【正文】 其中，固體顆粒的種類、粒徑、形狀與固含率的選擇；確保汽液固三相流的正常循環(huán)；在適當時刻與適當區(qū)域?qū)嵤┢汗倘喾蛛x等研究取得進展，在化工行業(yè)大量生產(chǎn)中有所應(yīng)用。因此，這些防治措施不理想，急需研究開發(fā)一些新的在線防除垢技術(shù)方法。目前常用的清垢方法有：停車狀態(tài)下采用化學(xué)或物理方法清洗，其不足之處是裝置不能連續(xù)運行，降低產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量；采用增加加熱器高度或使藥液反循環(huán)操作等措施，來抑制藥液在加熱管內(nèi)沸騰從而防止結(jié)晶垢層形成。在傳熱壁面上形成導(dǎo)熱系數(shù)很小的垢層不僅會使傳熱效率下降，流動阻力增加，使能耗增加，而且還將影響設(shè)備的安全和壽命。例如，定期停車清洗、在線清洗，改變蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)等。即管內(nèi)側(cè)的污垢熱阻就會變成影響傳熱效率的主要因素。Ⅳ由于蒸發(fā)裝置管路流動阻力所引起的沸點升高。Ⅲ由于溶液中液位高度所產(chǎn)生的靜壓力而引起的沸點升高。導(dǎo)致溶液沸點升高的幾點主要原因：Ⅰ冷凝器掛垢導(dǎo)致冷凝效果差，使真空度下降，導(dǎo)致溶液沸點升高。但應(yīng)當注意的是，依靠減壓方法來提高溫度差有一定限度。四、影響蒸發(fā)能力的因素：：提高加熱蒸汽的壓力可以提高溫度差，但是，從能量利用的角度來說，經(jīng)濟性較差。：藥液蒸發(fā)時需要消耗大量的加熱蒸汽，同時，又產(chǎn)生大量的二次蒸汽。藥液在濃縮過程中會出現(xiàn)結(jié)垢、析出結(jié)晶、產(chǎn)生泡沫、高溫下分解或變性、黏度增高、腐蝕性增大等現(xiàn)象。因此，在進行蒸發(fā)設(shè)備的設(shè)計、選型、操作和計算時，必須考慮藥液沸點升高的影響。這樣，當加熱蒸汽溫度一定時，藥液蒸發(fā)時的傳熱溫差要小于蒸發(fā)純?nèi)苊綍r的傳熱溫度差。但是，蒸發(fā)過程與一般的傳熱過程相比，又有自身的特點。而在蒸發(fā)過程中所產(chǎn)生的蒸汽必須及時從系統(tǒng)移出，才可保證蒸發(fā)過程的正常進行。三、蒸發(fā)操作的特點：液體在容器或管道內(nèi)被加熱，當溶液溫度達到所處壓力下的液體沸騰時，液體內(nèi)將急劇產(chǎn)生大量蒸汽，稱之為沸騰。因此，它使用于熱敏性藥液的蒸發(fā)。這類蒸發(fā)器可用于處理高粘度、易結(jié)垢以及有結(jié)晶析出的藥液。－，有時可高達5m/s。由于循環(huán)速度提高，造成加熱面附近的藥液濃度差較小，有利于減輕結(jié)垢。例如，外加熱式蒸發(fā)器即為循環(huán)型蒸發(fā)器的代表。而連續(xù)蒸發(fā)則為連續(xù)進料和出料的操作，適合于大規(guī)模生產(chǎn)過程。間歇蒸發(fā)是屬于分批進料或出料的操作。通常，對于水提藥液或無機溶液等，本身沸點較高，溫度差小，損失較大，則取2－3效；而對于有機溶液如醇溶液本身沸點較低，溫度差大，損失較小，可取4－6效，近來由于能源緊張，煤價上漲，為節(jié)約熱能，對蒸發(fā)器的效數(shù)已有適當?shù)卦黾于厔荨Ｈ缬蓡涡ё優(yōu)殡p效時，可節(jié)約加熱蒸汽約50％，而由四效改為五效時，此時加熱蒸汽只能節(jié)省10％，因此隨效數(shù)的增加，可節(jié)省的加熱蒸汽量愈來愈少，但設(shè)備費用卻隨著效數(shù)的增多而按比例增長，當效數(shù)增加到一定程度后，由于增加效數(shù)而節(jié)省的蒸汽費可能低檔不了設(shè)備投資費的增長。