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  • 中药制药工艺与设备

  • 来源:创业找项目
  • 时间:2018-05-06
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  • 篇一:中药制药工艺

    制药工艺学:是药物研究、开发和生产中的中药组成部分,它是研究、设计和选择最安全、最经济、最简便和先进的药物工业生产途径和方法的一门学科;也是研究、选择适宜的原料、中间体和辅料,确定优质、高产的制备路线、工艺原理和工业生产过程,实现制药工业生产过程最优化的一门学科。

    中药制药工艺学研究的内容:以中医药理论为指导,对方剂中药物进行方药分析,综合应用现代科学技术和方法,进行中药剂型选择、工艺路线设计、工艺技术条件筛选,使制备做到科学、合理、先进、可行,使研制的新药达到安全、有效、可控和稳定。

    中药制剂的制备工艺由三个前提和三个后果决定:三个前提:主治病症、处方组成、选择剂型。三个后果:质量标准、药效标准与疗效标准。

    中药制剂研究主要包括:1处方的筛选2剂型筛选3工艺路线的选择4工艺条件的筛选 中药制剂的剂型选择:一、剂型与药物疗效的关系:1剂型对重要制剂稳定性的影响2剂型对中药制剂有效成分溶出和

    吸收的影响;二、剂型选择的原则和依据:1根据医疗防治疾病的需要2根据药物及其有效成分的性质3根据处方规

    定的日服剂量选择剂型4根据技术水平和实验条件选择剂型

    工艺路线选择的依据:1药物的性质2剂型需要3新药类别的需求4需求可行性及生产合算的需要。

    工艺路线:是药物生产技术得到基础和依据,他的技术先进性和经济合理性是衡量生产技术水平高低的尺度。

    工艺路线选择的依据:1药物的性质2剂型需要3工艺的可操作性4工艺的安全性5工艺路线消耗少6工艺设计成本低

    正交设计的特点:“均匀分散、整齐可比”次数少,实验数据可靠。

    正交试验设计法的步骤:1找出制表因子,确定水平数2选取区适合的正交表3制定实验方案4进行实验并记录结果5实验结果的计算分析

    放大系数:在放大过程中,称放大后的实验规模与放大前规模之比为放大系数。

    放大效应:系指放大后反应状况恶化、转化率下降、选择性下降、造成收率下降或产品质量劣化的现象。

    相似模拟放大:一、相似理论:1几何相似2运动相似3动力相似4热相似5化学相似 提取:以固体中药材为原料,用选定的溶剂充分提取其有效成分的操作。

    提取的原理:浸润与渗透、溶解与解析、扩散与溶出三个过程。

    影响提取过程的因素:1被提取物质的理化性质2粉碎度3干燥度4温度5时间6溶液的浓度差以及溶媒。

    水作为溶媒的优点:穿透力强,能够溶解和提取很多化学物(生物碱、挥发油)且廉价易得,使用方便,操作安全。

    水的不足之处:1不具有防腐性,故水提取液易发霉变质,不易长时间保存。2有些成分在水中易水解而失效。3某些

    含多量淀粉、果胶、粘液质等多糖类大量进入水中,造成过滤。4大部分游离生物碱、挥发油等不溶于水,故不用水作提取溶媒。

    乙醇:优点:1对植物细胞有较强的穿透力。2能够溶解和提取很多物质(如生物碱、苷类、盐类等)3具有防腐性,其提取液不易发霉,可以保存长时间4化学性质较稳定,毒性较小,价格较便宜。5可以回收,反复使用。缺点:沸点低、易挥发、容易燃烧、使用不安全、需要回收及回收设备,成本比水高。

    其他溶媒:乙醚、乙酸乙酯、氯仿、石油醚、笨、丙酮等有机溶媒。

    其他溶媒的优点和缺点:优点1能溶解和提取游离生物碱、酚类、内酯类、甾醇、挥发油等2选择性较强,提取的有效成分较纯3蛋白质、酶、鞣质及大部分苷类,完全不溶于上述有机溶媒。缺点:沸点低、挥发性大,使用不方便;易燃烧,使用不安全,需特别保护措施;长时间接触,对人体有毒害;价格贵不适合大量应用。

    亲水性顺序为:石油醚<笨<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇

    亲脂性顺序为:石油醚>笨>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇

    相似相溶的原理:不同的溶剂具有一定程度的亲水性和亲脂性,各类中药成分也相同具有一定程度的亲水性和亲脂性,只要中药成分的亲水性和亲脂性与溶剂的此项性质相当,就会在

    其中有较大的溶解度。

    渗漉提取的特点:渗漉时,溶剂渗入药材的细胞种溶解大量的可溶性物质之后,浓度增加密度增大而向下移动,上层的

    进去溶剂或稀浸液置换位置,造成良好的浓度差,使扩散较好的自然进行,故浸取效果优于浸渍法,提取也较完整,而且省去了分类浸取液的时间和操作。

    水提醇沉法:是以水浸出法提取中药有效成分,在以乙醇沉淀祛除杂质的方法。

    水蒸气的原理及适用对象:水蒸气蒸馏法只适用于挥发性的,能随水蒸汽馏出而不被破坏,与水不发生反应且难容成不溶于水的成分的提取。此类成分的沸点多在100℃以上有一id那个的蒸汽压。经过冷凝后一般分成水油两层,可用澄清或离心分离法江水出去而得到产品,有些挥发性成分在水中溶解度稍大,常将蒸馏液重新蒸馏,在最先蒸馏出的部分分出油层;或蒸馏液水层经盐析法并用低沸点溶剂将溶剂提取出来。粉碎:大块物料→(机械力)→小块物料(碎块、细粉);原理就是将机械能转化为便面能。

    粉碎的目的:1便于溶出2便于制剂3便与贮存

    粉碎的程度:粗碎、中碎、细碎、极细碎。

    提供粉碎力的机械力:劈裂力、撞击力、压缩力(切碎占主导);剪刀力、淹没力(细粉为主导)

    不同的粉碎方法:1干法粉碎:大多数物料,选干燥后粉碎2湿法粉碎:加液体:水分、乙醇;适宜:有刺激性及毒性物料,对细度要求高的物料。3串油粉碎:含油分多的物料:种子;含糖分多的物料。4低温粉碎:热物性物料,挥发性、熔点低物料。

