Основные факторы, влияющие на полноту и скорость экстрагирования

Гидродинамические условия. Коэффициент массопередачи К определяется из уравнения

включает коэффициенты всех видов диффузии и может изменяться в зависимости от гидродинамических условий процесса. Так, при отсутствии конвекции, т. е. без перемешивания коэффициент конвективной диффузии β равен нулю, а толщина диффузионного слоя d становится равной толщине всего слоя экстрагента. Следовательно, третья стадия экстрагирования отпадает, а коэффициент массопередачи определяется только внутренней диффузией в сырье и свободной молекулярной диффузией в неподвижной жидкости, и имеет вид:

Такое явление наблюдается при мацерации (настаивании) без перемешивания. Этот способ экстрагирования самый продолжи­тельный.

В том случае, когда экстрагент перемещается хотя бы с незначительной скоростью, коэффициент массопередачи определяется количественными характеристиками всех трех стадий. Скорость этого способа экстракции выше, так как уменьшается слой неподвижной жидкости, появляются конвекционные токи, способствующие переносу вещества. Такой режим экстрагирования характерен для мацерации с перемешиванием, перколяции, быстротекущей реперколяции, непрерывной противоточной экстракции и др.

И наконец, при очень интенсивном перемешивании могут отсутствовать вторая и третья стадии диффузионного пути. В этом случае коэффициент конвективной диффузии возрастает до бесконечности, т. е. конвективный массоперенос осуществляется мгновенно и, следовательно, третье слагаемое в знаменателе уравнения отпадает. Вместе с тем становится равной нулю и толщина пограничного диффузионного слоя d, поэтому второе слагаемое в знаменателе уравнения также будет отсутствовать. Коэффициент массопередачи в таких случаях определяется только коэффициентом диффузии в порах растительного материала и имеет вид:

Такой вид зависимости для коэффициента массопередачи справедлив для вихревой экстракции и экстрагирования с приме­нением роторно-пульсационного аппарата.

Поверхность раздела фаз (F), «твердое лекарственное сырье — жидкость» зависит от степени измельчения сырья и будет тем больше, чем меньше его частички. При слишком тонком измельчении резко увеличивается количество разорванных клеток, что приводит к вымыванию сопутствующих веществ, загрязняющих вытяжку (белки, слизи, пектины и другие высокомолекулярные соединения). Кроме того, в экстрагент переходит большое количество взвешенных частиц. В результате вытяжки получаются мутные, трудноосветляемые и плохо фильтруемые. Отсюда следует, что крупное сырье следует измельчать до оптимальных размеров: листья, цветы, травы до 3—5 мм; стебли, корни, кору до 1—3 мм, плоды и семена до 0,3—0,5 мм. При этом в исходном материале будут сохраняться кле­точная структура и преобладать диффузионные процессы, экстра­гирование замедлится, но полученная вытяжка будет содержать меньше механических примесей и легче очищаться.

Разность концентраций в сырье С, и экстрагенте С₄ является движущей силой процесса экстракции. Во время экстракции необходимо стремиться к максимальному перепаду концентраций, что достигается более частой сменой экстрагента (ремацерация вместо мацерации), проведением противоточного процесса и др.

Время (продолжительность) экстрагирования. Из основного уравнения массопередачи следует, что количество вещества, продиффундировавшего через некоторый слой, прямо пропорционально времени экстракции. Однако нужно стремиться к максимальной полноте извлечения в кратчайший срок, максимально использовав все прочие факторы, ведущие к интенсификации процесса.

Чрезмерная продолжительность извлечения приводит к загрязнению вытяжек сопутствующими высокомолекулярными соединениями, скорость диффузии которых значительно меньше, чем у биологически активных веществ. При длительном экстрагировании могут протекать нежелательные процессы под влиянием ферментов. Общая продолжительность экстракции зачастую определяется экономическими соображениями.

Вязкость экстрагента. По закону Фика количество раство­ренного вещества, продиффундировавшего через некоторый слой экстрагента, обратно пропорционально вязкости этого экстрагента при данной температуре. Следовательно, менее вязкие растворы обладают большей диффузионной способностью. Для уменьшения вязкости при экстрагировании растительными маслами исполь­зуют подогрев.

Перспективными в этом отношении являются используемые в последнее время сжиженные газы — углерода диоксид (С0₂), пропан, бутан, жидкий аммиак и др. Наиболее часто используют сжиженный углерода диоксид, который химически индифферентен к большому числу действующих веществ. Сжиженный углерода диоксид хорошо извлекает эфирные масла и другие гидрофобные вещества. Гидрофильные вещества хорошо экстрагируются сжиженными газами с высокой диэлектрической проницаемостью (аммиак, метил хлористый, метиленоксид и др.).

Температура. Повышение температуры ускоряет процесс экстрагирования, но в условиях фитохимических производств подогрев используют только для водных извлечений. Спиртовая и тем более эфирная экстракция проводится при комнатной (или более низкой) температуре, поскольку с ее повышением увеличиваются потери экстрагентов, а, следовательно, вредность и опасность работы с ними.

Для термолабильных веществ применение горячего экстрагента допустимо лишь в течение коротких отрезков времени. Повышение температуры экстрагента нежелательно для эфиромасличного сырья, поскольку при нагревании эфирные масла в значительной степени теряются. Повышение температуры целесообразно при экстрагировании из корней, корневищ, коры и кожистых листьев. Горячая вода в этом случае способствует лучшему отделению тканей и разрыву клеточных стенок, ускоряя тем самым течение диффузионного процесса.

Добавка поверхностно-активных веществ (ПАВ). Добавки ПАВ снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз, улучшая смачиваемость содержимого клетки и облегчая проникновение экстрагента. Кроме того, существенную роль играет солюбилизирующая способность ПАВ.

Выбор экстрагента. Для обеспечения полноты извлечения действующих веществ и максимальной скорости экстрагирования к экстрагенту предъявляют следующие требования: селективность (избирательная растворимость); химическая и фармацевтическая индифферентность; малая токсичность; доступность.

Выбор экстрагента определяется степенью гидрофильности извлекаемых веществ. Для экстрагирования полярных веществ с высоким значением диэлектрической постоянной используют полярные растворители: воду, метанол, глицерин; для неполяр­ных — кислоту уксусную, хлороформ, эфир этиловый и другие органические растворители. Наиболее часто в качестве экстрагента применяют этанол — малополярный растворитель, который при смешивании с водой дает растворы разной степени полярности, что позволяет использовать его для избирательного экстрагиро­вания различных биологически активных веществ. Кроме этанола из малополярных растворителей применяют ацетон, пропанол, бутанол.

Пористость и порозность сырья. Пористость сырья — это величина пустот внутри растительной ткани. Чем она выше, тем больше образуется внутреннего сока при набухании. Порозность — это величина пустот между кусочками измельченного материала. От величины пористости и порозности зависит скорость сма­чивания и набухания материала. Скорость набухания возрастает при предварительном вакуумировании сырья, а также при повы­шении давления и температуры.

Пористость и порозность сырья обусловливают его поглощающую способность, которая характеризуется коэффици­ентом поглощения сырья К_n:

где P₁ и Р₂ — масса сырья соответственно до и после набухания.

Поглощающая способность сырья находится в прямой зависимости от степени его измельчения.

Коэффициент вымывания. Он характеризует степень разрушенных клеток в измельченном сырье. Если он низкий, это значит, что в сырье мало разрушенных клеток, экстрагирование идет медленно и определяется в основном скоростью молекуляр­ной диффузии. За величину коэффициента вымывания принимают количество веществ в вытяжке, полученное из определенной навески сырья, при определенном соотношении (сырье-экстрагент) при экстрагировании сырья в течение одного часа при определен­ной скорости перемешивания.

Воздействие вибраций, пульсаций, измельчения и деформации сырья в среде экстрагента. Использование методов экстрагиро­вания, в которых имеют место вибрации, пульсации, измельчения и деформация в среде экстрагента, позволяет значительно увеличить скорость и полноту экстрагирования из сырья. Объясняется это тем, что:

1. При интенсивном воздействии на твердые частицы появляются сильные турбулентные течения, гидродинамические микропотоки, способствующие переносу масс, растворению веществ. Такое явление отмечается как снаружи твердых частиц, так и внутри них. В результате достигается интенсивное перемешивание даже внутри отдельных клеток.

2. При интенсивном колебании частиц сырья в местах трения происходит локальное повышение температуры, уменьшение вязкости экстрагента, а, следовательно, увеличение коэффициента внутренней диффузии.

3. В результате увеличения турбулентности, нарушения структуры прилегающих слоев, пограничный диффузионный слой истощается или же будет иметь предельно малую толщину.

4. Следствием интенсивных колебаний является чередование зон сжатия и растяжения. При этом в момент растяжения в экстра­генте образуются полости разрыва жидкости (кавитационные зоны), которые захлопываются с силой в несколько сот атмосфер. Положительное качество этого процесса — диспергирование частиц, приводящее к увеличению межфазной поверхности.

В результате появления турбулентного перемешивания как внутри, так и снаружи клеток молекулярно-кинетическое движе­ние заменяется конвективным, что позволяет поддерживать разность концентраций в зоне соприкосновения фаз на высоком уровне.

Воздействие электроимпульсных разрядов. При экстрагирова­нии с помощью электрических разрядов ускоряется процесс извлечения БАВ потому, что из-за искрового разряда в сырье происходит микровзрыв, разрывающий клеточные структуры материала. Процесс извлечения протекает быстрее за счет вымывания экстрактивных веществ и пульсации, увеличивающих скорость движения экстрагента. Возникающие в жидкости колебания сокращают время экстрагирования и повышают выход биологически активных веществ.

36. Статические и динамические способы экстрагирования лекарственного растительного сырья: мацерация и её модификации, перколяция, реперколяция и её модификации, циркуляция, непрерывное противоточное экстрагирование. Аппаратура.

Мацерация проводится следующим образом. Измельченное сырье с предписанным количеством экстрагента загружают в мацерационный бак и настаивают при температуре 15—20°С, периодически перемешивая. Если специально не оговорены сроки, то настаивание проводят в течение 7 сут. После чего вытяжку сливают, остаток отжимают, отжатую вытяжку промывают небольшим количеством экстрагента, снова отжимают, отжатую вытяжку добавляют к слитой первоначально, после чего объеди­ненную вытяжку доводят экстрагентом до требуемого объема.

Данный метод малоэффективен — протекает медленно, сырье полностью не истощается. Ремацерация, или дробная мацерация с делением на части экстрагента, или сырья и экстрагента. Общее количество экстрагента делят на 3—4 части и последовательно настаивают сырье с первой частью экстрагента, затем со второй, третьей и четвертой, каждый раз сливая вытяжку. Время настаивания зависит от свойств растительного материала. Такое проведение процесса экстрагирования позволяет при меньших затратах времени полнее истощить сырье, так как постоянно поддержива­ется высокая разность концентраций в сырье и экстрагенте.

