制药分离工程固液萃取

1、 概述 中药的成分 中药的提取 药材提取过程与机理 常用提取剂和辅助剂 常用提取方法 工艺参数 常见提取设备四川理工学院四川理工学院 第二章第二章 固液萃取固液萃取制药分离工程制药分离工程 了解固液萃取的基本概念，过程了解固液萃取的基本概念，过程 熟悉中药成分对提取的影响及中药提取的特点熟悉中药成分对提取的影响及中药提取的特点 掌握药材提取过程与机理掌握药材提取过程与机理 熟悉常用的提取剂和提取方法熟悉常用的提取剂和提取方法 掌握提取过程中工艺参数的影响掌握提取过程中工艺参数的影响 掌握常用提取设备的特点和操作原理掌握常用提取设备的特点和操作原理四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程

2、本章学习目的：本章学习目的： 第二章第二章 固液萃取固液萃取萃取：萃取：利用利用混合物中各组分在混合物中各组分在某溶剂中的溶解度某溶剂中的溶解度差异来分离混合物差异来分离混合物的一种单元操作的一种单元操作制药分离工程制药分离工程概概 述述四川理工学院四川理工学院固液萃取：用溶剂分离固体混合用溶剂分离固体混合物的萃取操作，常用于中药成分的提取。物的萃取操作，常用于中药成分的提取。液液萃取：用溶剂分离液体混合物用溶剂分离液体混合物的萃取操作，常用于中药提取液的粗分，合的萃取操作，常用于中药提取液的粗分，合成反应物的提取，生物发酵液的提取等。成反应物的提取，生物发酵液的提取等。其它技术：超声波浸取、

3、微波浸超声波浸取、微波浸取、超临界流体萃取、反胶团萃取、双水取、超临界流体萃取、反胶团萃取、双水相萃取等。相萃取等。固液萃取：固液萃取：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程概概 述述 利用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解，使利用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解，使其进入液相，再将不溶性固体与溶液分开的单元操作。其进入液相，再将不溶性固体与溶液分开的单元操作。 其实质是溶质由固相传递至液相的传质过程。其实质是溶质由固相传递至液相的传质过程。 其在制药工业中有着广泛应用，如中草药有效成分的提取，其在制药工业中有着广泛应用，如中草药有效成分的提取，滤饼或固体物的洗涤等

4、。滤饼或固体物的洗涤等。专属名词：专属名词：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程概概 述述 溶质：固体原料（药材）中的可溶性组分。溶质：固体原料（药材）中的可溶性组分。 载体：固体原料中的不可溶性组分。载体：固体原料中的不可溶性组分。 提取剂（浸取剂）：用于溶解溶质的溶剂。提取剂（浸取剂）：用于溶解溶质的溶剂。 提取液（浸取液）：提取后所获得的液体。提取液（浸取液）：提取后所获得的液体。 残渣：提取后剩余的载体。残渣：提取后剩余的载体。提取过程：提取过程：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程概概 述述提取剂固体原料充分混合并保持良好的固液接触状态提取液残渣溶质提取剂（回

5、收）提取液再加工：提取液再加工：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程概概 述述 按一定质量标准浓缩加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂、浸膏、按一定质量标准浓缩加工制成煎膏剂、酒剂、酊剂、浸膏、流浸膏等剂型。流浸膏等剂型。 通过浓缩干燥制成一定规格的半成品，以便制成片剂、冲通过浓缩干燥制成一定规格的半成品，以便制成片剂、冲剂等剂型。剂等剂型。 加入适当辅料，加工制成软膏、栓剂等其它剂型。加入适当辅料，加工制成软膏、栓剂等其它剂型。 精制加工，纯化有效成分，制成注射剂等剂型。精制加工，纯化有效成分，制成注射剂等剂型。几种剂型：几种剂型：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程概概 述述

6、 酊剂剂药药物用规规定浓浓度的乙醇浸出或溶解而制成的澄清清液体制剂剂，亦可用流浸膏稀释释制成。供口服或外用。 酒剂剂药药材用蒸馏馏酒浸提而制成的澄清清液体制剂剂。 煎膏剂剂药药材用水煎煮、去渣浓缩浓缩后，加炼炼蜜或糖而制成的半流体制剂剂。 浸膏剂剂用煎煮法或渗漉法制备备，全部煎煮液或渗漉液应应低温浓缩温浓缩至稠膏状状，加稀释剂释剂或继续浓缩继续浓缩至规规定的量。 中药材的成分比较复杂，单味药如此，中药复方中药材的成分比较复杂，单味药如此，中药复方就更是如此。在制药分离过程中我们所关注的是具就更是如此。在制药分离过程中我们所关注的是具有生物活性的药物成分，那么按照中药所含成分的有生物活性的药物成

7、分，那么按照中药所含成分的生物活性可分为有效成分、辅助成分、无效成分和生物活性可分为有效成分、辅助成分、无效成分和组织物。组织物。中药成分中药成分四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程有效成分：有效成分：指有药理活性、能产生药效的物质。如黄酮、生物碱、指有药理活性、能产生药效的物质。如黄酮、生物碱、苷类、挥发油等。有效成分一般有一定的分子式或结构式和理化苷类、挥发油等。有效成分一般有一定的分子式或结构式和理化常数，又称为有效单体。如果尚未提纯（或纯化）成单体则称为常数，又称为有效单体。如果尚未提纯（或纯化）成单体则称为有效部位有效部位，应能反映一定的活性指标。，应能反映一定的活性指标