    筛分:1要晒的类型:编制筛、冲制筛。

    2要晒的标准:“目”每英寸筛孔的个数,每“1”英寸25.4个。目空越多,筛料越细。中国药典:为号,1-9号,1号最粗,9号最细。

    混合:混合机理:对流混合(剪切混合、扩散混合)

    影响混合的因素:加料方式:粒子密度大↓,小↑;分层加料最好(有重力作用)。

    什么是纯化?纯化的目的是什么?纯化:利用适宜的方法,祛除中药提取物中杂质,使有效成分的以提纯的操作。目的:1分离有效成分和无效成分2使有效成分量更多。意义

    沉淀的方法:

    乙醇:含醇量在75-85%时,蛋白质、淀粉、粘液质、橡胶和无机盐等杂质就可以沉淀。 水体醇沉法:向中药水中提液等中加入乙醇,使含醇量达到一定程度尽而祛除一些不能溶解在一定程度乙醇的杂质。其原则:慢加快搅。

    明胶溶液/明胶沉淀法:明胶+鞣质=鞣质蛋白↓(鞣质对羟基有沉淀)

    明胶属于肽类化合物,有众多肽键,对酚性成分有一定的亲和力。肽键与鞣质相结合,生成鞣酸蛋白质沉淀。

    石灰乳:常用的石灰乳溶液含量为20%-30%。石灰乳作沉淀剂除去杂质,方法简便,容易掌握,其缺点是有效成分有损失,杂质沉淀不完全等。

    吸附剂方法:活性炭:对色素、细菌、热原等杂质具有很强的吸附能力。药用活性炭或化学活性炭,是以木屑或植物纤维为原料,经700-800℃高温活化制成,其表面积可达500-200㎡/g。吸附力的大小与活性炭的总面积有关,碳的颗粒越细,总面积越大,则吸附力越强;活性炭用量的投料量为准,一般可为投料量的0.1-2%。

    使用活性炭的方法如下:1冷吸附法2热吸附法3炭层助虑法4柱层吸附法

    聚酰胺:是具有酰胺的高分子化合物。用于配制中药制剂的聚酰胺,主要用棉纶。聚酰胺用乙内酰聚合而成,故又称乙内酰聚。本品为白色、细小、均匀多孔的非结晶型粉末。不容于水及一般有机溶媒,溶于甲酸等。加热后能溶于醋酸,甲酰胺和二甲基胺对酸稳定性较差,对碱稳定,熔点在200℃。

    聚酰胺的吸附能力的原理:其分子中含许多酰胺基,酰胺基上的羰基可与酚类或某些酸形成氢键而具有吸附作用。可被聚酰胺吸附的化合物有:黄酮类、蒽酯类、有机酸类、酚类和鞣质等。其中鞣质是一种多元酚的化合物,不论其高分子或低分子,都很容易被聚酰胺吸附,比任何的化学成分都强。

    聚酰胺的使用方法:用80%乙醇浸泡聚酰胺颗粒不断搅拌,除去气泡后装入一根一端缩口的玻璃柱,下端充填棉花或玻璃纤维。当提取液中的鞣质被聚酰胺吸附后,柱上即形成橙红色

    色带,随着提取液的不断通过,色带逐渐下移,当色带移至柱的底端时,停止加入药液,回收聚酰胺。

    各种溶媒洗脱能力的大小:水<乙醇<甲醇<丙酮<稀氢氧化钠水溶液<甲酰胺<二甲基酰胺

    甲酰胺除鞣质的效果比较理想,倘若乙醇浓度适量,则可以完全除去鞣质,具有效成分损失很少。

    萃取法的概念和特点:概念:是利用中药的有效成分和杂志,在两种互不相容的溶剂中分配系数不同的原理,而达到分离的目的。特点:分离有效成分与杂质简便,易于掌握,不用加热,操作安全。

    逆流萃取法:可以避免乳化现象,适合于体积大的药液提取。

    萃取法的注意事项:1仅适合于有效成分性质已经清楚的中药,对有效成分未知者,不宜用此法。2在萃取过程中,可以通过有效成分的定性检查,或观察有机溶媒的颜色,来判断有效成分是否已净提。3用分液漏斗时,振摇萃取时,若发生乳化现象可采用下述方法防止:轻轻摇晃,将乳化层抽滤;在水浴上加热片刻;加入少许nacl等方法可以破坏乳化层4用萃取的溶媒,必须是与水不想混的有机媒EG:氯仿、丁醇。

    盐析法:是水提取液中加入氯化钠等无机盐类,使之呈饱和状态或半饱和状态,到一定浓度时,有效成分中如生物碱、苷类、或挥发油等在水中溶解度降低,而被沉淀出来。

    过滤法:使用过滤器材将混悬液重的固体不溶物分离出来,尤其再分配中药针剂的过程中,过滤是一项经常而又重要的操作。

    浓缩过程:是用加热的方法,运用蒸发原理,使溶液中部分溶媒气化并除去,从而提高溶液的浓度。

    煎煮浓缩的特点:1浓缩时温度较高,浓缩时间又较长,仅适用于成分预热稳定的原料2没有冷凝设备,溶媒无法回收,仅适用于提取液为谁或稀释乙醇3敞口蒸发落入各种杂质,影响质量,且蒸汽弥散,生产条件差。

    为了提高蒸发效果,缩短浓缩时间,应采取以下4种措施:1尽量采用蒸发面积大的容器2减轻液体表面压力增加饱和蒸汽压差,可以使蒸发加快3采用通风设备,加快液面空气流通速度4温度越高,水蒸气分子运动速度越大,蒸发则越快。

    减压浓缩的特点及应用:1溶液的沸点降低2增大传热温度差,蒸发效率提高;3能不断地排除溶剂的蒸汽,有利于顺利进行4可利用抵押蒸汽或废气作加热源5耗能大;应用:适用于含热敏成分药液的浓缩及需回收溶剂的药液的浓缩。