Мацерация с принудительной циркуляцией экстрагента. Проводится в мацерационном баке 1, с ложным (перфорированным) дном 2, на которое укладывают фильтрую­щий материал 3. Экстрагент, отделенный от сырья ложным дном, с помощью насоса 4 прокачивается через сырье до достижения равновесной концентрации. При этом время настаивания сокращается в несколько раз. С принудительной циркуляцией экстрагента проводят также дробную мацерацию. В данном случае достигается более полное истощение сырья при том же расходе экстрагента.

Вихревая экстракция, или турбоэкстракция, основана на вихревом, очень интенсивном перемешивании сырья и экстрагента при одновременном измельчении сырья. Турбинная мешалка вращается со скоростью 8000—13000 об/мин. Время экстракции сокращается до 10 мин, настойки получаются стандартными.

Ультразвуковая экстракция. При этом ускоряется экстрагирование и достигается полнота извлечения действующих веществ. Источник ультразвука помещают в обрабатываемую среду или крепят к корпусу мацерационного бака в месте, заполненном экстрагентом и сырьем. Наибольший эффект от воздействия ультразвука проявляется тогда, когда клетка экстрагируемого материала хорошо пропитана проводящим ультразвук экстрагентом. Возникающие ультразвуко­вые волны создают знакопеременное давление, кавитацию и «звуковой ветер». В результате ускоряется пропитка материала и растворение содержимого клетки, увеличивается скорость обтекания частиц сырья, в пограничном диффузионном слое экстрагента возникают турбулентные и вихревые потоки. Молекулярная диффузия внутри клеток материала и в диффузионном слое сменяется на конвективную, что приводит к интенсификации массообмена. Возникновение кавитации вызывает разрушение клеток. При этом экстрагирование ускоряется за счет вымывания экстрактивных веществ из разрушенных клеток и ткани. При озвучивании вытяжку можно получить в течение нескольких минут.

Перколяция (от лат. percolatio — процеживание через...), т. е. процеживание экстрагента через растительный материал с целью извлечения растворимых в экстрагенте веществ. Процесс проводится в емкостях различной конструкции, называемых перколяторами-экстракторами. Они могут быть цилиндрической а, в или конической б форм, с паровой рубашкой в или без нее, опрокидывающиеся и саморазгружающиеся, изготовленные из нержавеющей стали, алюминия, луженой меди и других материалов. В нижней части перколятора имеется ложное дно (перфорированная сетка) 1, на которое помещают фильтрующий материал 2 (мешковина, полотно и др.), и загружают сырье. Ци­линдрические перколяторы удобны в работе при выгрузке сырья, конические — обеспечивают более равномерное экстрагирование.

Реперколяция, т. е. повторная (многократная) перколяция, позволяющая максимально использовать растворяющую способность экстрагента, получить концентрированные извлечения при полном истощении сырья. Во всех случаях процесс проводят в нескольких перколяторах (от 3-х до 10-ти), которые работают во взаимосвязи, в так называемой батарее перколяторов. В этой батарее слив готового продукта проводят из последнего перколятора, в котором всегда свежее сырье, а свежий экстрагент подают в первый перколятор, в котором самое истощенное сырье. Извлечениями из первого перколятора обрабатывают сырье в предыдущем перколяторе, и так во всей батарее — сырье в последующих перколяторах экстрагируется извлечениями, полученными из предыдущих перколяторов. Таким образом от 1-го до последнего перколятора в батарее осуществляется противоток сырья и экстрагента.

Существуют различные варианты реперколяции с делением сырья на равные и неравные части, с законченным и незакончен­ным циклом. Некоторые из них позволяют получить концентриро­ванные вытяжки без последующего упаривания.

Циркуляционное экстрагирование. Способ основан на циркуляции экстрагента. Экстракционная установка работает непрерывно и автоматически по принципу аппарата Сокслета.

Она состоит из коммуницированных между собой пере­гонного куба 1, экстрактора 2, холодильника-конденсатора 3, сборника конденсата 4. Сущность метода заключается в многократном экстрагиро­вании материала чистым экстрагентом. В качестве экстрагента используют летучие органические растворители, имеющие низкую температуру кипения эфир, хлороформ, метилен хлористый или их смеси. Этило­вый спирт (даже 96%) для этих целей не при­годен, так как он будет адсорбировать влагу, содержащуюся в сырье и изменять свою кон­центрацию, что при­ведет к изменению тем­пературы кипения и экстрагирующей спо­собности. Сырье загру­жают в экстрактор 2 и заливают экстрагентом немного ниже петли сифонной трубки 5. Одновременно в куб 1 и в сборник заливают небольшое количество экстрагента. По окон­чании настаивания из сборника спускают в экстрактор столько экстрагента, чтобы вы­тяжка достигла верхнего уровня петли сифона и начала переливаться в куб. Затем куб начинают обогревать. Образующиеся пары экстрагента поднимаются в конденсатор (которым служит змеевиковый теплообменник), а из него в сборник. Далее экстрагент поступает на сырье. Насыщенная вытяжка вновь поступает в куб. Циркуляция экстрагента проводится многократно до полного истощения сырья. Полученную вытяжку концентрируют отгонкой экстрагента в приемник. В кубе остается концентрированный раствор экстрактивных веществ.

Непрерывное противоточное экстрагирование с перемешива­нием сырья и экстрагента. Растительный материал при помощи транспортных устройств: шнеков, ковшей, дисков, лент, скребков или пружинно-лопастных механизмов перемещается навстречу движущемуся экстрагенту. Сырье, непрерывно поступающее в экстракционный аппарат, движется противотоком к экстрагенту. При этом свежее сырье контактирует с выходящим, насыщенным экстрактивными веществами экстрагентом, который еще более насыщается, так как в сырье концентрация еще выше. Истощенное сырье экстрагируется свежим экстрагентом, который еще полнее извлекает оставшиеся экстрактивные вещества. Экстрагирование проводится в экстракторах различной конструкции: шнековом горизонтальном или вертикальном, дисковом, пружинно-лопастном и др.

Шнековый горизонтальный экстрактор

имеет загрузочный бункер 1, в который подается измельченный растительный материал. Далее материал движется с помощью шнека 2, выполненного из листового перфорированного кислото­устойчивого материала, к противоположному концу корпуса, где с помощью наклонного шнека 3 освобождается от экстрагента и выгружается. Навстречу сырью через патрубок 4 подается экстрагент, который движется через отверстия перфорации и зазоры корпуса шнека к патрубку 5. Степень истощения сырья регулируется скоростью подачи экстрагента и сырья, длиной корпуса экстрактора.

Шнековый вертикальный экстрактор.

Состоит из трех основных частей: загрузочной колонны 1, поперечного соединяющего шнека 2 и экстракционной колонны 3. Загрузочная колонна, в которой также протекает процесс экстрагирования, представляет собой вертикальный цилиндр со вращающимся внутри него шнековым валом. Перья шнека имеют отверстия. Горизонтальный вал служит для передачи твердого материала (сырья) в экстракционную колонну, имеющую вид вертикального цилиндра, внутри которого вращается шнековый вал. Экстрагируемое сырье постоянно загружается через люк, и движением шнека регулируется его подача вниз. Горизонтальным шнеком материал подается в экстракционную колонну, предназ­наченную для материала, и в ней он поднимается вверх шнековым валом. В верхней части мате­риал (шрот) отжимается от излишков извлекателя и, лишенный экстрактивных ве­ществ, выталкивается из экстрактора. В верхнюю часть экстракционной колонны не­прерывно подается экстрагент, который движется навстречу материалу. При этом извлекатель постоянно насыщается экстрактивными веществами и в виде концентрированной вы­тяжки непрерывно вытекает из верхней части загрузочной колонны.

Дисковый экстрактор

состоит из двух труб, расположенных под углом и соединенных внизу камерой 2. Трубы снабжены паровыми рубашками 3. Верхние концы труб входят в корыто 4 с установленными в нем двумя вращающимися звездочками 5, через которые проходит трос 6. На трос насажены дырчатые (перфорированные) диски 7. Трос с дисками проходит через наклонные трубы и нижнюю камеру со звездочкой 5. Звез­дочки приводятся в движение электродвигателем. Перед на­чалом работы экстрактор через патрубок 8 заполняется экст­рагентом, трос с дисками приво­дится в движение и одновре­менно из бункера 9 на диски движущегося троса подается сырье. Сырье опускается от места загрузки вниз, проходит через нижнюю камеру, подни­мается по второй трубе вверх, выгружается в корыто 4 и далее в сборник 10. Одновременно через патрубок 8 с определенной скоростью подают экстрагент. Насыщенное извлечение вытекает из экстрактора через патрубок 11, снабженный фильтрующей сеткой, и собирается в сборнике 12.

Пружинно-лопастной экстрактор

состоит из корпуса 1, разделенного на секции. В каждой секции имеется вал 2 с барабаном 3, на котором закреплены два ряда пружинных лопастей 4. Каждый вал приводится в движение. В днище аппарата находится камера подогрева 5. Извлечения собираются в камере и выводятся через штуцер 7. Измельченный, подготовленный материал из бункера 8 с помощью питателя 9 поступает в первую секцию экстрактора, где находится экстрагент. Здесь сырье при помощи пружинных лопастей погружается в экстрагент и передается дальше, прижимаясь к стенке секции, где происходит частичное отделение экстрагента. При выходе лопастей из секции они выпрямляются и перебрасывают влажное сырье в соседнюю секцию. Так сырье переходит во 2-ю, 3-ю и все последующие секции до транспортера 10. Экстрагент из патрубка 11 поступает на истощенный материал, движущийся по транспортеру, после чего поступает в последнюю секцию, движется противотоком сырью и собирается в камере 6. Испытания экстрактора на различном растительном сырье (корень солодки, валерианы, горицвет, полынь) показали, что истощение сырья в нем заканчивается за 75—120 мин и может быть проведено в широком диапазоне температур.

Преимущество работы экстрактора состоит в том, что на сырье осуществляется механическое воздействие, значительно увеличивающее выход экстрактивных веществ. К недостаткам следует отнести многочисленность вращающихся валов аппарата, создающих неудобство в обслуживании и повышающих расход электроэнергии.

Экстрагирование сырья с помощью роторно-пульсационного аппарата (РПА). Этот способ основан на многократной циркуля­ции сырья и экстрагента, подаваемых в экстрактор с помощью РПА.

Устройство роторно-пульсационного аппарата

Аппарат состоит из ротора и статора, встроенных в корпус. Кромки прорезей во внутрен­нем цилиндре статора выполнены заостренными и отверстия на на­ружных цилиндрах ротора и статора имеют овальную форму. Во внут­ренней зоне ротора и с наружной его стороны установлены по четыре радиальные лопасти.