8、。 辅助成分：辅助成分：指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用指本身没有特殊疗效，但能增强或缓和有效成分作用的物质。如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收，的物质。如洋地黄中的皂苷可帮助洋地黄苷溶解或促进其吸收，发挥其强心作用。发挥其强心作用。 无效成分：无效成分：指本身无效甚至有害的物质。如脂肪、淀粉、蛋白质指本身无效甚至有害的物质。如脂肪、淀粉、蛋白质等，往往影响提取效果、制剂的稳定性、外观和药效等。等，往往影响提取效果、制剂的稳定性、外观和药效等。组织物：组织物：指构成药材细胞或其他不溶性物质。如纤维素、栓皮等。指构成药材细胞或其他不溶性物质。如纤维素、栓皮等。 中药成分

9、中药成分四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象，无效成药材的有效成分和辅助成分是提取的主要对象，无效成分和组织物应尽量分离除去，但应注意，所谓无效成分只分和组织物应尽量分离除去，但应注意，所谓无效成分只是相对概念。如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效是相对概念。如鞣质在没食子酸或五倍子中是收敛的有效成分；在大黄泻下而起止泻作用的辅助成分；而在注射剂成分；在大黄泻下而起止泻作用的辅助成分；而在注射剂中多为无效成分。药材中的蛋白类成分多作为无效成分在中多为无效成分。药材中的蛋白类成分多作为无效成分在分离中除去，但在有些药物中却是主要有效成分，如

10、天花分离中除去，但在有些药物中却是主要有效成分，如天花粉蛋白。粉蛋白。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药成分中药成分四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取单体成分的提取单体成分的提取单味药的提取单味药的提取复方的提取复方的提取单体成分的提取：单体成分的提取： 某些药材的有效成分具有明确的临床疗效，化学结构、理化性质、某些药材的有效成分具有明确的临床疗效，化学结构、理化性质、药理、毒性均已明确，含量可观，提取技术经济合理，可以药理、毒性均已明确，含量可观，提取技术经济合理，可以进行单一成分的提取、分离、精制。如齐墩果酸、豆腐果苷、进行单一成分的提取

11、、分离、精制。如齐墩果酸、豆腐果苷、黄连素、石吊兰素等，都可纯化制成片剂。又如天花粉、一黄连素、石吊兰素等，都可纯化制成片剂。又如天花粉、一叶秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液。单体成分制剂具有药叶秋碱、黄藤素等可纯化制成注射液。单体成分制剂具有药物成分明确，有利于稳定性与安全性等优点，但是有些药物物成分明确，有利于稳定性与安全性等优点，但是有些药物纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好。纯化后不如单味药的有效部分提取物疗效好。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取单味药的提取：单味药的提取： 单味药提取物的化学成分单味药提取物的化学成分,大多数尚不清楚大多数尚不清楚

12、,或不完全清楚或不完全清楚,但从中但从中医临床实践的疗效要明显优于单体化合物的作用医临床实践的疗效要明显优于单体化合物的作用,制备的成本制备的成本也较低。单味药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法也较低。单味药提取是中药制剂加工的一项重要提取方法,不不仅适用于单方成药的制剂仅适用于单方成药的制剂(如五味子、刺五加、益母草等如五味子、刺五加、益母草等),而而且适用于复方成药制剂的生产。且适用于复方成药制剂的生产。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取单味药的提取：单味药的提取： 例如例如,制备银黄片和银黄注射液制备银黄片和银黄注射液,可以先分别制备金银花和黄芩的可以

13、先分别制备金银花和黄芩的单味提取物单味提取物,前者以绿原酸前者以绿原酸,后者以黄芩苷含量进行质量控制后者以黄芩苷含量进行质量控制,混合后配料压片或制备注射液。特别是注射液的制备混合后配料压片或制备注射液。特别是注射液的制备,为了防为了防止复方提取中形成沉淀止复方提取中形成沉淀,大多数复方的注射剂都需在前期制备大多数复方的注射剂都需在前期制备过程中进行单味药提取。其它如甘草浸膏、大黄流浸膏、远过程中进行单味药提取。其它如甘草浸膏、大黄流浸膏、远志流浸膏等还可供调剂用。志流浸膏等还可供调剂用。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取复方的提取：复方的提取： 中药复方从古

14、至今在我国医药史上一直占重要地位，中药复方从古至今在我国医药史上一直占重要地位，在中医临床实践中基本上都是使用复方，以其综合成分作为在中医临床实践中基本上都是使用复方，以其综合成分作为整体而起作用。整体而起作用。 例如四逆汤是由附子、肉桂、干姜、甘草组成。附子例如四逆汤是由附子、肉桂、干姜、甘草组成。附子含乌头碱毒性极大，但经煎煮，一方面由于水解可降低毒性，含乌头碱毒性极大，但经煎煮，一方面由于水解可降低毒性，而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐，在体内逐而另一方面甘草中的甘草酸与乌头碱可形成复盐，在体内逐渐分解而起作用。实验证明四逆汤的渐分解而起作用。实验证明四逆汤的LD50只有单味附

15、子的只有单味附子的1/4，许多复方药，如四物汤、补中益气汤、麻杏石甘汤、大，许多复方药，如四物汤、补中益气汤、麻杏石甘汤、大黄牡丹汤、补阳还五汤等，都是以其整体发挥作用的。黄牡丹汤、补阳还五汤等，都是以其整体发挥作用的。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取中药提取的特点：中药提取的特点： 中药中同时存在多种复杂的混合物，各成分之间的相互影响，有时中药中同时存在多种复杂的混合物，各成分之间的相互影响，有时会产生增溶现象，即增大欲提取成分的溶解度。会产生增溶现象，即增大欲提取成分的溶解度。 如油脂类杂质可使不溶于石油醚的香豆素溶解，含麻黄的方剂中如如油脂类杂质可使不