    薄膜浓缩包括:升膜式、降膜式、刮板薄膜式、离心薄膜式。

    薄膜浓缩:亦“薄膜蒸发”,溶液通过加热时,在管壁成膜状流动通过加热使一次不做循环流动,即浓缩到需要的浓度。

    薄膜浓缩的特点:1浸提液的浓缩速度要快,受热时间短,2不受液体静压和过热的影响,成分不易被破坏。3可在常压或减压下进行连续操作4溶剂可回收重复使用

    升膜式蒸发器的原理:药液经越热后,自预热器上不流出,进入到管蒸发器,被蒸汽加热后,立即沸腾汽化,形成大量泡沫,且二次蒸汽使药液上升形成薄膜状沿管壁以很快速度向上流动,溶液在成膜装上升过程中,以泡沫内外表面为蒸发面而现实蒸发。二次蒸汽有良好的泡沫作用,因此适用于易产生泡沫的药液蒸发,也适用于粘度小的药液。对高粘度、有结晶析出或易结垢的药液使用升膜式蒸发器不合适。

    降膜式蒸发器的优点和缺点:优点:具有浓度比大,使用粘度范围大、传热效果好、蒸汽和冷却水的耗量小、处理量大。缺点:需要在每根加热管上装分布器,而且管束的垂直度安装要求高,否则降料液分布不均匀,此外必须有足够的料液,确保整个管内壁处于安全湿润状态。

    离心薄膜蒸发器的优点和应用:优点:具有液膜厚度薄传热系数高,设备体积小,浓缩比高(15-20倍)、物料受热时间短、浓缩时不易起泡和结垢等优点,适用于蜂蜜及冲剂等中药提取液的浓缩。

    刮板式>降膜式>升膜式

    薄膜浓缩常用设备与应用:1升膜式蒸发器:适用于蒸发量大,有热敏性,粘度适中和易产生泡沫的料液,不适于高粘度、有结晶析出或结构的料液。2降膜式蒸发器:适用于蒸发浓度较高、粘度较大的药液,由于降膜式没有液体静压强作用,沸腾传热系数与温度差无关,

    即使在较低传热温度差下,传热系数也较大,对热敏性药液的浓度更有益。3刮板式薄膜蒸发器:适用于高粘度、易结构、热敏性药液的蒸发浓缩。4离心式薄膜蒸发器适用于高敏性物料蒸发浓缩。

    逆流加料流程的优缺点:优点:1.随着逐效浓度的不断提高,温度也相应升高,因此各效溶液的粘度较为接近,使各效的传热系数也大致相同;2由于浓缩液的排除温度较高,利用其热可进一步减压闪蒸增浓生产较高浓度的完成液。缺点:1辅助设备较多,各效间设备料液泵和预热器,有动力消耗。2操作较复杂,工艺条件不稳定。

    干燥:是指将热能传递给湿物料使其中水分汽化并排除,湿物料的含湿量降低到规定水平的程度。

    干燥操作方式分为:连续式和干燥式。

    干燥按操作压力分为:常压干燥和真空(减压)干燥。

    真空干燥适量:处理热敏性、易氧性或要求产品含湿量很低的物料。

    干燥按照热能传给湿物料的方式可分为:1对流干燥2传导干燥3辐射干燥4介电加热干燥5微波干燥。

    平行流箱式干燥器:适用于干燥后期易产生粉尘或泥妆物料、少量多品种的粒状或粉状湿物料。

    穿流式箱式干燥器特点:干燥时间比较短,但动力消耗大。

    箱式干燥的优点、缺点:优点:构造简单、设备投资少、适应性强,物料破损及粉尘少,可适用于大多数物料的干燥。缺点:装卸物料的劳动强度大,设备的利用率低,热利用率及产品质量不易均匀,它适用于小规模,多品种、要求干燥条件变动大及干燥时间长等干燥操作。

    干燥的影响因素:1被干燥物料的性质2干燥介质的温度、湿度与流速3干燥速度与干燥方法4压力

    常用的干燥方法:一、常压干燥:利用热的干燥汽化使湿物料水分汽化,物料处于静止状态,干燥速率较慢。1烘干干燥:在常压下,利用干热空气进行干燥,适用于对热稳定的药物,稠浸膏、糖粉、丸剂、颗粒剂等多采用此法。缺点:干燥时间长,易引起成分的破坏,干燥品较难粉碎。2鼓式干燥:将湿物料涂布在热的金属转鼓上,利用热传导方法是物料得到干燥,适用于中药浸膏的干燥和膜剂的制备。3带式干燥:将湿物料平铺在帆布或金属丝网等传输带上,利用热气流或红外线,微波等加热干燥物料。

    减压干燥的概念、特点及应用:概念:在密闭容器中抽真空并进行加热干燥。特点:干燥温度低、速度快;减少物料与空气的接触机会,避免污染或氧化质变;产品呈松脆的海绵状,易于粉碎。应用:适于稠膏及热敏性或高温下易氧化或排除的气体有使用价值,有毒害、有燃烧性的物料的干燥。

    流化床容易出现的问题:沟流、腾涌、死床。

    流床式:气体穿过颗粒、颗粒悬浮在上升气流中,此时形成的床量层,称流床式。

    沸腾床:当气速继增加,床层压降保持不变。颗粒悬浮在上升的气流中,此时形成的床层称为流化床,也称沸腾床。

    流化干燥的特点:1传热传质系数大,热能利用率高2气固两相高度混合,床层湿度均一,物料受热均匀。3干燥时间短,干燥程度高。4传热系数大,处理能力大。5结构简单,造价低廉,可动部件少,早做维修方便。6适合于粉粒的物料,不适于处理粘性大,易结块的物料。

    流化干燥的装置:热风发热器、流化床干燥室、粉尘捕集器、引风机、加料及卸料器。 喷雾干燥:是指用单独一次工序,将溶液、乳浊液、悬浮液或膏糊液物料变成粉体、颗粒、空心球或团粒。

    常用喷雾干燥装置:空心加热系统、干燥系统、干粉收集及气固分离系统。

    喷雾干燥的特点、应用:特点:药液瞬间干燥,受热时间短,温度低、操作流程管道化,符合GMP要求;产品质量好,多为疏松的细颗粒或细粉;溶解性能好,可保持原来的色香味。应用:适用于液体物料,特别是含热敏性成分的液体物料的直接干燥。