При работе РПА происходит механическое измельчение частиц, возникает интенсивная турбулизация и пульсация обрабатываемой смеси. В технологической схеме РПА устанавливают ниже днища экстрактора. Сырье загружают на ложное дно экстрактора и заливают экстрагентом. Жидкая фаза поступает в РПА через штуцеры, а сырье — с помощью шнека. Из РПА смесь измельченного материала и экстрагента (т. е. пульта) поднимается вверх и через штуцер поступает в экстрактормешалкой. Процесс повторяется до получения концентрированного извлечения (до равновесной концентрации). При этом происходит одновременно экстрагирование и измельчение. В качестве экстрагентов используют дихлорэтан, хлористый метилен, минеральные и растительные масла.

Э кстрагирование с помощью электрических разрядов. Применение электроимпульсных разрядов позволяет ускорить экстрагирование из сырья с клеточной структурой. Для этого применяется импульсный электроплазмолизатор

Внутри экстрактора 1 с обрабатыва­емым сырьем помещают электроды 2, к которым подают импульсный ток высокой или ультравысокой частоты. Под воздействием электрического разряда в экстрагируемой смеси возникают волны, создающие высокое импульсное давление. В результате происходит интенсивное перемешивание обрабатыва­емой смеси, истончается или полностью исчезает диффузионный пограничный слой и увеличивается конвективная диффузия. Возникновение ударных волн способствует проникновению экстрагента внутрь клетки, что ускоряет внутриклеточную диффузию. Из-за искрового разряда в жидкости образуются плазменные каверны, которые, расширяясь, достигают максимального объема и захлопываются. При этом за короткий промежуток времени в малом пространстве выделяется большое количество энергии и происходит микровзрыв, разрывающий клеточные структуры растительного материала. Извлечение ускоряется за счет вымывания биологически активных веществ из разрушенных клеток. Кроме того, образующиеся полости постоянно пульсируют, вызывая увеличение скорости движения экстрагента около частиц сырья и увеличивая скорость экстрагирования за счет возрастания коэффициента конвективной диффузии. В процессе импульсной обработки экстрагируемого материала с помощью высоковольтных разрядов электрическая энергия преоб­разуется в энергию колебательного движения жидкости, что сокраща­ет время экстрагирования и повышает выход биологически активных веществ, эффективность экстрагирования в единицу времени и др.

Экстрагирование с использованием электроплазмолиза и электродиализа. Электроплазмолиз — обработка сырья электрическим током низкой и высокой частоты, в результате которой происходит плазмолиз протоплазмы. Сущность метода заключается в разрушающем воздействии тока на белково­-липидные мембраны растительных тканей с сохранением целостности клеточных оболочек. Электроплазмолиз дает наибольший эффект при получении препаратов из свежего сырья растительного и животного происхождения. При этом получаемые вытяжки обогащены действующими веществами и содержат лишь небольшое количество сопутствующих веществ.

Электродиализ используют для ускорения экстрагирования сырья растительного и животного происхождения. Движущей си­лой процесса в этом случае является разность концентраций экстрагируемых веществ по обе стороны полупроницаемой пере­городки, роль которой в^- сырье с клеточной структурой выполняют оболочки клеток. Под действием электрического тока изменяются электрические потенциалы поверх­ности сырья, улучшается его смачиваемость, ускоряется движе­ние ионов биологически активных веществ в полости клеток и в капиллярах клеточных структур. В результате увеличивается коэф­фициент внутренней диффузии.

Экстрагирование этим методом проводят в аппарате из электронепроводящего материала (дерево, пластик) с коническим днищем из нержавеющей стали, над которым помещается стальная перфорированная пластинка 1, служащая катодом. На пластину, покрытую фильтрующим материалом 2, загружают предваритель­но замоченное сырье 3, на которое сверху опускается крышка 4 с вмонтированным графитовым анодом 5.

Электроды присоединяются к источнику постоянного тока (15 А), плотность на катоде — 0,6 А/м², напряжение — 0,8 В/см. При непрерывном поступлении экстрагента на получение продукта затрачивается в два раза меньше времени по сравнению с другими методами экстрагирования. Выход биологически активных веществ в этом случае возрастает почти на 20%.

Экстрагирование сжиженными газами. Установка предназна­чена для экстракции природных соединений из растительного сырья с использованием в качестве экстрагентов сжиженных газов (хладонов).

Она представляет собой замкнутую систему и состоит из следующих основных узлов: экстракторов 1; баллона 2 с используемым газом; напорных емкостей 3, оснащенных указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; фонарей смотровых 4 для визуального наблюдения за перемещением растворителя и экстракта; фильтра объемного 5 для очистки экстракта; испарителя 6, снабженного указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; конденсато­ра 7, снабженного указателем уровня, манометром и предохрани­тельным клапаном; холодильного агрегата 8 для охлаждения конденсатора, трубопроводов и арматуры.

Принцип работы установки: в экстракторы 1 загружают измельченное сырье через загрузочный штуцер при помощи вакуума. Из экстракторов и испарителя воздух удаляют вакуумированием и заполняют газообразным хладоном из баллона 2. После достижения равновесия давлений в экстракторы 1 подают сжиженный хладон из напорных емкостей 3. Растворитель проходит сквозь слой сырья, извлекает растворимые компоненты и через фильтр 5 сливается в испаритель 6. В испарителе экстракт подогревается, пары растворителя отделяются и за счет разности давлений поступают в конденсатор 7, охлаждаемый холодильным агрегатом 8, где конденсируются, и растворитель возвращается в напорные емкости 3.

37. Настойки. Определение. Характеристика. Классификация. Методы получения настоек, их сравнительная характеристика. Технологическая и аппаратурная схемы производства настоек. Стандартизация, упаковка, хранение и транспортировка. Рекуперация спирта из отработанного сырья. Аппаратура.

Настойки (Tincturae) представляют собой окрашенные жидкие спиртовые или водно-спиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья, получаемые без нагревания и удаления экстрагента.

При изготовлении настоек из одной весовой части растительного сырья получают 5 объемных частей готового продукта; из сильнодействующего сырья — 10 частей. В отдельных случаях, настойки готовят (1:10) из сырья, не содержащего сильнодействующих веществ (настойка арники, календулы, боярышника) и в других соотношениях.

Настойки могут быть простыми, получаемыми из одного вида сырья, и сложными, представляющими смесь извлечений из нескольких растений, иногда с добавлением лекарственных веществ. Для получения настоек чаще используют высушенный растительный материал, в некоторых случаях — свежее сырье.

Способы приготовления

• мацерация и ее разновидности;

• перколяция;

• растворение густых и сухих экстрактов.

Мацерация

Мацерация проводится следующим образом. Измельченное сырье с предписанным количеством экстрагента загружают в мацерационный бак и настаивают при температуре 15—20°С, периодически перемешивая. Если специально не оговорены сроки, то настаивание проводят в течение 7 сут. После чего вытяжку сливают, остаток отжимают, отжатую вытяжку промывают небольшим количеством экстрагента, снова отжимают, отжатую вытяжку добавляют к слитой первоначально, после чего объеди­ненную вытяжку доводят экстрагентом до требуемого объема.

С целью интенсификации экстраги­рования материала процесс проводят с использованием дробной мацерации (ремацерации), мацерации с принудительной цирку­ляцией экстрагента, вихревой экстракции (турбоэкстракции), ультразвука и др.

Ремацерация, или дробная мацерация с делением на части экстрагента, или сырья и экстрагента. Общее количество экстрагента делят на 3—4 части и последовательно настаивают сырье с первой частью экстрагента, затем со второй, третьей и четвертой, каждый раз сливая вытяжку. Время настаивания зависит от свойств растительного материала. Такое проведение процесса экстрагирования позволяет при меньших затратах времени полнее истощить сырье, так как постоянно поддержива­ется высокая разность концентраций в сырье и экстрагенте.

Мацерация с принудительной циркуляцией экстрагента.

Проводится в мацерационном баке с ложным (перфорированным) дном, на которое укладывают фильтрую­щий материал. Экстрагент, отделенный от сырья ложным дном, с помощью насоса прокачивается через сырье до достижения равновесной концентрации. При этом время настаивания сокращается в несколько раз. С принудительной циркуляцией экстрагента проводят также дробную мацерацию. В данном случае достигается более полное истощение сырья при том же расходе экстрагента.

Вихревая экстракция, или турбоэкстракция, основана на вихревом, очень интенсивном перемешивании сырья и экстрагента при одновременном измельчении сырья. Турбинная мешалка вращается со скоростью 8000—13 ООО об/мин. Время экстракции сокращается до 10 мин, настойки получаются стандартными.

Ультразвуковая экстракция. Для интенсификации мацерационного процесса эффективно применение ультразвуковых колебаний. При этом ускоряется экстрагирование и достигается полнота извлечения действующих веществ. Источник ультразвука помещают в обрабатываемую среду или крепят к корпусу мацерационного бака в месте, заполненном экстрагентом и сырьем.

Перколяция

Перколяция (от лат. percolatio — процеживание через...), т. е. процеживание экстрагента через растительный материал с целью извлечения растворимых в экстрагенте веществ. Процесс проводится в емкостях различной конструкции, называемых перколяторами- экстракторами.

Метод перколяции включает три последовательно протекаю­щие стадии: намачивание сырья (набухание сырья), настаивание, собственно перколяция.

Намачивание (набухание) проводится вне перколятора. Чаще для этого используют мацерационные баки или другие емкости, из которых удобно выгружать замоченное сырье. Для намачивания используют от 50 до 100% экстрагента по отношению к массе сырья. После перемешивания сырье оставляют на 4 — 5 ч в закрытой емкости. За это время экстрагент проникает между частичками растительного материала и внутрь клеток, сырье набухает, увеличиваясь в объеме. При этом происходит растворение действующих веществ внутри клетки.

Настаивание — вторая стадия процесса перколяции. Набухший или сухой материал загружают в перколятор на ложное дно с оптимальной плотностью, чтобы в сырье оставалось как можно меньше воздуха. Сверху накрывают фильтрующим материалом, прижимают перфорированным диском и заливают экстрагентом так, чтобы максимально вытеснить воздух. Возможна загрузка материала в мешок из фильтрующего материала, заполняющего весь объем перколятора. В верхней части мешок завязывают и кладут груз. Сырье заливают экстрагентом до образования «зеркала», высота слоя которого над сырьем должна быть около 30—40 мм, и проводят настаивание 24—48 ч, в течение которых будет достигнута равновесная концентрация. Для многих видов сырья время настаивания может быть сокращено.

