第一节
中药提取

提取设备是药物提取生产的关键，随着机械制造、材料、化工仪表、自动化等相关领域的发展和进步，国内的提取设备在设计制造和生产安装上，都有了很大的进步，能满足制药工业需求。目前应用较多的提取设备主要是渗漉罐、浸提罐和提取浓缩机组、超临界流体萃取设备。

一、中药提取的方法

药材中的活性成分大多为其次生代谢产物，如生物碱、黄酮、皂苷、香豆素、木脂素、醌、多糖、萜类及挥发油等，其含量很低，为了适应中药现代化要求，对其进行提取分离和富集、纯化，进而利用现代制剂技术，生产临床所需的各种剂型的药品。

将药材中所含的某一活性成分或多种活性成分（成分群）分离出来的工业过程即提取过程。从药材中提取活性成分的方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、升华法和压榨法等。

药材活性成分提取方法较多，其选择应根据药材特性、活性成分、理化性质、剂型要求和生产实际等综合考虑。目前，水蒸气蒸馏法、升华法和压榨法的应用范围十分有限，大多数情况下采用的是溶剂提取法，其相应的技术特点如表3-1所示。

二、中药提取工艺的分类

常用的提取过程大致可以分为以下几种典型的工艺：单级间歇、单级回流温浸、单级循环、多级连续逆流和提取浓缩一体化等。

（一）单级间歇

单级间歇是将药材分批投入提取设备中，放入一定量的提取溶剂，常温或保温进行提取，等一批提取完成后，再进行下一批药材的提取。其优点是工艺和设备较简单，造价低，适合各种物料的提取。缺点是提取时间长，提取强度也差。

（二）单级回流温浸

单级回流温浸与单级间歇提取工艺相似，只是在提取设备上加装了冷凝（却）器，使提取液的蒸汽通过冷凝（却）器回流至提取设备。可以使提取过程在温度比较高的过程中进行，也可以进行芳香油的提取。

（三）单级循环

单级循环增加了一台提取液循环泵，在提取过程中，通过料液的循环，增加提取设备中药材和提取液的浓度梯度，使药材内部的物质向提取液转移速度加大。其优点是能提高提取强度及设备的利用率。

（四）多级连续逆流

多级连续逆流由多台单级循环提取系统组成，主要原理是将新鲜的水或溶剂加入最后一步需要提取的系统中，提取液由最先投料的系统出来，这样能保证在提取过程中，提取液能在最大的浓度梯度中进行提取，并可使提取连续进行。其优点是适合较大规模的生产，提取强度也大；缺点是设备投入较大，系统较复杂。

（五）提取浓缩一体化

提取浓缩机组将提取系统与浓缩系统合为一体。其优点是占地少，能耗低，蒸发的冷凝液可作为新鲜的提取液进入提取设备，故提取可以很完全。缺点是由于一台提取设备自带一台蒸发器，设备的相互利用率较差。

三、中药提取设备

生产中常用的提取设备大致有以下几种：适用于渗漉提取法的渗漉罐，可调节压力、温度的密闭间歇式回流提取或蒸馏的多功能提取设备，越来越多地应用于生产的微波提取设备、超声提取设备等。

（一）渗漉罐

渗漉提取是一种动态的提取方法，在实际生产过程中根据提取工作的需要分为单渗漉、重渗漉、加压渗漉和逆流渗漉等方法。同时，也出现了很多与之相适应的渗漉设备，以满足不同生产方法的需要。渗漉罐是渗漉提取中最重要的设备，渗漉罐配套了压滤器、离心机、浓缩设备、喷雾干燥器等，可以实现从加入药材和溶剂，至最终直接获得干燥提取物的完整提取工序。

1.基本原理 将药材适度粉碎后装入特制的渗漉罐中，从渗漉罐上方连续加入新鲜溶剂，使其在渗漉罐内药材积层的同时产生固液传质作用，从而浸出活性成分，自罐体下部出口排出浸出液，这种提取方法即称为“渗漉法”。渗漉是一种动态的提取方式，一般用于要求提取比较彻底的贵重或粒径较小的药材，有时对提取液的澄明度要求较高时也采用此法提取。渗漉提取一般以有机溶媒居多，有的药材提取也可采用低浓度的酸、碱水溶液作为提取溶剂。渗漉提取前需先将药材浸润，以加快溶剂向药材组织细胞内渗透，同时也可以防止渗漉过程中料液产生短路现象而影响收率，也能缩短提取时间。

2.结构与特点 渗漉提取的主要设备是渗漉罐，可分为圆柱形和圆锥形两种，结构如图3-1所示。渗漉罐结构形式的选择与所处理药材的膨胀性质和所用的溶剂有关。对于圆柱形渗漉罐，膨胀性较强的药材粉末在渗漉过程中易造成堵塞；而圆锥形渗漉罐罐壁的倾斜度较大，能较好地适应其膨胀变化，从而使得渗漉生产正常进行。水作为溶剂渗漉时，易使得药材粉末膨胀，则多采用圆锥形渗漉罐；而有机溶剂作溶剂时，药材粉末的膨胀变化相对较小，可以选用圆柱形渗漉罐。

