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摘 要:浓缩作为中药制药过程中的重要过程之一,直接影响到药品的质量。集中技术开发和设备改进是中药制造业转型升级的关键,与中药现代化,国际化有关。本文概述了中药提取物浓缩工艺和设备的现状,分析了中药提取物提取工艺和设备的特点和存在的问题,并提出了改进方向,以供参考加快浓缩技术和设备的研发和创新。
关键词:中药提取液;浓缩工艺;浓缩设备;问题分析
中图分类号:TQ461 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)23-0353-02
中药及其制剂是中药的来源。中药制剂的制备过程一般包括提取,浓缩,提纯,干燥,配制等单元操作,其中中药提取物的浓度是中药制药过程中的重要过程。其中一个较大的经营单位。广义上的浓度是指减少溶液中不需要的部分,从而增加所需部分的相对含量。狭义上说,浓缩是指从中药提取物中除去部分溶剂,分离溶质和溶剂,使其浓度增加,便于后续的制备过程。浓度将直接影响药物的质量,功效,外观和味道。同时,改进创新和浓缩设备也是提高药品质量的基本要求。在这方面,“药品生产质量管理规范”对中药提取物浓度有详细的规定。“中国制造2025”和“关于加快发展节能环保产业的意见”要求加强技术创新,大力改进设备技术,实现制药装备。“高效,节能,环保,绿色”。目前,大气蒸发,真空蒸发,薄膜蒸发,冷冻浓缩,膜蒸馏,反渗透和超滤,离心浓缩和高真空热泵双效浓缩等浓缩方法等。讨论了液体浓缩过程和设备存在的问题,为中药浓缩过程和设备的改进和创新提供参考。
1 蒸发浓缩
1.1 常压蒸发浓缩
大气压力蒸发是一种浓缩方法,在大气压力下加热以蒸发溶剂。大气压力蒸发具有较大的负荷,可以浓缩大量液体,适用于有效成分的热稳定性,且溶剂不易燃,不挥发,无毒,无液体经济价值。然而,大气浓度具有加热时间长,温度高,均匀性差等缺点,不适用于热敏或挥发性组分。王会霞等人比较了大气和减压方法对大黄煎剂中蒽醌类化合物含量的影响。发现大气浓缩得到的复合糖苷的含量高于减压。大气压力蒸发浓缩是最传统的浓缩技术,操作简单。但是,由于加热面积小,效率低。同时,能耗大,成本高,不利于医药生产企业的可持续发展。目前常用的大气蒸发浓缩装置包括蒸发盘,开放式倾卸盘和球形浓缩器。
1.2 减压蒸发浓缩
减压蒸发,也称为真空蒸发,是指在蒸发器中形成一定程度的真空,去除液体表面上的空气和蒸汽,使溶液的沸点降低,沸腾蒸发操作。由于溶液的沸点降低,所以可以防止或减少热敏成分的分解,传热温度的差异(加热蒸汽的温度与溶液的沸点之间的差值)可以是增加,蒸发操作可以加强,溶剂蒸汽可以连续排出,有利于蒸发。顺利进展。适用于蒸发热敏液体或浓缩含有有机溶剂的液体。杨贝贝等采用减压浓缩法浓缩冷凉解热颗粒方剂。
1.3 薄膜蒸发浓缩
薄膜蒸發浓缩是指其中液体快速形成膜并由于剧烈沸腾而产生大量泡沫的浓缩方法,由此增加蒸发面积并显着增加蒸发效率。薄膜蒸发浓缩具有加热温度低,时间短,蒸发速度快,连续操作和缩短生产周期等优点,特别适用于高浓度液体。当江东旭等采用降膜蒸发法浓缩呋烟康片时,随着水分蒸发量的增加,液体溶液浓度增大,有效成分分解率显着低于真空浓度。薄膜蒸发器蒸发并快速均匀地传递热量。所以设备要求高,投资大,成本高。根据成膜原因和流动方向的不同,薄膜蒸发浓缩设备可分为升膜式,降膜式和刮板式三种。