Собственно перколяция — непрерывное прохождение экстрагента через слой сырья и сбор перколята. При этом слив церколята и одновременная подача сверху экстрагента проводится со скоростью, не превышающей 1/24 или 1/48 (для крупных производств) части используемого объема перколятора за 1 ч. При этом насыщенная вытяжка вытесняется из растительного материала током свежего экстрагента и создается разность концентраций экстрагируемых веществ в сырье и экстрагенте. С целью максимальной интенсификации экстрагирования в процесс перколяции вносят изменения. Часто вместо типичного перколирования используют настаивание, циркуляцию и их сочетание.

В одном из вариантов перколяции первую, достаточно концентрированную вытяжку, сливают отдельно, целиком спуская ее из перколятора. Затем перколятор заполняют свежим экстрагентом, который после настаивания в течение 3—б ч сливают полностью. Полученную вторую вытяжку присоединяют к первой, а с сырьем проводят еще 1—2 подобные операции, пока не соберут требуемое количество вытяжки.

В другом случае в процессе настаивания проводят циркуляцию экстрагента в перколяторе-экстракторе с помощью насоса, который подает вытяжку из нижней части в верхнюю. Такая циркуляция экстрагента проводится до равновесной концентрации. Время настаивания сокращается многократно. Далее проводят перколирование путем вытеснения чистым экстрагентом так, как описано в стадии «собственно перколяция».

Полученные извлечения представляют собой мутные жидкости, содержащие значительное количество взвешенных частиц. Очистку извлечений проводят отстаиванием при температуре не выше 10°С до получения прозрачной жидкости. При этой температуре уменьшается растворимость экстрагирован­ных веществ и поэтому в дальнейшем, в процессе хранения настоек при температуре 15°С, вероятность появления осадка невелика. После отстаивания в течение не менее 2-х сут проводят фильт­рование декантацией (т. е. без взмучивания осадка) и фильтруют от случайно попавших включений. Для фильтрации применяют фильтр-прессы, друк-фильтры, центрифуги. Нутч-фильтры использовать не рекомендуется из-за возможной потери экстраген­та. Завершающей стадией процесса получения препаратов из сырья с клеточной структурой является рекуперация экстрагента из шрота, т. е. отработанного сырья. Растворением сухих или густых экстрактов в спирте требуемой концентрации готовят небольшое число настоек. Этим методом получают настойку чилибухи, имеющей ядовитые, труднопорошкуемые из-за большой твердости, семена. При этом используют сухой экстракт.

Растворением густого или сухого экстракта солодки готовят грудной эликсир.

Технология получения настоек этим методом сводится к прос­тому растворению в реакторе с мешалкой рассчитанного количест­ва сухого или густого экстракта в спирте требуемой концентрации. Полученные растворы фильтруют. Данный метод характеризуется значительным сокращением времени получения настойки.

Стандартизация

В подавляющем большинстве настоек определяют содержание действующих веществ химическим (настойки, содержащие алкалоиды, дубильные вещества, эфирные масла, органические кислоты и др.) или биологическим (настойки, содержащие гликозиды сердечной группы и горькие вещества) методом. Если количество действующих веществ в настойках выше установленного предела или большей биологической активности, их разбавляют прибавле­нием чистого экстрагента или слабо концентрированной настойки. При содержании действующих веществ ниже нормы их укрепляют добавлением более концентрированной настойки.

К общим методам испытания настоек относят: проверку органолептических признаков, количественное определение спирта, экстрактивных веществ, тяжелых металлов, плотность.

Проверка органолептических признаков. Настойки должны быть прозрачными и сохранять вкус и запах тех веществ, которые содержатся в исходном лекарственном сырье.

Содержание спирта в настойках определяют одним из методов ГФ XI:

а) дистилляционным;

б) по температуре кипения.

Плотность настоек определяют по методикам ГФ XI, (вып. 1, с. 24):

а) с помощью пикнометра;

б) ареометром (денсиметром).

Сухой остаток (экстрактивные вещества) и тяжелые металлы в настойках определяют по ГФ XI.

Хранение настоек

Настойки должны сохраняться в хорошо закупоренных склянках в месте, защищенном от прямых солнечных лучей, при температуре 15 °С. С течением времени могут появляться осадки и при соблюдении правил хранения — настойки «стареют». Это связано с изменением растворимости биологически активных веществ и образованием нерастворимых соединений, в результате взаимодействия присутствующих в настойках веществ. В осадке могут содержаться сахара, дубильные вещества, органические кислоты, пигменты, следы алкалоидов, гликозидов и другие, настойки с осадком отфильтровывают и вновь стандартизуют. В случае соответствия числовых показателей требованиям ГФ их разрешается применять.

Настойки используют для приема внутрь и как наружные средства.

Классификация и номенклатура настоек

Все настойки можно разделить на две группы: простые и сложные.

Настойки простые. Все простые настойки чаще получают спо­собом перколяции. При получении настоек в соотношении 1:5 с целью достижения полноты истощения сырья экстрагирование проводят с применением циркуляционного перемешивания с помощью центробежных насосов.

Настойки сложные. Представителем данной, ранее обширной группы настоек является настойка горькая (Tinctura amara), в состав которой входят: трава золототысячника — 6 г; листья трифоли — 6 г; корневища аира — 3 г; трава полыни — 3 г; кожура мандарина — 1,5 г. Настойка готовится на 40% спирте способом перколяции, который активируется циркуляцией. Применяется как ароматическая горечь для возбуждения аппетита и улучшения пищеварения.

Рекуперация экстрагентов из отработанного сырья

В отработанном лекарственном растительном сырье (JIPC) — шроте остается от 2-х до 3-х объемов экстрагента по отношению к массе сырья. Этот экстрагент обязательно рекуперируют, т. е. извлекают различными методами и возвращают в производство.

Если на фармацевтическом предприятии нет водяного пара как теплоносителя (что часто бывает на фармацевтических фабри­ках), то рекуперацию этанола из шрота проводят методом вымыва­ния водой. С целью уменьшения потерь экстрактивных веществ и экстрагента из шрота предварительно отжимают экстрагент на прессе и полученную вытяжку используют в соответствующем производственном процессе. Шрот после пресса заливают водой и настаивают 1,5 ч. При этом этанол диффундирует из сырья в воду. После чего со скоростью перколяции получают промывные воды. Их количество зависит от концентрации экстрагента.

Чаще промывные воды подверга­ют простой перегонке с целью укрепления этанола.

Промывные воды нагревают до кипения. Образующиеся пары спирта с водой поступа­ют в конденсатор, из которого конденсат собирается в сборнике отгона. При этом получают отгон, содержащий до 88% спирта.

На крупных фармацевтических заводах рекуперацию экстрагента из шрота проводят в перколяторах, после полного слива вытяжки, методом перегонки с водяным паром.

Для ускорения процесса рекуперации одновременно используют «глухой» и «острый» пар. «Глухой» пар подают в рубашку 1 перколятора 2 через штуцер 3. «Острый» пар поступает через нижний штуцер 4 и смешивается с сырьем 5. В результате такой подачи теплоносителя сырье быстро прогревается, этанол, содержащийся в сырье, закипает и удаляется из верхней части перколятора через патрубок 6 с парами воды. Смесь паров спирта и воды направляется в теплообменник 7, из которого конденсат поступает в сборник отгона 8.

Полученный отгон используют как экстрагент, если его концентрация соответствует требуемой. При других концентра­циях отгон используют для приготовления экстрагента для сырья того же наименования, так как ароматические соединения сырья перегоняются вместе с этанолом. Рекуператы и отгоны, содержа­щие 30—40% этанола и выше, могут быть укреплены и очищены ректификацией.

38. Экстракты. Определение. Характеристика. Классификация экстрактов по консистенции и применяемому экстрагенту. Общая технологическая и аппаратурная схемы получения. Жидкие экстракты. Методы получения, их сравнительная характеристика. Стандартизация, упаковка, хранение и транспортировка жидких экстрактов.

Экстракты (от лат. extractum — вытяжка, извлечение) представляют собой концентрированные вытяжки из лекарствен­ного растительного сырья (JIPC).

Они могут быть классифицированы в зависимости от консистенции на экстракты жидкие (Extracta fluida), экстракты густые (Extracta spissa) и экстракты сухие (Extracta sicca); или от используемого экстрагента: водные (Extracta aquosa), спиртовые (Extracta spirituosa), эфирные (Extracta aetherea), масляные (Extracta oleosa) и полученные с помощью сжиженных газов. Кроме того, выделяют стандартизованные экстракты (Extracta standartisata) или экстракты-концентраты.

Жидкие экстракты бывают только спиртовыми; остальные могут быть спиртовыми, водными, эфирными и др.

Жидкие экстракты — это жидкие концентрированные водно­-спиртовые извлечения из JIPC, получаемые в соотношении 1:1. На фармацевтических предприятиях жидкие экстракты готовят по массе (из 1 кг сырья получают 1 кг жидкого экстракта).

Жидкие экстракты нашли широкое распространение в фармацевтической промышленности, так как имеют следующие преимущества:

1) одинаковые соотношения между действующими веществами, содержащимися в лекарственном сырье и в готовом препарате;

2) удобство в отмеривании в условиях аптек бюретками и пипетками;

3) возможность получения без применения выпари­вания позволяет получить жидкие экстракты, содержащие летучие вещества (эфирные масла).

К недостаткам жидких экстрактов относятся:

1) насыщенность их сопутствующими веществами, извлеченными из растительного сырья;

2) появление осадков при незначительных понижениях температуры или частичном испарении спирта;

3) необходимость в герметической укупорке и хранении при температуре 15—20°С;

2. жидкие экстракты содержат большие объемы экстрагента, ввиду чего являются малотранспортабельными препаратами.

Способы получения

Жидкие экстракты получают методами перколяции, реперколяции (в различных вариантах), дробной мацерации в различных модификациях, растворением густых и сухих экстрактов. Перколяция в производстве жидких экстрактов на стадиях набухания и настаивания ничем не отличается от перколяции в производстве настоек. На стадии собственно перколяции процесс проводится аналогично и с той же скоростью, как для настоек. Отличие состоит в сборе готовых извлечений. Для жидких экстрактов извлечения разделяют на две порции. Первую порцию в количестве 85% по отношению к массе сырья собирают в отдельную емкость. Затем ведут перколяцию в другую емкость до полного истощения сырья. При этом получают в 5—8 раз (по отношению к массе загруженного в перколятор сырья) больше слабых вытяжек, которые называют «отпуском». Этот «отпуск» упаривают под вакуумом при температуре 50—60 °С до 15% по отношению к массе сырья, загруженного в перколятор. После охлаждения этот сгущенный остаток растворяют в первой порции извлечения. Получают вытяжки в соотношении 1:1 по отношению к сырью.

