超微粉碎技術(shù)
根據(jù)粉碎加工技術(shù)的深度和粉體物料物理化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用性能的變化,一般將細(xì)粉體和微細(xì)粉體分為10—1000μm(細(xì)粉),0.1—10μm(超細(xì)粉)和0.001—0.1μm的細(xì)粉一般采用傳統(tǒng)的粉碎或磨粉設(shè)備及相應(yīng)的分級(jí)設(shè)備等進(jìn)行加工,這種加工技術(shù)稱為磨粉;小于0.1μm的超微細(xì)粉目前還難以完全用機(jī)械粉碎的方法加工,需要采用其他物理,化學(xué),方法進(jìn)行加工;一般將加工0.1—10μ的超細(xì)粉體和相應(yīng)的分級(jí)技術(shù)稱為超細(xì)粉碎。
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(xué)反應(yīng)和物料分離、加熱冷卻,液體萃取,氣體吸收等化學(xué)、物理變化過程。
對(duì)于液體混合物的分離設(shè)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(gè)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(gè)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(jiǎn)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(xué)反應(yīng),則稱之為物理萃取,反之則稱之為化學(xué)萃取。
萃取設(shè)備是一類用于萃取操作的傳質(zhì)設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)料液所含組分的完善分離。萃取設(shè)備可按結(jié)構(gòu)分為混合澄清器、萃取塔和離心萃取機(jī)。本詞條分別針對(duì)每一類萃取設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的原理及應(yīng)用介紹。
③振動(dòng)板塔
將篩板連成串,由裝于塔頂上方的機(jī)械裝置帶動(dòng),在垂直方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng),借此攪動(dòng)液流,起著類似于脈動(dòng)塔中的攪拌作用。
萃取塔設(shè)計(jì)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(dāng)量高度與理論級(jí)數(shù)計(jì)算工作段高度的。
超聲波萃取中藥材的性,是基于超聲波的特殊物理性質(zhì)。(1)加速介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。20 KHz聲波頻率的超聲波的連續(xù)介質(zhì)(例如水)中傳播時(shí),根據(jù)惠更斯波動(dòng)原理,在其傳播的波陣面上將引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)(包括藥材重要效成分的質(zhì)點(diǎn))的運(yùn)動(dòng),使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)獲行的加速度和動(dòng)能。質(zhì)點(diǎn)的加速度經(jīng)計(jì)算一般可達(dá)重力加速度的二千倍以上。由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)將超聲波能量作用于藥材中藥效成分質(zhì)點(diǎn)上而使之獲得的加速度和動(dòng)能,迅速逸出藥材基體而游離于水中。 (2)空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”,“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)到上千個(gè)大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)大沖擊波作用在中藥材上,使其中藥材成分物質(zhì)被“轟擊”逸出,并使得藥材基體被不斷剝蝕,其中不屬于植物結(jié)構(gòu)的藥效成分不斷被分離出來。加速植物有效成份的浸出提取。 (3)超聲波的振動(dòng)勻化(Sonication)使樣品介質(zhì)內(nèi)各點(diǎn)受到的作用一致,使整個(gè)樣品萃取更均勻。 綜上所述,中藥材中的藥效物質(zhì)在超聲波場(chǎng)作用下不但作為介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)獲得自身的加速度和動(dòng)能,而且通過“空化效應(yīng)”獲得強(qiáng)大的外力沖擊,所以能率并充分分離出來。
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(diǎn):
(1)無需高溫。在40℃-50℃水溫F超聲波強(qiáng)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(xì)胞地破壁,提高中藥的療效。(2)常壓萃取,安全性好,操作簡(jiǎn)單易行,維護(hù)保養(yǎng)方便。 (3)萃取。超聲波強(qiáng)化萃取20~40分鐘即可獲佳提取率,萃取時(shí)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(jì),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(shí)間約40分鐘。而蒸煮法的蒸煮時(shí) 間往往需要兩到三小時(shí),是超聲波提取時(shí)間的3倍以上時(shí)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(duì)溶劑和目標(biāo)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(biāo)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(shí)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(jì)效益顯著。