膜提取分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是近幾十年來發(fā)展起來的分離技術(shù)，其分離基本原理是利用化學成分分子量差異而達到分離目的．在中藥應用方面主要是濾除細菌、微粒、大分子雜質(zhì)（膠質(zhì)、鞣質(zhì)、蛋白、多糖）等或脫色。該工藝與傳統(tǒng)的醇流工藝比較省去了醇沉工藝中的多道工序，達到除雜的目的，仍然保持了傳統(tǒng)中藥的煎煮和復方配伍具有侵膏干燥容易、吸濕性小，添加賦形劑少，節(jié)約大量乙醇和相應的回收設備，縮短生產(chǎn)周期，減少工序及人員，節(jié)約熱能等特點。

中藥提取物是融合現(xiàn)代制藥新技術(shù)的新型中藥產(chǎn)品，它是通過對凈藥材或炮制品經(jīng)浸出、澄清、過濾、蒸發(fā)等方法提取、純化而制成的供中成藥生產(chǎn)的原料產(chǎn)品，具有廣闊的市場空間，在藥品、食品、保健品、化妝品等諸多領域都被廣泛應用，因而帶動了一大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

主要用于化工、制藥、石油、染料、生化、食品等工業(yè)生產(chǎn)過程中的化學反應和物料分離、加熱冷卻，液體萃取，氣體吸收等化學、物理變化過程。

對于液體混合物的分離設備，除可采用蒸餾的方法外，還可采用萃取的方法，即在液體混合物（原料液）中加入一個與其基本不相混溶的液體作為溶劑，造成第二相，利用原料液中各組分在兩個液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分離。液-液萃取，亦稱溶劑萃取，簡稱萃取或抽提。選用的溶劑稱為萃取劑，以S表示；原料液中易溶于S的組分，稱為溶質(zhì)，以A表示；難溶于S的組分稱為原溶劑（或稀釋劑），以B表示。如果萃取過程中，萃取劑與原料液中的有關(guān)組分不發(fā)生化學反應，則稱之為物理萃取，反之則稱之為化學萃取。

萃取設備是一類用于萃取操作的傳質(zhì)設備，能夠?qū)崿F(xiàn)料液所含組分的完善分離。萃取設備可按結(jié)構(gòu)分為混合澄清器、萃取塔和離心萃取機。本詞條分別針對每一類萃取設備進行了詳細的原理及應用介紹。

萃取設備又稱 萃取器，一類用于萃取操作的傳質(zhì)設備，能夠使萃取劑與料液良好接觸，實現(xiàn)料液所含組分的完善分離，有分級接觸和微分接觸兩類。在萃取設備中，通常是一相呈液滴狀態(tài)分散于另一相中，很少用液膜狀態(tài)分散的。

2萃取設備類型編輯
萃取設備類型很多，按設備結(jié)構(gòu)分為三類：

混合澄清器 　由混合室和澄清室兩部分組成,屬于分級接觸傳質(zhì)設備。混合室中裝有攪拌器，用以促進液滴破碎和均勻混合。有些攪拌器能從其下方抽汲重相，借此重相在級間流轉(zhuǎn)。澄清室是水平截面積較大的空室，有時裝有導板和絲網(wǎng)，用以加速液滴的凝聚分層。根據(jù)分離要求，混合澄清器可以單級使用,也可以組成級聯(lián)。當級聯(lián)逆流操作時,料液和萃取劑分別加到級聯(lián)兩端的級中，萃余液和萃取液則在相反位置的級中導出。混合室的工作容積可從料液和萃取劑的總流量乘以萃取過程所需時間算出。澄清室的水平截面積，可從分散相液體的流量除以液滴的凝聚分層速度算出。這些操作參數(shù)須經(jīng)實驗測定。一般認為單位體積混合室消耗相同的攪拌功率時，級效大致相等。因此，在放大設計時，可按實測的萃取時間與分層速度設計生產(chǎn)設備?；旌铣吻迤鹘Y(jié)構(gòu)簡單，級，放大效應小，能夠適應各種生產(chǎn)規(guī)模，但投資和運轉(zhuǎn)費用較大。

