5.3. Определение условий экстракции растительного сырья

Под условиями экстракции следует понимать главные показатели процесса, определяющие эффективность процесса экстракции и качество полученного экстракта.

5.3.1. Определение времени наступления равновесной концентрации в системе экстрагент—сырьё

Для определения равновесной концентрации измельченные корни шиповника собачьего (5,0 г) загружали в перколяторы и заливали экстрагентом с учётом коэффициента поглощения до образования «зеркала». Настаивали сырье в течение 5, 10, 15, 20, 24, 72 часов в 6-ти перколяторах. Через каждый указанный промежуток времени производили сливы извлечений из перколяторов. В полученных извлечениях определяли содержание экстрактивных и дубильных веществ.

Определение проведено в пяти повторностях, полученные данные статистически обработаны и представлены таблице 20.

Таблица 20 - Содержание экстрактивных веществ в извлечениях из корней шиповника собачьего в зависимости от времени настаивания

Время настаивания, час	5	10	15	20	24	72
Содержание экстрактивных веществ, %	4,78± 0,84%	10,22± 0,79%	17,31± 0,76%	22,8± 0,67%	23,5± 0,85%	24,98± 0,83%
Содержание дубильных веществ, %	3,42± 0,95%	5,77± 0,68%	8,93± 0,85%	10,11± 0,94%	10,11± 0,93%8	11,77± 0,92%

По результатам, представленным в таблице 20, следует, что равновесие в системе сырьё—экстрагент наступает после 24 часов настаивания.

Используя данные таблицы 20, строили график зависимости содержания экстрактивных веществ от времени настаивания для более точного определения времени наступления равновесной концентрации в системе экстрагент—сырьё (рис.14).

Рисунок 14 - Зависимость содержания экстрактивных и дубильных веществ в извлечениях из корней шиповника собачьего от времени настаивания

Проанализировав данные рисунка 14, можно сделать вывод, что равновесная концентрация веществ наступает через 24 часа.

5.3.2. Разработка способа расчета числа диффузоров в батарее

Метод реперколяции при производстве галеновых препаратов относится к числу равновесных способов экстрагирования. Это позволяет рассматривать процесс, происходящий в одном диффузоре, как многократную мацерацию, т.е. ремацерацию. При таком экстрагирования каждое настаивание проводится до наступления равновесия в системе.

При выводе способа расчета числа мацераций мы будем руководствоваться следующими обозначениями:

x - концентрация веществ в сырье (в %);

k - коэффициент поглощения (в м³/кг);

р - навеска сырья (в кг);

q - разбавление означает отношение объема v внешнего сока или готового извлечения к навеске сырья (р), т.е. (в м³/кг) (для жидких экстрактов 1:1 и 1:2 и настоек 1:5 и 1:10 разбавление равно соответственно 1, 2, 5 и 10;

v - объем внешнего сока на каждой ступени мацерации (в м³);

u - объем жидкой фазы в системе, на каждой ступени мацерации (в м³);

а - объем экстрагента, поглощенного сырьем (в м³);

y - начальное содержание веществ в навеске сырья в весовых единицах (в кг);

n - число мацераций или число диффузоров в батарее (в шт);

ε - количество веществ, извлеченных на каждой мацерации (в кг);

β - степень истощения сырья (в %);

v_n- объем извлечения, полученного за n мацераций (в м³);

c_n - концентрация веществ в извлечении, полученном за n мацераций (в %);

M - количество веществ, извлеченных за n мацераций (в кг);

Q - остаток веществ в сырье в весовых единицах после мацераций (в кг)

При этом

(21)

(22)

(23)

Способ расчета числа мацераций выводится для условий, когда в системе растительное сырье - экстрагент обязательно равновесие и когда на каждой мацерации в каждом диффузоре а=Const

v=Const u=Const

Общее количество веществ, извлеченных за n мацераций, находится по разнице между начальным содержанием веществ в сырье y и остатком после n мацераций Q_n

или

(24)

При любых способах экстрагирования одной из основных задач, которой приходится руководствоваться, является степень истощения сырья β в %, т. е. (25)

Подставив в это уравнение значение М_n и у, получим:

(26)

откуда

(27)

Из этого уравнения можно определить число мацераций n, которые обеспечивают заданную степень истощения сырья β. После преобразований и логарифмирования получаем уравнение:

; ; (28)

или

(29)

Полученные уравнения дают возможность вычислить исходную концентрацию веществ в сырье на каждой мацерации, степень истощения сырья за n мацераций, число мацераций, обеспечивающих заданную степень истощения сырья, объем извлечения собранного n мацераций и концентрацию веществ в извлечении, полученном за n мацераций.