    气液两相逆流的喷雾干燥:在逆流系统中,全过程的平均温度差和分压差较大,停留时间较长,有利于传热和传质,热的利用率液较高。

    开放式喷雾系统:是应用最广泛的一种,其特点是用热空气作为干燥介质,只经过干燥室一次即携带水排放至大气中。

    闭式循环喷雾干燥系统:是料液中含有机溶剂或易燃、易爆性溶剂时,应用惰性气体作为干燥介质,在封闭系统中进行该操作。

    冷冻干燥:将物料当中的水分,冷的成冰,

    然后在极低的压力和温度下,是水升华而达到干燥的一种方法。

    冷冻干燥的特点:1整个干燥过程在极低的温度下进行。适合处理生物制品,血液制品,疫苗等。2可用于处理热敏性物料3成品多空疏松易于溶解4含水量低,有利于长期贮存,设备投资大,生产成本高。

    辐射干燥:利用湿物料对一定波长电磁波的吸收并产生热量,将水分汽化的干燥过程是辐射干燥。

    红外线干燥的特点及应用:特点:干燥速率快,热效率较高,成品质量好,但耗电大。 应用:振动式远红外干燥机适用于热敏性物料,尤其是重要固体粉末、湿颗粒及水丸等薄料层、多孔性物料的干燥。隧道式红外干燥主要用于玻璃安瓿的干燥。

    微波干燥器:是介电加热干燥的一种,介电加热干燥是将物料置于高频电场内,由于高频电场的变焦作用,使物料加热而达到干燥的目的。

    常见的箱式微波干燥器及应用:间歇式:

    是大型的微波干燥装置,适用于分批处理大量的被干燥物料。传送带式:因被干燥物料用传送带疏松,可连续处理。

    微波干燥的特点及应用:特点:物料内外加热均匀,热效高,干燥时间短,对药物成分破坏少,且兼有杀虫及灭菌作用。应用:适用于中药饮片、散剂、水丸、蜜丸、袋泡茶等制剂与物料的干燥。

    中药制剂选择的原则:a、根据防治疾病b慢性疾病

    中药制剂中剂型的选择的特点:疗效高,剂量效,毒副作用小及储运、携带、使用方便的目的。

    剂型和工艺选择:“三小、三效、五方便”

    三小:三效:稳定性、有效性、安全性。五方便:

    剂量:药物用于机体,发生特定生物效应,而产生治疗作用,作用的成人一日平均量。 包合技术:系指一种分子被包嵌于另一种分子的空穴结构内,形成包合物的技术。

    包合物:是由主分子和客分子两种组分加合组成,主分子具有较大的空穴结构,足以将客分子容纳在内,形成分子囊。

    包合物的特点:1溶散度增大;2稳定性提高;3液体药物可粉末化可防止挥发性成分挥发;4掩盖药物的不良性气味或味道;5调节释药速率;6提高药物的生物利用度,降低药物的刺激性与毒副作用。

    包合物主要取决于什么?包合物能否形成及是否稳定,主要取决于主分子和客分子的立体结构和两者的极性;客分子必须和主分子的空穴形状和大小相适应,包合物的稳定性主要取决于两组分间的范德华力。包合物过程是物理过程不是化学过程。

    包合物根据主分子构成分为:多分子包合物、单分子包合物和大分子包合物;根据主分子形成空穴的几何形状,又可分为管形包合物、笼形包合物和层状包合物。

    环糊精:系指淀粉用碱性芽孢杆菌经培养后得到的环糊精葡萄糖转位酶,是由6-12个D-葡萄糖分子以1,4-糖苷键连接的环状低聚糖化合物。常见的有a、β、y,3种,分别由6,7,8个葡萄糖分子构成。

    环糊精衍生物:CYD衍生物更有力容纳客分子,并可改善CYD的某些性质。1)水溶性环糊精衍生物:葡萄糖衍生物,羟丙基衍生物、甲基衍生物。2)疏水性环糊精衍生物的目的:以降低水溶性药物的溶解度,而具有缓释性。

    影响包合物作用的特点因素:1)药物与环糊精的组成和饱和作用:CYD所形成的包合物通常都是单分子包合物,药物在单分子空穴内包入,而不是在材料晶格中嵌入药物。单分子药物在水中溶解时,整个包合物被水分包围是溶剂化较完全,形成稳定的单分子包合物。2)包合时对药物的要求:药物的原子数大于5;如有稠环,稠环数应小于5;药物的相对分子

    篇二:中药制药原理与设备论文

    中药制药工程原理与设备

    摘要: 中药制药工程原理与设备是中药类专业的主要专业课。中药制药工程结合中药生产的特点,运用现代科学技术及装备,研究中药生产工艺的综合性应用技术。近些年来,中药生产技术有了很大的发展。随着中药生产现代化及产业化步伐的加快,迫切需要对中药生产工艺技术进行深入的研究和大力发展。在学习这门课时,我们主要侧重点是实际的生产应用和设备的构造及应用,以各单元操作的基本理论为辅。我们分别学习了液体搅拌、输送机械、分碎筛分与混合、固液萃取、过滤与沉降、传热与蒸发、蒸馏、干燥、成型设备与包装设备、中药制剂工艺工程化概论。在逐渐的学习当中我对中药的了解更加深刻了,知识面也更加广泛了,对工程的概念也逐步的建立起来了。下面我就一一对每个章节我的个人理解和感想做简单的陈述。

    关键词:中药制药工程原理与设备 科学技术 装备 生产应用 设备构造

    流体流动这一章节中首先对流体的密度与比体积做了介绍。流体具有可压缩性与热膨胀性,表面张力,流动性。

    液体搅拌中,利用叶轮旋转或其他方式,推动设备内液体按一定流型循环流动,从而使物料混合均匀或使传热、传质过程加速的操作称为液体搅拌。中药工业上最常用的液体搅拌方法是机械搅拌。典型的机械搅拌装置由罐体、搅拌器、搅拌轴、传动装置、传热装置、若干附件所组成。常用的搅拌是立式圆筒形容器。除机械搅拌外,还可以采用其他方法实现搅拌操作,如射流混合、气流搅拌。我们学习了混合的机理、搅拌器的选型。液体混合机理有对流混合(互不相容组分的混合)、扩散混合(相容组分的混合)、剪力混合(高粘度流体的混合)。搅拌器的结构型式很多,常用的有螺旋桨式、平涡轮、曲叶涡轮、折叶浆式、锚板式、双螺旋带式。搅拌器的选型以液体的黏度作为判定因素。