2 膜浓缩
2.1 膜蒸馏浓缩
膜蒸馏始于20世纪60年代。随着高分子材料和膜制备技术的快速发展,膜蒸馏在20世纪80年代初显示出其实用潜力。膜蒸馏是疏水微孔膜,其在不同温度下分离水溶液。由于膜的疏水性,两种水溶液不能通过膜孔并进入另一侧,但由于热侧水溶液和膜界面的蒸气压高于冷侧,而水蒸气将通过从热侧的膜孔冷凝到冷侧并浓缩。与传统的蒸馏工艺相比,膜蒸馏和浓缩可以使用非金属设备,它不仅可以节约能源,而且可以降低设备成本,减少腐蚀,操作温度远低于溶液的正常沸点,适用于热不稳定组分的浓度。李建梅等人用真空膜蒸馏浓缩益母草和牡丹。发现真空膜蒸馏对水苏碱和芍药甙的排斥率为100%,浓缩效率高。多效膜蒸馏技术是结合了多效蒸发,多级闪蒸和传统膜蒸馏的优点的新型膜蒸馏技术。它具有设备紧凑,分离效率高,操作条件温和等优点,可浓缩中药提取物16次以上。
2.2 反渗透和超滤技术
反渗透也称为逆渗透,是一种浓缩操作,使用压力差作为驱动力将溶剂从溶液中分离出来。由半渗透膜制成的装置分离不同浓度的溶液并对膜的一侧上的溶液施加压力。当压力超过其渗透压时,溶剂反向渗入自然渗透的方向。反渗透技术主要用于纯水生产行业,也用于制药,医疗等行业。金丹辉等使用HPLC特征图研究反渗透前后样品主要化学组成的变化。发现通过反渗透获得的浓缩药物溶液相当完整地保留了原始化学组成。
2.3 膜浓缩联用技术
由不同膜工艺的技术原理引起的缺陷会影响其优点。膜浓缩和组合技术可以在一定程度上克服其缺点,是膜浓缩技术的一项新技术。严陈良等。发现超滤膜富集和穿心莲提取物中穿心莲内酯的损失率为10%,低于蒸发浓度为35%时的损失率。经膜分离技术处理后,可以有效克服大量有效成分和有效成分。低通用性的缺点。张流红等。反渗透和超滤联合使用可有效浓缩黄芪水提液,浓度从1.03g·L-1提高到8.87g·L-1,同时恢复膜通量。
3 冷冻浓缩
3.1 悬浮冷冻浓缩
悬浮冷冻浓缩发生在搅拌悬浮液中,并通过悬浮和分散在母液中的大量冰晶的生长和分离而浓缩。何熙比较了悬浮浓缩和常规大气蒸发浓缩方法对中药水提液的影响,发现冷冻浓缩液的澄清效果优于常压浓缩液,并且浓缩在挥发性和热不稳定组分中。当使用中药提取物时,可减少活性成分的损失,表明悬浮晶体可用于水提浓缩物的浓缩。 3.2 渐进式冷冻浓缩
渐进式冷冻和浓缩是一种使用从一端到另一端的结冰进行浓缩并生长成整个冰晶的方法。由于渐进结晶法在应用中易于在冷壁上形成厚厚的冰层,因此冰的导热系数非常小。因为结冰很慢,所以没有报道它已经用于中草药提取物的浓缩。
4 问题及对策探讨
4.1 浓缩环节对药效及后续工艺的影响
浓缩是一个复杂的过程,随着浓缩的进展,中草药提取物体系会发生一些变化。如果蒸发浓缩,药液会长时间加热,会引起药材氧化,水解,聚合等反应,导致药材失去药用价值,影响药品质量。高的蒸发温度会加速水分流失并增加液体浓度。即使结晶也会沉淀,并且不会使用后续工艺如干燥和造粒。冷冻浓缩是一种晶体分离技术。温度梯度,搅拌方法等因素都会影响晶体的形貌,结构和生长形式,导致有效成分含量和液体的密度,pH等性质发生变化。很难遵循这个过程。为了尽量减少浓缩过程对药效和后续工艺的影响,结合质量守恒定律和热力学定律,严格控制加热温度和加热时间,以减少活性成分的降解。然后根据粒子平衡模型,计算机模拟晶体生长动力学,深入研究晶体生长过程中浓缩过程对液体质量的影响,并加速将浓缩技术转化为工业生产的过程。
