无机陶瓷膜在中药提取中的应用.ppt

1、,无机陶瓷膜在中药提取中的应用,【摘 要】,选用无机陶瓷微滤超滤膜作为有机超滤膜和纳滤浓缩过程的预处理工艺应用于中成药提取液澄清和浓缩，取代水提醇沉工艺和蒸发浓缩工艺，能够大大的简化工艺，缩短生产周期，降低生产成本。,无机陶瓷膜设备,提取车间,中空纤维超滤有机膜,前 言,传统中药制剂的水煎醇沉、过滤、浓缩等的生产方式沿用至今，表现出很多自身难以克服的不足和缺陷，己不能适应现代制药技术的发展及患者对药品质量的要求。如采用醇沉工艺进行分离除杂时，有效成分不能最大限度保留。不能有效地缩小服用量，口感差，疗效相应也会下降，生产过程中需要消耗大量的乙醇，导致能耗较高。,前 言,膜分离技术以其高效、节能、

2、环保和分子级分离等特性，己广泛地应用于医药、水处理、化工、电子、食品加工等领域，成为现代分离技术领域最先进的技术之一。被公认为21世纪最重大产业应术之一的膜技术，是一种新兴的绿色工业科技。与常规的离心分离、沉降、过滤、萃取等方法相比，膜技术具有的明显潜在优势。随着近几年来人们对膜技术的大力开发以来，已开发出反渗透膜、超滤膜、纳滤膜、微滤膜等性能忧异的分离膜产品，特别是无机陶瓷膜的研制开发和应用推广更是得到了长足的进步。,前 言,我们公司应用的无机陶瓷膜分离方法在这里我做一简单介绍，供各位同仁参考。该技术是由南京久吾高科技有限公司和太仓华辰净化设备有限公司联合提供，针对中药生产特点，开发出了一系

3、列适合于中药生产以无机陶瓷膜分离技术为基础的新型集成膜分离工艺，它克服了过去单一采用有机中空纤维膜应用于中药生产中通量衰减快、难清洗、膜寿命低等制约膜分离技术应用于大规模生产的缺点，取得了良好的经济效益和社会效益。,一、膜工艺与传统工艺的对比,原工艺：,配料,药材提取液,药液浓缩,一次醇沉,乙醇回收,二次醇沉,乙醇回收,制备（倍用液）,液体配液,灌封,液体配液,灯检,成品,新工艺：,一、膜工艺与传统工艺的对比,配料,药材提取液,粗滤或离心,微 滤 （陶瓷膜过滤）,药液浓缩,醇沉,乙醇回收,制备（倍用液）,液体配液,超 滤 （中空纤维超滤器过滤）,灌封,灯检,成品,一、膜工艺与传统工艺的对比,表

4、1：原工艺与新工艺的参数值对照表,一、膜工艺与传统工艺的对比,表2：无机陶瓷膜微滤技术与高速离心、乙醇沉淀法的对比,三、目前调研及部分工作实施情况,（三） 我公司依据相关政策向吉林省科技厅申报了此项目的开发项目，争取到省科技厅资金支持50万元。,二、新工艺的设计理由,创造来源于生活，随着人们生活水平的日益提高，消费者对产品质量要求也越加严格，原有的生产工艺已随着时代变迁而落后，产品质量是企业发展的根本保证，为了将企业做大做强，新技术的应用不仅提高了药品的质量，同时先进生产力也推动了中药现代化的进程。企业为把目光放的更远，满足消费者的需求，不断地摸索适应中药企业发展需要的新技术、新方法，提高了产

5、品质量、产品档次，为早日实现中药现代化打下坚实的基础。,中药制剂中所含成份比较复杂，通常有糖类、氨基酸、蛋白质、油脂、蜡、酶、色素、维生素、有机酸、鞣质、无机盐、挥发油、生物碱、甙类等。这些成分中即有有效成分，又有无效杂质，如不能有效除杂质，会影响制剂的质量和稳定性。那么对中药口服液来讲，引起产品沉淀的几个主要因素是因为口服液中含有的鞣质、蛋白质与大分子去除不完全。鞣质是相对分子质量为5003000Dalton(分子量)的水溶性多酚化合物，它能同生物碱、蛋白质及药物中的金属离子作用生成沉淀。,二、新工艺的设计理由,二、新工艺的设计理由,例如，它与蛋白质分子、生物碱和多糖形成分子间氢键，生成不溶