    输送机械章节中,为输送物料提供能量的机械装置称为输送机械,其功能在

    于将电动机或其他原动机的能量传递给被输送的物体,以提高物体具有的机械能。输送机械分为液体输送机械、气体输送机械、固体输送机械。液体输送机械称为泵。泵根据其结构和工作原理的不同,分为叶片式泵、容积式泵和其它类型的泵。叶片泵有离心泵、旋涡泵;容积式泵有柱塞泵、齿轮泵;流体作用泵有喷射泵。气体输送机械是依靠输入的机械能提高气体压力并排送气体的机械。它主要用于输送气体、产生高压气体和产生真空。通常按出口气体产生的压力或出口与进口气体绝对压力的比值来分类,有通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。固体输送机械是指沿给定线路输送散粒物料或成件物品的机械。固体输送主要介绍的是连续式固体输送,如带式输送机、斗式提升机。

    粉碎是用机械方法将大块固体物料制成适宜程度的碎块或细粉的单元操作。粉碎是借助机械力部分地克服物质分子间内聚力。粉碎方法有开路粉碎与循环粉碎;干法粉碎与湿法粉碎;单独粉碎与混合粉碎;低温粉碎;微粉粉碎;纳米粉碎。主要有切药机、锤击式粉碎机、万能磨碎机、球磨机。筛分是用筛网按所要求的颗粒粒径的大小将物料分成各种粒度级别的单元操作。根据药筛的制作方法,可分为编织筛和冲制筛。筛分机械有手摇筛、圆形振动筛分机、电磁簸动筛分机。混合通常是用机械方法使两种或两种以上物料相互分散而达到均匀 状态的操作。有固定型混合机、圆盘形混合机、回转型混合机。

    过滤与沉降等机械分离方法进行非均相物系分离的原理、方法和设备,以及用超滤技术进行液态均相混合物系分离的原理和方法。过滤:利用流态混合物系中各物质粒径的不同,以某种多孔物质为筛分介质,将流体与混悬于流体中不能透过介质的粒子分开的单元操作。

    按操作方式分:间歇式过滤机、连续性过滤机;按滤推动力产生的方式:压滤机、真空过滤机、离心过滤机。有板框压滤机、全自动板式加压过滤机、高分子精密微孔过滤机、转筒真空过滤。沉降操作:是指在某种力场种由于非均相物系中分散相和连续相之间存在密度差异,在力的作用下使之发生相对运动而实现分离的操作。包括降尘室、沉降槽。离心沉降是依靠惯性离心力的作用实现的沉降过程。包含旋风分离器。

    传热与蒸发中传热过程中热、冷流体的热交换可分为三种基本方式:直接接触式传热、蓄热式传热、间壁式传热。热交换器有管式热交换器又可分为蛇管式换热器(沉浸式蛇管换热器、喷淋式蛇管换热器)、套管式热交换器、列管式热交换器(固定管板式换热器、U型管换热器、浮头式换热器、翅片式换热器);板式热交换器又分为夹套式换热器、板式换热器、螺旋板式换热器、板翅式换热器。蒸发设备有蒸发器中有循环式蒸发器(外加热式蒸发器、强制循环蒸发器)、单程性蒸发器(升膜式蒸发器、将膜式蒸发器、刮板式薄膜蒸发器、离心式薄膜蒸发器)。蒸发器附属设备有除沫器、冷凝器、疏水器。还着重讲了单效蒸发和多效蒸发。

    蒸馏是分离均相物系最常用的方法和典型的单元操作之一,蒸馏操作主要是利用均相混合物中各组分挥发性的不同而进行分离,分离的物系多为液液混合物,其分离目的主要是提纯或回收有用组分。蒸馏可分为平衡蒸馏、简单蒸馏、精馏和特殊蒸馏。特殊蒸馏有恒沸蒸馏、萃取蒸馏水蒸气蒸馏。

    干燥泛指从湿料中出去湿分。主要有机械去湿、物理化学去湿、加热去湿。按压力分为常压干燥、真空干燥;按操作方式分为连续式干燥、间歇式干燥;按给热方式分为对流干燥、传导干燥、辐射干燥、介电干燥。干燥设备有厢式干燥器(水平气流厢式干燥器、真空厢式干燥器);带式干燥器(单极带式干燥器、

    多层带式干燥器);流化床干燥器(单层流化床干燥器、卧式多室流化床干燥器、改型流化床干燥器);转鼓干燥器;喷雾干燥器(气流干燥法、压力干燥法、离心干燥法);闪蒸干燥器;冷冻干燥器(冷冻干燥箱、真空系统、制冷系统、加热系统);红外线辐射干燥;微波干燥;组合干燥。

    成型是将粉末状药物制成丸、粒、片等形状或将药物灌封于一定形状的包装材料内的过程。目的是是药物便于服用,携带,保存和划分剂量等。成型过程中用到的设备称为成型设备。如造粒设备、压片设备、净片与包衣设备灌封设备、包装设备。

    中试研究是指在实验室完成系列工艺研究后,采用与大生产基本相符的条件进行工艺放大研究的过程。中试研究是小型生产模拟试验。中试研究是对实验室工艺合理性研究的验证与完善,是保证工艺达到生产稳定性、可操作性的必经环节。供质量标准、稳定性、药理与毒理、临床研究用样品应是经中试研究确定的工艺制备的样品。中试研究是实验室向大生产过渡的“必由之路”。一般情况下,中试研究的投料量为制剂处方量(以制成1000个制剂单位计算)的10倍以上。临床试验用样品的生产车间必须符合《药品生产质量管理规范》条件。申报生产时,应当在取得《药品生产质量管理规范》认证证书的车间生。