渗漉罐的材料主要有搪瓷、不锈钢等。渗漉罐的外形尺寸一般可根据生产的实际需要向设备厂商定制，相关的技术参数示例如表3-2所示。

（二）多功能提取设备

中药提取方法一般从处方药材的性质、溶剂性质、剂型的要求和生产实际等方面综合考虑。多功能提取设备是中药制剂生产中的关键设备，适用于煎煮、温浸、回流等多种工艺，其提取操作可根据不同需求采取不同方式。

1.多功能提取设备的组成 中药提取的方法不同，用到的设备也不相同，常用的回流提取设备为多功能提取装置（图3-2）。该装置由提取罐、冷凝器、冷却器、油水分离器、管道过滤器等组成，可根据不同需要采取不同方式。多功能提取装置既可进行常压常温提取，也可加压高温提取或减压低温提取；适用于水提、醇提、提油、蒸制以及回收药渣中的溶剂；采用气压自动排渣，操作方便、安全、可靠；设有集中控制台，可控制各项操作，便于药厂实现机械化、自动化生产。

采用多功能提取装置提取时，将中药材和水装入提取罐，向罐内直通蒸汽加热，当达到提取温度后，改向夹层通蒸汽间接加热，以维持罐内温度在规定范围内。如用醇提取，则直接用夹层通蒸汽进行间接加热。提取过程中产生的大量蒸汽，经泡沫捕集器到热交换器进行冷凝，再进入冷却器进一步冷却，最后进入气液分离器，残余气体逸出，液体则回流到提取罐内，如此循环直至提取终止。提取完毕后，药液从罐体下部排液口放出，经管道过滤器滤过，用泵输送到浓缩工段。在提取过程中，罐体下部排液口放出的浸出液，亦可再用水泵打回罐体内，进行强制性循环提取。该法加速了固液两相间的相对运动，从而增强对流扩散及浸出过程，提高了浸出效率。一般回流提取时，通向油水分离器的阀门必须关闭，但提取挥发油（又称吊油）时须打开。加热方式与水提操作基本相似，不同的是，在提取过程中含挥发油的蒸汽经冷却器冷却后，直接进入油水分离器，此时冷却器与气液分离器的阀门通道必须关闭。分离的挥发油从油出口排出，芳香水从回流水管道经气液分离器进行气液分离，残余气体排入大气，而液体回流到罐体内。两个油水分离器可交替使用。提油进行完毕，对油水分离器内残留液体可从底阀放出。进行油水分离时，应注意油水的比重。

2.提取罐 国家标准中提取罐的筒体有无锥式（W型）、斜锥式（X型）两类，后者还细分为正锥式和斜锥式。提取罐内物料的加热通常采用蒸汽夹套加热，在较大的提取罐中，如10m 3 提取罐，可以考虑使用罐内加热装置；动态提取工艺通过输液泵将罐体内液体进行循环，因此设置罐外加热装置比较方便。提取药材中的挥发油成分，需要用水蒸气蒸馏，可以在罐内设置直接蒸汽通气管。

（1）提取罐的分类　按照提取罐筒体可分为直筒式、斜锥式、正锥式等；也可根据提取工艺的需要在提取罐内部加搅拌器或形成外循环，分为搅拌式、强制外循环式等。

（2）提取罐的结构与功能　①直筒式提取罐：直筒式提取罐是比较新颖的提取罐，其最大的优点是出渣方便，缺点是对出渣门和气缸的制造加工要求较高。一般情况下，直筒式浸提罐的直径限于1300mm以下，对于体积要求大的，不适合选用此种形式的提取罐。②斜锥式提取罐：斜锥式提取罐是目前常用的浸提罐，制造较容易，罐体直径和高度可以按要求改变。缺点是在提取完毕后出渣时，可能产生搭桥现象，需在罐内加装出料装置，通过上下振动以帮助出料。斜锥式提取罐的结构如图3-3所示。

3.搅拌式提取罐 根据浸提原理，在提取罐内部加搅拌器，通过搅拌使溶媒和药材表面充分接触，能有效提高传质速率，强化提取过程，缩短提取时间，提高设备的使用率。但此种设备对某些容易搅拌粉碎和糊化的药材不适宜。搅拌式提取罐的排渣形式有两种：一种是用气缸的快开式排渣口，当提取完毕药液放空后，再开启此门，将药渣排出，这种出渣形式对药材颗粒的大小要求不是很严格；另一种是当提取完成后，药液和药渣一同排出，通过螺杆泵送入离心机进行渣液分离，这种出渣方式对药材的颗粒大小有一定的要求，太大或太长易造成出料口的堵塞。搅拌式提取罐的结构如图3-4所示，相关的技术参数示例如表3-3所示。