6、于水的沉淀物；鞣质的酚羟基还会与大多数重金属离子发生络合反应，使高价金属离子还原成低价态，并形成沉淀，使药液浑浊。所以必须将口服液中所含的鞣质去除。,二、新工艺的设计理由,鉴于膜分离技术的优良的分离特性，近几年来国内很多生产厂家都尝试采用超滤膜分离技术应用于中药提取中，但是由于有机超滤膜特别是中空纤维膜的耐污染差，过滤性能不稳定，清洗恢复性差，膜使用寿命短等缺点制约了膜技术在中药领域中的大规模应用。,新工艺是将陶瓷膜分离技术与中空纤维超滤膜分离技术有机的相结合，形成了阶梯式过滤分离药液，合理地运用两种分离的优点去除药液中的杂质部分。利用无机陶瓷膜对中药提取液进行有效的分离纯化后，可以滤除蛋白质

7、、淀粉、果胶、鞣质等大分子物质以及微生物，减少水溶性有效成分的损失，同时满足中药有效成分基本无截留。,二、新工艺的设计理由,二、新工艺的设计理由,根据不同品种的生产工艺，采用无机陶瓷膜对药液进行精过滤以去除鞣质、淀粉等杂质，取代一次醇沉，减少醇沉次数，直至无醇化生产。从而替代了传统的水提醇沉法工艺，缩短生产周期，达到药液澄明及无醇化生产的目的。 提取液经过陶瓷膜过滤后转到配液工序再经中空纤维超滤器过滤药液，使得中空纤维超滤器的各项性能达到正常水平运转，保证膜的寿命，以便膜的清洗方便、应用快捷，节省纯化水和清洗试剂，减少操作时间。,三、新工艺的优越性,与传统提取相比，以无机陶瓷膜为基础的集成膜分

8、离工艺具有以下优越性： 3.1 膜工艺过程不发生变化，无需加热，节省了能源利用率； 3.2 膜工艺过程中降低乙醇的用量或者代替原醇沉工艺中大量的乙醇，无污染，无残留，确保生产的安全性，是一种绿色环保技术； 3.3 采用无机陶瓷膜+中空纤维膜阶梯式的新膜工艺能够充分利用发挥陶瓷膜耐腐蚀易清洗和中空纤维膜过滤精度高的优点，形成最佳匹配，运行稳定；考察项目性状、鉴别、检查、含量测定等。,三、新工艺的优越性,3.4 新的膜工艺直接处理中药水提液，有效地去除药液中的大分子、鞣质及其它非药用等物质，提高了的药液有效成份的含量，使得产品的收率和品质得到了显著的提高； 3.5 过滤过程仅采用压力作为膜分离的动

9、力，因此分离装置简单、流程短、操作简便、工艺参数易于控制；,三、新工艺的优越性,3.6 膜分离技术对药液的处理解决了原水提醇沉工艺中存 在的药液黏性大，难浓缩的问题，同时液体制剂在保存期间不容易产生沉淀。膜分离技术的应用，使药液粘性的降低，药液灌封后，粘壁现象降低，在生产时可以考虑不需要清洗瓶外壁或减少清洗次数、降低洗药温度，从而节省时间和降低能耗。,四、血府逐瘀口服液药效学实验研究新老工艺对照表,由于时间关系，我就不一一介绍了，如果在座的有需要，我们敖东可以提供帮助推动行业技术的进步与发展,1、抗心肌缺血实验：,11、对脑垂体后叶素（Pit）所致急性心肌缺血大鼠的预防作用： 取大鼠60只，随

10、机分为六组。空白对照组；Pit (脑垂体后叶素)模型组；血府逐瘀服液5.95ml/kg剂量给药组；血府逐瘀口服液新剂型11.90、5.95、2.98ml/kg三个剂量给药组。每天给药一次，连续给药五天。末次给药后1小时，每组动物（腹腔注射）ip10%水合氯醛300mg/kg麻醉，除空白对照组动物舌注射静脉注射生理盐水外，其余各组所有动物均舌静脉注射(脑垂体后叶素)Pit1U/kg，记录注射(脑垂体后叶素)Pit15分钟内大鼠心肌缺血的恢复情况和心率的变化。结果见表1、表2。,表1、血府逐瘀口服液对(脑垂体后叶素)Pit大鼠心肌缺血的影响,注：与对照组比较P0.05 P0.01 P0.01；以下