Реперколяция, т. е. повторная (многократная) перколяция, позволяющая максимально использовать растворяющую способность экстрагента, получить концентрированные извлечения при полном истощении сырья. Во всех случаях процесс проводят в нескольких перколяторах (от 3-х до 10-ти), которые работают во взаимосвязи, в так называемой батарее перколяторов. В этой батарее слив готового продукта проводят из последнего перколятора, в котором всегда свежее сырье, а свежий экстрагент подают в первый перколятор, в котором самое истощенное сырье. Извлечениями из первого перколятора обрабатывают сырье в предыдущем перколяторе, и так во всей батарее — сырье в последующих перколяторах экстрагируется извлечениями, полученными из предыдущих перколяторов. Таким образом, от 1-го до последнего перколятора в батарее осуществляется противоток сырья и экстрагента.

Реперколяция с делением сырья на равные части с незакон­ченным циклом.

Первую порцию сырья, предназначенную для загрузки, пред­варительно замачивают равным или половинным объемом экстра­гента по отношению к массе сырья. После набухания в течение 4—6 ч материал укладывают в перколятор 1 и настаивают 24 ч с двойным по отношению к массе сырья объемом экстрагента. По истечении указанного времени проводят перколирование до пол­ного истощения сырья с разделением вытяжек на первую порцию в количестве 80% по отношению к массе сырья, которую считают готовым продуктом; вторую порцию (менее концентрированные извлечения) — в количестве, равном массе сырья и предназначен­ную для намачивания сырья для 2-го перколятора; третью пор­цию — второй отпуск, в двукратном количестве по отношению к массе сырья и предназначенный для настаивания сырья во 2-м перколяторе; четвертую порцию — третий отпуск в количестве, примерно в 6 раз превышающий массу сырья и предназначенный для экстрагирования (перколирования) сырья во втором перколя­торе. Из 2-го перколятора получают 100% готового продукта по отношению к массе сырья в перколяторе и собирают отпуски для работы с сырьем в следующем перколяторе. Из последнего перколятора получают 100% готового продукта и отпуски, которые используют для обработки следующей партии аналогичного сырья. Все порции готового продукта, полученные из каждого перколятора, объединяют.

Реперколяция с делением сырья на равные части с закон­ченным циклом проводится в батарее перколяторов. Количество перколяторов в батарее зависит от свойств сырья, чем труднее экстрагируется сырье, тем большее число перколяторов входит в батарею.

Сырье, разделенное на равные части, загружают в перколяторы. В 1-м перколяторе сырье замачивают для набухания в течение 4—б ч, после чего в перколятор подают экстрагент до «зеркала» и настаивают 24 ч. Затем перколируют в отдельную емкость, получая 80% готового продукта (Г.П.1 — 80%) по отношению к массе сырья в этом перколяторе.

Перколирование продолжают до полного истощения сырья в другую емкость — получают «отпуск 1». Этим «отпуском 1» проводят намачивание, настаивание и перколирование сырья во 2-м перколяторе, из которого получают готовый продукт (Г.П.2 — 100%) в количестве, равном 100% от массы сырья в перколяторе и «отпуск 2». Отпуском 2 проводят намачивание, настаивание и перколирование сырья в 3-м перколяторе, из которого получают (Г.П.З — 100%) готовый продукт 3 в количестве, равном 100% от массы сырья в перколяторе и «отпуск 3». Так ведут процесс в каждом последующем перколяторе, если их больше 3-х. Отпуск последнего перколятора упаривают до недостающих 20% готового продукта, слитого из 1-го перколятора. При этом получают на 300 кг сырья жидкого экстракта: 80+100+100+20=300 л (кг), т. е. в соотношении 1:1.

Реперколяция по методу Босина. Сырье загружают в равных количествах в каждый перколятор батареи.

Сырье в 1-м перколяторе экстрагируют чистым экстрагентом, в последующих — отпусками после извлечения сырья из предыдущих перколяторов. Число перколяторов подбирают таким образом, чтобы при получении вытяжки из последнего перколятора в объеме, равном всей массе экстрагируемого материала, т. е. 1:1.

Реперколяция с делением сырья на неравные части по фармакопее США и Германии. Эти варианты реперколяции официнальны в указанных странах. Согласно фармакопее США исходное сырье принимают за 100% и загружают в перколяторы в соотношении 5:3:2.

Работу начинают с наибольшей порцией сырья и обрабатывают ее чистым экстрагентом. Перколят собирают в два приема: готовый продукт 1 в количестве 20% от общего количества сырья и отпуск, который используют для набухания, настаивания и перколяции во 2-м перколяторе. Из 2-го перколятора получают готовый продукт 2 в количестве 30% от общего количества сырья и отпуск 2, используемый для 3-го перколятора. Из 3-го перколятора собирают 50%) готового продукта по отношению к массе сырья. Всего получают 20+30+50=100% готового продукта на 100% исходного сырья, т. е. 1:1.

В соответствии с Германской фармакопеей все сухое сырье загружают в три перколятора в соотношении 5:3, 25:1,75 и прово­дят процесс, аналогично описанному выше, для фармакопеи США.

Реперколяция с делением сырья на неравные части по фармакопеям США и Германии могут применяться для небольших производств при получении незначительного количества продукта, так как в этих модификациях реперколяции сырье во 2-м и в 3-м перколяторах истощается не полностью. Меньше всего сырье истощается в 3-м перколяторе.

Метод реперколяции по Чулкову. Экстрагирование проводят в батарее из 4-х и более перколяторов. Различают два периода: в пусковой период ежедневно загружают по одному перколятору и слива готового продукта не производят. В каждый перколятор загружают равное количество сырья, которое предварительно заливают равным количеством чистого экстрагента (для 1-го перколятора) или извлечением, полученным из предыдущего перколятора (для 2-го и всех последующих перколяторов). Набухшее сырье загружают в первый перколятор, заливают экстрагентом до зеркала и оставляют на сутки. На следующий день из первого перколятора сливают извлечения в два приема: первое извлечение — в объеме, равном массе сырья, загруженного в перколятор, используемое для замачивания сырья для второго перколятора, и второе извлечение — в двойном объеме по отношению к массе сырья, используемое для настаивания сырья во втором перколяторе. В это время в первый перколятор подают свежий экстрагент в количестве, равном сумме извлечений. На третий день из второго перколятора собирают также два извлечения: для работы с сырьем, предназначенным для загрузки в третий перколятор. Во второй перколятор подают вытяжки из первого перколятора, а в него снова подают свежий экстрагент. Далее процесс проводится аналогично. Через сутки после загрузки последнего перколятора начинается рабочий период. В это время из последнего перколятора сливают первую порцию готового продукта в объеме, равном массе сырья в этом перколяторе. Одновременно из первого перколятора сливают все вытяжки и подают их во второй перколятор. Сырье в первом перколяторе полностью истощено. Свежий экстрагент подают во второй перколятор, который теперь становится хвостовым. Первый перколятор становится головным в батарее. Сбор готового продукта производится ежедневно из головного перколятора, которым является каждый, вновь загруженный сырьем.

Потерь биологически активных веществ практически нет, так как в каждом перколяторе сырье неоднократно обрабатывается свежим экстрагентом и истощается максимально.

Ускоренная дробная мацерация методом противотока (по ЦАНИИ). Проведение экстрагирования по ЦАНИИ позволяет значительно сократить время на выпуск готовой продукции.

Сырье в сухом виде загружают в равных количествах в три перколятора. Свежий экстрагент подают только в первый перколятор, в три приема. Вначале заливают сырье в первом перколяторе «до зеркала» и настаивают 2 ч. По истечении этого срока вытяжку из первого перколятора переносят во второй перко­лятор, а в первый перколятор вновь подают свежий экстрагент «до зеркала». Сырье в обоих перколяторах настаивают 2 ч, после чего вытяжку из второго перколятора переносят на сырье в третий перколятор, во второй — переносят вытяжку из первого перколятора, а в первый снова (в третий раз) подают свежий экстрагент. Загруженные перколяторы оставляют для настаивания на 24 ч. На следующий день из третьего перколятора сливают всю вытяжку, являющуюся готовым продуктом. Из второго перколятора всю вытяжку переносят в третий перколятор. Из первого перколятора вытяжки сливают, сырье выгружают и отжимают. Все вытяжки из первого перколятора объединяют и используют для настаивания сырья во втором перколяторе. Оба перколятора оставляют на 2 ч. Затем из третьего перколятора сливают вторую порцию готового продукта. Из второго перколя­тора полностью сливают вытяжку, сырье выгружают и отжимают. Все извлечения из второго перколятора передают в третий перколя­тор, которые настаивают 2 ч. По истечении этого времени получают третью порцию готового продукта, к которому присоединяют отжим из последнего перколятора. Для равномерной загрузки каждого перколятора общий объем необходимого экстрагента V делят на три части. При этом V — V'₁+V₂-+V_s.

Такой метод экстрагирования применяют для фитохими­ческого производства небольших объемов и в лабораторных условиях. При использовании этого метода в последнем и предпоследнем перколяторах сырье истощается не полностью, так как обработка проводится не чистым экстрагентом.

Растворение. Жидкие экстракты могут быть получены путем растворения сухих или густых экстрактов. Метод применяется сравнительно редко, хотя заслуживает большего внедрения в практику ввиду сокращения времени технологического процесса. Технология приготовления сводится к растворению густого или сухого экстрагента в соответствующем экстрагенте с последующей очисткой и стандартизацией.

Очистка

Полученные любым из описанных выше способов, извлечения в производстве жидких экстрактов отстаивают не менее 2-х сут при температуре не выше 10°С до получения прозрачной жидкости. Отстаивание иногда допускается проводить в присутствии адсорбентов, что способствует лучшей очистке и большей устойчивости при хранении и транспортировке. Отстоявшуюся, прозрачную часть извлечения, фильтруют от случайно попавших примесей через друк-фильтры, фильтр-прессы или центрифугируют. В последнюю очередь фильтруют остаток извлечений с осадком. Профильтрованные вытяжки тщательно перемешивают и проводят стандартизацию.

Стандартизация

В жидких экстрактах определяют содержание действующих веществ химическими методами (за исключением жидкого экст­ракта боярышника, качество которого контролируется биологичес­ки). Качество некоторых жидких экстрактов устанавливают по сумме экстрактивных веществ. По методикам, указанным в част­ных статьях, определяют содержание спирта (ГФ XI, вып. 2, с. 26), или плотность (ГФ XI, вып. 1, с. 24), тяжелые металлы (ГФ XI, вып. 1, с. 161).

Хранение

Жидкие экстракты хранят в хорошо укупоренных флаконах при температуре 12—15 °С и, если необходимо, в защищенном от света месте. В процессе хранения возможно выпадение осадка. Если экстракты после отфильтрования осадка и проверки качества соответствуют установленным требованиям, их считают годными к употреблению.

