关于中药提取过程中乙醇的回收套用研究

发表时间:2020/9/3   来源:《健康世界》2020年13期   作者:庞玺鑫
[导读] 乙醇作为中药提取过程中的常用溶媒,使用范围很广泛

         摘要:乙醇作为中药提取过程中的常用溶媒,使用范围很广泛,并且使用量很大。在中药的生产中,通过药渣加热和提取液浓缩对乙醇的回收,以及生产过程中乙醇直接套用,可以大大地降低药品生产成本。对回收和套用工艺的探讨,能够更合理、更符合规范地去利用乙醇。
         关键词乙醇;中药提取;回收;套用

         乙醇作为中药提取过程中常用溶剂,运用范围很广。在2010版的中国药典所载的成方制剂和单味制剂中,140余种是经过醇沉工艺所得。对于使用后的乙醇是否回收和套用,以及如何回收和套用,一直都是各大药厂讨论的焦点。本文主要从回收需求、回收主要方法、除杂质方法等方面来阐述乙醇回收的重要性。
         1、乙醇回收需求
         1.1节约成本的需求
         从使用量的角度,按照一个年投料量为1000t的醇提取中药车间,乙醇的使用量就是每年约需9000吨。目前,新鲜乙醇的市场价格大约数千元/t,那每年光是乙醇使用的成本就是数千万元。所以从药品生产原材料成本的角度,乙醇是需要回收使用。
         1.2安全性的需求
         乙醇的危险特性是易燃,闪点低,燃烧时发生淡蓝色的火焰。遇氧化剂铬酸、硝酸银、过氯酸盐等反应剧烈,有发生燃烧爆炸的危险。其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热,能引起燃烧爆炸。在火场中,受热的容器有爆炸危险。其蒸汽比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,遇明火会引着回燃。从安全的角度,乙醇需要回收和套用。
         1.3环境保护的需求
         乙醇废水是一种高浓度的有机废水,具有极高的污染负荷。特点如下:
         1.3.1悬浮物含量高。
         1.3.2废水COD高达(2~3)万,包括悬浮固体、溶解性COD和胶体,有机物占93%~94%,无机物占6%~7%,有机物的成分是碳水化合物,其次是含氮化合物,生物菌和未分解的产品。
         1.3.3废水呈酸性,如不加以控制,肆意排入水体会消耗水中大量的溶解氧,破坏氧的平衡,导致水质恶化,对环境带来严重污染。从环境保护的角度,乙醇必须考虑回收和套用。
         2、乙醇回收的主要方法
         中药原料药生产中的几个主要工艺工序,涉及到乙醇的用量大,针对不同的工艺,采用的回收方法也不一样。
         2.1药渣加热回收乙醇
         药渣中乙醇的含量是很高的,例如药材经过醇    提后,药渣中药材与乙醇的比例(与药材含水量有关,药材越干浸入药材中乙醇越多)大约为1:1,这部分乙醇的回收,可以分为三种方法。
         2.1.1使用干燥箱加热蒸发残渣中的乙醇,形成乙醇蒸汽与残渣分离。优点是不会降低乙醇浓度,精馏工段处理容易,回收能耗低。缺点是装卸料劳动强度大、操作不方便、消耗时间长、乙醇挥发严重,存在安全隐患。
         2.1.2直接使用蒸汽加热提取罐里面的残渣,使乙醇挥发,形成蒸汽,达到与残渣分离的目的。优点是蒸汽直接与残渣接触,热效率高,可用于处理大量残渣,安全性高。缺点是水蒸气会随乙醇蒸汽一起经过冷却器而冷凝,过程会降低乙醇浓度,将导致后续精馏处理能耗增加。根据提取使用的乙醇浓度来判断药渣中乙醇回收浓度。