常用的萃取塔型有：

①轉(zhuǎn)盤塔
在工作段中,等距離安裝一組環(huán)板,把工作段分隔成一系列小室，每室中心有一旋轉(zhuǎn)的圓盤作為攪拌器。這些圓盤安裝在位于塔中心的主軸上，由塔外的機械裝置帶動旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤塔結(jié)構(gòu)簡單，處理能力大，有相當高的分離效能，廣泛應用于石油煉制工業(yè)和石油化工中。（見彩圖）

②脈動塔
在工作段中裝置成組篩板(無溢流管的)或填料。由脈動裝置產(chǎn)生的脈動液流，通過管道引入塔底，使全塔液體作往復脈動。脈動液流在篩板或填料間作高速相對運動產(chǎn)生渦流，促使液滴細碎和均布。脈動塔能達到更高的分離效能，但處理量較小，常用于核燃料及稀有元素工廠。

③振動板塔
將篩板連成串，由裝于塔頂上方的機械裝置帶動，在垂直方向作往復運動，借此攪動液流，起著類似于脈動塔中的攪拌作用。

萃取塔設計主要是確定塔的直徑和工作段高度。先從液體流量除以操作速度，得出塔截面，算出塔徑。然后根據(jù)塔的特性以及物系性質(zhì)和分離要求，確定傳質(zhì)單元高度和傳質(zhì)單元數(shù)，后兩者相乘即得塔的工作段高度。也有按當量高度與理論級數(shù)計算工作段高度的。

超聲波是指頻率為20千赫～50兆赫左右的機械波，需要能量載體—介質(zhì)—來進行傳播。超聲波在傳遞過程中存在著的正負壓強交變周期，在正相位時，對介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓，增加介質(zhì)原來的密度；負相位時，介質(zhì)分子稀疏、離散，介質(zhì)密度減小。也就是說，超聲波并不能使樣品內(nèi)的分子產(chǎn)生極化，而是在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用，導致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長和爆破壓縮，從而使固體樣品分散，增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積，提高目標物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率。

適用于中藥材有效成份的萃取，是中藥制藥改變傳統(tǒng)的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝。與水煮、醇沉工藝相比，超聲波萃取具有如下特點：

（1）無需高溫。在40℃－50℃水溫F超聲波強化萃取，無水煮高溫，不破壞中藥材中某些具有熱不穩(wěn)定，易水解或氧化特性的藥效成份。超聲波能促使植物細胞地破壁，提高中藥的療效。（2）常壓萃取，安全性好，操作簡單易行，維護保養(yǎng)方便。 （3）萃取。超聲波強化萃取20～40分鐘即可獲佳提取率，萃取時間僅為水煮、醇沉法的三分之一或更少。萃取充分，萃取量是傳統(tǒng)方法的二倍以上。據(jù)統(tǒng)計，超聲波在65～70oC工作效率非常高。而溫度在65oC度內(nèi)中草藥植物的有效成份基本沒有受到破壞。加入超聲波后（在65度條件下），植物有效成份提取時間約40分鐘。而蒸煮法的蒸煮時 間往往需要兩到三小時，是超聲波提取時間的3倍以上時間。（4）具有廣譜性。適用性廣，絕大多數(shù)的中藥材各類成份均可超聲萃取。（5）超聲波萃取對溶劑和目標萃取物的性質(zhì)（如極性）關(guān)系不大。因此，可供選擇的萃取溶劑種類多、目標萃取物范圍廣泛。（6）減少能耗。由于超聲萃取無需加熱或加熱溫度低，萃取時間短，因此大大降低能耗。 （7）藥材原料處理量大，成倍或數(shù)倍提高，且雜質(zhì)少，有效成分易于分離、凈化。 （8）萃取工藝成本低，綜合經(jīng)濟效益顯著。