39. Экстракты густые и сухие. Характеристика. Способы получения и очистки извлечений в их технологии. Технологическая и аппаратурная схемы производства. Стандартизация, упаковка, хранение и транспортировка густых и сухих экстрактов.

Густые экстракты — это концентрированные извлечения из лекарственного растительного сырья, представляющего собой вязкие массы с содержанием влаги не более 25%. Они обычно не выливаются из сосуда, а растягиваются в нити, сливающиеся затем в сплошную массу.

Густые экстракты вследствие высокой вязкости используют как связывающие и формообразующие вещества при изготовлении пилюль в условиях аптеки. Кроме того, они могут входить в качестве корригентов в составы сиропов, микстур или эликсиров. Густые экстракты используют в качестве полупродуктов для ряда лекарственных форм (настойки, таблетки).

К недостаткам густых экстрактов относится неудобство их использования, требующее определенных приемов в отвешивании. Кроме того, в сухом воздухе они подсыхают и становятся твердыми; во влажном воздухе — отсыревают и плесневеют. Поэтому они требуют герметичной упаковки.

Способы получения

Процесс производства густых экстрактов включает три основные стадии:

1) получение вытяжки;

2) ее очистка;

3) сгущение.

В производстве густых экстрактов в качестве экстрагентов используют воду (в некоторых случаях горячую), водные растворы аммиака, хлороформную воду, этанол различных концентраций, органические растворители, сжиженные газы, растительные и минеральные масла.

Получение вытяжек

В производстве густых и сухих экстрактов для получения извлечений из сырья используют различные способы: 1) ремацера­цию и ее варианты; 2) перколяцию; 3) реперколяцию; 4) циркуля­ционное экстрагирование; 5) противоточное экстрагирование в батарее перколяторов с циркуляционным перемешиванием; 6) непрерывное противоточное экстрагирование с перемещением сырья и экстрагента; а также другие методы, включающие измельчение сырья в среде экстрагента; вихревую экстракцию; экстракцию с использованием электромагнитных колебаний, ультразвука, электрических разрядов, электроплазмолиза, электродиализа и др.

Перколяция. Процесс перколяции на стадиях намачивания и настаивания осуществляется так же, как и при получении настоек и жидких экстрактов. Собственно перколяцию ведут с той же скоростью до полного истощения сырья без разделения на первичные и вторичные извлечения, так как затем все полученные извлечения сгущают или высушивают.

Реперколяция. Имеет преимущество перед перколяцией и ремацерацией в том, что расходуется меньшее количество свежего экстрагента и вытяжки получаются более концентрированными. Из вариантов реперколяции чаще применяют противоточное экстрагирование в батарее перколяторов (из 3-х и более). Экстрагент, попадающий в первый (хвостовой) перколятор, проходит последовательно через всю батарею и сливается в виде насыщенной вытяжки из последнего (головного) перколятора. В каждом перколяторе поддерживается значительная разность концентраций. Метод позволяет максимально истощить сырье в каждом перколяторе, сократить время экстрагирования до минимума, так как при циркуляции экстрагента Достижение равновесной концентрации происходит быстрее.

Циркуляционное экстрагирование. Способ основан на циркуляции экстрагента. Экстракционная установка работает непрерывно и автоматически по принципу аппарата Сокслета. (см. вопрос 36)

Очистка вытяжки

Водные и водно-спиртовые вытяжки с малым количеством этанола (20 — 40%) содержат много высокомолекулярных соединений (водорастворимые белки, сахара, ферменты, пектины, слизи, крахмал), которые до выпаривания должны быть обязательно удалены. В зависимости от количества и свойств балластных веществ используют различные методы очистки. В ряде случаев очистку проводят кипячением — если нет инактивации БАВ. Свернувшиеся при этом белки быстро отслаиваются. Иногда применяют адсорбенты (каолин, бентониты, тальк и т. п.) или сочетание адсорбентов с кипячением. Часто применяют способ удаления балластных веществ путем осаждения их спиртом. Спиртоочистка проводится с предварительным упариванием вытяжек до половинного объема по отношению к массе исходного сырья. После охлаждения к ней добавляют двойной объем крепкого (95—96%) этанола. Все тщательно перемешивают и оставляют на 5—6 дней при температуре не выше 10 °С. Отстоявшийся слой сливают с осадка и фильтруют. Очи­щенную вытяжку, при необходимости, подвергают дальнейшему сгущению.

Для вытяжек хлороформных (четыреххлористого углерода) применяют метод замены экстрагента. При этом к упаренной до половинного объема по отношению к массе исходного сырья вытяжке добавляют воду в количестве, равном массе сырья. Растворимые в хлороформе (четыреххлористом углероде) хлорофилл, смолистые вещества выпадают в осадок, так как они не растворяются в воде. Вытяжку отстаивают, фильтруют и подвергают дальнейшей обработке.

Сгущение вытяжки

Очищенные вытяжки упаривают под вакуумом при температуре 50—60 °С и разрежении 600—650 мм рт. ст. до требуемой консистенции. При сгущении спиртовых вытяжек или вытяжек после спиртоочистки вначале отгоняют спирт, не включая вакуума. Аппаратура, используемая для упаривания вытяжек в фармацевтическом производстве, имеет свои особенности. Объясняется это тем, что в вытяжке содержатся биологически активные вещества, которые при упаривании могут осаждаться на стенках выпарных аппаратов, обогреваемых паром, и терять свою активность из-за высокой температуры стенок.

Нашли применение такие конструкции, как прямоточный роторный, циркуляционный вакуум-выпарной аппарат и пенный испаритель.

Роторный прямоточный аппарат

имеет верти­кальный корпус 1 с паровой рубашкой 2. По центру корпуса расположен ротор в виде вертикального вращающегося вала 3 с шарнирно закрепленными на нем скребками 4. Подлежащая упариванию вытяжка подается в верхнюю часть корпуса роторного выпарного аппарата через штуцер 5 в полость распределительного кольца 6, из которого вытекает в виде многочисленных струек, смачивающих вращающиеся скребки. Со скребков вытяжка разбрызгивается на обогревае­мую цилиндрическую поверхность корпуса в виде тонкой пленки, из которой происходит испарение растворителя. Сгущающаяся вытяжка снимается скреб­ками и под действием силы тяжести стекает в нижнюю коническую камеру, из которой непрерывно отводится через штуцер 7. В сепарационной камере 8 из вторичного пара отделяются капли жидкости с помощью каплеотбойника 9. Образующийся вторичный пар без капель увлеченной жидкости поступает в верхнюю часть сепарационной камеры 8 и через патрубок 10 отводится к конденсатору. Роторный испаритель может работать как под атмосферным давлением, так и под вакуумом.

Циркуляционный вакуум-выпарной аппарат фирмы «Симакс» также может работать как под вакуумом, так и под атмосферным давлением. Обычно аппарат изготовляется из термостойкой боросиликатной стекломассы, что позволяет контролировать процесс, включая циркуляцию упариваемой вытяжки, конденсацию паров экстрагента, количество упаренной вытяжки и объем сконденсированного экстрагента.

В колбу-приемник 1 с помощью вакуума, создаваемого через шту­цер 2, затягивают вы­тяжку, подлежащую упариванию. Уровень вытяжки в колбе 1 дол­жен достигать верхнего края спиралей калори­фера 3. В калорифер подают греющий пар через патрубок 4 и отво­дят образующийся кон­денсат по патрубку 5. В зоне калорифера вытяж­ка быстро закипает и в виде парожидкостной смеси выбрасывается через хобот 6 в колбу-расширитель 7, где интенсивно циркулирует, образуя большую поверхность испарения. Образующиеся пары поднимаются вверх и отводятся по широкой трубе 8 в холодильник-конденсатор 9, где охлаждаются холодной водой. Сконденсировавшиеся пары экстрагента собираются в колбе-приемнике 10 и отводятся через штуцер 11 после снятия вакуума в установке. Неиспарившаяся вытяжка из колбы 7 стекает вниз по зазору между циркуляционной трубой 13 с хоботом 6 и царгой 12 в колбу 1, из которой вновь поднимается по трубе 13, закипает от калорифера 3 и выбрасывается в колбу 7. Такая циркуляция упариваемой вытяжки продолжается до получения заданного конечного объема вытяжки, после чего сконцентрированную вытяжку и чистый экстрагент сливают, а в установку загружают новую порцию вытяжки.

Пенный испаритель применяют для упаривания водных вытяжек, так как в нем не предусмотрена конденсация вторичного пара.

Установка состоит из рабочей емкости 1, в которую загружают исходную вытяжку. Вытяжка насосом 2 через патрубок 3 подается на распределительное устройство 4, из которого она стекает в обогреваемые изнутри паром горизонтальные трубки 5 испа­рительной камеры 6. Заки­пающая вытяжка сильно вспенивается, образуя большую поверхность испарения. Для ускорения процесса выпарива­ния через кипящую вытяжку снизу с помощью вентилятора 7 прокачивается воздух, который, забирая влагу из вспениваю­щейся вытяжки, поступает в сепаратор 8. Здесь, ударяясь о перегородку 9, воздух освобождается от капель вытяжки и, обогащенный влагой, выбрасывается в атмо­сферу через патрубок 10. Отде­лившиеся капли вытяжки из сепаратора 8 сливаются в рабочую емкость 1. Циркуляция вытяжки в установке проводится до требуемой конечной концентрации. Прошедшие между трубками капли вытяжки из испарительной камеры 6 через патрубок 11 направляются в рабочую емкость 1. Аппарат высокоэффективен, малоэнергоемок, удобен в эксплуатации. Широко используется для упаривания водных извлечений в производстве плантаглюцида.

Стандартизация

Стандартизацию густых экстрактов проводят по содержанию действующих веществ или биологической активности. Также определяют содержание влаги по методике ГФ XI. В густых экстрактах содержание влаги не более 25%.

Хранение

Густые экстракты хранят в герметически укупоренной таре, не допускающей подсыхания.

Сухие экстракты — это концентрированные извлечения из лекарственного растительного сырья, представляющие собой сыпучие массы с содержанием влаги не более 5%. Их следует считать наиболее рациональным типом экстрактов. Они удобны в применении, имеют минимально возможную массу. К недостат­кам сухих экстрактов относится их высокая гигроскопичность, вследствие чего они превращаются в комкообразные массы, утрачивающие сыпучесть.

Сухие экстракты подразделяют на экстракты с лимитиро­ванным верхним пределом действующих веществ и на экстракты с не лимитированным верхним пределом действующих веществ.

Экстракты с лимитированным верхним пределом действу­ющих веществ получают из сырья, содержащего высокоактивные в биологическом отношении соединения. Такие экстракты должны содержать действующие вещества в строго определенном количестве. Этого добиваются добавлением наполнителей или смешиванием в определенных соотношениях экстрактов, содержащих действующие вещества больше и меньше нормы. В качестве наполнителей используют молочный сахар, глюкозу, декстрин картофельный и др. Наполнители чаще добавляют к высушенному продукту на стадии размола.

