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随着科学技术的发展,膜分离技术逐渐应用到中药制药工业中,可以对中药活性成分进行提取,可使得中药制剂的生产得以浓缩等。本文主要分析膜分离技术在中药制药中的作用及存在的问题,探讨膜分离技术在中药制药工业中的应用前景。
【关键词】膜分离技术;中药;制药;工业
因膜分离技术在应用过程中,能耗低、无污染等,相比较传统分离技术应用中出现的高能耗、污染环境问题,具有较显著的优势,由此可知,膜分离技术在分离科学中是比较重要的一个部分,也被称作“21世纪最有前途、最有发展前景的高新技术之一,在工业技术改造中起着战略性作用”。而且伴随科技的进步发展,膜分离技术在中药工业领域得到较为广泛的关注及应用。
1 膜分离概述
1.1 膜分离概念
膜分离是通过外界能量或化学位差进行推动,将混合物内的一部分经选择性透过膜进行分离,其中一部分遭到截留,且根据各组分透过膜存在不同迁移率,使得混合物得到有效分离、提纯及浓缩。
1.2 膜分离技术特点
膜分离技术的特点较为明显,膜分离是一个物理过程,实施分离过程中不必加入其他新物质,由此可节约能源并明显降低环境所受的污染;大部分膜分离过程均无相变化,所需能量较低,所以属于一种节能技术;膜分离时的工作温度通常在室温左右,尤其对热敏物质进行处理时具有较高的适用性,比如果汁及有的药品分离;由于膜分离技术所使用的驱动力是压力差或是化学势能差,所以膜分离设备自身并无运动配置,结构较为简单,容易操作及维修。
2 中药活性成份的提取
中草药内含有的化学成分比较复杂,一般包括生物碱、氨基酸、有机酸、酚类、皂甙、甾体、萜类化合物以及蛋白质、粘液质、鞣质、糖类、淀粉、纤维素、无机盐等。相对分子质量具有较为宽泛的分布,在几十~几百万道尔顿范围。目标产物具有的相对分子质量则往往较小,只在几百到几千道尔顿的范围。依据传统水提醇沉工艺实施有效处理,难以使得高分子量的非药用成分得到消除时,往往造成药液的有效成分浓度下降,而且中药极易因吸潮而变质,无法进行良好保存。按照相对分子质量的差别通过膜技术能够减少有机溶媒的使用,且可减少乙醇回收时的能耗,减少生产周期,缩减生产成本,但产品质量明显上升。
3 制剂生产的精制与浓缩
3.1 精制中药药液
常规使用的中药药液精制工艺往往为水提醇沉法,此方法需要较长的流程,产品黏度高,在提取液内往往存在许多亚微粒、微粒和絮状物等杂质。因此在成品静置后往往出现沉淀,对药品外观及品质产生不利影响。若通过采截留分子量的膜予以有效处理,然后罐装,产品外观呈现出透明鲜亮状,口感得到显著改善,且可增加保质期。膜法处理中药药液效果明显优于传统的板框过滤、硅藻土过滤等,可清理其中的鞣质、淀粉、树脂、蛋白、果胶等。产品在澄清度、透光度、稳定性方面均得到显著提升。长时间的存储可使得澄清度不发生改变,不会出现沉淀及挂壁。
3.2 中药针剂中的除杂、除菌、除热
采用超滤膜可消除中药注射剂内的热原,不必通过高温或其他化学法,常温下可完成,具有显著效果,完全能达到药典要求。超滤膜使用过程中不会导致有效成分受到截留,消除热原同时,可提高产品收率。
3.3 中药药液的浓缩
通过浓缩工艺可使得药液保持良好质量,有效节约能源。传统多效蒸发方法在使用时,因高温状态,往往导致热敏性中药受到不利影响。膜蒸馏技术可使得中药提取液得到低温浓缩,效果良好。
4 膜分离技术存在的问题
4.1 膜易污染且难清洗
