膜分離技術(shù)在中藥 提取 液中的應(yīng)用

1、膜分離技術(shù)在中藥 提取 液中的應(yīng)用1.國(guó)內(nèi)中藥生產(chǎn)技術(shù)及工程化現(xiàn)狀建國(guó)以后，我國(guó)傳統(tǒng)中藥事業(yè)有了迅猛發(fā)展，中藥廠由原來(lái)的手工作坊發(fā)展成具有一定規(guī)模的企業(yè)，1996年全國(guó)現(xiàn)有中藥廠1059家，中藥工業(yè)總值235.4億元。中藥生產(chǎn)從整理、炮制、滅菌到提取。制劑、包裝及一些傳統(tǒng)制劑的生產(chǎn)等，都基本上使用機(jī)器，有的初步實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化和半機(jī)械化生產(chǎn)，有些裝備還實(shí)現(xiàn)了程序控制。但由于體制限制，1979年以前中藥生產(chǎn)廠歸商業(yè)口管理，技術(shù)改造無(wú)投資，缺少中藥生產(chǎn)裝備的研究專業(yè)人才，使中藥生產(chǎn)與飛速發(fā)展的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相比，顯然落后于形勢(shì)，更談不上中藥生產(chǎn)工藝工程化。80年代改革開(kāi)放以來(lái)，由于國(guó)家對(duì)中醫(yī)藥的高度重視

2、，成立了國(guó)家中醫(yī)藥管理局，才使中藥生產(chǎn)技術(shù)有了一個(gè)新的發(fā)展。首先，許多大中型企業(yè)根據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的要求，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境、工藝設(shè)備等進(jìn)行了一些技術(shù)改造，研制出一批滿足中藥生產(chǎn)工藝要求的裝備。目前單機(jī)制藥設(shè)備已有丸劑設(shè)備，顆粒劑設(shè)備，包括噴霧造粒機(jī)、噴霧干燥設(shè)備;主提設(shè)備，包括連續(xù)動(dòng)態(tài)提取、薄膜蒸發(fā)、三效濃縮設(shè)備;藥材前處理設(shè)備，包括轉(zhuǎn)鍋炒藥機(jī)、滾筒式炒藥機(jī)等等;多工序連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備，包括動(dòng)態(tài)提取一過(guò)濾一濃縮一干燥設(shè)備，滲透薄膜蒸發(fā)連續(xù)提取、連續(xù)提取設(shè)備、口服液灌裝線、藥酒灌裝生產(chǎn)線等。其次，新型藥品的生產(chǎn)引進(jìn)了一些具有世界先進(jìn)水平的制劑、包裝、檢測(cè)設(shè)備，如軟膠囊生產(chǎn)線、滴丸生產(chǎn)線、巴布劑生產(chǎn)線，有

3、的還進(jìn)行了消化吸收，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，逐步向現(xiàn)代化發(fā)展。2.國(guó)外植物藥生產(chǎn)技術(shù)及工藝工程概況日本中藥生產(chǎn)廠已全面實(shí)施GMP漢方藥劑型主要以顆粒劑為主。其生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平、工藝裝備均已達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前日本的草藥生產(chǎn)廠都采用了先進(jìn)的工藝，應(yīng)用具有高新技術(shù)并適合現(xiàn)代大工業(yè)化生產(chǎn)的裝備。韓國(guó)在草藥成藥和湯劑的生產(chǎn)中正在推行GMP。其他國(guó)家如法國(guó)、德國(guó)和原蘇聯(lián)各國(guó)也都重視天然藥物的開(kāi)發(fā)研究工作。他們擁有充足的資金、先進(jìn)的設(shè)備和多學(xué)科高科技人員。重視研究我國(guó)中醫(yī)藥方劑，為他們所用。這些國(guó)家的天然藥物中，有不少是在我國(guó)中醫(yī)藥基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的.3.中藥工藝工程化方面存在的問(wèn)題總體上講，我國(guó)中藥制藥還處于從