Экстракты с нелимитированным верхним пределом действующих веществ получают без добавления к ним наполни­телей. Такие экстракты получают из лекарственного сырья, содержащего несильнодействующие вещества.

Производство сухих экстрактов может быть осуществлено по двум схемам. В первом случае процесс состоит из четырех стадий:

1) получение вытяжки;

2) очистка вытяжки;

3. сгущение вытяжки;

4) высушивание сгущенной вытяжки.

Во втором случае процесс производства сухих экстрактов проводится минуя стадию сгущения, и тогда он включает три стадии:

1) получение вытяжки;

2) очистка вытяжки;

3) высушивание жидкой или слегка сгущенной вытяжки.

Высушивание жидкой вытяжки может проводиться в распылительных или сублимацион­ных (лиофильных, молекулярных) сушилках. Слегка сгущенную вытяжку высушивают в вакуум-вальцовых сушилках.

В производстве сухих экстрактов в качестве экстрагентов используют воду (в некоторых случаях горячую), водные растворы аммиака, хлороформную воду, этанол различных концентраций, органические растворители, сжиженные газы, растительные и минеральные масла.

Получение и сгущение вытяжки проводят также как и в производстве густых экстрактов.

Высушивание вытяжки

Высушивание очищенных вытяжек может проводиться по двум схемам:

1) без сгущения жидкой вытяжки

2) через стадию сгущения с последующей сушкой.

В первом случае сушка вытяжек осуществляется в распылительных сушилках, где жидкая вытяжка распыляется в очень мелкие капли в большой камере. Снизу, навстречу оседающим каплям, подается с помощью вентилятора нагретый воздух (его температура около 150—200 °С), при этом перегрева материала не происходит, так как все тепло воздуха уходит на изменение агрегатного состояния влаги из капелек вытяжки. Температура высушиваемого материала не превышает 50—60°С. По первой схеме высушивание осуществляется в барабанных (вальцовых) вакуум-сушилках. Вытяжку немного упаривают (чтобы на вращающихся вальцах образовался после высушивания достаточный слой сухого экстракта) и подают между вращающи­мися навстречу друг другу, обогреваемыми изнутри вальцами. Снятую с вальцов корочку сухого экстрагента затем размалывают в шаровой мельнице.

Из жидкого состояния высушивание может проводиться также в сублимационных (лиофильных, молекулярных) сушилках. При этом раствор (вытяжку) замораживают, помещают в сублимацион­ную камеру, где создают глубокий вакуум (остаточное давление несколько микрометров). В таких условиях влага из заморо­женного материала сублимируется, т. е. испаряется, минуя жид­кую фазу. Температура сушки в этом случае 20—30 °С. Получен­ный порошок очень легко растворяется, содержит все биологи­чески активные вещества в неизмененном виде.

Во втором случае высушивание проводят в вакуум-сушильных шкафах. Сгущенную вытяжку наносят в виде тонкого слоя на противни и проводят сушку при остаточном давлении 110—160 мм рт. ст. (вакуум 600—650 мм рт. ст.). В процессе сушки объем экстракта увеличивается в несколько десятков раз. В результате получают очень рыхлую легкую массу в виде коржей, которые размалывают на шаровой мельнице (аппаратура см вопрос 6).

Стандартизация

Стандартизацию сухих экстрактов проводят по содержанию действующих веществ или биологической активности. Также определяют содержание влаги по методике ГФ XI. В сухих экстрактах содержание влаги не более 5%.

Сухие экстракты, отличающиеся большой гигроскопичностью, необходимо хранить в мелкоемких широкогорлых банках, герметически укупоренных, емкостью не более 100 г.

При необходимости экстракты хранят в прохладном, защищенном от света месте.

40. Масляные экстракты. Определение. Номенклатура. Технологическая и аппаратурная схемы получения при экстрагировании сырья растительным маслом, органическим растворителями и сжиженными газами. Очистка извлечений. Стандартизация, упаковка, хранение и транспортировка масляных экстрактов.

Масляные экстракты, или медицинские масла (Olea medicata), — это извлечения из лекарственного растительного сырья, полученные с использованием растительных или минеральных масел.

В настоящее время в медицинской практике используют масляные экстракты из листьев белены (масло беленное), листьев дурмана (дурманное масло), травы зверобоя, масло мякоти плодов шиповника (Extractum Rosae oleosum), каротолин (Carotolinum), масло семян шиповника (Oleum Rosae), масло облепихи (Oleum Hippophaes).

Беленное масло (Oleum Hyoscyami) получают из листьев белены (Hyoscyamus niger), содержащих не менее 0,05% алкалоидов, методом мацерации. В качестве экстрагента применяют подсолнечное масло. На одну часть листьев белены берут 10 частей масла. В чугунный эмалированный реактор поме­щают крупноизмельченные листья белены, которые смачивают смесью, состоящей из 75 частей 95% спирта и 3 частей 10% раствора аммиака. Массу перемешивают и оставляют в реакторе с плотно закрытой крышкой на 12 ч при комнатной температуре. При этом гиосциамин и другие алкалоиды, содержащиеся в белене в форме солей, почти нерастворимые в жирных маслах, переходят в свободные основания, хорошо растворимые в жирных маслах. После мацерации массу заливают подсолнечным маслом. Добавляют безводный натрия сульфат, поднимают температуру смеси до 50—60°С и при постоянном перемешивании добиваются полного улетучивания спирта и аммиака (около 12 ч). При таком экстрагировании алкалоиды-основания из спиртового раствора полностью переходят в горячее масло. При полном удалении спирта и воды растираемые листья хрустят между пальцами. Чрезмерно долгое нагревание приводит к потере алкалоидов. Обезвоженная масляная вытяжка становится прозрачной. После охлаждения экстракт фильтруют, сырье отжимают, соединяя извлечения, которые после 48-часового отстаивания фильтруют в стеклянные баллоны.

С целью максимального извлечения алкалоидов и их сохранения в неизмененном состоянии применяют метод противоточного экстрагирования в батарее перколяторов смесью 70% этанола и 10% раствора аммиака. Полученные извлечения фильтруют, смешивают с равным количеством подсолнечного масла и в вакуум-аппарате сначала отгоняют основную массу спирта (при нормальном давлении), а затем при разрежении 600— 650 мм рт. ст. — остатки спирта и воды. Полученный масляный концентрат разбавляют до требуемого содержания алкалоидов, отстаивают 4—5 сут, после чего фильтруют сначала прозрачный верхний слой, а затем осадок. Обе порции экстракта объединяют, определяют качественные показатели и выход. Разливают в стеклянные бутыли по 15—18 кг. Хранят в прохладном месте.

Беленное масло применяют в форме линиментов как болеуто­ляющее средство при невралгических и ревматических болях.

Масляные экстракты шиповника получают из сухого жома, являющегося отходом производства витаминов С и Р из плодов шиповника. Сухой жом представляет собой смесь мякоти и семян плодов шиповника, которые перерабатывают отдельно. Из мякоти получают масляный каротиноидный препарат каротолин (Carotolinum); из семян шиповника — масло шиповника (Oleum Rosae).

Каротиноиды быстро разрушаются при хранении сухого жома, поэтому его немедленно подвергают переработке. Сухой жом подают в сепаратор, где потоком продуваемого воздуха происходит разделение на мякоть и семена.

Каротолин из сухой мякоти может быть получен по трем схемам: 1) экстракцией растительным маслом; 2) экстракцией органическим растворителем (дихлорэтан, хлористый метилен; 3) экстракцией сжиженными газами.

Для экстракции растительным маслом применяют подсол­нечное или соевое (последнее лучше, так как оно содержит природные антиоксиданты — γ- и δ-токоферолы). Полученный препарат представляет собой масло оранжевого цвета в тонком слое со специфическим запахом и вкусом. Проводят стандартиза­цию препарата по кислотному числу и содержанию каротиноидов.

Экстракцию органическими растворителями проводят в вертикальном шнековом экстракторе 1, в который загружают сухую мякоть и навстречу ей непрерывно подают экстрагент. Истощенное сырье (шрот) поступает на рекуперацию экстрагента в шнековый испаритель 2, обогреваемый паром. Пары экстрагента конденсируются в холодильнике 3 и в виде конденсата направляются в сборник 4. Шрот,освобожденный от экстрагента, с помощью шнека 5 выгружается в сборник отходов. Вытяжка, насыщенная каротиноидами, подается в вакуум-выпарной аппарат

где после удаления экстрагента получают пасту каротиноидов, которую купажируют маслом до стандартного содержания каротиноидов.

Экстрагирование сжиженными газами. В Харькове (ХНИХФИ) в 1983 г. проведены исследования по экстрагированию сжиженными газами (хладонами — хлорфторпроизводными углеводорода) веществ липофильной природы (эфирные и жирные масла, каротиноиды, токоферолы, стерины, хлорофиллы и др.).

Препарат применяют при трофических язвах, экземах, атрофических изменениях слизистых оболочек, некоторых видах эритродермии (псориатических, десквамативных); на пораженные участки тела накладывают салфетки, пропитанные каротолином, и накрывают вощаной бумагой.

Масло шиповника получают из сухих семян плодов шиповника, отделенных от мякоти. Семена измельчают в дробилке 1 и подают в экстрактор 2 циркуляционного аппарата типа Сокслета. Экстракцию проводят дихлорэтаном или хлористым метиленом, который заливают на сырье. Насыщенный экстрагент поступает в куб 3 установки через сифон. Образую­щиеся в кубе 3 пары поступают в холодильник-конденсатор 4, из которого конденсат непрерывно сливается на сырье. После полного истощения сырья экстрагирование прекращают, извлечение из куба 3 подают в вакуум-выпарной аппарат 5, где полностью удаляют экстрагент под вакуумом, а полученное масло шиповника сливают через нижний штуцер аппарата 5 в сборник 6, из которого подают на расфасовку.

В ХНИХФИ предложено экстрагирование с помощью сжиженного газа (хладон-12). Для этого высушенные семена измельчают комбинированным способом: сначала на молотковой дисковой, затем на валковой дробилках до толщины лепестка 0,1-0,2 мм. Экстрагирование проводят по схеме, аналогичной приведенной на рис. 5.18. В этом случае купажирование подсолнечным маслом не проводят.

В результате увеличен выход масла шиповника на 10—15%. Полученное одним из приведенных способов готовое масло шиповника — жидкость бурого цвета с зеленоватым оттенком, горьковатым вкусом и специфическим запахом.

Применяют наружно при неглубоких трещинах и ссадинах сосков у кормящих женщин, пролежнях, трофических язвах, дерматозах в виде масляных повязок. Внутрь используют для лечения язвенного колита и дерматоза.