4.2 浓缩工艺与设备有待优化
中药浓缩过程消耗大量能源和污染,严重制约了中药产业的可持续发展。随着自然资源的过度消耗,各国都加入了节能减排工作。如何实现浓缩工艺和设备的节能减排也是中国制药企业面临的一大挑战。
5 结 语
浓缩是中药配方颗粒生产工艺的核心。目前,配制颗粒剂的生产和发布要求浓缩工艺和设备整合,提高效率,为中药复方剂型的开发和制备提供参考。浓缩技术的合理性将直接影响中药制剂的质量和功效。浓缩设备的落后限制了中药的效能,增加了企业的能源消耗。因此,改进和创新浓缩工艺和设备是实现中药浓缩设备标准化和现代化的必由之路。它应该将效率,能源消耗,便利性和安全性结合起来,以尽量减少浓缩过程中组分的损失并确保药物的功效。要综合考虑浓缩工艺和设备的选型和设计,为中药产业的现代化和国际化奠定基础。
参考文献
[1]高 翔,刘 莉.消炎利胆片提取浓缩工艺研究[J].黑龙江医药,2010(04).
[2]冯 毅,汤 乐,张 雷,宁方芹,裘建社.液态生物制品低温浓缩工艺综合节能降耗分析[J].低温工程,2008(06).
[3]邵寒梅,王 辉,李文辉.一种新型浓缩工艺在己内酰胺生产废液处理上的应用[J].化工進展,2017(S1).
[4]毕友林.正确选择中药浸出液浓缩工艺和设备[J].中成药,1994(07).
[5]金家先.简述中药提取浓缩工艺及设备的合理选择[J].中成药,1993(05).
收稿日期:2018-6-25
作者简介:阳晓燕(1978-),女,助理工程师,本科,主要从事制药设备生产管理研究工作。
关键词:中药提取液;浓缩工艺;浓缩设备;问题分析
中图分类号:TQ461 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)23-0353-02
中药及其制剂是中药的来源。中药制剂的制备过程一般包括提取,浓缩,提纯,干燥,配制等单元操作,其中中药提取物的浓度是中药制药过程中的重要过程。其中一个较大的经营单位。广义上的浓度是指减少溶液中不需要的部分,从而增加所需部分的相对含量。狭义上说,浓缩是指从中药提取物中除去部分溶剂,分离溶质和溶剂,使其浓度增加,便于后续的制备过程。浓度将直接影响药物的质量,功效,外观和味道。同时,改进创新和浓缩设备也是提高药品质量的基本要求。在这方面,“药品生产质量管理规范”对中药提取物浓度有详细的规定。“中国制造2025”和“关于加快发展节能环保产业的意见”要求加强技术创新,大力改进设备技术,实现制药装备。“高效,节能,环保,绿色”。目前,大气蒸发,真空蒸发,薄膜蒸发,冷冻浓缩,膜蒸馏,反渗透和超滤,离心浓缩和高真空热泵双效浓缩等浓缩方法等。讨论了液体浓缩过程和设备存在的问题,为中药浓缩过程和设备的改进和创新提供参考。
1 蒸发浓缩
1.1 常压蒸发浓缩
