微波提取過程

微波提取過程

    根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備狀況和提取茶氨堿、丹參酮等生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，微波提取設(shè)備生產(chǎn)線主要包括四個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)處理、微波提取、液料分離和濃縮系統(tǒng)。以下分四個(gè)部分簡述相應(yīng)過程的處理。

    1 預(yù)處理

    1.1粉碎、加料

與傳統(tǒng)提取一樣，藥材經(jīng)過適當(dāng)破碎，可以增大接觸面積，有利于提取的進(jìn)行，微波提取中通常要求根據(jù)藥材的特性將其破碎為2 10mm的顆粒，為便于投料和抑制投料過程中粉塵的飛揚(yáng)，可在車間內(nèi)設(shè)專門的加料間，將粉碎后的藥材投放于加料容器中，通過管路輸送到提取罐中，一般利用真空輸送的方式比較合適。

    1.2溶媒預(yù)熱

微波提取在不同溫度下效果差別較大，在微波功率、溶媒、介質(zhì)、提取量完全相同的情況下，熱態(tài)比冷態(tài)提取效果要好，這在小的提取實(shí)驗(yàn)中不明顯，但在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)就顯得尤其重要。

設(shè)計(jì)中考慮使用板式換熱器將溶媒加熱到適宜的溫度。

    1.3藥材加溶媒浸泡

含水量多少對操作時(shí)間有直接關(guān)系，也直接影響提取收率，對含水量低的藥材主要為種子類應(yīng)采取增濕措施以便有效地吸收微波能，在微波提取前可加溶媒浸泡，此操作可在微波提取罐進(jìn)行。微波提取罐由罐體、微波作用腔、攪拌器、進(jìn)料口、出料口、微波源、功率調(diào)節(jié)裝置、溫控裝置、壓力控制裝置等組成。該設(shè)備與常規(guī)動(dòng)態(tài)提取罐結(jié)構(gòu)相仿，不同之處是將蒸汽夾套加熱改為微波腔加熱，將平面加熱改為立體加熱，熱源由蒸汽夾套壁改為料液本身的發(fā)熱。微波提取罐可適用對塊狀、片狀、顆粒狀、粉狀物料的提取，可以進(jìn)行保溫、恒溫、常壓、正壓、負(fù)壓提取，并可滿足不同中草藥提取的工藝參數(shù)要求。也有部分設(shè)備生產(chǎn)廠家在罐底設(shè)有蒸汽或電輔助加熱。

微波應(yīng)用工程系統(tǒng)采用的微波頻率為915MHz和2450MHz，目前國內(nèi)用于微波中藥提取的微波頻率大多選擇2450MHz，罐體容積0.5- 3m 。由于微波穿透深度有限，微波提取設(shè)備必須配備攪拌器，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)提取。

    微波提取下，因?yàn)榇嬖谖⒉ㄗ饔孟路肿舆\(yùn)動(dòng)，溫度不需要和傳統(tǒng)工藝過程中的一樣高，加上時(shí)間縮短，這樣可以降低物料成分受熱破壞的危險(xiǎn)，也可以節(jié)省能耗。

    在微波場中，各種物料吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生能量差或勢能差，被萃取物質(zhì)得到足夠的動(dòng)力即從基體或體系中分離出來。

根據(jù)微波提取罐的狀況，我們可在設(shè)計(jì)中把它看作是一個(gè)動(dòng)態(tài)提取罐，參數(shù)動(dòng)態(tài)提取的設(shè)計(jì)方式結(jié)合微波提取罐的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì).

使用微波提取罐，可能的微波泄漏對人體產(chǎn)生的危害是大家關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，專業(yè)工業(yè)微波機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的設(shè)備的微波泄漏都嚴(yán)格地控制在國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，不會(huì)造成環(huán)境的電磁波污染，更不會(huì)危害操作者的身體健康，在設(shè)計(jì)中，我們還是把微波作用倉及附屬設(shè)備設(shè)置于操作面與出渣之間的層面內(nèi)并用圍護(hù)結(jié)構(gòu)與其它區(qū)域分隔，以策安全。

3液料分離、出渣

由于藥材組織具有吸液性和粉粒間的毛細(xì)管作用，藥渣吸著部分溶媒而不易分離。在傳統(tǒng)提取車間中對于乙醇，可簡單地直接將水加在藥渣上面，放開下面出口，將藥渣中的乙醇置換洗出，然后加以蒸餾回收而對于一些特殊的有機(jī)溶媒，則在提取罐底部通入蒸汽，將其直接蒸出回收。對于微波提取由于溶媒用量較常規(guī)提取減少了以上因而藥渣持液量成為不容忽視的問題我們建議提取完后料渣直接進(jìn)入振蕩篩，由螺桿擠壓器擠壓后藥渣去渣場、提取液去離心機(jī)離心或過濾收集，降低出渣勞動(dòng)強(qiáng)度和最大限度收集提取液。

    4濃縮系統(tǒng)

因微波提取溶媒用量僅為傳統(tǒng)提取的50％以下，濃縮系統(tǒng)規(guī)格可相應(yīng)減小，溶媒可回收再用，節(jié)省能耗和溶媒用量。

    5使用和改進(jìn)建議

    5.1微波提取適宜于單品種生產(chǎn)，藥材需粉碎為—的顆粒，提取時(shí)間一般為2～10mm ，微波提取罐需有保溫設(shè)施。

    5.2目前國產(chǎn)微波提取罐多為固定微波頻率，而不同物料對不同頻率微波吸收有較大差異，建議配置頻率選擇器。

    5.3目前國產(chǎn)微波提取罐多為固定微波頻率，而不同物料對不同頻率微波吸收有較大差異，建議配置頻率選擇器。根據(jù)本文觀點(diǎn)，微波提取罐底排渣方式采用管道替代常規(guī)的排渣門較為有利。