化現象,使被破碎的生物體和細胞完全破碎。從理論上講,確定被破碎物所處介質(zhì)中氣泡的大小后即可選擇適合的超聲波頻率。但事實(shí)上被破碎物所處介質(zhì)中氣泡的大小不是單一的,而是存在著(zhù)一個(gè)分布范圍。所以超聲波的頻率應有一定范圍的變化,既有一個(gè)頻率寬帶。因而,頻率寬帶比單一頻率效果又要好一些。今后我們將從這個(gè)角度深化研究。
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? ? ? 中藥、天然植物浸出過(guò)程比較復雜,通??梢哉J為是可溶性物質(zhì)和不可溶性物質(zhì)的混合物,而可溶性物質(zhì)是說(shuō)物質(zhì)從固相轉向液相的傳質(zhì)過(guò)程。即由固體顆粒中心至表面的固態(tài)向液態(tài)擴散過(guò)程,由顆粒表面向浸取液的液態(tài)擴散過(guò)程。
超聲波提取是利用超聲輻射壓強產(chǎn)生的強烈空化效應 ,加速目標成份進(jìn)入溶劑 ,極大地提高提取率 ,除空化作用外 ,超聲波的許多次級效應也都有利于目標成份的轉移和提取 ,如機械振動(dòng)、擾動(dòng)效應、高加速度、乳化、擴散、擊碎和攪拌作用等多級效應 ,增大物質(zhì)分子運動(dòng)頻率和速度 ,增加溶劑穿透力 ,提高固液及液液傳質(zhì)擴散速率 ,從而加速目標成份進(jìn)入溶劑 ,縮短提取時(shí)間 ,有效地提高提取率。
連續逆流技術(shù)與超聲波萃取技術(shù)的結合為提取工藝床造了無(wú)與倫比的結合,逆流提取技術(shù)在提取過(guò)程中由于濃度差極大 ,溶劑在進(jìn)浸出艙時(shí) ,被提取物在溶劑中的濃度為 0,溶劑迅速進(jìn)入被提取原料中 ,而超聲波的強烈的空化效應又使目標成份 、迅速進(jìn)入溶劑中 ,兩相作用的結果使提取速率極大地加快 ,提取率顯著(zhù)提高。同時(shí) ,該工藝可用任何一種溶劑 ,不受溶劑極性限制 ,可用于很多化合物的提取。本工藝具有以下特點(diǎn) :連續提取、常溫常壓提取、溫控均勻、能量消耗大幅度減少、出液系數小 (溶劑消耗少)、生產(chǎn)安全、提取物穩定性好、勞動(dòng)強度小、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、提取成本低等。
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連續逆流提取設備與平轉提取設備為兩種主要的逆流提取設備,兩者的主要區別連續逆流提取設備為無(wú)級次逆流后者為有級次的逆流提取設備:
1、提取收率的不同,連續逆流設備由于溶媒在整個(gè)提取管中可以形成穩定均勻的濃度梯度,理論上連續逆流提取設備提取率可以做到100%,但實(shí)際上由于設備設計、工藝條件的限制、設備操作等原因,提取率一般在90%-99%之間,而平轉浸出設備由于其原料造粒問(wèn)題、設備構造及操作等原因,一般要比連續逆流提取設備提取率低5%-10%。
2、使用原料的形態(tài)不同,連續逆流提取設備只要原料粉碎至一定的細度即可無(wú)需造粒,而平轉浸出設備提取則必須造粒,由于生產(chǎn)上多了一道工序所以必然要增加生產(chǎn)成本。
3、提取時(shí)間的不同,連續逆流設備由于在提取管段上加了超聲波裝置,由于物料在萃取過(guò)程中受到超聲場(chǎng)的空化及高速攪拌作用的影響加速了有效物質(zhì)的傳質(zhì)過(guò)程,所以縮短了辣椒紅素的萃取時(shí)間保證產(chǎn)品品質(zhì)(辣椒紅素的提取時(shí)間一般為30分鐘左右),而平轉浸出器的提取時(shí)間遠高于連續逆流超聲提取設備。
4、對人的操作熟練程度要求不同,連續逆流提取設備除了進(jìn)料與排渣需要人操作以外,在提取過(guò)程中基本無(wú)需人的參與操作,整個(gè)過(guò)程都是在程序的控制下完成的,所以,提取收率及產(chǎn)品品質(zhì)比較穩定,不會(huì )由于人的因素而受影響。
5、使用溶媒的料液比基本相同,由于兩種設備都屬于套提,使用的溶媒量都比較少。
6、單臺設備原料處理量不同,一般平轉浸出設備單臺設備原料的處理量比較大,而逆流提取設備單臺設備處理原料量比平轉要?。▎闻_設備最大量一般為1500kg/h左右)。
綜上所述,兩者雖然同為逆流提取設備,但連續逆流提取設備與平轉式有著(zhù)明顯的優(yōu)勢。
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