11、各表均同与模型组比较P0.05 0.01 0.01；以下各表均同,表2、血府逐瘀口服液对(脑垂体后叶素)Pit大鼠心率的影响,于给Pit后15分钟处死大鼠，颈动脉取血，在04制备血清，采用日本7070全 自动生化分析仪测定血清磷酸肌酸激酶（CPK）、乳酸脱氢酶（LDH）和谷草 转氨酶（AST）。 结果见表3。,表3、血府逐瘀口服液对(脑垂体后叶素)Pit大鼠血清中CK、LDH、AST的影响,颈动脉取血后，迅速取出心脏，冲洗、 在4下匀浆测定过氧化脂质丙二醛（MDA）含量1。结果见表 4。,表4、血府逐瘀口服液对脑垂体后叶大素大鼠心肌组织过氧化脂质丙二醛(MDA)的影响,由表1结果可见，血府逐瘀

12、口服液新剂型对Pit(脑垂体后叶素)上造成大鼠急性心肌缺血有明显的预防作用，且同剂量新剂型好于同剂量原剂型；由表2结果可见，血府逐瘀口服液和血府逐瘀口服液新剂型对Pit(脑垂体后叶素)造成大鼠心率改变有一定的恢复作用；由表3结果可见，血府逐瘀口服液和血府逐瘀口服液新剂型对Pit(脑垂体后叶素)造成大鼠血清LDH（乳酸脱氢酶）和AST（肝功检查（门冬氨酸氨基转移酶）升高有明显的降低作用；由表4结果可见，血府逐瘀口服液新剂型对Pit(脑垂体后叶素)造成大鼠心肌组织MDA(过氧化脂质丙二醛)的升高有明显的降低作用。,对脑垂体后叶素（Pit）所致急性心肌缺血大鼠的预防作用,12、对Iso（异丙肾上腺素

13、）引起心肌缺血小鼠耐缺氧的影响：,取72只小鼠，随机分为六组。空白对照组；Iso（异丙肾上腺素）模型组；血府逐瘀口服液 8.50 ml/kg剂量给药组；血府逐瘀口服液新剂型17.00、8.50、4.25ml/kg三个剂量给药组。每天给药一次，连续给药五天。末次给药后45min，除空白对照组外，各组所有动物均腹腔注射（异丙肾上腺素）Iso20mg/kg，15min后将每只小鼠分别放入盛有3g碱石灰的200ml密闭容器中，记录小鼠存活时间。结果见表5。,表5、血府逐瘀口服液对异丙肾上腺（Iso）小鼠耐缺氧能力的影响,对Iso（异丙肾上腺素）引起心肌缺血小鼠耐缺氧的影响,由表5结果可见，血府逐瘀口服

14、液新剂型8.50ml/kg剂量给药组均能明显延长Iso（异丙肾上腺素）引起心肌缺血小鼠的存活时间，且同剂量新剂型好于同剂量原剂型。,2、对大鼠体内血栓的影响2：,取大鼠60只，随机分为六组。空白对照组；血府逐瘀口服液5.95ml/kg剂量给药组；血府逐瘀口服液新剂型11.90、5.95、2.98ml/kg三个剂量给药组。每天给药一次，连续给药五天。末次给药后1小时于动物腹腔注射300mg/kg水合氯醛麻醉，背位固定，分离右侧颈总动脉，用实验性体内血栓形成测定仪，远端置测温器，以2.0mA直流电刺激3min后，记录其堵塞时间，即血栓形成时间。结果见表6。,表6、血府逐瘀口服液对大鼠体内血栓的影响

