茯苓多糖提取課程設(shè)計報告書

1、第一章簡介1.1茯苓簡介1.1.1茯苓概述茯苓，俗稱云靈、松靈、茯苓，是寄生在松樹根部的真菌類植物。其原生動物為茯苓科植物茯苓的干燥菌核，多寄生于馬尾松或紅松的根部。產(chǎn)于、等地。古人稱茯苓為“四時神藥”，因其功效廣泛，不分四季，配伍諸藥，不分寒、溫、風(fēng)。 、濕氣等疾病，都能發(fā)揮其獨特的功效。茯苓性味甘、淡、平。它是一種常用的中藥。茯苓多糖具有抑制腫瘤生長和調(diào)節(jié)免疫力的作用。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，茯苓可以增強機體的免疫功能，而茯苓多糖具有明顯的抗腫瘤和保肝作用。1.1.2藥理作用利尿作用用70%酒精冷浸茯苓生藥，使浸液中的酒精蒸發(fā)，加蒸餾水稀釋至一定濃度，然后根據(jù)體重選擇健康兔注射。增加。犬靜脈注射

2、茯苓湯（0.048g/kg），尿量不增加，大鼠也無效或無力；以尿量和排氯量為觀察指標，用茯苓湯灌胃給大鼠（禁食12小時），結(jié)果在該實驗條件下，茯苓也不能顯示出其利尿、去氯作用。茯苓抗菌作用100 %煎劑對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、變形桿菌等有抑制作用。茯苓在試管法中無抗菌作用。茯苓醇提物可體外殺滅鉤端螺旋體，但煎劑無效。對消化系統(tǒng)的影響茯苓對家兔離體腸管有直接松弛作用，對大鼠幽門結(jié)扎形成的潰瘍有預(yù)防作用，并可降低胃酸。此外，對四氯化碳引起的大鼠肝損傷有明顯的保護作用，顯著降低丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶活性，防止肝細胞壞死。抗腫瘤作用茯苓的主要成分是茯苓多糖，含量非常高。茯苓聚糖本身沒有抗腫瘤活性。如果將

3、其中所含的-（16）吡喃葡萄糖支鏈切割成簡單的-（13）葡聚糖，對小鼠肉瘤S180的抑制率可達96.88%。此外，茯苓多糖對免疫功能也有一定的作用，如：增加巨噬細胞的細胞毒性，增加酸性非特異性酯酶陽性淋巴細胞的數(shù)量等。1.2茯苓多糖的提取近年來茯苓多糖的提取方法一般采用熱水提取法、堿液提取法、酸提取法等。通過凈化過程。煎煮法是我國最早的。采用傳統(tǒng)的浸出方法。就是將炮制好的藥材用適量的水加熱煮沸23次，煎出有效成分。此法簡單易煎，可煎出大部分有效成分，但煎液中雜志較多，容易霉變腐敗，部分不耐熱揮發(fā)性成分在煎煮過程中被破壞揮發(fā)。煎煮過程。第二章工藝流程及操作要點茯苓多糖的生產(chǎn)主要介紹提取工藝，如下

4、圖所示：茯苓的前處理茯苓的前處理12倍量的水茯苓飲片12倍量的水茯苓飲片 浸泡 8倍量的水 8倍量的水 煎煮 煎煮 過濾 過濾圖2-1 茯苓提取工藝流程圖2.1 提取過程2.1.1現(xiàn)代中藥提取分離方法中醫(yī)藥是世界醫(yī)學(xué)寶庫中一顆璀璨的明珠。隨著現(xiàn)代中藥的發(fā)展和新藥開發(fā)的要求，人類迫切需要了解中藥的有效成分。如果有效成分的濃度不高，用量會增加。同時，由于無效或低效部位的存在，中藥易吸潮變質(zhì)，從而得以保存。單獨提取?，F(xiàn)代中藥的提取分離方法主要有傳統(tǒng)提取方法、超濾技術(shù)、大孔吸附樹脂純化分離技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)等。（一）中藥有效成分的傳統(tǒng)提取方法傳統(tǒng)的中藥有效成分提取方法主要是采用有機溶劑萃取，如醇