对中药进行分离纯化时,因中药提取液具有较高的黏度,含有大量的大分子杂质,往往导致膜表面产生黏附层,对膜孔形成堵塞,产生膜污染,降低膜通量,使得膜的使用周期及寿命受到严重影响。目前所使用的清洗方法对于恢复膜通量并无较为良好的效果。所以采用合理的药液预处理及膜清洗工艺对于膜技术的广泛使用具有关键意义。
4.2 膜分离技术基础理论研究薄弱
因膜材质及膜分离的生产工艺性能,膜分离技术在中药使用时并无较为系统性的理论研究,目前并无适宜的中药体系分离的膜成套设备,对膜分离技术的中药工业化使用产生不利影响。
4.3 浓差极化现象
浓差极化在膜分离技术中是存在较为广泛的问题,使得膜的通透速率和截留性能受到极大影响。目前通常提高料液温度、流速,脉冲流动、磁力搅拌,过滤时通过恒速和恒压滤过,或与其它分离方法如澄清法、离心分离法进行联合使用。
5 膜分离的应用前景
膜分离技术在中药领域主要作为过滤除杂的目的进行使用,特别是对中药1、2类药及中药注射剂等液体制剂。采用不同孔径滤膜可使得3、4类药中杂质得以去除,有效缩小剂量。膜分离技术使用时,膜使用寿命、通量衰减、膜污染及其清除等问题较为严重极易因污染而使得膜通量下降,因此减短膜污染进程,使得膜通量得以保持对于膜工艺的研究是一个重要方向,所以研发较为适用的膜材质对于推广膜分离技术的中药应用具有重要意义。而且应建立膜分离工艺及其产品规范化和标准,避免膜分离系统操作时的随意性,造成产品质量的显著差异。
参考文献
[1]刘泽峰.膜分离技术在中药生产领域中的应用[J].中医药导报,2011,17(03):122-123.
[2]王志斌,申静,高朝祥等.高分子膜材料在膜分离过程的应用[J].过滤与分离,2010,20(02):14.
[3]潘廣勇,谢鑫,王聪.膜技术分离纯化金银花绿原酸的工艺研究[J].食品研究与开发,2011,32(10):107-108.
作者简介
陈端瑞(1995-),男,陕西省商洛市人。现为陕西国际商贸学院医药学院药学B1302班学生。
作者单位
陕西国际商贸学院医药学院 陕西省西安市 712046
【关键词】膜分离技术;中药;制药;工业
因膜分离技术在应用过程中,能耗低、无污染等,相比较传统分离技术应用中出现的高能耗、污染环境问题,具有较显著的优势,由此可知,膜分离技术在分离科学中是比较重要的一个部分,也被称作“21世纪最有前途、最有发展前景的高新技术之一,在工业技术改造中起着战略性作用”。而且伴随科技的进步发展,膜分离技术在中药工业领域得到较为广泛的关注及应用。
1 膜分离概述
1.1 膜分离概念
膜分离是通过外界能量或化学位差进行推动,将混合物内的一部分经选择性透过膜进行分离,其中一部分遭到截留,且根据各组分透过膜存在不同迁移率,使得混合物得到有效分离、提纯及浓缩。
1.2 膜分离技术特点
膜分离技术的特点较为明显,膜分离是一个物理过程,实施分离过程中不必加入其他新物质,由此可节约能源并明显降低环境所受的污染;大部分膜分离过程均无相变化,所需能量较低,所以属于一种节能技术;膜分离时的工作温度通常在室温左右,尤其对热敏物质进行处理时具有较高的适用性,比如果汁及有的药品分离;由于膜分离技术所使用的驱动力是压力差或是化学势能差,所以膜分离设备自身并无运动配置,结构较为简单,容易操作及维修。
2 中药活性成份的提取
中草药内含有的化学成分比较复杂,一般包括生物碱、氨基酸、有机酸、酚类、皂甙、甾体、萜类化合物以及蛋白质、粘液质、鞣质、糖类、淀粉、纤维素、无机盐等。相对分子质量具有较为宽泛的分布,在几十~几百万道尔顿范围。目标产物具有的相对分子质量则往往较小,只在几百到几千道尔顿的范围。依据传统水提醇沉工艺实施有效处理,难以使得高分子量的非药用成分得到消除时,往往造成药液的有效成分浓度下降,而且中药极易因吸潮而变质,无法进行良好保存。按照相对分子质量的差别通过膜技术能够减少有机溶媒的使用,且可减少乙醇回收时的能耗,减少生产周期,缩减生产成本,但产品质量明显上升。