15、,2、对大鼠体内血栓的影响,由表6结果可见，血府逐瘀口服液和血府逐瘀口服液新剂型对大鼠体内血栓形成有明显的抑制作用，且同剂量新剂型好于同剂量原剂型。,31、对小鼠热板刺激性疼痛的影响： 用热板测痛仪1(MGJ8402型，55士0.5）筛选合格的雌性小鼠55只，随机分为五组。空白对照组；血府逐瘀口服液8.50ml/kg剂量给药组； 血府逐瘀口服液新剂型17.00、8.50、4.25ml/kg三个剂量给药组。每天给药一次，连续给药五天。末次给药后l、2、3、4、 5小时测定小鼠痛阈值，结果见表7。,3、镇痛实验,表7、血府逐瘀口服液对小鼠热板痛阈时间的 影响,对小鼠热板刺激性疼痛的影响,由表7 结

16、果可见，血府逐瘀口服液和血府逐瘀口服液新剂型8.50ml/kg剂量给药组对热板引起小鼠疼痛有明显的镇痛作用。血府逐瘀口服液新剂型8.50ml/kg剂量给药组作用可持续5小时，且同剂量新剂型好于同剂量原剂型。,3、镇痛实验,32、对醋酸所致小鼠疼痛的影响：取60只小鼠，随机分为5组。空白对照组；血府逐瘀口服液8.50ml/kg剂量给药组；血府逐瘀口服液新剂型17.00、8.50、4.25ml/kg三个剂量给药组。每天给药一次，连续给药五天。末次给药后 l小时各鼠（腹腔注射）ip0.7%醋酸10ml/kg观察并记录5min后10min内小鼠扭体反应次数。结果见表8。,表8、血府逐瘀口服液对醋酸诱发

17、小鼠扭体反应的影响,对醋酸所致小鼠疼痛的影响,由表8结果可见，血府逐瘀口服液新剂型8.50ml/kg剂量给药组对醋酸造成小鼠扭体反应次数增多有明显的抑制作用，且同剂量新剂型好于同剂量原剂型。,以上实验结果表明，血府逐瘀口服液新剂型对Pit（脑垂体后叶素）造成大鼠急性心肌缺血有明显的预防作用；对Pit（脑垂体后叶素）造成大鼠心率改变有一定的恢复作用；对Pit（脑垂体后叶素）造成大鼠血清LDH（乳酸脱氢酶）和AST（肝功检查（门冬氨酸基转移酶）升高有明显的降低作用；对Pit（脑垂体后叶素）造成大鼠心肌组织MDA（过氧化脂质丙二醛）的升高有明显的降低作用；血府逐瘀口服液新剂型能明显延长异丙肾上腺素（

18、Iso）小鼠耐缺氧时间，对血瘀大鼠体内血栓形成有明显的抑制作用，该药有明显的镇痛作用，以上试验指标结果表明同剂量新剂型好于同剂量原剂型。这为血府逐瘀口服液新剂型用于心肌缺血治疗提供了科学的理论依据。,五、 结 论,六、新工艺简介,新工艺中突出了以无机陶瓷膜作为中药提取工艺的精密预处理功能，以无机陶瓷膜改善中药水提液中存在的“粗、大、黑”影响药液质量问题，除去大量亚微粒、微粒及絮状沉淀以及大分子物质，大大降低了后道工序中空纤维超滤膜的负担，取代醇沉工艺，减少或取替乙醇的用量。,六、新工艺简介,无机陶瓷膜是以高纯度的-AL2O3（3氧化2铝）材料经特殊工艺制备而成的非对称膜，呈多通道管状结构，管壁

19、密布微孔。陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”过程，即原液在膜管通道内侧高速流动，在外加驱动压力的作用下，小分子物质透过膜，大分子物质和悬浮物被膜截留，从而达到过滤的目的。由于无机陶瓷膜的原材料和成型工艺的特殊性，与传统的分离介质相比，无机陶瓷膜具有耐强酸、强碱、强氧化性，耐高温、耐有机溶剂、耐微生物等优点。,六、新工艺简介,膜分离工艺虽然是一种简单的物理分离过程，但是针对每一种不同的物料应用对象体系，影响无机陶瓷膜微滤过程的因素有很多，归纳起来主要有以下几点：,六、新工艺简介,a膜过滤孔径 通过采用 0.8m、0.2m和 0.1m的无机陶瓷膜对药材提取液进行过滤时，过滤通量以及过滤后的药液质量指标均