5、沉，再通過色譜、重結(jié)晶等分離技術(shù)對藥物進行進一步提純。傳統(tǒng)方法存在以下問題：一是有機溶劑在提取過程中可能與活性成分發(fā)生相互作用，使其失去原有功效；二是提取步驟多且復(fù)雜，技術(shù)要求苛刻，能耗高；第三，不能最大限度去除不存在的成分，濃縮率不夠高；四、工藝過程常在高溫下操作，會導(dǎo)致熱敏性活性成分大量分解；一些復(fù)合特征。傳統(tǒng)方法的上述缺陷使其難以同時滿足市場供需兩方面的要求，未來退出技術(shù)競爭是不可避免的。(2) 超濾技術(shù)超濾技術(shù)是1960年代發(fā)展起來的一種膜分離方法。中藥的化學(xué)成分十分復(fù)雜，通常含有無機鹽類、生物堿類、氨基酸類和有機酸類、酚類、酮類、皂甙類、甾體類和萜類化合物以及蛋白質(zhì)、淀粉、多糖、纖維

6、素等幾十至幾百萬種。一般來說，高分子物質(zhì)主要是膠體、纖維等非藥理成分或藥效低的成分。藥物有效成分的分子量一般很小，只有幾百到幾千。膜分離技術(shù)是根據(jù)分子量來達到分離提純的目的。其特點是：有效膜面積大，過濾速度快，不適應(yīng)表面濃差極化現(xiàn)象，無相態(tài)變化，低溫操作破壞有效成分的可能性小，能耗低。低，環(huán)保。需要指出的是，一些中藥中所含的高分子成分也具有一定的生理活性或療效。因此，在采用超濾法制備此類中藥提取物制劑時，應(yīng)采取一定的措施對高分子量有效成分進行分離和保護。 ，減少其損失。(3) 大孔吸附樹脂的提純分離技術(shù)該技術(shù)是1970年代后期逐漸應(yīng)用于中藥有效成分提取分離的一種分離提純技術(shù)。大孔吸附樹脂是一種

7、無交換基因、大孔結(jié)構(gòu)的有機高分子吸附劑。具有吸附容量大、選擇性好、易解吸、機械強度高、易再生、吸附速率快等特點。特別適用于水溶液中低極性或非極性化合物的分離，以及苷類、黃酮類、皂苷類、生物堿類等活性成分的分離純化。其主要用途是分離、脫鹽、濃縮和去除雜質(zhì)。大孔吸附樹脂法是分離中藥水溶性成分的有效方法。(4) 超臨界流體萃取技術(shù)超臨界流體萃取是利用超臨界流體代替常規(guī)有機溶劑提取分離中藥有效成分的新技術(shù)。由于無毒無腐蝕性，臨界條件適中，成為超臨界流體萃取最常用的超臨界流體，通常稱為超臨界流體萃取。這種方法的操作范圍很廣。最常用的工作范圍是壓力83MPa，溫度35 到80 ；易于控制，選擇性好。通過調(diào)

8、節(jié)壓力和溫度，可以改變超臨界的密度，從而改變其對物質(zhì)的影響。溶解能力強，靶向提取中藥中部分有效成分；操作溫度低，適合熱敏性活性成分的提?。粡奶崛〉椒蛛x可一步完成，提取后不會殘留在提取液上；且便宜易得，可回收利用。2.1.2水提醇沉工藝本課程設(shè)計采用水提醇沉法處理茯苓，主要是該方法操作簡單，不需要引進先進設(shè)備，茯苓年加工能力為100噸。工廠量產(chǎn)。水提醇沉工藝的原理是在藥材的水浸液中加入一定濃度的乙醇溶液。由于乙醇的存在改變了水滲濾液系統(tǒng)中的溶解度平衡，一些沉淀物會沉淀出來，這些物質(zhì)會被過濾掉。 ，水提醇沉工藝主要用于注射劑和口服制劑等液體制劑。這些中成藥的質(zhì)量要求往往要求藥液清澈透明，在運輸、儲

9、存、銷售和檢驗合格后的患者使用全過程中，生產(chǎn)過程中不得出現(xiàn)藥品混濁，因此多次出現(xiàn)不同程度的醇沉生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用濃度乙醇。（一）中藥有效成分的提取浸出技術(shù)是指用適當?shù)慕鋈軇┖头椒◤乃幉闹薪鲇行С煞值墓に嚰夹g(shù)。根據(jù)藥理作用和成分性質(zhì)，藥用成分可分為：有效成分、輔助成分、無效成分和組織物質(zhì)。有效成分是指在中草藥中起主要藥用作用的物質(zhì)。通?！盎钚猿煞帧笔侵敢环N化學(xué)單體；輔料是指無特殊療效但能增強或緩和有效成分作用的物質(zhì)，或有利于有效成分浸出或增加制劑穩(wěn)定性的物質(zhì)；無效成分是指本身無效甚至有害的物質(zhì)；組織物質(zhì)是構(gòu)成藥材的一些細胞或不溶性物質(zhì)。在浸出過程中，有效成分和輔助成分是浸出的主要對象，而無效