    前处理的新技术、新工艺有超微粉碎技术、超声提取技术、超临界流体萃取技术、分子蒸馏技术、大孔树脂吸附技术、膜分离技术、冷冻干燥技术。中药制剂成型的新技术有固体分散技术、包合技术、微型包囊技术、乳化技术、缓释及控释技术、脂质体制备技术。 药物制剂技术是中药现代化所面临的主要问题之一,而以固体分散技术、包合技术、微型包囊技术、乳化技术、缓释及控释技术、脂质体制备技术等为代表的现代药物制剂技术的发展为解决这一问题提供了现实可能性。这些技术的应用对于提升中药产品的科技含量、提高中药的制剂水平、增强中药产业内在的竞争力乃至使中药走向世界等诸多方面均具有重要意义。

    参考文献: 《中药制药工程原理与设备》刘落宪

    篇三:中药制药工艺技术解析--读书笔记

    第二章 中药浸提技术

    一、概述………………………………………………………11

    二、各提取方法的适用性……………………………………12

    三、设计中药浸提工艺时应考虑哪些方面…………………13

    四、煎煮法……………………………………………………14

    五、浸渍法……………………………………………………18

    六、渗漉法……………………………………………………19

    七、回流法……………………………………………………20

    八、水蒸汽蒸馏法……………………………………………21

    九、半仿生提取法……………………………………………23

    十、超声波提取法……………………………………………23

    十一、浸提生产时遇到的问题………………………………24

    十二、中药浸提设备…………………………………………25

    十三、超临界流体萃取………………………………………26

    十四、微波萃取………………………………………………30

    一、概述:

    浸提技术是应用溶剂提取固体原料中某一或某类成分的提取分离操作,又称固液萃取。目前在中药生产过程中常用的中药浸提方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水蒸汽蒸溜法等。近年来新方法新技术也不断涌现和广泛应用,如半仿生提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶提取法及超临界流体萃取技术、超声提取技术、微波萃取技术及高速逆流色谱提取技术等。

    确定某一组方的浸提工艺时,必须进行工艺条件的优选设计,以将有效成分及辅助成分最大限度地浸提出来,无效成分及药材组织物尽可能地少提出来。常用的方法有正交设计法和均匀设计法。 浸提设备按其操作方式可分为间歇式、半连续式和连续式。常用设备有:多能提取罐、球形煎煮罐、连续提取器、渗漉柱、微波萃取罐和超临界流体萃取器等。

    二、各提取方法的适用性:

    1、煎煮法:用水作溶剂,将药材加热煮沸一定的时间以提取其所含成分的一种方法。适用于有效成分能溶于水,且对湿热稳定的药材。

    2、浸渍法:用定量的溶剂,在一定温度下,将药材浸泡一定的时间,以提取药材成分的一种方法。适用于黏性药物、无组织结构的药材、新鲜及易膨胀的药材、价格低廉的芳香性药材。不适于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂。

    3、渗漉法:是将药材粗粉置于渗漉器内,溶剂连续地从渗漉器上部加入,渗漉液不断地从下部流出,从而浸出药材中有效成分的一种方法。该法适用于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂;也可用于有效成分含量低的药材的提取。

    4、回流法:是以乙醇等易挥发的有机溶剂提取药材成分,其中挥发性成分被冷凝,重复回流到浸出器中浸提药材,这样周而复始,直至有效成分回流提取完全时为止。该法适用于热稳定药材的提取。

    5、水蒸汽蒸馏法:是应用相互不溶也不起化学反应的液体,遵循混合物的蒸汽总压等天该温度下各组分饱和蒸汽压(即分压)之和的道尔顿定律,以蒸馏的方法提取有效成分,该法适用于具有挥发性、能随水蒸汽蒸馏而不被破坏、与水不发生反应、又难溶或不溶于水的化学成分的提取、分离。

    6、超临界流体提前取法:该法是将临界状态下的流体如CO2,以一定温度下通入提取器中,可

    溶组分溶解在超临界流体中,并且随同该流体一起经过减压阀降压后进入分离器,溶质从气体中分离出来。超临界流体与提取物分离后,经压缩后可循环再使用。该法主要适用于挥发性成分和脂溶性成分的提取以及“热敏性”成分的提取。

    三、设计中药浸提工艺时应考虑哪些方面

    首先应考虑的是如何最大限度地提取得到起药效作用、能发挥临床疗效的物质基础,即有效成分、有效部位或提取物,同时最大限度地除去无效杂质。

    具体是根据处方组成及所含主要成分性质选择提取溶剂及提取方法,分析是单味还是复方,该方君、臣、佐、使的配伍和药性特点,找出组方各药材所含众多成分中具生物活性的药效成分(或主要指标成分);分析欲提取物的理化性质,预选溶剂及确定是群药共提还是分类单独提取。 浸提工艺的设计首先要考虑是否适合大工业生产。从中药浸提的原理考虑应采用“相似相溶”原理选择不同的溶剂提取有效成分,但对大工业生产,尤其是浸提工艺,一般很少采用亲脂性有机溶剂,特别低沸点的易燃、易爆溶剂,而且除了乙醇如采用其它有机溶剂,质量标准上都必须增加残留量的检测。

    四、煎煮法

    1、工艺条件的选择

    根据煎煮时是否加压,又可分为常压煎煮法和加压煎煮法,后者适于常压下不易煎透的药材。 浸提是中药成分由药材固相转移到溶剂液相中的传质过程。其中包括润湿、渗透、解吸、溶解及扩散等阶段。对上述各浸提阶段的浸提效率有影响的因素如:药村粒径、煎煮用水量、煎煮次数与时间等工艺条件必须研究、比较、筛选,优选出合理可行的煎煮工艺。

    一般采用正交试验法,常用的是L9(34)表和L18(37)表。前表主要以加水量、煎煮次数、煎煮时间为因素。后表可增加药材粉碎度、煎煮温度及药液PH或动态搅拌速度等因素。确定加水量的水平时应参考药材浸泡时间与吸水率。各因素下可设3个水平,按表列分别进行9次或18次试验,比较各试验组的评价指标值(试验数据),优选出各因素下的最佳水平,结合对试验数据的方差分析明确各因素对结果的影响大小或主次,优选出最佳工艺条件,经验证试验后确定。 正交试验对评价指标的选择也要科学合理,对煎煮法而言,以水为溶剂群药共煎,提取液中多种成分混杂,往往浸膏得率高并不代表其有效成分含量亦高,故一般应采用多指标评价,即除比较提取物得率外,采用检测有效成分含量的化学方法和考察主要药效学指标的生物学方法来综合评价。

