Методы интенсивной экстракции.

ИНТЕНСИВНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

РАЗРЯДОВ

Актуальность работы:

Экстракция – процесс разделения смеси жидких или твердых веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей называемых экстрагентами. Физическая сущность экстракции состоит в переходе (экстрагируемого) вещества из одной фазы (например, твердой) в фазу жидкого экстрагента при взаимном соприкосновении.

Процессы экстракции имеют большое значение в современной фармации. Путем экстракции получается основная группа галеновых препаратов – экстракты, настойки. Экстракционный процесс лежит в основе технологии многих, получаемых из растительного и животного сырья препаратов, этот метод – основа производства фитопрепаратов.

Цель работы:  

1. Ознакомиться с перспективными и классическими методами экстракции.

2. Изучить способ экстракции, основанный на применении электрических разрядов в жидкости.

3. Получить навыки работы с центрифугой.

4. Совершенствовать навыки работы с весами.

Целевые задачи:

знать: факторы влияющие на полноту и скорость извлечения, методы интенсивной экстракции

уметь: знать методы и сущность экстракции лекарственного растительного сырья, иметь четкое представление о назначении каждого элемента в устройстве для электроимпульсной экстракции, уметь пользоваться центрифугой.

План подготовки конспекта:

1. Основные теоретические сведения (цель, приборы и принадлежности, ответы на вопросы к входному тестированию).

2. Описать методы интенсивной экстракции (ультразвуковая обработка, экстракция сжиженными газами, вихревая экстракция, механические методы, интенсифицирующие массообмен, экстракция с применением разрядов в жидкости

3. Выяснить, что измеряется в лабораторной работе, каким методом и для чего.

4. Подготовить таблицу.

5. Записать расчётную формулу.

 

5. Вопросы для подготовки к входному тестированию:

1. Какой процесс называется экстракцией?

2. Какие требования предъявляются к экстрагенту?

3. Факторы, влияющие на полноту и скорость экстракции. Общая характеристика?

4. Методы интенсивной экстракции. Общая характеристика?

5. Сущность метода экстракции с применением разрядов в жидкости?

                         12.1. Теоретические сведения

Экстракция – процесс разделения смеси жидких или твердых веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей называемых экстрагентами. Физическая сущность экстракции состоит в переходе (экстрагируемого) вещества из одной фазы (например, твердой) в фазу жидкого экстрагента при взаимном соприкосновении.

Процессы экстракции имеют большое значение в современной фармации. Путем экстракции получается основная группа галеновых препаратов – экстракты, настойки. Экстракционный процесс лежит в основе технологии многих, получаемых из растительного и животного сырья препаратов, этот метод – основа производства фитопрепаратов.

В процессе экстракции преобладают диффузионные (массообменные) явления, основанные на выравнивании концентраций между растворителем (экстрагентом) и раствором веществ, содержащихся в клетке.

К жидкостям, применяемым в качестве экстрагентов, предъявляется ряд общих требований. Экстрагент должен обладать: селективной растворимостью, т.е. способностью извлекать предпочтительно один или группу компонентов из смеси веществ; химической индифферентностью по отношению к извлекаемым веществам; способностью препятствовать развитию микрофлоры; летучестью; низкой температурой кипения; не оставлять в вытяжке посторонних запахов; возможностью повторного использования.

Для достижения наиболее полного и быстрого извлечения действующих веществ из лекарственного сырья, должны быть созданы оптимальные условия для протекания диффузионного процесса. Из факторов, влияющих на полноту и скорость извлечения, которые поддаются регулированию, и, следовательно, могут быть изменены в желательную сторону, основными являются степень измельчения, разность концентраций, температура, вязкость экстрагента, продолжительность извлечения и гидродинамические условия.

Степень измельчения. Количество извлекаемого вещества при равных условиях, будет тем больше, чем будет больше поверхность контакта между частицами сырья и экстрагентом. Степень измельчения сырья должна устанавливаться с учетом морфолого-анатомических особенностей перерабатываемого материала и химической природы, содержащихся в нем веществ, т.к. при чрезмерно тонком измельчении резко увеличивается количество разрушенных клеток, в результате вытяжки получаются мутные трудно осветляемые и плохо фильтруемые.

Разность концентраций. Разность концентраций является движущей силой диффузионного процесса, поэтому необходимо во время экстракции постоянно стремиться к максимальному перепаду концентраций. Достаточно высокую разность концентраций можно поддерживать уже при малой скорости перемещения жидкости. Поэтому, простейшим примером интенсификации процесса извлечения является перемешивание настаиваемой массы. Более совершенный способ – своевременная смена экстрагента.

Температура экстрагента. Повышение температуры ускоряет процесс извлечения. Этот фактор оказывает сильное влияние, но им предпочтительней пользоваться для получения водных извлечений. Спиртовые и, тем более, эфирные извлечения нельзя проводить при повышенной температуре, т.к. увеличиваются потери экстрагентов, а, следовательно, вредность и опасность работы с ними.

Использование температурного фактора при экстрагировании лекарственных веществ должно проводиться со строгим учетом их термостабильности. Повышение температуры экстрагента при извлечении допускается в тех случаях, когда экстрагируемым сырьем являются корни и корневища, кора и кожистые листья. Горячая вода в этом случае способствует лучшему сепарированию тканей и разрыву клеточных стенок, облегчая тем самым течение диффузионного процесса.

Продолжительность процесса экстракции. Из законов диффузии следует, что количество извлеченных веществ пропорционально времени. Однако на производстве стремятся к тому, чтобы полнота извлечения была достигнута в кратчайшие сроки, в максимальной степени, используя при этом все факторы, ведущие к интенсификации процесса извлечения.

Отдельные из перечисленных факторов реализуются в одном из основных в настоящее время способов изготовления настоек – мацерации. Измельченное сырье с предписанным количеством экстрагента помещают в закрывающийся сосуд и настаивают при температуре 15-20° С, время от времени помешивая. Стремление извлечь, как можно больше действующих веществ, приводит к длительному настаиванию сроком до 12 дней.

В настоящее время мацерация в «классическом» виде не отвечает задачам интенсификации производства и применяется, в основном, для получения единичных настоек.

Более совершенным способом получения настоек является перколяция (процеживание). Измельченное сырье смачивают в отдельном закрытом сосуде достаточным количеством экстрагента, добавляя его до полного и равномерного смачивания сырья, оставляют на 4 часа, после чего набухший материал достаточно плотно укладывают в перколятор и при открытом спускном кране добавляют такое количество экстрагента, чтобы слой его над поверхностью составлял 30-40мм. Вытекающую из крана жидкость выливают обратно в перколятор, закрывают кран и настаивают 24 часа. 

Процесс перколяции считают завершенным, если одновременно с расходом положенного количества экстрагента будет достигнуто полное извлечение действующих веществ, что устанавливается по бесцветности стекающего перколята.

В перколяционный процесс могут вноситься различные вариации с целью максимальной интенсификации процесса экстракции. Часто пользуются сочетанием процессов настаивания и циркуляции. В этом случае вытяжку, как достаточно концентрированную, собирают отдельно, спуская ее из перколятора. После этого перколятор заполняют свежим экстрагентом, который после 3-6 часового настаивания несколько раз пропускают через перколятор, в максимальной степени насыщая его действующими веществами.