下表列出了1－5效蒸發(fā)器蒸發(fā)1噸水需要消耗多少噸蒸汽的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和理論推算數(shù)據(jù)。理論上單效時蒸發(fā)一噸水需要消耗一噸蒸汽。③經(jīng)濟性：采用多效蒸發(fā)時的目的是為了提高加熱蒸汽利用率，即經(jīng)濟性。效數(shù)越多，溫度差損失越大，蒸發(fā)裝置的生產(chǎn)能力越小。②蒸發(fā)器的生產(chǎn)能力：當蒸發(fā)過程若沒有溫度差損失時，設(shè)計制造的相同生產(chǎn)能力的濃縮器，則三效蒸發(fā)和單效蒸發(fā)的生產(chǎn)能力大致相同。這種損失體現(xiàn)在由于沒有充分換熱，使加熱蒸汽能量白白扔掉。單效和多效蒸發(fā)溫度差損失的比較：單效和多效蒸發(fā)過程中均存在著溫度差損失。多效蒸發(fā)的最佳效數(shù)，與溶液的性質(zhì)和熱量損失的大小等多種因素有關(guān)，這種熱量損失在專業(yè)上被稱為溫度差損失。在單效蒸發(fā)過程中，每蒸發(fā)1kg的水需要消耗1kg以上的加熱蒸汽，在規(guī)模生產(chǎn)中，蒸發(fā)大量的水分時則必需消耗大量的加熱蒸汽。多效蒸發(fā)和單效蒸發(fā)的比較：評價蒸發(fā)過程的兩個主要技術(shù)經(jīng)濟指標：能耗即操作費用與設(shè)備投資。若將前一效的二次蒸汽引至下一效蒸發(fā)器作為加熱蒸汽，將多個蒸發(fā)器串聯(lián)，使加熱蒸汽多次利用的蒸發(fā)過程稱為多效蒸發(fā)。：根據(jù)二次蒸汽是否用作另一蒸發(fā)器的加熱蒸汽，可將蒸發(fā)過程分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)兩種。減壓蒸發(fā)不足：由于溶液沸點降低，使溶液黏度升高，從而引起沸騰傳熱系數(shù)降低，影響蒸發(fā)能力。但是，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，對于熱敏性藥液的蒸發(fā)，需在減壓下進行。將液體置于密閉容器中，將液面以上空間的部分氣體抽出，以使溶液沸點降低，從而導(dǎo)致液體沸騰的操作稱為減壓蒸發(fā)。液體在大氣壓下的蒸發(fā)稱作常壓蒸發(fā)。常用的蒸發(fā)濃縮過程有常壓和減壓蒸發(fā)、單效和多效蒸發(fā)、間歇和連續(xù)蒸發(fā)、循環(huán)型和單程型蒸發(fā)等各種類型。對中藥提取液濃縮的要求也有所不同。、高黏度和強腐蝕性的溶液，必須設(shè)有特殊結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)裝置。，為了捕沫、除沫、減少物料損失，因此要求蒸發(fā)室內(nèi)具有足夠空間或采取除霧措施。因此，蒸發(fā)濃縮是中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。對于中藥生產(chǎn)而言，中藥提取液濃縮是中藥制劑成型前處理的重要單元操作，中藥提取液經(jīng)過濃縮制成一定規(guī)格的半成品，或進一步制成成品，或濃縮成過飽和溶液使結(jié)晶析出。