    2、工艺研究中考察指标的设计

    1、浸泡时间:浸泡时一般宜用冷水,如果开始就用沸水浸泡或煎煮,则药材表面组织所含蛋白质受热凝固,淀粉糊化,妨碍水分浸入药材细胞内部,影响有效成分的煎出。浸涣时间必须经过预试,大多数中药材浸提前需浸泡30~60分钟。

    2、煎煮用水:用净化水。正常水量为药材量的6~8倍。

    3、煎煮次数:单用一次煎煮有效成分丢失很多,一般煎2~3次。对组织致密或有效成分难于浸出的药材,也可酌情增加煎煮次数或延长煎煮时间。

    4、煎煮时间:一般以30~60分钟为宜。

    5、药材粒径:从理论上讲,药材粒径越小成分浸出率越高。但是,粉粒过细会给滤过带来因难。实际制备时,对全草、花、叶及质地疏松的根及根茎类药材,可直接入煎或切段、厚片入煎,对质地坚硬、致密的根及根茎类药材,应切薄片或粉碎成粗颗粒入煎;对含黏液质、淀粉较多的药材,不宜粉碎而宜切片入煎,以防煎液黏度增大,妨碍成分扩散,甚至焦化糊底。

    对以上五个影响因素通常用正交试验确定3~4个因素,同时对各因素选择3个水平进行正交试验,结合煎出液中的能够进行含量测定的成分,以确定最佳工艺。

    3、合理运用单煎或合煎

    中药复方一般采用混煎的方法,但对混煎产生沉淀反应的情况应单煎:

    ①含鞣质药材(大黄、麦冬、麻黄)与含生物碱药材(附子、延胡索、黄连)混煎时产生沉淀反应。

    ②酸性较强的苷能与生物碱结合而成沉淀。甘草皂苷与小檗碱、甘草酸与紫堇碱/奎宁/利血平、大黄与黄连/小檗碱

    ③有机酸(金银花)与生物碱(小檗碱、延胡索)的沉淀作用。

    ④鞣质与蛋白质生成沉淀。

    ⑤鞣质(拳参)与皂苷(柴胡)结合成沉淀。

    ⑥无机离子钙(石膏)与有机酸(甘草酸、绿原酸、黄芩苷)产生沉淀。

    为提高浸提液的质量,有时需把药材在不同的时间放入:

    ①先煎药:凡矿物药、贝壳、甲、骨类质地坚硬,须先煎40~60分钟,再加入其它药物共煎至需要的时间。如自然铜、石膏、珍珠母、蛤壳、鹿角、草乌、生附子、三七等。

    ②后下药:药材有效成分易挥发逸散,或受热时间稍长容易分解破坏者,应在煎煮好前10分钟加入共煎。如苏合香、乳香、薄荷、豆蔻、砂仁、细辛、金银花、菊花、香薷等。

    五、浸渍法:

    是指用一定量的溶剂、在一定的温度下、将药材浸泡一定的时间,以浸提药材有效成分的一种方法。

    特点:①简单易行,制得的制剂澄明度好;②适用于黏性药物、无组织结构的药材、新鲜或易膨胀的药材以及价格低廉的芳香性药材;③溶剂用量大且呈静止状态,利用率低,有效成分浸出不完全,浸提效率差,不适宜贵重药材、毒性及高浓度的制剂;④浸渍时间较长,一般不宜用水作溶剂,常用不同浓度的乙醇或白酒。

    提高效率的办法:①促进溶剂循环和搅拌、多次浸渍。②升高温度加大扩散系数,使扩散速度加快。③将药材粉碎至适宜的粒度,使药材具有较大的扩散面积。

    六、渗漉法:

    溶剂自上而下由稀至浓,不断造成浓度差,渗漉法相当于无数次浸渍,是一个动态过程可连续操作。

    装料不匀:①药粉是由二种以上质地差异较大的药材组成,制粉时又未能混匀;②渗漉前药粉未能均匀润湿致使在渗漉过程中润湿不足的部分过度分胀;

    溶剂用量多而渗漉不完全:①装料不匀或装填过松,使溶剂在空隙间流速过快;②装料完毕加入溶剂后,未进行浸渍或浸渍时间过短;③渗漉药柱长度过短。提高渗漉效率的方法有①重渗漉法;②加压渗漉法;③逆流渗漉法;④热渗漉法。

    热渗漉法:温度升高能使植物组织软化,促进膨胀,加快可溶性成分的溶解和扩散速度。但由于渗漉时所用溶剂一般为不同浓度的乙醇等有机溶剂,温度过高会加剧溶剂损失,因此渗漉温度一般以40℃左右为宜。热渗漉法除了造成溶剂的大量损失的缺点外,还会使杂质的浸出量明显增加,给以后的分离和精制造成困难。

    渗漉液流出不畅:①药粉过细;应选择适宜的药粉粒度。②装料前药粉润湿、膨胀不充分;③药粉装填完毕加入溶剂时未能很好的排气;

    渗漉工艺的选择:要考虑有效成分浸出的难易、有无热不稳定成分,在保证浸完全的前提下尽量减少溶剂用量。①渗漉容器;②药材的粉碎度;③渗漉液的流出速度;④渗漉液的收集量。

    七、回流法:

    特点:①提取成分谱宽,但提取液澄明度较差;②溶剂能循环使用;③浸提液受热时间长,不适于受热易破坏的药材。

    乙醇挥发问题:一是设备原因,冷凝器传热面积小传热系数低;二是操作原因,蒸汽流量大使提取液剧烈沸腾,冷凝水流量过小,提取液置于未密闲容器中自然降温。

    有机溶剂的燃、爆:静电和操作中金属器具的碰撞火花是主要原因。静电火花的能量虽小但温度却高达1000℃以上,在大量使用有机溶剂的岗位,工作服宜用绵布而避免化纤,电器开关不安装在现场或选用专用的防静电开关。

    回流提取时的溢料:原因有二 ①加热蒸汽流量太大,提取液剧烈沸腾;②所提取药材中含有较多皂苷、蛋白质、树胶等高分子化合物,这些具有一定表面活性的物质起到了“发泡剂”的作用。对后一种原因引起的溢料可考虑向提取液中加入少量的乙醚、硅酮或亲水亲油平衡值(HLB值)较小的表面活性剂等,以破坏泡沫。