根据其生产经验,在通过蒸汽对药渣进行加热,蒸出的乙醇,在冷凝冷却后的浓度低于35%时,停止对药渣中乙醇的回收,此时乙醇的回收率高达80%以上。
         2.1.3直接加水进入提取罐内,提取残渣中的乙醇,然后过滤,直接分离出乙醇,后续直接进行蒸馏处理达到回收的目的。优点是乙醇与残渣分离过程能耗低。缺点是会造成水的大量引入,过低地降低乙醇浓度,使后期精馏处理过程能耗高,残渣中的其他杂质会随之夹带出,过滤难度加大,精馏设备会受到污染。
         2.2提取液的浓缩和回收乙醇
         由于乙醇二次蒸汽焓值较低,一般浓缩工段采用的是单效浓缩器。单效浓缩分为减压浓缩和常压浓缩。减压单效浓缩采用外加热自然循环与真空负压蒸发相结合的方式,与常压浓缩相比,提取时间少、有效成分提取率多、蒸汽耗量少、冷却水耗量和乙醇耗量少,应用较为广泛。在正常情况下,单效浓缩器通常乙醇回收的浓度可达85%左右[3]。
         2.3乙醇直接回收套用
         我们知道中药提取用溶剂需回收使用的,应当制定回收操作规程。回收后溶剂的再使用不得对产品造成交叉污染,不得对产品的质量和安全性有不利影响。
         药渣中乙醇的蒸出温度比较高,在40~50℃。如果这个工段的操作结束后,利用乙醇本身的热能直接套用,二次能源得到利用,更加节能。单效浓缩器蒸发出乙醇的直接套用也是同样的道理,也是二次能源得到利用。图1为提取工段乙醇套用的示意图,提取罐内药渣中乙醇的回收进入乙醇回收罐,经过检测符合药典规定后,按需用泵输送到乙醇配制罐中进行下一批次提取乙醇的配置。根据生产习惯不同、投料的不同以及乙醇用量的不同,考虑多少个提取罐对应一个乙醇回收罐。
         2.4回收浓度的选择
         在中草药提取工艺中,用乙醇作为提取溶媒时,乙醇的浓度要以能浸出有效成分、满足工艺需要为度。不宜盲目地使用过高浓度的乙醇,一般用90%以上的乙醇提取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等。
         用50%~70%的乙醇提取生物碱、苷类等。用50%以下的乙醇提取苦味质、葸醌化合物等。在中药醇沉工艺中,生物碱化合物醇沉乙醇浓度40%左右;黄酮类化合物醇沉乙醇浓度50%左右;蒽醌类化合物醇沉乙醇浓度60%左右;有机酸类醇沉乙醇浓度65%左右;多糖类醇沉乙醇浓度85%左右;其它天然化合物如皂苷、木脂素、可溶性纤维等成分醇沉乙醇浓度95%左右。
         普通精馏出来乙醇的浓度根据乙醇和水恒沸点混合物曲线,乙醇95.57%(质量分数),水4.43%,但是当乙醇质量分数超过92%时,能耗会大幅度增加。根据工艺的不同,对乙醇的浓度要求不同,这就要求在进行乙醇回收工艺设计的时候,考虑乙醇回收的浓度,结合技术和经济两个方面考虑一种乙醇回收方式,或者两种乙醇回收方式的叠加。
         结束语
         乙醇在中药原料药生产中作为溶剂非常重要,使用的量很大,并且乙醇作为生产危险性极高的甲类物质,必须回收,减少安全隐患和对环境的影响。在中药原料药生产过程中,乙醇在进行回收套用时,首先对回收的乙醇进行质量检测,再判断回收的乙醇可否直接套用,对于不符合直接套用的乙醇进行除杂质处理,再进行使用。总而言之,在生产过程中,乙醇的使用需建立一个完整的套用系统,根据工艺以及各个工段特点进行合理地回收和套用,做到既能满足产品质量要求,又能更好地节约成本。
         参考文献
         [1]黄振江.利用多功能提取罐回收药渣中残留的乙醇.黑龙江医药,2015,28(3).
         [2]图市昆神植物提取有限责任公司甘草酸粉渣.活性炭渣中残留乙醇回收技术研究成果.
         [3]中草药制剂的回收乙醇中杂质的去除方法探讨[J].药物研究,2008.5(5).
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