Интенсивная обработка лекарственного сырья - Молчанов Г.И.
Скачать (прямая ссылка):
_j-----------1-----------1—
19,6 34,2 51,5
Давление (хЮ3Па)
Рис 2. Зависимость выхода экстракта из семян укропа от температуры и давления при разной продолжительности экстракции сжиженным СОг. Кривые 1—6 обозначают соответственно 2 мин, 7 мин, 22 мин, 50 мин, 90 мин, 140 мин.
сутствует, экстрагируется только жирное масло, а при экстрагировании при +20°С в экстракте присутствуют оба компонента.
Зависимость между выходом экстракта из сырья и температурой процесса имеет экспоненциальный характер и описывается для случая извлечения веществ, например из хмеля эмпирическим уравнением вида [1]:
у = aTb ect, (13)
где у — выход экстракта из сырья, %; Т — температура процесса, °К; а, в, с — эмпирические коэффициенты, е — основание логарифма.
Таким образом, изменение термодинамического параметра растворителя является одним из действенных средств селективной, с регулируемым компонентным составом, экстракции.
24
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ___________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
Любой производственный процесс эффективен, если он непродолжителен.
Однако при экстрагировании сжиженными газами процесс исчерпывающего извлечения, как правило, ускоряется незначительно и заканчивается через 3—10 ч, что объяснимо малой скоростью внутренней диффузии веществ. Поэтому актуален вопрос оптимизации и этой стадии.
При проточном экстрагировании со скоростью, соответствующей свободному протеканию растворителя через экстрагируемое сырье, выход извлекаемых веществ при прочих равных условиях может быть увеличен в IV2—3 раза и сокращен во времени в результате уменьшения размера частиц растительного сырья. В целях интенсификации процесса в промышленных условиях используются мелкоизмельченные листья, цветы, трава, плоды, корни растений с максимально разрушенной структурой. Рациональная степень мелкости, дающая оптимальный выход веществ, равна 0,25—0,5 мм.
Так, при размерах частиц сырья 0,25 мм выход экстрактивных веществ из листьев крапивы составляет 99,89%, из корней валерианы — 79,96%. При измельчен-ности сырья до 1 мм выход экстрактивных веществ соответственно равен 41,75% и 58,53% [11, 28].
На рис. 3 на примере получения нативного суммарного экстракта травы валерианы лекарственной с помощью сжиженного С02 показано в динамике влияние степени мелкости сырья на эффективность экстракции. Максимальный выход суммы экстрактивных веществ сырья с размером частиц до 0,5 мм.
Измельчение сырья сжиженным газом
На количественный выход экстрактов, получаемых с помощью сжиженного СОг, существенное влияние оказывает способ подготовки лекарственного растительного сырья к экстракции, т. е. способ его измельчения.
В связи с внедрением в практику фармацевтических предприятий производства с помощью сжиженных газов препаратов, содержащих биологически активные вещества, витамины, эфирные масла и т. д., появился принципиально новый способ измельчения, отличающийся от изрезывания, раздавливания, истирания, раскалывания и других тем, что деформация сырья осуществляется
25
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
взрывом (деформацией на расстоянии). Он основан на способности сжиженных газов при нормальных условиях весьма быстро испаряться из всего объема обрабатываемого сырья [5].
Если цельное или крупноизмельченное суховоздушное сырье с частицами размером 2—3 см поместить в герметическую камеру температурой 18—25°С и подать в камеру сжиженный газ под давлением 5,8—6,0 Мн/м2, то по прошествии 7г—3 мин сырье полностью будет пропитано этим растворителем.
*5
Число циклов экстракции (наполнений)
Рис. 3. Выход экстрактивных веществ из травы валерианы лекарственной в зависимости от степени мелкости сырья.
1—до 0,25 мм; 2 — 0,25—0,5 мм; 3 — 0,5—1 мм; 4—1—3 мм.
Если с помощью специального клапана давление в ' камере резко сбросить до атмосферного, то в результате интенсивного испарения сжиженного газа из сырья образуется разность давлений внутри частиц (твердой фазы) и их поверхностью (с поверхности испарение протекает быстрее). В результате резкого изменения удельных объмов жидкости и пара (в 4260 раз) кусочки сырья как бы «взрываются» изнутри, распадаясь на более мелкие фрагменты. Такому измельчению способствуют также образование в порах и трещинах сырья кристалликов льда из водяных и углекислотных паров, сконденсированных в местах пористости, что также способствует увеличению удельного объема сырья.
Метод измельчения «взрывом» особенно выгодно использовать при обработке ценного, легкопылящего (за-
26
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ____________ММА им. И.М. Сеченова
Молчанов Г.И. ИНТЕНСИВНАЯ ОБРАБОТКА ЛЕКАРСТВЕННОГО СЫРЬЯ
трудняющего технологический процесс), обугливающегося сырья.
В некоторых случаях только этим способом можно получить готовый продукт, отличающийся во всех отношениях лучшими свойствами, чем при измельчении другими способами. Например, при измельчении морской капусты заводским способом содержание частиц размером 1—3 мм достигает 59,4%, с помощью миксера ПТ-1—82%, а «взрывом» — 99%, причем большинство частиц имели размеры до 1 мм. На рис. 4 представлены