16、溶于石油醚的香豆素溶解，含麻黄的方剂中如有葛根则麻黄碱的含量将增加。有葛根则麻黄碱的含量将增加。中药成分间存在的这种助溶、中药成分间存在的这种助溶、增溶作用增溶作用可部分解释为在中药中含有某些可降低溶液表面活性可部分解释为在中药中含有某些可降低溶液表面活性的物质，如皂苷、树胶、蛋白质等，这些表面活性物质的浓度的物质，如皂苷、树胶、蛋白质等，这些表面活性物质的浓度较高时，就会在溶液中聚合成较高时，就会在溶液中聚合成“胶团胶团”，而原来在水中不溶解，而原来在水中不溶解或部分溶解难的物质分子可以钻进胶团的内部，分布在胶团的或部分溶解难的物质分子可以钻进胶团的内部，分布在胶团的中心或夹缝中，结果使溶解

17、度显著地增高。中心或夹缝中，结果使溶解度显著地增高。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取 此外，中药汤剂属于此外，中药汤剂属于胶体溶液胶体溶液，由许多难溶物质的分子组成的微，由许多难溶物质的分子组成的微粒混悬于介质中成为溶胶或粗分散体系，也是使物质在溶液粒混悬于介质中成为溶胶或粗分散体系，也是使物质在溶液中含量增加的一个重要因素。但有时各成分之间又可能相互中含量增加的一个重要因素。但有时各成分之间又可能相互作用生成难溶性化合物，从而改变欲提取成分的溶解性能而作用生成难溶性化合物，从而改变欲提取成分的溶解性能而导致提取效果不好或提取率下降。这一问题在复方研究中更导

18、致提取效果不好或提取率下降。这一问题在复方研究中更为突出。为突出。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取 如含生物碱的中药与甘草配伍，生物碱与甘草酸产生沉淀，生物如含生物碱的中药与甘草配伍，生物碱与甘草酸产生沉淀，生物碱就可能提取不出来。黄连等中药中的小檗碱可与黄芩苷产碱就可能提取不出来。黄连等中药中的小檗碱可与黄芩苷产生沉淀，生物碱与金银花中的绿原酸发生沉淀，大黄鞣质与生沉淀，生物碱与金银花中的绿原酸发生沉淀，大黄鞣质与栀子、茵陈之间也有沉淀产生。上述现象提示我们在中药的栀子、茵陈之间也有沉淀产生。上述现象提示我们在中药的复方提取过程中应该考虑是采用分提工艺，还

19、是采用合提工复方提取过程中应该考虑是采用分提工艺，还是采用合提工艺。艺。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程中药的提取中药的提取药材药材制药分离工程制药分离工程四川理工学院四川理工学院植物性药材：有效成分的分子量一般比无效成分有效成分的分子量一般比无效成分的分子量要小得多，故提取时有效成分需透过细胞膜，而无的分子量要小得多，故提取时有效成分需透过细胞膜，而无效成分则应留在细胞内。效成分则应留在细胞内。动物性药材：有效成分一般为蛋白质、激素和酶有效成分一般为蛋白质、激素和酶等大分子物质，因分子量较大，故难以透过细胞膜，所以提等大分子物质，因分子量较大，故难以透过细胞膜，所以提取时应首

20、先破坏其细胞膜。取时应首先破坏其细胞膜。矿物性药材：无细胞结构，其有效成分可直接溶无细胞结构，其有效成分可直接溶解或分散于提取剂中。解或分散于提取剂中。提取过程与机理提取过程与机理提取过程：提取过程：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理浸润渗透溶解扩散浸润与渗透阶段：浸润与渗透阶段：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 新药材的细胞中新药材的细胞中, ,含有多种可溶性物质和不溶性物质。药材经干含有多种可溶性物质和不溶性物质。药材经干燥后，内部水分大部分被蒸发燥后，内部水分大部分被蒸发, ,故细胞萎缩。当药材被粉碎时

21、故细胞萎缩。当药材被粉碎时, ,一部一部分细胞可能发生破裂，其中所含的成分可直接提取。而大部分细胞分细胞可能发生破裂，其中所含的成分可直接提取。而大部分细胞在粉碎后仍保持完整状态，当与提取剂接触时被提取剂所润湿，同在粉碎后仍保持完整状态，当与提取剂接触时被提取剂所润湿，同时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。时提取剂通过毛细管和细胞间隙渗透至细胞组织内。浸润与渗透阶段：浸润与渗透阶段：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 提取剂能否润湿药材表面，并渗透进入到细胞组织中，取决于提提取剂能否润湿药材表面，并渗透进入到细胞组织中，取决于提取剂对物质的润

22、湿性以及该物质与提取剂间的界面张力。一般情况取剂对物质的润湿性以及该物质与提取剂间的界面张力。一般情况下，非极性提取剂不易从含有大量水分的药材中提取出有效成分，下，非极性提取剂不易从含有大量水分的药材中提取出有效成分，极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效成分。对于含油脂极性提取剂不易从富含油脂的药材中提取出有效成分。对于含油脂的药材可先用石油醚或苯进行脱脂，然后再用适宜的提取剂提取的药材可先用石油醚或苯进行脱脂，然后再用适宜的提取剂提取。溶解阶段：溶解阶段：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 提取剂进入细胞组织后，与药材中的各种成分相接触，并使其

