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  • 膜分离应用—植物提取

    植物提取常规处理工艺
    从中药提取有效成分的主要方法有溶剂提取法(如浸渍法、煎煮法、回流提取法、连续回流提取法等)和水蒸汽蒸馏法。由于提取液中除了小分子有效成分(如甙类、黄酮类、生物碱、有机酸、挥发油)之外,还存在大量杂质(鞣质、蛋白、淀粉、树脂等),这些物质无药效,需要去除。传统的分离与纯化方法有两相溶剂萃取法、结晶法、沉淀法、透析法、分馏法、盐析法和色谱法等。由于提取物成分太复杂,至使采用传统工艺需要将药液反复转溶浓缩,生产周期长,增加了染菌的机会,有效成分受热破坏、收率低,而且经常杂质含量超标、有效成分含量偏低,若成品是口服液或注射液,则还会影响到成品的澄明度和稳定性。

    超滤纯化除杂、分离工艺
    利用膜按分子级别分级的分离特性,选用合适的超滤膜处理提取液,让小分子的有效成分通过,而将大分子杂质和热原、细菌等除去,可以提高有效成分含量、减少杂质,简化工艺流程、提高收率。
    如果有效成分是较大的分子,而需要去的是无机盐等小分子杂质,则可以选用合适的纳滤膜或超滤膜将有效成分截留下来,而让小分子杂质透过分离。

    纳滤浓缩工艺
    用纳滤技术进行中药提取液的浓缩,其性能可靠,对提高中药提取液的澄明度和稳定性的作用显著,并可有效地节约溶剂和工时。浓缩过程在常温进行,可以保证热敏性物质不会损失,不出现受热沉淀;过程中无相变,能耗远低于真空浓缩、冻干等方法。纳滤浓缩可以脱除部分小分子杂质,比如无机盐等
    但是膜浓缩有其局限之处,只能对液体进行预浓缩,限于渗透压或经济性等原因,无法浓缩到高粘度液态。所以,可以考虑膜浓缩与传统工艺(蒸发、冻干)的集成使用。集成使用往往可以取得非常好的效果。

    在重要生产上有水浸提和醇提两种方式
    1、对于水提醇沉的工艺,可以利用合适的膜分离组合技术替代原工艺中沉淀和预浓缩过程:水浸提工艺中,利用超滤澄清、除热源,纳滤浓缩代替预浓缩,节省能耗。对热敏性物质蒸发浓缩过程中,由于有效成分在高温情况下降解,降低了产品收率,采用膜分离技术对产品在常温下预浓缩,缩短蒸发浓缩时间,提高了产品的收率。
    2、对于醇提工艺,利用膜分离技术后基本路线如下:醇提工艺中,超滤可以替代醇沉除杂,缩短生产时间。纳滤浓缩实现乙醇回收,缩短蒸发能耗的同时,也提高了乙醇的回收率。

    膜分离技术优点
    膜分离法有其明显的特点。例如,不需加热、能量消耗少、可低温操作、分离效率高、不必添加化学试剂、不破坏热敏物质等。对分离高热敏性、易挥发和对化学试剂有反应的体系非常合适。
    膜法分离与传统分离法相比,其优点是显而易见的。
    a)少工序,缩短生产周期,节省原料(尤其是乙醇),降低成本,并有利于工厂的安全生产。节约乙醇是非常典型的例子。中药煮提液常用水煎醇沉法纯化,即将煎煮液浓缩至0.5~1.0g(生药)/mL左右,加乙醇使醇浓度达到60%~70%,沉淀去杂质。若煮提100kg药材,需要进行醇沉的药液是100~200L,若使其中乙醇浓度达到60%,则需加1.7倍体积的乙醇(95%),即加170~340L的乙醇。
    b)保持原配方的成分,且提高了有效成分的含量,不论在制备中药注射液或提取有效成分的试验中,均如此。
    c)去杂质效果好,能提高注射剂和口服液的澄明度。中药提取液中的鞣质、淀粉、树脂和蛋白等,传统的水醇法不易除尽,选用一定截留值的超滤膜,可除去这些杂质,达到提高澄明度的目的。长期储存,甚至长达一年半,澄明度不变。
    d)去热原效果好。热原是微生物的代谢产物,选用适当的超滤膜除热原效果可达到药典要求。
    e)避免热敏性的物质的破坏。