3 制剂生产的精制与浓缩
3.1 精制中药药液
常规使用的中药药液精制工艺往往为水提醇沉法,此方法需要较长的流程,产品黏度高,在提取液内往往存在许多亚微粒、微粒和絮状物等杂质。因此在成品静置后往往出现沉淀,对药品外观及品质产生不利影响。若通过采截留分子量的膜予以有效处理,然后罐装,产品外观呈现出透明鲜亮状,口感得到显著改善,且可增加保质期。膜法处理中药药液效果明显优于传统的板框过滤、硅藻土过滤等,可清理其中的鞣质、淀粉、树脂、蛋白、果胶等。产品在澄清度、透光度、稳定性方面均得到显著提升。长时间的存储可使得澄清度不发生改变,不会出现沉淀及挂壁。
3.2 中药针剂中的除杂、除菌、除热
采用超滤膜可消除中药注射剂内的热原,不必通过高温或其他化学法,常温下可完成,具有显著效果,完全能达到药典要求。超滤膜使用过程中不会导致有效成分受到截留,消除热原同时,可提高产品收率。
3.3 中药药液的浓缩
通过浓缩工艺可使得药液保持良好质量,有效节约能源。传统多效蒸发方法在使用时,因高温状态,往往导致热敏性中药受到不利影响。膜蒸馏技术可使得中药提取液得到低温浓缩,效果良好。
4 膜分离技术存在的问题
4.1 膜易污染且难清洗
对中药进行分离纯化时,因中药提取液具有较高的黏度,含有大量的大分子杂质,往往导致膜表面产生黏附层,对膜孔形成堵塞,产生膜污染,降低膜通量,使得膜的使用周期及寿命受到严重影响。目前所使用的清洗方法对于恢复膜通量并无较为良好的效果。所以采用合理的药液预处理及膜清洗工艺对于膜技术的广泛使用具有关键意义。
4.2 膜分离技术基础理论研究薄弱
因膜材质及膜分离的生产工艺性能,膜分离技术在中药使用时并无较为系统性的理论研究,目前并无适宜的中药体系分离的膜成套设备,对膜分离技术的中药工业化使用产生不利影响。
4.3 浓差极化现象
浓差极化在膜分离技术中是存在较为广泛的问题,使得膜的通透速率和截留性能受到极大影响。目前通常提高料液温度、流速,脉冲流动、磁力搅拌,过滤时通过恒速和恒压滤过,或与其它分离方法如澄清法、离心分离法进行联合使用。
5 膜分离的应用前景
膜分离技术在中药领域主要作为过滤除杂的目的进行使用,特别是对中药1、2类药及中药注射剂等液体制剂。采用不同孔径滤膜可使得3、4类药中杂质得以去除,有效缩小剂量。膜分离技术使用时,膜使用寿命、通量衰减、膜污染及其清除等问题较为严重极易因污染而使得膜通量下降,因此减短膜污染进程,使得膜通量得以保持对于膜工艺的研究是一个重要方向,所以研发较为适用的膜材质对于推广膜分离技术的中药应用具有重要意义。而且应建立膜分离工艺及其产品规范化和标准,避免膜分离系统操作时的随意性,造成产品质量的显著差异。
参考文献
[1]刘泽峰.膜分离技术在中药生产领域中的应用[J].中医药导报,2011,17(03):122-123.
[2]王志斌,申静,高朝祥等.高分子膜材料在膜分离过程的应用[J].过滤与分离,2010,20(02):14.
[3]潘廣勇,谢鑫,王聪.膜技术分离纯化金银花绿原酸的工艺研究[J].食品研究与开发,2011,32(10):107-108.
作者简介
陈端瑞(1995-),男,陕西省商洛市人。现为陕西国际商贸学院医药学院药学B1302班学生。
作者单位
陕西国际商贸学院医药学院 陕西省西安市 712046