23、提取剂进入细胞组织后，与药材中的各种成分相接触，并使其中的可溶性成分转入到提取剂中，该过程称为溶解中的可溶性成分转入到提取剂中，该过程称为溶解。 药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程，也可能是药物成分溶解于提取剂的过程可能是物理溶解过程，也可能是使药物成分溶解的反应过程。药材的种类不同，其溶解机理有很大使药物成分溶解的反应过程。药材的种类不同，其溶解机理有很大差异。一般情况下，水能溶解晶体和胶质，故其提取液多含胶体物差异。一般情况下，水能溶解晶体和胶质，故其提取液多含胶体物质而呈胶体液，乙醇提取液含胶质较少，而亲脂性提取液则不含胶质而呈胶体液，乙醇提取液含胶质较少，而亲脂性提取液则不含

24、胶质。质。扩散阶段：扩散阶段：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 提取剂溶解有效成分后，形成的浓溶液具有较高的渗透压，从而提取剂溶解有效成分后，形成的浓溶液具有较高的渗透压，从而形成扩散点，其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压，形成扩散点，其溶解的成分将不停地向周围扩散以平衡其渗透压，这正是提取过程的推动力这正是提取过程的推动力。在固体外表面与溶液主体之间存在一层。在固体外表面与溶液主体之间存在一层很薄的溶液膜，其中的溶质存在浓度梯度，该膜常称为很薄的溶液膜，其中的溶质存在浓度梯度，该膜常称为扩散边界层扩散边界层。渗渗 透透 压压四川理工学院四

25、川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 (a) 渗透渗透 (b) 渗透平衡渗透平衡 (c) 反渗透反渗透四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 提取过程中存在着提取剂由溶液主体传递至固体表面，再由固体提取过程中存在着提取剂由溶液主体传递至固体表面，再由固体表面传递至固体内部的扩散过程，该过程的速率较快，一般不会成表面传递至固体内部的扩散过程，该过程的速率较快，一般不会成为提取过程的速率控制步骤。为提取过程的速率控制步骤。 另外还存在固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散，并另外还存在固体内形成的浓溶液中的溶质将向固体表面扩散，并

26、通过扩散边界层扩散至溶液主体中的扩散过程。一般情况下，溶质通过扩散边界层扩散至溶液主体中的扩散过程。一般情况下，溶质由固体表面传递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩由固体表面传递至溶液主体的传质阻力远小于溶质在固体内部的扩散阻力。散阻力。提取速率方程：提取速率方程：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 mCKSNNN单位时间内传递至溶液主体的溶质的量，单位时间内传递至溶液主体的溶质的量，kmolskmols-1-1；KK总传质系数，总传质系数，m m s s-1-1；SS接触表面积，接触表面积，m m2 2；CmCm固相与液相主体中有效成分的对

27、数平均浓度差，固相与液相主体中有效成分的对数平均浓度差，kmolkmol m m-3-3四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理1212mCClnCCCC2、C1分别为提取开始和终了时固相与液分别为提取开始和终了时固相与液相主体中有效成分的浓度差，相主体中有效成分的浓度差，kmol m-3。 (教材教材p11)总传质系数总传质系数 K K：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理 总传质系数与药材及提取剂的性质以及溶液的流动状态等因总传质系数与药材及提取剂的性质以及溶液的流动状态等因素有关，由以下扩散系数组成：素有关，由以

28、下扩散系数组成： 内扩散系数内扩散系数D内内：表示药材颗粒内部有效成分的传递速率：表示药材颗粒内部有效成分的传递速率 自由扩散系数自由扩散系数D自自：表示在药材细胞内有效成分的传递速率：表示在药材细胞内有效成分的传递速率 对流扩散系数对流扩散系数D对对：表示在流动的萃取剂中有效成分的传递速率：表示在流动的萃取剂中有效成分的传递速率其值可根据经验选取或在小试设备中通过实验测得。其值可根据经验选取或在小试设备中通过实验测得。提取平衡状态下提取量的计算：提取平衡状态下提取量的计算：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理G G 药材中含有的待提取物质，药材中含有的

29、待提取物质，kgkg；S S 提取平衡后放出的溶剂量，提取平衡后放出的溶剂量，kgkg；g g 提取后药材中残留的待提取物质，提取后药材中残留的待提取物质，kgkg；s s 提取后剩余在药材中的溶剂量，提取后剩余在药材中的溶剂量，kgkgG S + s=g s达到提取平衡时，对待提取物进行物料衡算可得：达到提取平衡时，对待提取物进行物料衡算可得：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理= S s设：设：=G+1g则：则：对于一定量的提取剂，对于一定量的提取剂， ，则，则g g ，提取量，提取量若进行第二次浸取，加入等量若进行第二次浸取，加入等量（S）的新溶剂

30、，根据物料平衡可的新溶剂，根据物料平衡可得：得：g S2+ s2=g2s2=G (+1)2g2则：则：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理以此类推，当进行以此类推，当进行n次浸取后，剩余在药材中的待提取物的量为：次浸取后，剩余在药材中的待提取物的量为：=G (+1)ngn对于平衡状态下的多级错流萃取，假定各级进料量相同，加入对于平衡状态下的多级错流萃取，假定各级进料量相同，加入的溶剂量也相等且为新鲜溶剂，则上式也可适用。的溶剂量也相等且为新鲜溶剂，则上式也可适用。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理例题：例题： 现

31、有现有50kg药材，其中有效成分的含量为药材，其中有效成分的含量为30%，药材对提取剂，药材对提取剂的吸收量与其自身重量相同，对该药材提取的吸收量与其自身重量相同，对该药材提取3次，每次使用的提次，每次使用的提取剂总量为药材量的取剂总量为药材量的3倍，求有效成分的总提取量是多少？倍，求有效成分的总提取量是多少？四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理解：解：=G (+1)3g3=500.3 (2+1)3= 0.56kg= S s= 3-1 1= 2则总提取量为：则总提取量为：15 - 0.56 = 14.44kg四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工