10、成分和組織物質(zhì)應(yīng)盡可能去除。(2) 影響浸出的主要因素1、浸出溫度浸出溫度越高，擴散效果越快，浸出速度越快。因此，提高浸出溫度可以加快浸出速度。但提高浸出溫度有時會破壞某些草藥中的活性成分。因此，不能盲目提高浸出溫度。通常浸出溫度低于100C。它還受浸出劑沸點的影響。2.植物破碎程度粉碎后的顆粒越小，比表面積越大，傳質(zhì)面積越大，浸出速度越快。如果顆粒太小，會浸出植物中的膠體物質(zhì)、淀粉等，也會增加浸出液過濾分離的難度，所以粉碎程度越小越好。而是要在實際工作中選擇最佳的研磨度，不同的藥材需要有所不同。3、藥材顆粒與滲濾液的水動力狀態(tài)或相對運動速度相對速度越高，擴散邊界層越薄或邊界層更新越快，由于它

11、們之間的摩擦，有利于加速浸出過程。但對于逆流浸出，要防止出現(xiàn)不利于浸出的“返混”現(xiàn)象。4、浸出壓力對于溶劑難以滲入藥材的浸出過程，增加壓力有利于浸出過程。在高壓下。植物體的一些細胞壁可以被破壞，從而促進溶質(zhì)的擴散。然而，易滲透植物的浸出過程主要受擴散過程控制。在這種情況下，增加壓力對提高浸出速度幾乎沒有影響。增加壓力的主要目的是加快滲透過程，使植物的毛細孔迅速充滿溶劑，使植物中的有活力物質(zhì)溶解形成濃溶液，并有濃溶劑與周圍溶劑之間的差異，使溶質(zhì)開始出現(xiàn)。擴散過程所需的時間縮短。5. 溶劑的選擇使用溶劑萃取法的關(guān)鍵是選擇合適的溶劑。如果選擇合適的溶劑，可以相對順利地提取所需的成分。選擇溶劑時要注意

12、以下三點：（1）溶劑對活性成分的溶解度高，對雜質(zhì)的溶解度低； (2)溶劑不能與中藥有效成分發(fā)生化學(xué)變化； (3)溶劑必須經(jīng)濟、易得、使用安全、易于回收等。常用的萃取溶劑可分為以下三類：水水是一種強極性溶劑。中草藥中的親水性成分，如無機鹽、糖類、分子不太大的多糖、單寧、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸鹽、生物堿鹽、甙等，都能被水溶解。親水性有機溶劑(2) 親水性有機溶劑親水性有機溶劑是指能與水混溶的有機溶劑，如乙醇（酒精）、甲醇（木質(zhì)素）、丙酮等，最常用的是乙醇。乙醇對中草藥細胞具有較好的溶解性和較強的穿透能力。中藥中的親水性成分除蛋白質(zhì)、粘液、果膠、淀粉及部分多糖、油、蠟外，在乙醇中有一定的溶解度；一些

13、不溶于水的親脂性成分在乙醇中的溶解度也更大。此外，還可以根據(jù)提取物的性質(zhì)改變乙醇的濃度，采用不同濃度的乙醇進行提取。乙醇提取比水提節(jié)省了乙醇用量和提取時間，溶解的水溶性雜質(zhì)也更少。乙醇是一種有機溶劑。雖易燃，但毒性低，價格低廉，來源方便?？苫厥绽?，配合一定設(shè)備反復(fù)使用，乙醇提取物不易發(fā)霉變質(zhì)。因此，乙醇是實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中使用最廣泛的溶劑，一直是提取過程中最常用的溶劑。雖然甲醇的性質(zhì)與乙醇相似，沸點也較低（64），但由于其毒性，很少用于提取，使用時應(yīng)注意安全。(3) 親油性有機溶劑親油性有機溶劑，又稱一般與水不混溶的有機溶劑，如石油醚、苯、氯仿、乙酸乙酯、二氯乙烷等。除上述外，藥材的外觀和狀