20、有所不同经综合考察选用无机陶瓷膜过滤后药液的速度相对于孔径为0. 8m比较慢一些，但是经0.2m和0.1m过滤后的滤液沉淀少，易摇散，无药液挂壁现象，因此选用孔径 0.1、0.2m的无机陶瓷膜作为药液预过滤比较合适。,六、新工艺简介,中空纤维超滤膜孔径（或切割分子量）大小的选择需要根据药液中目标成分的分子量大小以及要去除的大分子杂质分子量大小来确定。超滤膜的截留分子量过大，则分离效果不好，杂质含量过高，影响澄明度和产品稳定性；截留分子量孔径过小，有效成分通过率较低，损失较大，过滤速度较慢。,六、新工艺简介,b运行参数 膜过滤过程是一种“错流过滤”过程，物料以一定的流速流经具有不对称孔结构的膜表

21、面，在压力驱动下，小分子物质透过膜。过滤过程中流速的大小对于膜表面的动态凝胶层的形成有着很大影响，流速过小，膜系统污染加快，流速过大则动力消耗增大，运行成本增加。合适的膜面流速能够在最低能耗下最大限度的降低膜污染，保证膜系统长时间稳定的运行。对于中药制剂，建议最佳的膜面流速为46m/s。,六、新工艺简介,膜过滤过程中只有当工作压力达到一定程度，才能使液料中的小分子透膜分离。工作压力太小时，滤液的产量小，不能满足正常的生产；而工作压力太大时，会增加极化层的厚度，抵消增压的增速效果，同时也会把沉积在膜上的沉积层压实，难以被冲刷，膜孔很快被堵塞，影响过滤效果。无机陶瓷膜的过滤压力一般在0.20.4M

22、Pa，中空纤维超滤膜的正常操作压力一般在0.050.2MPa。,六、新工艺简介,c药液的预处理 药液预处理是膜过滤不可缺少的工序，在中药提取液中杂质较多，大小不一，会堵塞膜孔。预处理效果好坏，直接影响膜过滤的污染程度，系统的生产能力以及膜的使用寿命。中药提取液的预处理一般采用高速离心法、过滤法、调PH值、热处理、絮凝法、冷藏法或多种方法组合进行。,六、新工艺简介,d药液温度 对于无机陶瓷微滤膜分离过程，温度的提高使料液的粘度降低，这样一方面能够显著的提高陶瓷膜过滤的通量，另一方面也降低了多糖、鞣质等杂质对膜表面污染，但同时由于温度的提高大分子杂质的通透性也增加，使得过滤液的杂质含量增加。增加后

23、续中空纤维超滤膜的运行负担。,六、新工艺简介,对于中空纤维超滤膜，温度升高时可部分克服分子间的作用力，降低粘度，增加超滤膜的过滤通量，但同时也影响超滤膜的工作性能，增加了杂质的通透性，影响过滤液的稳定性。此外，温度过高也会影响有机超滤膜的寿命。 在膜系统清洗时，除了需要合适的清洗液配方外，同时选择清洗液的温度对于快速有效的恢复膜过滤性能也是非常重要。对于无机陶瓷膜，温度高的清洗液对于清洗鞣质、多糖类污染比较有效，但对于中空纤维膜，清洗液温度过高容易造成膜结构的变化，降低膜的使用寿命。,六、新工艺简介,e洗水量 在陶瓷膜微滤过滤药材提取液和中空纤维膜过滤陶瓷膜滤液时，为了提高药液的利用率，往往需要在每批料过滤后期加入纯水进行透析，透析水量的多少影响滤液中有效成分的含量。透析水量太少，则留在浓缩液中的有效成分会较多，损失较大；清洗透析水量太大时，虽然回收率增加，但有可能需要后处理或使原有的后处理工序时间延长，应注意协调它们之间的关系。,六、新工艺简介,膜污染和清洗是膜应用过程中一个非常重要的环节，物料体系对于陶瓷膜和中空纤维超滤膜的污染也不尽相同，需要针对具体应用对象进行分析其可能引发膜污染的组成成分然后确定清洗剂和方案。对于中药体系而言，鞣质、蛋白、淀粉、果胶等是引发膜通量衰减的基本的污染源。膜清