4.强制外循环式提取罐 强制外循环提取即在溶剂提取物料有效成分的过程中，用泵使提取液在罐内外进行强制循环流动。外循环式提取罐（机组）产品型号由产品名称代号、型式代号、规格代号等组成。例如QTX-3型表示容积为3m 3 的强制外循环斜锥式提取罐（机组），QTWJ-3型表示容积为3m 3 的强制外循环无锥内加热器式提取箱（机组）。国家标准中，强制外循环式提取罐按罐底外形分为两类、三种型式：以X代表斜锥式；以W代表无锥式，以WJ代表罐内有内加热器的无锥式。

（三）微波提取设备

微波是指波长介于1mm～1m（频率介于3×10 6 ～3×10 9 Hz）的电磁波，微波在传输过程中遇到不同的介质，依介质的性质不同，产生反射、吸收和穿透现象。微波辅助提取即是利用微波的作用，使用合适的溶剂从各种物质中提取各种化学成分的技术和方法。该技术现已越来越多地用于中药制药工艺中。

1.基本原理 微波辅助提取的机理比较复杂，大致可从以下三个方面来分析：

（1）微波辐射过程　高频电磁波穿透萃取介质到达药材内部的微管束和腺细胞系统，由于吸收了微波能，胞内温度迅速上升，从而使细胞内部的压力超过细胞壁所能承受的能力，使细胞壁产生大量孔洞和裂纹，胞外溶剂容易进入细胞，从而溶解和提取有效成分。

（2）微波所产生的电磁场　可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散。例如，以水作溶剂时，在微波场的作用下，水分子由高速转动状态转变为激发态，这是一种高能量的不稳定状态。此时水分子汽化以加强萃取组分的驱动力，或释放出自身多余的能量回到基态，所释放出的能量将传递给其他物质的分子，以加速热运动，大大提高了活性成分由药材内部扩散至固液界面的传质速率，缩短了提取时间。

（3）微波的频率　由于微波的频率与分子转动的频率相关，因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能。在微波萃取中，由于吸收微波能力存在差异，基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使被萃取物质从基体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。

传统中药加热提取是以热传导、热辐射等方式自外向内传递热量；而微波萃取是一种“体加热”过程，即内外同时加热，因而加热均匀，热效率较高。微波萃取时没有高温热源，因而可消除温度梯度，且加热速度快，物料的受热时间短，有利于热敏性物质的萃取。此外，微波萃取不存在热惯性，因而过程易于控制；同时，微波萃取不受药材含水量的影响，无需干燥等预处理，简化了提取工艺。

2.设备的结构 目前，微波辅助提取已经越来越多地应用于药物提取生产中，使中试和工业规模的提取工艺和设备也得到迅速发展。微波提取设备大体上分为两大类，一类是间歇釜罐式，另一类是连续式。后者又分为管道流动式和连续渗漉微波提取式，具体参数一般由设备制造厂家根据使用厂家的要求设计。

通常，微波辅助提取设备主要由微波源、微波加热腔、提取罐体、功率调节器、温控装置、压力控制装置等组成，工业化的微波辅助提取设备要求微波发生功率足够大，工作状态稳定，安全屏蔽可靠，微波泄漏量符合要求。图3-5所示为微波辅助提取罐的基本原理。

（四）超声提取设备

超声提取法是利用超声波辐射压强产生的强烈空化效应、热效应和机械效应等，通过加快介质分子的运动频率和速度，增大介质的穿透力，从而加速目标组分进入溶剂，以提取有效成分的方法。超声波提取具有提取效率高、时间短、温度低、适应性广等优点，大多数中药材的各类成分均可采用超声提取法。

1.基本原理 超声提取是基于压电换能器产生的快速机械振动波（超声波）的特殊物理性质而进行的，主要包括下列三种效应。

（1）空化效应　在通常情况下，介质内部或多或少地溶解了一些微气泡，这些气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的“空化效应”。由“空化效应”不断产生的无数个内部压力达到几千个大气压的微气泡不断“爆破”，产生微观上的强大冲击波作用在中药材上，使药材植物细胞壁破裂，药材基体被不断剥蚀，而且整个过程非常迅速，有利于活性成分的浸出。

（2）机械效应　超声波在连续介质中传播时，可以使介质质点在传播的空间内产生振动而获得巨大的动能和加速度，从而强化介质的扩散、传质，这就是超声波的机械效应。由于超声波能量给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度，从而在二者之间产生摩擦。这种摩擦力可使得生物分子解聚，加速活性成分溶出。

（3）热效应　和其他物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，介质将所吸收能量的全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材温度升高，增大了活性成分的溶解度。但由于这种吸收声能引起的药材组织内部温度的升高是瞬间的，因此对目标活性成分的结构和生物活性几乎没有影响。

此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等，这些效应的共同作用奠定了超声提取的基础。

2.基本结构 目前，超声提取在制剂质量检测中已经广泛使用，在药物提取生产中也逐步从实验室向中试和工业化发展。超声提取设备主要由超声波发生器、换能器振子、提取罐体、溶剂预热器、冷凝器、冷却器、气液分离器等组成。 iH/OO5NcNo2Z5Zl9RZiZGi+cF7RxitMbQGCrcnGLnrDpx4XaWc4WsixXIW5UPEUY