32、程提取过程与机理提取过程与机理提取平衡状态下提取率的计算：提取平衡状态下提取率的计算：提取效果可以用提取率提取效果可以用提取率 E 来表示，来表示，E代表提取后提取液中含有代表提取后提取液中含有的溶质量与原料中溶质总量的比值。设的溶质量与原料中溶质总量的比值。设提取后药材中剩余的溶提取后药材中剩余的溶剂量为剂量为1，提取加入的总溶剂量为提取加入的总溶剂量为M，则在提取平衡条件下单次，则在提取平衡条件下单次提取率为：提取率为：=M-1ME1四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理重复提取时，第二次的提取率重复提取时，第二次的提取率 E2 为为：=E2E1（1-

33、E1） =M-1M2提取两次后，总的提取率提取两次后，总的提取率 E 为为：=M2-1M2E = E1+ E2四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理以此类推，提取以此类推，提取n n次后，总的提取率次后，总的提取率 E 为为：Mn-1MnE =四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理例题：例题： 求上题中总提取率是多少？若每次提取后都对药渣进行压榨求上题中总提取率是多少？若每次提取后都对药渣进行压榨处理，使其中溶剂含量将为处理，使其中溶剂含量将为0.5倍药材量，则总提取率为多少？倍药材量，则总提取率为多少？若药材中无效成

34、分的含量为若药材中无效成分的含量为20%，则不压榨时提取，则不压榨时提取3次后无效成次后无效成分的提取量为多少？若不压榨提取分的提取量为多少？若不压榨提取5次，总提取率和无效成分的次，总提取率和无效成分的提取量又分别是多少？提取量又分别是多少？四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理解：解：（1）药材对溶剂的吸收量为）药材对溶剂的吸收量为1，则总溶剂量，则总溶剂量 M = 3 / 1 = 3Mn-1MnE =33-133= 0.963（2）药材对溶剂的吸收量为）药材对溶剂的吸收量为0.5，则总溶剂量，则总溶剂量 M = 3 / 0.5 = 6Mn-1MnE

35、=63-163= 0.995四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取过程与机理提取过程与机理解：解：（3）药材中无效成分的提取量为：）药材中无效成分的提取量为： 50 0.2 0.963 = 9.63kg（4）不压榨提取）不压榨提取5次的总提取率为：次的总提取率为：Mn-1MnE =35-135= 0.996此时药材中无效成分的提取量为：此时药材中无效成分的提取量为：50 0.2 0.996 = 9.96kg常用提取剂：常用提取剂：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂适宜的提取剂应对药物中的有效成分有较大的溶解度，而对无适宜的提取剂应对药物中

36、的有效成分有较大的溶解度，而对无效成分应少溶或不溶。此外，提取剂还应无毒、价廉，且易于效成分应少溶或不溶。此外，提取剂还应无毒、价廉，且易于回收。常用的提取剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、石油醚回收。常用的提取剂有水、乙醇、丙酮、氯仿、乙醚、石油醚等。等。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂水：水：水具有极性大、溶解范围广、价廉等特点，是最常用水具有极性大、溶解范围广、价廉等特点，是最常用的提取剂。水可提取药材中的生物碱盐类、甙、苦味质、有机的提取剂。水可提取药材中的生物碱盐类、甙、苦味质、有机酸盐、甙质、蛋白质、糖、树胶、色素、多糖类酸盐、甙质、蛋白质

37、、糖、树胶、色素、多糖类( (果胶、粘液果胶、粘液质、菊糖、淀粉等质、菊糖、淀粉等) )、以及酶和少量的挥发油等。但由于水的、以及酶和少量的挥发油等。但由于水的选择性较差，因而提取液中常含有大量的无效成分，从而给制选择性较差，因而提取液中常含有大量的无效成分，从而给制剂带来一定的困难。此外，部分有效成分剂带来一定的困难。此外，部分有效成分( (如某些甙类等如某些甙类等) )在水在水中会发生水解。中会发生水解。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂乙醇：乙醇：乙醇的溶解性介于极性与非极性溶剂之间。多采用乙醇的溶解性介于极性与非极性溶剂之间。多采用乙醇与水的混

38、合液作为提取剂，可从药材中选择性地提取某些乙醇与水的混合液作为提取剂，可从药材中选择性地提取某些有效成分。研究表明，含量大于有效成分。研究表明，含量大于9090的乙醇适用于提取药材中的乙醇适用于提取药材中的挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等成分；含量为的挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等成分；含量为50507070的的乙醇适用于提取生物碱、甙类等成分；含量小于乙醇适用于提取生物碱、甙类等成分；含量小于5050的乙醇适的乙醇适用于提取苦味质、蒽醌类化合物。用于提取苦味质、蒽醌类化合物。 四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂氯仿：氯仿：氯仿是一种非极性提取剂，能溶解

39、药材中的生物碱、氯仿是一种非极性提取剂，能溶解药材中的生物碱、甙类、挥发油和树脂等成分，但不能溶解蛋白质、鞣质等成分。甙类、挥发油和树脂等成分，但不能溶解蛋白质、鞣质等成分。氯仿具有防腐作用且不易燃烧，但有强烈的药理作用，故一般氯仿具有防腐作用且不易燃烧，但有强烈的药理作用，故一般仅用于有效成分的提纯和精制。仅用于有效成分的提纯和精制。 四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂乙醚：乙醚：乙醚是一种非极性有机提取剂，可与乙醇等有机溶乙醚是一种非极性有机提取剂，可与乙醇等有机溶剂任意混溶。乙醚溶解的选择性较强，可溶解药材中的树脂、剂任意混溶。乙醚溶解的选择性较