4、經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)到工程化生產(chǎn)的逐步過(guò)渡階段，在工藝研究方法和生產(chǎn)技術(shù)上與先進(jìn)國(guó)家存在著一定的差距。傳統(tǒng)劑型的生產(chǎn)企業(yè)水平低，傳統(tǒng)工藝以師帶徒傳授，裝備根據(jù)傳統(tǒng)工藝主要靠企業(yè)自行研究開(kāi)發(fā)，缺乏全盤(pán)考慮。由于時(shí)間、資金、技術(shù)、人才等方面的原因，與新劑型相比還落后很多。新劑型可以引用西藥相同劑型的裝備，但是不少企業(yè)由于達(dá)不到規(guī)模生產(chǎn)，所以先進(jìn)設(shè)備的利用率普遍比較低，難以形成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。工藝研究項(xiàng)目不少，但是轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力用于開(kāi)發(fā)成功的藥品又十分有限，這些都嚴(yán)重制約著工藝工程化的進(jìn)程。主要表現(xiàn)有如下方面。3.1中藥企業(yè)在經(jīng)營(yíng)方式、管理水平及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的問(wèn)題從中藥企業(yè)的經(jīng)營(yíng)方式、管理水平及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上看，大多數(shù)

5、企業(yè)均為多品種低效益型。我國(guó)現(xiàn)有中藥生產(chǎn)廠千余家，其中500家是1985年以后建廠的，達(dá)到GMP生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的不足10%，人員30%不符合要求，設(shè)備50%不符合要求。而韓國(guó)、日本等國(guó)家，草藥生產(chǎn)廠家基本上都達(dá)到GMP標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)中藥生產(chǎn)廠家多。規(guī)模小，產(chǎn)品多為傳統(tǒng)劑型，并在企業(yè)之間進(jìn)行低水平仿制。3.2劑型工藝上存在的問(wèn)題從劑型工藝上看，傳統(tǒng)劑型過(guò)去大都是手工操作，現(xiàn)在用的制劑裝備多是各個(gè)企業(yè)自行籌集資金研制的。改革開(kāi)放前，中藥生產(chǎn)廠都屬商業(yè)口管理，無(wú)人重視企業(yè)的技術(shù)改造。1983年以后只能靠貸款改造設(shè)備，由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有中藥生產(chǎn)設(shè)備專業(yè)研究制造單位，致使各個(gè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備只是減輕勞動(dòng)強(qiáng)度而已，大部分還保

6、留著各個(gè)企業(yè)傳統(tǒng)操作的影子，不少設(shè)備還是半機(jī)械化生產(chǎn)和單機(jī)運(yùn)行。同一劑型的設(shè)備不同的地區(qū)機(jī)型不統(tǒng)一，達(dá)不到工藝工程化。而新劑型(片劑、口服液、注射液和粉針劑等)前部工序多為提取、濃縮，然后再分別制成不同的劑型，由于接近西藥的生產(chǎn)程序，所以可以借用先進(jìn)的國(guó)外制藥裝備，因其主要裝備都與西藥裝備通用，故可以從國(guó)外引進(jìn)，比較容易實(shí)現(xiàn)工藝工程化。3.3中藥制劑生產(chǎn)設(shè)備及檢驗(yàn)儀器存在的問(wèn)題從中藥制劑的生產(chǎn)設(shè)備及檢驗(yàn)儀器看，落后是全國(guó)中藥生產(chǎn)廠家普遍現(xiàn)狀，一些先進(jìn)的工藝步驟、質(zhì)量監(jiān)控手段，廠家無(wú)法使用。由于各方面的限制，多數(shù)廠家沒(méi)有現(xiàn)代化的提取設(shè)備、制劑設(shè)備、噴霧、干燥、干壓制粒等較先進(jìn)設(shè)備和儀器也只有少數(shù)

7、幾家中藥廠應(yīng)用于生產(chǎn)和質(zhì)控。先進(jìn)的提取方法，如膜法、樹(shù)脂法、超聲法、超臨界法、旋流法、徹壓逆流法等，因設(shè)備跟不上，廠家無(wú)法應(yīng)用于生產(chǎn)。不改變生產(chǎn)廠家的設(shè)備，中藥制劑現(xiàn)代化是不可能實(shí)現(xiàn)的。3.4中藥制劑原料存在的問(wèn)題從中藥原料特點(diǎn)來(lái)看，原料由于產(chǎn)地、生長(zhǎng)期、收獲期、采集儲(chǔ)存方法及儲(chǔ)存期的長(zhǎng)短不同造成其物理性質(zhì)及化學(xué)成分含量差異較大;而傳統(tǒng)制劑品種多、規(guī)模復(fù)雜、加工方法又多帶有地方習(xí)慣色彩，包裝形式、尺寸大小極多，毫無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可言。4.中藥提取與分離技術(shù)4.1中藥提取方法的選擇中藥傳統(tǒng)的提取方法有煎煮法、浸漬法、滲漉法、回流提取法、水蒸氣蒸餾法等。近年來(lái)，又出現(xiàn)了超臨界流體萃取法、超聲提取法、旋流提取