第二章 蒸發(fā)濃縮技術(shù)及工藝一、蒸發(fā)及蒸發(fā)濃縮概念： 蒸發(fā)是利用加熱的方法將溶液加熱至沸騰狀態(tài)，使其中的揮發(fā)性溶劑部分汽化并移出，以提高溶液中的溶質(zhì)濃度并分理出溶劑的過程。對于某些質(zhì)地較硬的藥材或浸出液需要較高濃度時，通常采用慢速滲漉，以使成分充分浸出，對于富含生物堿、甙等易于擴散的藥材，可采用快滲法，能夠保證其浸出效果。min)，快滲時濾液流出速度為3～5 mL/(kg（5）滲漉浸漬至適宜時間后，開啟滲漉罐底部閥門收集滲漉液，上部相應(yīng)添加溶媒。否則殘存氣泡將沖擠藥層，使藥粉層原有的松緊度改變，產(chǎn)生空隙，溶媒由空隙流過。加蓋放置24～48h，使溶媒充分浸潤擴散。（4）浸漬 擴散效果是與時間密切相關(guān)的，故滲漉前的浸漬是非常必要的。裝得過松，溶媒通過速度過快，浸提效果不好，且占用容積大，溶媒耗用多；裝得過緊會使通道堵塞而使?jié)B漉無法進行；松緊不均勻則溶媒會沿著較松的部分濾過，使其他部分藥粉得不到相應(yīng)的浸漬。投料完畢，用濾紙或紗布掩蓋料層，再覆蓋板或惰性重物（如清潔細石塊）一層，以免加入溶媒后藥材浮起。當然具體的浸潤溶媒量及時間要視藥材種類、溶媒性質(zhì)和粉碎粒度而定，不絕對遵循上述推薦條件。（2）浸潤藥材粉粒正式裝罐滲漉前，應(yīng)先用溶劑浸潤，～1倍，充分均勻后放置時間約為1～4h。質(zhì)地堅硬的藥材粒度還可適當細一些。2. 操作工藝 一般單滲漉法的工藝流程浸出液溶劑藥材溶劑滲漉浸漬裝罐、排空氣充分攪拌、浸潤粉碎 1－4h 24－48h藥渣 操作過程 （1）粉碎 滲漉提取前藥材需經(jīng)適當粉碎才能裝罐，因為提取效果及浸出液質(zhì)量與藥材粒度密切相關(guān)。 ⑤ 本法操作技術(shù)要求較高，否則影響提取效率。 ③ 不需加熱，可常溫操作。 ① 把藥材看成是同樣大的團球狀物質(zhì)，自上而下地層疊為很多層，把浸出溶劑也看成無限多份，連續(xù)地加入浸漬過程，當溶劑通過每一層藥材顆粒就發(fā)生一次溶劑浸入藥材、溶解溶質(zhì)和溶質(zhì)向外擴散的擴散平衡過程，然后溶劑再進入下一層藥材，再擴散至平衡，這樣反復(fù)進行擴散平衡的滲漉浸出過程。滲漉操作方法主要有單滲漉法、重滲漉法、逆流滲漉法、加壓滲漉法等。（三） 動態(tài)滲漉提取方法與工藝 將藥材粉碎后裝入特制的滲漉筒或滲漉罐中，從滲漉罐上方連續(xù)通入溶媒，使其滲過罐內(nèi)藥材積層，發(fā)生固液傳質(zhì)作用，從而浸出有效成分，自罐體下部出口排出浸出液，這種浸出方法稱為“滲漉法”，所得的浸出液稱為“滲漉液”。水蒸氣蒸餾前，先要加適量水使之充分浸潤后再進行操作，才能有效地將揮發(fā)性成分蒸出。提取方法可選用熱提、冷浸和滲漉等。醇提法可采用加熱回流提取、室溫冷浸和滲漉等，視具體情況而定。甲醇也是溶解性較好的一種溶劑，但由于毒性較大，在制藥工業(yè)中的應(yīng)用受到限制。不同濃度的乙醇對提出的成分影響很大。在醫(yī)藥工業(yè)中常采用酸性或堿性水溶液作為提取溶劑，如用酸水溶液來提取生物堿，用堿性水溶液來提取有機酸、內(nèi)酯及一些酚性成分，但堿性水溶液對樹脂酸及某些蛋白質(zhì)等也能溶解，這些成分需另設(shè)法除去。值得注意的是，由于各種化學(xué)成分之間的相互促溶作用，一些溶解性并不好的物質(zhì)也能隨著其他成分一道被提取出來。