40、强，可溶解药材中的树脂、游离生物碱、脂肪、挥发油以及某些甙类等成分，但对大部分游离生物碱、脂肪、挥发油以及某些甙类等成分，但对大部分溶解于水的成分几乎不溶。乙醚具有强烈的生理作用，且极易溶解于水的成分几乎不溶。乙醚具有强烈的生理作用，且极易燃烧，故一般仅用于有效成分的提纯和精制。燃烧，故一般仅用于有效成分的提纯和精制。 四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂石油醚：石油醚：石油醚是一种非极性提取剂，其溶解的选择性石油醚是一种非极性提取剂，其溶解的选择性较强，可溶解药材中的脂肪油、蜡等成分，少数生物碱亦能被较强，可溶解药材中的脂肪油、蜡等成分，少数生物碱亦能

41、被石油醚溶解，但对药材中的其他成分几乎不溶。在制药生产中，石油醚溶解，但对药材中的其他成分几乎不溶。在制药生产中，石油醚常用作脱脂剂。石油醚常用作脱脂剂。 常用提取辅助剂：常用提取辅助剂：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能凡加入提取剂中能增加有效成分的溶解度及制品的稳定性或能除去或减少某些杂质的试剂称为提取辅助剂。例如：提取生物除去或减少某些杂质的试剂称为提取辅助剂。例如：提取生物碱时加入适量的酸，由于酸能与生物碱形成可溶性的生物碱盐，碱时加入适量的酸，由于酸能与生物碱形成可溶性的生物碱盐，因而有利

42、于生物碱的提取；又如：提取甘草制剂时加入氨溶液因而有利于生物碱的提取；又如：提取甘草制剂时加入氨溶液则有利于甘草酸的提取等。则有利于甘草酸的提取等。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂盐酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸盐酸、硫酸、冰醋酸、酒石酸等均是常用的等均是常用的酸类提取辅助剂；酸类提取辅助剂；氨水、碳酸钠、碳酸钙氨水、碳酸钠、碳酸钙等均是等均是常用的碱类提取辅助剂；此外，许多表面活性剂也常用作提取常用的碱类提取辅助剂；此外，许多表面活性剂也常用作提取辅助剂。辅助剂。 提取剂的选择：提取剂的选择：四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂

43、提取剂和辅助剂中药成分在溶剂中的溶解度直接关系到提取效果的好坏。在实中药成分在溶剂中的溶解度直接关系到提取效果的好坏。在实际的生产过程中，根据要提取物质的不同性质选取不同的溶剂，际的生产过程中，根据要提取物质的不同性质选取不同的溶剂，使要提取的成分达到最高含量。提取剂可分为亲水性有机溶剂使要提取的成分达到最高含量。提取剂可分为亲水性有机溶剂和亲脂性有机溶剂。一些常见溶剂的亲水性的强弱顺序：水和亲脂性有机溶剂。一些常见溶剂的亲水性的强弱顺序：水 甲醇甲醇 乙醇乙醇 丙酮丙酮 乙酸乙酯乙酸乙酯 乙醚乙醚 氯仿氯仿 苯苯 石油醚。石油醚。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂

44、提取剂和辅助剂 提取剂的选择应以拟提取的主要有效成分及其性质作为主要提取剂的选择应以拟提取的主要有效成分及其性质作为主要依据。首先应根据过去的用药经验，选择常用、安全、廉价的依据。首先应根据过去的用药经验，选择常用、安全、廉价的溶剂溶剂( (如水如水) )作为提取剂。一般生物碱、苷、黄酮等在水中的溶作为提取剂。一般生物碱、苷、黄酮等在水中的溶解度不大，宜用乙醇提取，但若该制剂以前作医院药剂或临床解度不大，宜用乙醇提取，但若该制剂以前作医院药剂或临床应用时一直用水煎疗效好，质量检查时鉴别项和含量项均符合应用时一直用水煎疗效好，质量检查时鉴别项和含量项均符合要求，提取时应尽量考虑选择水或稀醇作为提

45、取剂。要求，提取时应尽量考虑选择水或稀醇作为提取剂。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂 由于水具有价廉、无毒、提取范围广等特点，故水是目前提由于水具有价廉、无毒、提取范围广等特点，故水是目前提取中草药有交成分使用最多的溶剂。对某些适应性较差的成分取中草药有交成分使用最多的溶剂。对某些适应性较差的成分可通过调节可通过调节pHpH值、添加辅助剂或应用特殊技术值、添加辅助剂或应用特殊技术( (如超声提取、如超声提取、微波提取、超临界提取等微波提取、超临界提取等) )，以改善提取效果。，以改善提取效果。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅

46、助剂提取剂和辅助剂 其次可考虑使用不同浓度的乙醇或其他有机溶剂提取，提取物中其次可考虑使用不同浓度的乙醇或其他有机溶剂提取，提取物中有效成分多、杂质少，在实际操作中多使用不同浓度的乙醇。但有效成分多、杂质少，在实际操作中多使用不同浓度的乙醇。但95%95%乙醇作溶剂的可行性较差，因为高浓度的乙醇对药材的润湿性乙醇作溶剂的可行性较差，因为高浓度的乙醇对药材的润湿性能差、难于循环使用、挥发性强、损失大、易燃烧、安全性差，此能差、难于循环使用、挥发性强、损失大、易燃烧、安全性差，此外高浓度的乙醇的生产可行性和可操作性均较差。除水和醇外，其外高浓度的乙醇的生产可行性和可操作性均较差。除水和醇外，其它提