    八、水蒸汽蒸馏法

    水蒸汽蒸馏法系指将含有挥发性成分的药材与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸汽一并馏出,并经冷凝分取挥发性成分的一种浸提方法。中药材经适当前处理放入蒸馏器中,加入适量水,浸泡一定时间(30~60分钟)然后 ①共水蒸馏法是直接加热,将中药与水共煎煮沸;②通水蒸汽蒸馏法:将水蒸汽直接通入蒸馏器中,使挥发油随导入的蒸汽一并馏出;③水上蒸馏法:在水浴上蒸馏挥发性成分。

    提油率低、难分离的问题:①对于药材本身含挥发油少,要注意药材特定的采收季节,在炮制过程中的干燥温度不宜超过60℃,含挥发油的药材一般采用低温40℃密闭吸潮干燥法。②当挥发油的相对密度与水相近时,工业上一般采用蒸馏法,经油水分离器提取挥发油。③考虑药材的合适粒径和浸泡时间。

    相对密度不同的挥发油的分离:一般多功能提取罐上均配有油水他离装置,它是根据相对密度是大于1还是小于1而分别设计成了二种油水分离装置。工业提取挥发油的方法有四种 ①蒸馏法;②溶剂法;③压榨法;④超临界CO2流体萃取法。

    九、半仿生提取法:

    是模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环境,药料先用一定PH的酸水提取,继而以一定PH的碱水提取。本法的应用主要是对提取用水的最佳PH和其他提取条件(温度、时间、酶/底物浓度)进行选择。可用一种或几种有效成分或辅以药效试验为指标,采用比例分割法、正交试验或均匀设计法优选。一般分别用近似胃和肠道的酸碱水溶液煎煮2~3次,或加以搅拌设备(模拟胃肠道蠕动)。

    十、超声波提取法:

    超声波萃取的强化主动力来源于超声空化效应,超声空化产生的声冲流和冲击波可引起体系的宏观湍动和固体颗粒的高速碰撞,使传质边界层变薄、传质速率增大。

    超声萃取的效果不仅取决于其强度和频率,而且和药材的组织结构有关,同时超声波的次级效应,如机械振动、乳化、扩散、击碎及化学效应等也能加速欲提取物的扩散释放。

    十一、浸提生产时遇到的问题

    1、酶法提取的主要工艺因素

    大部分中药材的细胞壁是由纤维素构成,有效成分往往被包裹在细胞壁内,用纤维素酶能破坏细胞壁进而有利于有效成分的提取。

    2、有效成分浸出转移率低

    ① 提取方法的选用:有效成分是否热敏性的。② 提取溶剂的选择:有效成分是脂溶性还是水溶

    性。③ 工艺条件的优选:如采用正交设计优选,应经测试选择因素、水平,因素必须是影响浸提效率的主要工艺环节,设置的水平应能在该因素下显示出影响差异。

    3、质地致密的药材煎煮转移率低

    提高转移率就是解决水分“渗不透”的矛盾,一是缩小药材的块、粒径,增大表面积;二是采用加压煎煮法,加强溶剂的穿透力。

    4、煎煮含皂苷成分较多的药材时的溢锅问题

    皂苷成分由于具有较强的表面活性,能够降低液体的表面张力,而具有强烈的“起泡”性质;解决溢锅问题的关键就在于消除泡沫。大生产中常用的消泡方法一是加入“消泡剂”(表面活性更大,与皂苷类起泡剂争夺液膜表面,而其本身却不能形成稳定的液膜),一般为硅酮、辛醇或其他HLB值为1~3的表面活性剂;二是机械消泡,在敞口式容器上方安装由电动机带动的“消泡栅”。

    十二、中药浸提设备

    ①多能提取罐:罐体采用不锈钢,药材经加料口加入罐内,提取液从活底上的滤板滤过后排出,夹层可通蒸汽加热或通水冷却,排渣的底盖可用气动装置自动启闭。为防止提取器内药渣加桥,罐内装有料叉可借助气动装置自动提升排渣。

    多能提取罐可以单独使用,也可以串连成罐组式逆流提取。

    ②微倒锥形多能提取罐:为防止架桥阻塞而设计出底口大的倒锥形。

    ③翻斗式提取罐:罐全权可旋转180°,属于动态提取适用于中小型生产。

    ④搅拌式提取器:

    ⑤连续提取器:加料和排渣过程可以连续进行,溶剂以连续的方式与药材接触,提取率高提取速率快。

    十三、超临界流体萃取

    1、超临界流体萃取技术(Supercritical fluid extration,SFE):

    在临界压力和临界温度以上相区内的气体称为超临界流体(SF)。超临界流体的性质既非液体也非气体,而是介于二者之间的一种状态,即一方面SF的扩散系数和黏度接近气体,另一方面SF的溶剂性能类似液体,物质在SF中的溶解度由于压缩气体与溶质分子间相互作用增强而大大增加,使某些化合物可以在低温条件下,被超临界流体溶出和传递。

    SFE就是利用物质在临界点附近发生显著变化的特性进行物质提取和分离,能同时完成萃取和蒸馏两步操作,亦既利用超临界条件下的流体作为萃取剂,从液体或固体中萃取某些有效成分离的技术。

    2、可用作超临界流体的气体:

    气体 沸点(℃) 临界温度(℃) 临界压力(bar) 临界点比重(g/ml)

    二氧化碳 -78 31.04 73 0.468

    氧化二氮 -89 36.5 71 0.457

    乙烯 -103.7 9.5 50 0.2

    三氟甲烷 -82.2 25 46 0.516

    六氟化硫 -63.8 45.56 37.7 0.73

    氮气 -195.8 -147 32.8 0.31

    氩气 -185.7 -122.3 47 0.434

    3、CO2作为超临界流体的应用特点:

    ①操作范围广,便于调节;②可通过控制压力和温度,改变超临界CO2的密度从而改变其对物质的溶解能力,有针对性的萃取中草药中的某些成分;③操作温度低,在接近定温条件下萃取,适宜于热敏性成分的提取;④萃取过程密闭、连续进行,排除了遇空气氧化和见光反应的可能性,


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