大气压力蒸发是一种浓缩方法,在大气压力下加热以蒸发溶剂。大气压力蒸发具有较大的负荷,可以浓缩大量液体,适用于有效成分的热稳定性,且溶剂不易燃,不挥发,无毒,无液体经济价值。然而,大气浓度具有加热时间长,温度高,均匀性差等缺点,不适用于热敏或挥发性组分。王会霞等人比较了大气和减压方法对大黄煎剂中蒽醌类化合物含量的影响。发现大气浓缩得到的复合糖苷的含量高于减压。大气压力蒸发浓缩是最传统的浓缩技术,操作简单。但是,由于加热面积小,效率低。同时,能耗大,成本高,不利于医药生产企业的可持续发展。目前常用的大气蒸发浓缩装置包括蒸发盘,开放式倾卸盘和球形浓缩器。
1.2 减压蒸发浓缩
减压蒸发,也称为真空蒸发,是指在蒸发器中形成一定程度的真空,去除液体表面上的空气和蒸汽,使溶液的沸点降低,沸腾蒸发操作。由于溶液的沸点降低,所以可以防止或减少热敏成分的分解,传热温度的差异(加热蒸汽的温度与溶液的沸点之间的差值)可以是增加,蒸发操作可以加强,溶剂蒸汽可以连续排出,有利于蒸发。顺利进展。适用于蒸发热敏液体或浓缩含有有机溶剂的液体。杨贝贝等采用减压浓缩法浓缩冷凉解热颗粒方剂。
1.3 薄膜蒸发浓缩
薄膜蒸發浓缩是指其中液体快速形成膜并由于剧烈沸腾而产生大量泡沫的浓缩方法,由此增加蒸发面积并显着增加蒸发效率。薄膜蒸发浓缩具有加热温度低,时间短,蒸发速度快,连续操作和缩短生产周期等优点,特别适用于高浓度液体。当江东旭等采用降膜蒸发法浓缩呋烟康片时,随着水分蒸发量的增加,液体溶液浓度增大,有效成分分解率显着低于真空浓度。薄膜蒸发器蒸发并快速均匀地传递热量。所以设备要求高,投资大,成本高。根据成膜原因和流动方向的不同,薄膜蒸发浓缩设备可分为升膜式,降膜式和刮板式三种。
2 膜浓缩
2.1 膜蒸馏浓缩
膜蒸馏始于20世纪60年代。随着高分子材料和膜制备技术的快速发展,膜蒸馏在20世纪80年代初显示出其实用潜力。膜蒸馏是疏水微孔膜,其在不同温度下分离水溶液。由于膜的疏水性,两种水溶液不能通过膜孔并进入另一侧,但由于热侧水溶液和膜界面的蒸气压高于冷侧,而水蒸气将通过从热侧的膜孔冷凝到冷侧并浓缩。与传统的蒸馏工艺相比,膜蒸馏和浓缩可以使用非金属设备,它不仅可以节约能源,而且可以降低设备成本,减少腐蚀,操作温度远低于溶液的正常沸点,适用于热不稳定组分的浓度。李建梅等人用真空膜蒸馏浓缩益母草和牡丹。发现真空膜蒸馏对水苏碱和芍药甙的排斥率为100%,浓缩效率高。多效膜蒸馏技术是结合了多效蒸发,多级闪蒸和传统膜蒸馏的优点的新型膜蒸馏技术。它具有设备紧凑,分离效率高,操作条件温和等优点,可浓缩中药提取物16次以上。
2.2 反渗透和超滤技术
反渗透也称为逆渗透,是一种浓缩操作,使用压力差作为驱动力将溶剂从溶液中分离出来。由半渗透膜制成的装置分离不同浓度的溶液并对膜的一侧上的溶液施加压力。当压力超过其渗透压时,溶剂反向渗入自然渗透的方向。反渗透技术主要用于纯水生产行业,也用于制药,医疗等行业。金丹辉等使用HPLC特征图研究反渗透前后样品主要化学组成的变化。发现通过反渗透获得的浓缩药物溶液相当完整地保留了原始化学组成。
2.3 膜浓缩联用技术
由不同膜工艺的技术原理引起的缺陷会影响其优点。膜浓缩和组合技术可以在一定程度上克服其缺点,是膜浓缩技术的一项新技术。严陈良等。发现超滤膜富集和穿心莲提取物中穿心莲内酯的损失率为10%,低于蒸发浓度为35%时的损失率。经膜分离技术处理后,可以有效克服大量有效成分和有效成分。低通用性的缺点。张流红等。反渗透和超滤联合使用可有效浓缩黄芪水提液,浓度从1.03g·L-1提高到8.87g·L-1,同时恢复膜通量。