47、取剂也有少量应用，如提取松萝酸用苯作溶剂时提取物纯度及它提取剂也有少量应用，如提取松萝酸用苯作溶剂时提取物纯度及收率均较高，但苯有毒，易燃，需特殊厂房、设备和特别劳保方可收率均较高，但苯有毒，易燃，需特殊厂房、设备和特别劳保方可投产，一般中成药厂皆无此条件。投产，一般中成药厂皆无此条件。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程提取剂和辅助剂提取剂和辅助剂 最后还要考虑到成本核算。用有机溶剂提取中药有效成最后还要考虑到成本核算。用有机溶剂提取中药有效成分，不仅溶剂本身价格昂贵，而且所需特殊生产条件的设分，不仅溶剂本身价格昂贵，而且所需特殊生产条件的设备费及设备折旧费均很高，劳保费开支也较

48、大，因而不利备费及设备折旧费均很高，劳保费开支也较大，因而不利于生产操作。同时，有机溶剂不太符合中医药的传统用药于生产操作。同时，有机溶剂不太符合中医药的传统用药习惯，临床的安全性较差。习惯，临床的安全性较差。四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程常用提取方法常用提取方法浸渍法浸渍法煎煮法煎煮法渗漉法渗漉法水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 浸渍法浸渍法一般在常温下进行。操作时，先将粉碎后的药材加入一般在常温下进行。操作时，先将粉碎后的药材加入提取器，然后加入适量的提取剂，在搅拌或振摇的条件下，浸渍一提取器，然后加入适量的提取剂，在搅拌或振摇的条

49、件下，浸渍一定的时间，使药材中的有效成分转移至提取剂中。收集上清液并滤定的时间，使药材中的有效成分转移至提取剂中。收集上清液并滤去残渣即得提取液。去残渣即得提取液。 浸渍法适用于粘性药物以及无组织结构、新鲜且易膨胀药材的提浸渍法适用于粘性药物以及无组织结构、新鲜且易膨胀药材的提取，所得产品在不低于浸渍温度的条件下能保持较好的澄明度。缺取，所得产品在不低于浸渍温度的条件下能保持较好的澄明度。缺点是提取效率较差，对贵重或有效成分含量较低的药材以及制备浓点是提取效率较差，对贵重或有效成分含量较低的药材以及制备浓度较高的制剂，均应采用重浸渍法。度较高的制剂，均应采用重浸渍法。常用提取方法常用提取方法四

50、川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 煎煮法煎煮法是药材的传统加工方法。操作时，先将经过预处理的是药材的传统加工方法。操作时，先将经过预处理的药材加入提取器，然后加入适量的水并加热至沸，经一段时间的煎药材加入提取器，然后加入适量的水并加热至沸，经一段时间的煎煮后，药材中的有效成分将进入水相。将去除残渣后的水相在低温煮后，药材中的有效成分将进入水相。将去除残渣后的水相在低温下浓缩至一定浓度，再制成规定的剂型即可。实际生产中，药材煎下浓缩至一定浓度，再制成规定的剂型即可。实际生产中，药材煎煮前常用冷水浸泡煮前常用冷水浸泡3060分钟，以利于有效成分的溶解和提取。分钟，以利于有效成分的溶解

51、和提取。 煎煮法适用于有效成分能溶于水，且对热较稳定的药材，可用于煎煮法适用于有效成分能溶于水，且对热较稳定的药材，可用于汤剂、分散剂、丸剂、片剂、冲剂及注射剂等的制备。汤剂、分散剂、丸剂、片剂、冲剂及注射剂等的制备。常用提取方法常用提取方法四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 渗漉法渗漉法将提取剂连续加入药材粗粉中，并在下端出口处收集将提取剂连续加入药材粗粉中，并在下端出口处收集流出液的一种提取方法。操作时，先将药材粗粉置于设备内，再加流出液的一种提取方法。操作时，先将药材粗粉置于设备内，再加入相当于药材粗粉量入相当于药材粗粉量6070的提取剂进行润湿，放置的提取剂进行润湿，放置

52、0.256h，使药材充分膨胀后备用。将经湿润膨胀后的药粉加入渗漉设备中，使药材充分膨胀后备用。将经湿润膨胀后的药粉加入渗漉设备中，提取剂由上部入口连续加入，提取液则由底部出口连续排出。提取剂由上部入口连续加入，提取液则由底部出口连续排出。 渗漉法的提取效果要优于浸渍法，提取剂的用量一般为药材粉末渗漉法的提取效果要优于浸渍法，提取剂的用量一般为药材粉末量的量的48倍。倍。常用提取方法常用提取方法四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 水蒸气蒸馏法水蒸气蒸馏法是从植物性药材中是从植物性药材中提取挥发油提取挥发油的常用方法。的常用方法。操作时，先将经过预处理的药材加入提取器（通常为多功能提

53、取操作时，先将经过预处理的药材加入提取器（通常为多功能提取罐），并加入适量的水。然后向水中通入饱和或过热水蒸气，当体罐），并加入适量的水。然后向水中通入饱和或过热水蒸气，当体系开始沸腾时，水蒸气便与被分离组分的蒸气一起由提取器的上部系开始沸腾时，水蒸气便与被分离组分的蒸气一起由提取器的上部出口管排出。排出蒸气经冷凝后分层，除去水层即得产品。出口管排出。排出蒸气经冷凝后分层，除去水层即得产品。 常用提取方法常用提取方法四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 提取方法的选择提取方法的选择主要依据所提取药物中有效成分的性主要依据所提取药物中有效成分的性质。若有效成分为芳香挥发性成分，多选择