8、法、密閉動(dòng)態(tài)提取法等。以保留水溶性成分為主或有效成分尚未完全明確的藥材和方劑，常采用煎煮法或密閉動(dòng)態(tài)提取法;以保留脂溶性成分為主，多采用有機(jī)溶劑提取如浸漬法、滲漉法或回流提取法;藥材中有效成分遇熱易破壞者，多采用冷浸法或滲漉法;提取中藥中的親脂性成分用于膏劑和栓劑的制備，多采用高溫油提法;提取中藥中的揮發(fā)性成分，采用蒸餾法或超臨界流體萃取法;以提取新鮮的生物活性物質(zhì)或加速有效成分的提出效率為目的，可采用超聲提取法。4.2中藥分離方法的選擇常見(jiàn)的中藥分離精制方法有水提醇沉法、醇提水沉法、酸堿法(調(diào)pH值法)、離子交換法等。新的方法有絮凝沉淀法(絮凝劑有明膠、甲殼素、101果汁澄清劑、ZTC澄清劑

9、等)、超濾膜法、微濾膜法、大孔樹(shù)脂吸附法等。以去除中藥水提液中醇不溶性雜質(zhì)為目的的，仍多用水提醇沉法;乙醇提取液或澄明度要求較高的劑型多需經(jīng)過(guò)醇提水沉法處理;分離中藥提取物中某些可離子化的成分，采用離子交換法，利用中藥成分在水中的溶解度與酸堿度有關(guān)的性質(zhì)，可采用調(diào)pH值法使其溶解或分離;除去中藥提取液中主要帶負(fù)電荷的雜質(zhì)以提高澄清度為目的，常采用吸附絮凝劑法;中藥提取液中的低分子有效成分與高分子雜質(zhì)的高效分離，可采用透析法或超濾膜法。目前可以使用的先進(jìn)工藝包括如下幾項(xiàng):(1)超微粉碎技術(shù)我國(guó)研制的CF超音速氣流超細(xì)粉碎分級(jí)系統(tǒng)，利用風(fēng)洞技術(shù)優(yōu)勢(shì)采用LAVAL原理，集國(guó)際上先進(jìn)的多噴管技術(shù)、流化

10、床技術(shù)與臥式分級(jí)技術(shù)于一體，從而使物料平均粒徑破微米大關(guān)。在我國(guó)的中藥制劑中，若引用超微粉碎科技可實(shí)現(xiàn)其低溫粉碎、高純操作、高的加工光潔度、機(jī)器易清洗等要求，從而提高藥物的生物利用度和療效，又可降低生產(chǎn)成本。(2)超臨界二氧化碳萃取技術(shù)超臨界流體萃取技術(shù)以低溫提取和情性氣體保護(hù)為特點(diǎn)，防止"熱敏性"物質(zhì)的氧化和逸散，使提取物成分達(dá)到100%的"全天然"，將萃取和分餾合為一體，有效地提高生產(chǎn)效率和節(jié)約能源.(3)新吸附技術(shù)目前，中藥復(fù)方制劑相當(dāng)部分仍然是傳統(tǒng)的丸、散劑型，采用的生產(chǎn)工藝主要是水法與水醇法，服用極為不便，尚未徹底脫離粗、大、黑的面貌。水煮法生

11、產(chǎn)中藥復(fù)方制劑是根據(jù)中醫(yī)湯劑理論設(shè)計(jì)的，主要特色是去掉了藥渣，藥液濃縮后，其提取物一般為原生藥的15%左右。與水煮法相比較，水煮法去除雜質(zhì)較多，劑量也縮小一半，但是未完全解決吸潮性問(wèn)題，因此需加輔料才能成型，仍未真正達(dá)到縮小劑量之目的。(4)膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)是近幾年來(lái)應(yīng)用比較廣泛的分離技術(shù)，以其常溫操作，多數(shù)過(guò)程相變，低能耗，分離效率高等特點(diǎn)，在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。依據(jù)膜過(guò)濾孔徑的大小，可以分為反滲透膜，納濾膜，超濾膜及微濾膜。按膜材質(zhì)的不同，可以分為有機(jī)高分子膜，陶瓷膜，金屬膜。5.陶瓷膜分離技術(shù)陶瓷膜是以無(wú)機(jī)陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而成的非對(duì)稱膜，呈管狀或多通道狀，管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動(dòng)，小分子物質(zhì)(或液體)透過(guò)膜，大分子物質(zhì)(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達(dá)到分離、濃縮和純化之目的。多通道膜元件中的滲透液透過(guò)途徑示意圖陶瓷膜性能指標(biāo)支撐體結(jié)構(gòu):19通