3 冷冻浓缩
3.1 悬浮冷冻浓缩
悬浮冷冻浓缩发生在搅拌悬浮液中,并通过悬浮和分散在母液中的大量冰晶的生长和分离而浓缩。何熙比较了悬浮浓缩和常规大气蒸发浓缩方法对中药水提液的影响,发现冷冻浓缩液的澄清效果优于常压浓缩液,并且浓缩在挥发性和热不稳定组分中。当使用中药提取物时,可减少活性成分的损失,表明悬浮晶体可用于水提浓缩物的浓缩。 3.2 渐进式冷冻浓缩
渐进式冷冻和浓缩是一种使用从一端到另一端的结冰进行浓缩并生长成整个冰晶的方法。由于渐进结晶法在应用中易于在冷壁上形成厚厚的冰层,因此冰的导热系数非常小。因为结冰很慢,所以没有报道它已经用于中草药提取物的浓缩。
4 问题及对策探讨
4.1 浓缩环节对药效及后续工艺的影响
浓缩是一个复杂的过程,随着浓缩的进展,中草药提取物体系会发生一些变化。如果蒸发浓缩,药液会长时间加热,会引起药材氧化,水解,聚合等反应,导致药材失去药用价值,影响药品质量。高的蒸发温度会加速水分流失并增加液体浓度。即使结晶也会沉淀,并且不会使用后续工艺如干燥和造粒。冷冻浓缩是一种晶体分离技术。温度梯度,搅拌方法等因素都会影响晶体的形貌,结构和生长形式,导致有效成分含量和液体的密度,pH等性质发生变化。很难遵循这个过程。为了尽量减少浓缩过程对药效和后续工艺的影响,结合质量守恒定律和热力学定律,严格控制加热温度和加热时间,以减少活性成分的降解。然后根据粒子平衡模型,计算机模拟晶体生长动力学,深入研究晶体生长过程中浓缩过程对液体质量的影响,并加速将浓缩技术转化为工业生产的过程。
4.2 浓缩工艺与设备有待优化
中药浓缩过程消耗大量能源和污染,严重制约了中药产业的可持续发展。随着自然资源的过度消耗,各国都加入了节能减排工作。如何实现浓缩工艺和设备的节能减排也是中国制药企业面临的一大挑战。
5 结 语
浓缩是中药配方颗粒生产工艺的核心。目前,配制颗粒剂的生产和发布要求浓缩工艺和设备整合,提高效率,为中药复方剂型的开发和制备提供参考。浓缩技术的合理性将直接影响中药制剂的质量和功效。浓缩设备的落后限制了中药的效能,增加了企业的能源消耗。因此,改进和创新浓缩工艺和设备是实现中药浓缩设备标准化和现代化的必由之路。它应该将效率,能源消耗,便利性和安全性结合起来,以尽量减少浓缩过程中组分的损失并确保药物的功效。要综合考虑浓缩工艺和设备的选型和设计,为中药产业的现代化和国际化奠定基础。
参考文献
[1]高 翔,刘 莉.消炎利胆片提取浓缩工艺研究[J].黑龙江医药,2010(04).
[2]冯 毅,汤 乐,张 雷,宁方芹,裘建社.液态生物制品低温浓缩工艺综合节能降耗分析[J].低温工程,2008(06).
[3]邵寒梅,王 辉,李文辉.一种新型浓缩工艺在己内酰胺生产废液处理上的应用[J].化工進展,2017(S1).
[4]毕友林.正确选择中药浸出液浓缩工艺和设备[J].中成药,1994(07).
[5]金家先.简述中药提取浓缩工艺及设备的合理选择[J].中成药,1993(05).
收稿日期:2018-6-25
作者简介:阳晓燕(1978-),女,助理工程师,本科,主要从事制药设备生产管理研究工作。