54、蒸馏法提取，如冰片、质。若有效成分为芳香挥发性成分，多选择蒸馏法提取，如冰片、藿香、当归、川芎、厚朴等；若为热敏性成分，选择连续逆流提取藿香、当归、川芎、厚朴等；若为热敏性成分，选择连续逆流提取法、渗漉法或温浸法等温度较低的提取方法较好。一般药材可根据法、渗漉法或温浸法等温度较低的提取方法较好。一般药材可根据有效成分、生产成本、可操作性及生产效率进行综合考虑，中药复有效成分、生产成本、可操作性及生产效率进行综合考虑，中药复方则应兼顾方中所有药材有效成分，不可顾此失彼，同时也要计算方则应兼顾方中所有药材有效成分，不可顾此失彼，同时也要计算生产成本。生产成本。 常用提取方法常用提取方法四川理工学院

55、四川理工学院制药分离工程制药分离工程主要工艺参数主要工艺参数 药材粒度药材粒度 温度温度 压力压力 浓度差浓度差 提取时间提取时间 相对运动速度相对运动速度 提取剂用量和提取次数提取剂用量和提取次数四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 药材粒度药材粒度越小，比表面积就越大，相应的传质表面积也越大，提越小，比表面积就越大，相应的传质表面积也越大，提取速率就越快。但药材的粒度不宜过小，否则会增大提取液与药渣的分离取速率就越快。但药材的粒度不宜过小，否则会增大提取液与药渣的分离难度。对于植物性药材，粉碎过细还会使大量细胞破裂，细胞内的大量不难度。对于植物性药材，粉碎过细还会使大量细胞破裂

56、，细胞内的大量不溶物及较多的树脂、粘液质等将混入提取液中，导致产品质量下降。适宜溶物及较多的树脂、粘液质等将混入提取液中，导致产品质量下降。适宜的粒度取决于提取剂及药材的种类和性质。例如，以水为提取剂时，药材的粒度取决于提取剂及药材的种类和性质。例如，以水为提取剂时，药材易膨胀，其粒度可大一些，或切成薄片和小段；以乙醇为提取剂时，药材易膨胀，其粒度可大一些，或切成薄片和小段；以乙醇为提取剂时，药材的膨胀作用小，可采用的膨胀作用小，可采用520目的粗粉；叶、花、草等疏松药材宜采用粗粉；目的粗粉；叶、花、草等疏松药材宜采用粗粉；根、茎、皮等坚硬药材，宜采用细粉；动物性药材宜采用较小的粒度，这根、茎

57、、皮等坚硬药材，宜采用细粉；动物性药材宜采用较小的粒度，这样可使细胞结构破坏得更加完全，有效成分也就更容易地提取出来。样可使细胞结构破坏得更加完全，有效成分也就更容易地提取出来。 主要工艺参数主要工艺参数四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 温度温度 一般情况下，溶质在提取剂中的溶解度随温度的升高一般情况下，溶质在提取剂中的溶解度随温度的升高而增大，同时扩散系数亦随温度的升高而增大，因此，适当升高温而增大，同时扩散系数亦随温度的升高而增大，因此，适当升高温度可提高提取速率和产品收率。但随着提取温度的升高，杂质的数度可提高提取速率和产品收率。但随着提取温度的升高，杂质的数量亦随之增加

58、，从而引起产品质量的下降。此外，过高的温度还可量亦随之增加，从而引起产品质量的下降。此外，过高的温度还可能引起热敏性组分的分解破坏，并使易挥发组分的损失增大。实际能引起热敏性组分的分解破坏，并使易挥发组分的损失增大。实际生产中，一般宜生产中，一般宜将温度控制在提取剂的沸点以下进行提取将温度控制在提取剂的沸点以下进行提取。 主要工艺参数主要工艺参数四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 压力压力 药材组织坚实紧密，提高压力可加快润湿与渗透速度，药材组织坚实紧密，提高压力可加快润湿与渗透速度，使药材组织内更快地充满提取剂，并形成浓溶液，从而缩短开始发使药材组织内更快地充满提取剂，并形成浓

59、溶液，从而缩短开始发生溶质扩散过程所需的时间。但当药材组织内充满提取剂后，增大生溶质扩散过程所需的时间。但当药材组织内充满提取剂后，增大压力对扩散速度的影响甚微。此外，对组织松软、易于润湿和渗透压力对扩散速度的影响甚微。此外，对组织松软、易于润湿和渗透的药材，压力对提取过程的影响并不显著。的药材，压力对提取过程的影响并不显著。 主要工艺参数主要工艺参数四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 浓度差浓度差是指药材内部毛细孔内的浓溶液与其外部溶液主体的是指药材内部毛细孔内的浓溶液与其外部溶液主体的浓度差，它是提取过程的传质推动力。浓度差越大，提取速率就越浓度差，它是提取过程的传质推动力。

60、浓度差越大，提取速率就越快。因此，适当增大浓度差，可缩短提取时间，提高提取效率。实快。因此，适当增大浓度差，可缩短提取时间，提高提取效率。实际生产中，常采用增大液固比、增加提取次数、采用逆流提取等方际生产中，常采用增大液固比、增加提取次数、采用逆流提取等方法来增大浓度差。研究表明，法来增大浓度差。研究表明，逆流提取的平均浓度差和提取效率一逆流提取的平均浓度差和提取效率一般要高于一次提取般要高于一次提取，故生产中常采用逆流提取。，故生产中常采用逆流提取。 主要工艺参数主要工艺参数四川理工学院四川理工学院制药分离工程制药分离工程 时间时间 当条件一定时，提取时间越长，产品的收率就当条件一定时，提取