14.1.9. Факторы, влияющие на процесс массопередачи внутри частиц сырья и в свободном экстрагенте

В эту группу вводят факторы, влияющие на гидро­динамические условия процесса: характер и скорость движения экстрагента, перемешивание, вибрация, ко­лебания жидкости, циркуляция экстрагента, воздей­ствие центробежных сил и ультразвука, повышение температуры смеси. На процесс экстрагирования оказывает влияние характер загрузки сырья в экст­ракторы, выбор и способ подачи экстрагента и др.

Для обеспечения полноты извлечения действую­щих веществ и максимальной скорости экстрагирова­ния к эстрагенту предъявляются следующие требо­вания: узкий спектр действия (извлечение определен­ной группы действующих веществ); избирательная способность (максимальное извлечение действующих веществ и минимальное сопутствующих); химическая и фармакологическая индифферентность; малая ток­сичность, невысокая стоимость и др.

Выбор экстрагента определяется степенью гидро-фпльности извлекаемых веществ. Для экстрагирова­ния полярных веществ с высоким значением диэлект­рической постоянной используют полярные раствори­тели: воду, метанол, глицерин; для неполярных — кислоту уксусную, хлороформ, эфир этиловый и другие органические растворители. Наиболее часто в качестве экстрагента применяют этанол — малополяр­ный растворитель, который при смешивании с водой дает растворы разной степени полярности, что позво­ляет использовать его для избирательного экстраги­рования различных биологически активных веществ. Кроме этанола, из малополярных растворителей при­меняют ацетон, пропанол, бутанол.

Важными физическими свойствами экстрагента, оказывающими существенное влияние на скорость процесса, являются поверхностное натяжение и вяз-

кость. Использование менее вязких экстрагентов с невысокой поверхностной активностью способствует более быстрому окончанию экстрагирования.

Перспективными в этом отношении являются предлагаемые в последнее время сжиженные газы: углерода диоксид, пропан, бутан, жидкий аммиак и др. Каждый из сжиженных газов имеет свои термо­динамические свойства. Это дает возможность извле­кать из растительного материала вещества с различ­ной полярностью (гидрофильные и гидрофобные) Наиболее часто используется сжиженный углерода диоксид, являющийся химически индифферентным к большому числу действующих веществ, вязкость кото­рого в 14 раз меньше вязкости воды и в 5 раз — этанола. Эн хорошо извлекает эфирные, жирные масла и другие гидрофобные вещества. Гидрофильные ве­щества хорошо экстрагируются сжиженными газами с высокой диэлектрической проницаемостью (аммиак, метилен хлористый, метиленоксид и др.).

Процесс экстрагирования сжиженньши газами проводится под большим давлением, при снятии которого экстрагент легко улетучивается, а экстрак­тивные вещества остаются в сухом виде.

14.2. Методы экстрагирования

В фармацевтической промышленности использу ются следующие методы: мацерация, ремацерация, перколяция, реперколяция, противоточное и циркуля­ционное экстрагирование. Многие из этих методов применяются в различных модификациях, отличаю­щихся временем экстрагирования, способом распреде­ления сырья в экстракторах, аппаратурой. Их класси­фицируют на статические и динамические. В первом случае экстрагент поступает на сырье периодически, а вытяжку получают за один или несколько приемов. В динамических методах сырье и экстрагент загру­жают периодически, а сливают извлечение непрерывно или загрузка сырья, экстрагента и получение вытяжки идут непрерывно.

Выбор метода определяется эффективностью про­изводства готового продукта и зависит от свойств экстрагента и растительного материала, а также от структуры последнего.

362

363

14.1. i. Мацерация

Мацерация (от лат maceratio — вымачивание) относится к статическим методам экстрагирования. Ранее он широко применялся для получения настоек и был официнальным по ГФ VIII. Метод заключается в настаивании в мацерационном баке необходимого для получения настойки количества материала с про­писанным объемом экстрагента при комнатной темпе­ратуре в течение 7 сут (если в НТД нет других указаний) с периодическим перемешиванием мешал кой. После этого сырье отжимают и замеряют объем полученной вытяжки. Поскольку часть экстрагента удерживается в шроте, его промывают чистым экстра-гентом в количестве, равном оставшемуся в сырье, повторно отжимают и обе порции извлечения объеди­няют. Если полученная вытяжка не соответствует за­данному объему готового продукта, то добавляют чистый экстрагент

Метод малоэффективен. Растительный материал большую часть времени находится в неподвижном состоянии, коэффициент конвективной диффузии не­велик. Процесс протекает медленно, так как вырав­нивание концентрацией веществ внутри растительной клетки и во внешнем слое эстрагента идет в основном за счет молекулярной диффузии. Велики потери на диффузии. Поэтому в данном варианте метод приме­няется крайне редко: при экстрагировании свежего растительного сырья и для получения настоек из «неорганизованного» материала (не имеющего кле­точной структуры).

С целью интенсификации экстрагирования матери­ала процесс ведут при постоянном перемешивании мешалками или во вращающихся мацерационных баках-турбулах. Время экстрагирования при этом можно сократить в несколько раз. Процесс мацерации часто сопровождают циркуляцией экстрагента. После настаивания сырья полученную вытяжку с помощью центробежного насоса возвращают на сырье и вновь настаивают. Циркуляция экстрагента приводит к бо­лее быстрому выравниванию концентраций, т е. к за­вершению процесса экстрагирования.

364

14.2.2. Ремацерация

Ремацерация или дробная мацерация с делением на части экстрагента или сырья и экстрагента явля­ется разновидностью метода мацерации. В первом случае общее количество экстрагента делят на 3— 4 части и последовательно настаивают сырье в первой части экстрагента, затем во второй, третьей и четвер­той, каждый раз сливая вытяжки. Время настаивания подбирается индивидуально в зависимости от свойств растительного материала. Периодическая смена экст­рагента позволяет, при меньшей затрате времени на извлечение, полнее истощить сырье, уменьшить потери на диффузии, так как постоянно поддержи­вается высокая разность концентраций и как след­ствие этого — скорость диффузии.

Модификацией метода дробной мацерации явля­ется его сочетание с циркуляцией экстрагента через слой.-сырья. Экстрагент делят на неравные части и после настаивания сырья сначала в первой, а затем во второй его порции, каждый раз вытяжки возвращают на экстрагируемый материал. С третьей порцией экстрагента сырье только настаивают, без циркуляции.

Перспективным является метод _ддд£що_й мацера­ций, сопровождающий,ся_..л1р£С£1Эвшшем. Сырье "зама­чивают и после набухания отжимают на гидравли­ческих прессах или вальцовых мельницах. Процесс повторяется несколько раз до достижения равновес­ной концентрации. Метод позволяет сократить потери действующих веществ, так как в шроте остается небольшой объем вытяжки. Готовый продукт содер­жит высокое количество экстрагируемых веществ.