適合于提取生物堿鹽、有機酸鹽、皂苷、黃酮、單寧、蛋白質(zhì)、多糖及無機鹽等。可增加中草藥中酸、堿性成分在極性溶劑中的溶解度。最常用的是水，其次為乙醇，有時也用甲醇、苯、氯仿、乙酸乙脂、丙酮等。一般對溶劑的要求是：①溶解性能好，即溶劑對所需成分的溶解度要大，對雜質(zhì)的溶解度要小；②惰性，即溶劑不能與中草藥成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即使反應(yīng)也屬于可逆性的；③經(jīng)濟安全，即在選擇溶劑時要考慮經(jīng)濟易得，毒性小，便于回收和反復(fù)利用，并具有安全性，對環(huán)境污染小。常用溶劑極性強弱順序可大致表示如下：乙酸＞吡啶＞水＞乙氰＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞乙酸乙脂＞乙醚＞氯仿＞三氯甲烷＞苯＞三氯乙烷＞四氯化碳＞二硫化碳＞石油醚（高沸點→低沸點）通常按極性愈相似，分子類型和官能團愈相似則彼此愈互溶（相似相溶）的一般規(guī)律來選擇提取溶劑。一般來說，親水性愈強的化合物愈容易溶解于水以及乙醇等極性較強的有機溶劑。綜上所述，各類參數(shù)的相互影響比較復(fù)雜，應(yīng)根據(jù)藥材的特性和提取液的工藝要求，經(jīng)過實驗摸索選擇最適宜的條件。一般連續(xù)逆流提取，有利于提取。濃度差值越大，提取速率越快。當擴散達到平衡時，時間就不起作用了，相反地會使雜質(zhì)量增加，影響產(chǎn)品純度。溶媒用量將直接影響到提取效果，若其他操作條件不變，溶媒量越大，提取速率越快和收率越高，但加大溶媒用量使提取液變稀，這將給提取液濃縮帶來困難，帶來不必要的能量消耗，所以溶媒的用量要適宜。（3）溶媒用量及提取次數(shù)：在溶媒定量的情況下，多次提取可提高提取收率。但溫度升高，雜質(zhì)混入較多，使熱敏性組分分解破壞，使易揮發(fā)組分損失加大，因此利用升溫方式來提高提取速率有一定的局限性。葉、花、草類甚至不必粉碎；果實、種子類可按實際情況選用；根、莖、皮類選用薄碎的飲片。一般要求粒度適宜且均勻。提取速率提高，但實際生產(chǎn)中藥材不宜過細，因為過細反而會使得提取液和藥渣分離困難。二、提取工藝參數(shù)：（1）藥材粉碎的程度：被提取藥材，粉碎程度越高，接觸面積就越大。因為沒有濃度差，提取將失去作用和意義。：溶媒進入細胞組織內(nèi)部逐漸形成濃溶液，具有較高的滲透壓，向細胞外不斷的擴散，新的溶媒又不斷地進入細胞組織，直到達到平衡為止。水能溶解結(jié)晶及膠質(zhì)，故提取液多含膠體物質(zhì)而呈膠體液，乙醇提取液含膠質(zhì)少，親脂性提取液則不含膠質(zhì)。一、提取原理：中藥提取過程實質(zhì)上是可溶性的藥用物質(zhì)從固態(tài)藥材中傳遞到液體溶媒中的傳質(zhì)過程，可分為下列相互聯(lián)系的四個階段：：藥材與溶媒混合，溶媒混合附著于藥材表面使之潤濕，然后通過毛細管和細胞間隙進入細胞組織內(nèi)部。藥材的預(yù)處理和加工是消除雜質(zhì)和除去無藥用或藥效很弱的非藥用部位，以及炮制、切片和粉碎等。對于植物要和動物藥，有的是取其整體作為藥用，有的只是部分器官或分泌物，或加工產(chǎn)物作為藥用。中草藥的提取可針對新鮮品，但更多的是使用經(jīng)晾曬或低溫烘烤干燥后的干燥品，因為干燥的藥材易于保存和運輸。中草藥的現(xiàn)代研究與開發(fā)，首先遇到的問題便是怎樣從復(fù)雜的中草藥中提取分離出有效成分，也就是說提取分離是中藥現(xiàn)代化的起點和重要任務(wù)之一。