14、態(tài)、其自身特性和濃度差異也有一定的影響。2.1.3提取工藝主要設(shè)備中藥生產(chǎn)提取工段的主要設(shè)備包括提取罐、冷卻器、過濾器、貯罐、泵等，工藝流程如圖2-2所示。需要注意的是：在中藥提取的整個過程中，需要監(jiān)控罐體的沸騰程度，不能使物料過沸，以免影響提取質(zhì)量。因此，蒸汽的調(diào)節(jié)是本節(jié)的重點。所謂提取，是指將藥材浸入水或溶劑中，通過加熱或加壓將有效成分浸出。一般用于植物藥。整個提取過程可分為：活性成分的滲透、溶解和擴散。其中，滲透和溶解與所用的藥材和溶劑有關(guān)，擴散和置換與選用的設(shè)備有關(guān)。萃取大致可分為以下典型工藝：單級間隙、單級回流溫浸、單級循環(huán)、多級連續(xù)逆流、萃取濃縮一體化。單級循環(huán)是指增加萃取液循環(huán)泵

15、。在提取過程中，通過物料的循環(huán)，提高提取設(shè)備中藥材和提取液的濃度梯度，從而提高藥材部分的物質(zhì)向提取液的轉(zhuǎn)移速度。其優(yōu)點是可以提高提取強度和設(shè)備的利用率。在循環(huán)液中藥材顆粒含量較大的情況下，循環(huán)泵的選用最好選用開式葉輪的離心泵。第三章物質(zhì)平衡物料平衡是中藥材生產(chǎn)設(shè)計計算的基礎(chǔ)，計算的準確性非常重要。物料計算即物料平衡計算，是制藥工程計算中最重要、最基礎(chǔ)的內(nèi)容之一。它是藥品生產(chǎn)工藝設(shè)計、材料尋找工藝、工藝優(yōu)化的經(jīng)濟評價依據(jù)，也是設(shè)備選型的重要依據(jù)。本課程設(shè)計為“年加工260噸茯苓提取工藝設(shè)計”。每批茯苓飲片與水的質(zhì)量比要求為1:20。先將茯苓加入12倍量的水，浸泡1小時，煎2小時。 ;第二次加入8

16、倍量的水，煎煮1小時，過濾，出料時間設(shè)置為70分鐘，充電等輔助時間設(shè)置為40分鐘，所以每批提取時間為6小時，設(shè)置為每天4班，因為年工作日為300天，所以每批要處理216.67Kg。首先查出物料系數(shù)為16.1浸膏/藥材，冷凝液入口溫度25，出口溫度45，浸膏密度1.02g /ml 。多功能提取罐多功能提取罐茯苓 ( 25) 提取物 ( 95萃取水 ( 25渣圖3-1 茯苓提取物工藝示意圖以下是每批茯苓的物料平衡計算3.1 茯苓用量已知每年需加工茯苓260噸，按每年300個工作日計算，可得出茯苓的日加工能力：260t1000/300d/ 4 = 216.67 /批；3.2 所需水量茯苓用水提取，每

17、次用水量為茯苓提取量的20倍。因此，所需的水量：20216.67=4333.4；3.3 提取量已知流量系數(shù)為16.1浸膏/藥材，則一批藥材的浸膏量為：216.6716.1=3488.39；提取物體積為：3488.39/1.02=3419.99L忽略固體含量的體積，提取物中水的質(zhì)量為：1Kg/L 3419.99L= 3419.99所以提取物中溶質(zhì)的質(zhì)量為：3488.39-3419.99=68.43.4產(chǎn)生的藥渣根據(jù)整個操作過程中的材料守恒，得到的廢渣質(zhì)量如下：216.674333.43488.39=1061.68。藥渣中純藥渣的質(zhì)量為：216.67-68.4=148.27殘渣中水的質(zhì)量為：106

18、1.68-148.27=913.41表 3-1 茯苓批料平衡表物流名稱輸入/輸出/茯苓216.670提取用水量4333.40渣01061.68藥渣中純藥渣的量0148.27渣中水的質(zhì)量0913.41萃取體積03488.39提取物中水的質(zhì)量03419.99提取物中溶質(zhì)的質(zhì)量068.4第四章主要設(shè)備選型工藝設(shè)備的選型計算也是工廠設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，是在生產(chǎn)工藝確定，物料平衡計算完成后進行的。工藝設(shè)備選型計算的任務(wù)是根據(jù)配方、生產(chǎn)性質(zhì)、產(chǎn)量大小和工藝流程選擇設(shè)備類型，然后確定設(shè)備尺寸，最后根據(jù)各道工序的加工量和工藝流程進行計算。設(shè)備的生產(chǎn)能力來確定所需的設(shè)備。所需設(shè)備數(shù)量。4.1設(shè)備選型要考慮的因素