第二部分 提取工藝及方法我國的中草藥資源相當豐富，并有著在中醫(yī)理論指導(dǎo)下的長期用藥經(jīng)驗。另外，目前中藥主要藥效物質(zhì)基礎(chǔ)大部分不清楚或不完全清楚，更造成中成藥產(chǎn)品難以建立與療效基本一致的內(nèi)在質(zhì)量標準。目前，中藥制劑主要依賴中藥材及飲片。即采用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，對傳統(tǒng)中藥進行提取加工而得到的一種具有相對明確的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)以及嚴格質(zhì)量標準的一種中藥產(chǎn)品，作為中藥制劑的原料藥。在現(xiàn)代化學(xué)理論指導(dǎo)下對中藥復(fù)方提取和制劑的作用機理進行深入研究，是目前的熱點之一。另外酸堿度對有效成分的浸出也有影響。例如中藥很多成分，單煎不溶于水而難以提取或溶出量很少，但混煎后，由于某些藥物成分對難溶性物質(zhì)的增溶助溶作用，促進有效成分的溶出，但也有復(fù)合提取降低溶解度的報道。組方中各種藥材的地位通常是不同的，有所謂君臣佐使之說，各種藥物之間會發(fā)生特定的作用，這種共同作用對中藥整體療效和有效成分的提取都起到了特殊作用。目前，有關(guān)這方面的研究工作盡管很多，但確切機理尚不十分清楚。其他如流化浸提、電磁場下浸提、電磁振動廠浸提、微波脈沖浸提、超臨界CO2萃取法等強化浸提方法都顯示了良好前景，另外還有一些新興生物的取方法，如半仿生法、酶法等正在進一步研究中，本書將在后面章節(jié)述及。如利用超聲波可加快浸提顛茄葉中的生物堿，使原來滲漉法下所需的48h縮短到3h。 新興的物理強化技術(shù)：近年來新興的物理場強化技術(shù)的層出不窮，極大地拓寬了中藥浸取技術(shù)手段。因為浸取時大多數(shù)情況下溫度較高，如果中藥材原料直接與熱溶媒接觸，會使表面的蛋白質(zhì)層受熱凝固，從而妨礙后續(xù)溶媒對細胞組織的滲透浸潤，因此用冷溶媒浸泡待提取原料將會避免這一弊端。但對逆流浸出來說必須防止產(chǎn)生不利于浸出的“返混”現(xiàn)象，即液固間在局部未能形成逆流流動狀態(tài)，降低了界面的更新效果。浸提過程中的采取措施，使擴散邊界層變薄或邊界層的更新加快，縮短傳質(zhì)距離，細胞外溶媒中的溶質(zhì)濃度持續(xù)保持在低于細胞內(nèi)溶質(zhì)濃度的狀態(tài)下，使界面兩側(cè)的溶質(zhì)濃度差保持在較高水平上，即可提高浸提效果。詳見本章。 提取操作的pH值：浸的過程中，除根據(jù)各種被浸出物質(zhì)的理化性質(zhì)選擇適宜的溶劑外，提取溶劑的pH值與浸提效果有密切關(guān)系。如人參提取3次，總固體物已達95％以上，五味子不粉碎提3次，總固體物量還不如粉碎后提1次。顯然，在定量溶媒的情況一，多次提取較一次提取可提高浸出率。通過固定藥液量控制加水量，即藥液量＝加水量—方藥總吸水量—蒸發(fā)量，所以只要解決方藥總吸水量和蒸發(fā)量再由固定的煎藥液量，就可得出提取時的加水量，首次提取時的藥液量應(yīng)大于有效溶質(zhì)溶解所需的液量。否則因為浸出液體積大，將會增加生產(chǎn)設(shè)備容積和廠房空間和面積，增加動力消耗，后續(xù)分離濃縮的能耗過大，提高生產(chǎn)成本。 溶媒用量與提取次數(shù)：溶媒選定后，溶媒用量和提取