19、4.1.1滿足生產(chǎn)工藝要求設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝。詢問時，應(yīng)根據(jù)工廠的生產(chǎn)規(guī)模、性質(zhì)、建設(shè)投資和原材料特性等特點來考慮。一是滿足生產(chǎn)要求，保證產(chǎn)品質(zhì)量。大型工廠在滿足原材料性能的前提下，應(yīng)選擇生產(chǎn)能力和機械化程度較高、勞動強度較低的設(shè)備。4.1.2設(shè)備性能好在選擇設(shè)備時，需要對設(shè)備的生產(chǎn)能力和加工性能有充分的了解。4.1.3合理的工藝布局工藝設(shè)備的選擇還應(yīng)考慮布局簡單合理。大型工廠應(yīng)選擇規(guī)格較大的設(shè)備，減少機組數(shù)量，便于布局，減少占地面積和管理人員。同樣，在滿足使用質(zhì)量要求的前提下，如果設(shè)備已經(jīng)能夠在一兩班倒下達到要求的產(chǎn)量，可以選用大型設(shè)備，減少機組數(shù)量。如果屬于三班倒連續(xù)作業(yè)，最好選擇幾

20、臺小型設(shè)備，使其靈活，保證正常生產(chǎn)。4.2主要設(shè)備數(shù)量的確定本課程的任務(wù)是每年處理260噸茯苓提取工藝。因此，綜合考慮上述設(shè)備選型應(yīng)考慮的因素，選用一臺多功能提取罐。4.3多功能提取罐在茯苓提取工段，常用的設(shè)備是多功能提取罐。在提取罐中加入攪拌器，通過攪拌使溶劑與藥材表面充分接觸，可有效提高提取強度，縮短提取時間，最大限度提高設(shè)備利用率。 .缺點是成本高，不適合一些易攪拌、粉碎、糊化的藥材。底部排渣口有兩種形式：一種是筒體快開式排渣口。待提取完成后放出藥液時，再次打開門，排出藥渣。這種提取方法對藥材的粒度有一定的要求，不能過大或過長，否則浸泡會導(dǎo)致藥渣體積變大，造成排料口堵塞。一批藥材提取一次

21、，耗水量為4333.4，水的密度 =1000/m，則提取罐裝料體積V =4333.4/10001.1=4.77 m，填充系數(shù)為0.7，所以萃取罐實際容積V = 4.77/0.7 = 6.81 m，查閱化工工藝手冊，根據(jù)“實例”選擇標稱容積為10m的萃取罐攪拌提取罐技術(shù)參數(shù)。表 4-1 攪拌萃取罐技術(shù)參數(shù)示例標稱體積/m1235610實際體積/ m1.22.53.55.26.010.3采暖面積/2.84.25.56.27.010.0進料口直徑/mm300400400400400500攪拌速度/rmin60排渣門直徑/mm8008001000120012001200外形尺寸（直徑高度） /1000

22、30001300385014004650160045001800450020004500質(zhì)量/180020502400302534254800配套電機/kw2.245.51111114.4 金屬棒微孔過濾器L型金屬棒微孔過濾器過濾精度2-100um，可過濾雜質(zhì)和部分細菌。具有耐腐蝕、壽命長、耐高溫、強度高、不脫落、不吸附主要成分等優(yōu)點?？捎糜谝后w和氣體的粗過濾和預(yù)過濾。浸出液量和出3488.39kg料時間， 49.8kg/70min=/min=2.99t/h所以濾波器參數(shù)選擇為：模型規(guī)格鈦棒DD1HH1H2H3大號n-MdJLB-242.53t/h24400460503001008104708-M124.5 輸送泵輸送泵一般為潔凈離心泵。與物料接觸的部分采用316L不銹鋼或304不銹鋼制造。葉輪和蝸殼經(jīng)過特殊加工。根據(jù)輸送液體的流量，為3419.99L/ 48.86L70min = /min=2.93.