Масло облепихи (Oleum Hippophaeaes) получают двумя способами: 1) экстрагированием сухого жома подсолнечным маслом; 2) экстрагированием мякоти плодов или отдельно семян органическими растворителями.

По первому способу используют жом плодов облепихи после отделения из них сока. Жом высушивают в вакуум-вальцовой сушилке и в виде «лепестка» подают на экстрагирование, которое проводят методом противотока в батарее экстракторов- перколяторов, снабженных паровыми рубашками. В рубашку подают горячую воду. Высушенный жом в мешках из фильтрующей ткани загружают в предварительно нагретые экстракторы. В первом экстракторе сырье настаивают с подсолнечным маслом при температуре 60—65°С 1,5 ч. Полученная вытяжка из первого экстрактора подается на сырье во втором экстракторе, а в первый подают свежее масло. Из второго экстрактора вытяжку передают в третий экстрактор, из третьего в четвертый и т. д. Свежее масло всегда подается в первый экстрактор. Когда из последнего перколятора получают масляный экстракт, соответствующий требованиям по содержанию каротиноидов и токоферолов, то первый экстрактор отключают. Из него сливают отработанное подсолнечное масло, называемое «концевым», и выгружают шрот. В первый экстрактор загружают свежее сырье (он становится головным), на которое подают вытяжку из последнего экстрактора, а свежее масло подают на сырье во втором перколяторе, который теперь становится «хвостовым». Следующую порцию готового продукта получают из первого «головного» перколятора. Все последующие сливы готового продукта проводят из «головного» перколятора, которым становится загруженный свежим сырьем, а свежий экстрагент подают в «хвостовой» экстрактор, содержащий самое истощенное сырье. Каждый раз количество готового продукта, называемого «диффузионным» маслом, должно быть равно массе сырья в экстракторе. Масляные вытяжки объединяют и проводят стандартизацию по содержанию каротина и каротиноидов, токоферолов, хлорофилловых соединений. Если масло содержит больше действующих веществ, то в него добавляют «концевые масла», т. е. проводят купаж. После этого масло фильтруют.

По второму способу в качестве сырья используют мякоть плодов без семян или отдельно семена. Для этого сухой жом подают в дробилку, из которой измельченный материал передают в сепаратор, где путем продувки воздухом отделяют семена от мякоти и ведут их раздельную переработку.

Обработку мякоти и семян осуществляют с применением метода циркуляционного экстрагирования в аппарате типа Сокслета (аналогично схеме, приведенной на рис. 5.23). Экстракцию ведут 4-5-кратным количеством хлористого метилена при температуре около 40 °С. Остатки растворителя из экстрактора удаляют в вакуум-аппарате в присутствии небольшого количества воды, способствующей удалению экстрагента при более низкой температуре, так как отгоняется смесь взаимно нерастворимых жидкостей (хлористый метилен и вода). Для предотвращения процесса окисления упаривание ведут в вакуум-выпарном аппарате в среде углекислого газа. Метод позволяет увеличить выход масла с повышенным содержанием каротиноидов и меньшим количеством свободных жирных кислот.

Масло облепиховое — жидкость оранжево-красного цвета с характерным запахом и вкусом. Применяется наружно в виде масляных повязок, при лечении лучевых поражений кожи и слизистых оболочек, при кольпитах, эндоцервитах, эрозиях шейки матки; внутрь — при язвенной болезни и при поражениях пищевода.

41. Препараты из свежего лекарственного растительного сырья. Классификация. Характеристика. Получение экстракционных препаратов и соков. Стандартизация, упаковка, хранение и транспортировка препаратов из свежего сырья.

Препараты из свежих растений

Галеновые и новогаленовые препараты обычно приготовляются из частей высушенных лекарственных растений. Однако высушенные лекарственные растения по содержанию и качественному составу биологически активных веществ не равноценны свежесобранным.

Современные препараты из свежих растений можно отнести к двум группам: соки и извлечения.

Соки свежих растений могут быть натуральными и сгущенными. Извлечения из свежих растений могут быть типа настоек и экстрактов разной концентрации.

Препараты свежих растений содержат различные группы биологически активных веществ.

Соки свежих растений

Несгущенные соки. Получены соки из ряда растений, в том числе ландыша, наперстянки (пурпуровой, ржавой), красавки, дурмана, валерианы, хвоща полевого, крапивы, чистотела, водяного перца, мать-и-мачехи, чемерицы и др. Некоторые из этих соков утверждены в качестве лечебных препаратов.

Типовая методика получения соков:

Растительный свежий материал пропускают через вальцы; при этом сначала производят раздавливаии мaтepнaлa, а затем его снова пропускают через те же вальцы с целью получения мезги. Растертую массу небольшими порциями заворачивают в полотняные салфетки, помещают между пластинками из нержавеющей стали и 5—6 таких салфеток, положенных друг на друга, подвергают прессованию с целью получения сока. Количество полученного сока зависит от характера взятого сырья. К каждым 85 частям выжатого сока прибавляют по массе 15 частей 95% спирта, в котором предварительно растворяют хлорэтон в количестве 0,3% от общей массы жидкости, и с целью быстрого нагревания, смесь ставят в воду, предварительно нагретую до 85—88 °С. После того как температура сока достигнет 77-78°С, нагревание продолжают в течение 30 мин; затем для быстрого охлаждения нагретую жидкость ставят в проточную воду. Целью быстрого нагревания и быстрого охлаждения является инактивация ферментов и свертывание белковых веществ. Денатурированию последних способствует дибавлеяие сиирта, выпавший хлопьевидный или аморфный осадок отделяют центрифугированием. Получается сок чистый, прозрачный, сохраняемый без внешне замечаемых изменений (консервант хлорэтон и отчасти спирт).

Сок подорожника (Succus Plantaginis). Это смесь равных объемов сока свежих листьев подорожника большого Plantago major L. и свежей надземной части подорожника блошного Plantago psyllium L. В листьях подорожника большого содержатся гликозид аукубин, витамин К, незначительное количество алкалоидов, аскорбиновая кислота, каротин, горькие и дубильные вещества. В траве подорожника блошного также установлено наличие гликозида аукубина.

Сок подорожника большого получают путем измельчения свежих растений и последующего прессования. Сок стабилизируют этиловым спиртом (20%), оставляют в течение 7 дней и отфильтровывают от выпавших балластных и белковых веществ. Стабилизируют 0,15% метабисульфитом натрия. Затем повторно отстаивают и отфильтровывают. Ввиду недостаточности отдачи сока из надземной части подорожника блошного препарат получают мацерированием спиртом и затем дополнительно извлекают жом водой. Полученный сок также стабилизируют хлорэтоном. Оба стабилизированных сока подорожников затем смешивают в равных соотношениях, смесь отстаивают и фильтруют. Это прозрачная жидкость бурого цвета, кисловато-солоноватого вкуса с ощущением жгучести. Запах слабый, своеобразный, ароматный. Плотность должна быть не более 0,980, а сухой остаток — не менее 5%. Применяется при анацидных гастритах и хронических колитах.

Сок алоэ (Succus А1оe). Приготовляется по общей схеме из отходов листьев алоэ древовидного, остающихся после производства экстракта, содержащего биогенные стимуляторы. Препарат консервирован хлорэтоном. Применяется наружно при лечении гнойных ран, ожогов и воспалительных заболеваний кожи, внутрь (по 1 чайной или десертной ложке 2—3 раза в день) при хронических запорах и гастритах. Из сока приготовляют также линимент и сироп.

Сок каланхоэ (Succus Kalanchoes). Получают по общей схеме из свежих листьев и зеленой части стебля растения каланхоэ перистого из семейства толстянковых. Препарат представляет собой жидкость желтого цвета с оранжевым оттенком, ароматическим запахом. Сок может быть прозрачным или слегка опалесцирующим с мелкой взвесью, легко разбивающейся при встряхивании. Препарат содержит полисахаридные соединения, катехины, дубильные вещества, аскорбиновую кислоту и микроэлементы (алюминий, железо, кремний, медь, марганец, магний).

Сгущенные соки. Экстракт клюквы (Extracti Oxycocci). Получают сгущением перебродившего сока ягод клюквы (Oxycoccus palustris). Брожение необходимо для удаления пектиновых веществ, которыми клюква очень богата. Сгущение осветленной вытяжки проводится до консистенции густоватого экстракта в вакуум-аппаратах, внутри высеребренных, при разрежении 0,06—0,065 г/л. Ягоды клюквы богаты витамином Р (цитрин). Экстракт представляет собой густоватую, в тонких слоях прозрачную жидкость темно-красного цвета, со слабым своеобразным запахом, очень кислого и несколько вяжущего вкуса. Применяется как вкусовое средство при лихорадочных состояниях.

Извлечения из свежих растений

Метод извлечения биологически активных веществ из свежих растений применяется в тех случаях, когда они малосочны и прессование оказывается недостаточно эффективным. Для таких растений применяют метод мацерации — настаивания со спиртом по принципу старых алкоголатур. Для этого растительная масса должна быть как можно мельче изрезана или, лучше, превращена в кашицу. Этим достигается более быстрое консервирование растительных тканей и последующее экстрагирование действующих веществ. Тем не менее время настаивания по сравнению с высушенным материалом приходится часто удлинять до 14 сут. Процесс экстракции при этом должен интенсифицироваться частым и энергичным перемешиванием содержимого мацерационных сосудов. Затем мацераты отфильтровывают, остатки отжимают на прессе и отжатый сок присоединяют к мацератам.. После отстаивания в течение 2-3 нед при температуре не выше 8°С вытяжки отфильтровывают от выпавшего коллоидного осадка и под конец профильтровывают еще раз через фильтр Сальникова. Полученные фильтраты представляют собой уже пригодные для применения препараты.

Кардиовален (Cardiovalenum). В состав препарата входят в весовых частях: спиртовое извлечение из свежей травы желтушника Список Б. Оказывает комбинированное действие на сердечно-сосудистую и нервную системы.

Акофит (Acophytum). Под этим названием понимаются три прописи (№ 1, 2 и 3), состоящие преимущественно из разведенных настоек и растворов неорганических веществ. Настойки приготовляются специально для этого препарата (полупродукты) и перед смешением разбавляются 48% спиртом по принципу гомеопатических разведений. Соли растворяются в этом же спирте. Акофит применяется для лечения радикулоишалгии разной этиологии и тяжести заболевания, а также при изменениях в позвоночнике типа деформирующего спондилеза, при люмбаго, плекситах, нейромиозитах поясничной локализации.

Ангиноль (Anginolum). Комплексные препараты, предложенные ВИЛР и состоящие из разведенных настоек растительного происхождения и растворов неорганических ингредиентов. Применяется при лечении различных форм ангины.

Холелитин (Cholelytinum). Смеси настоек различных разведений 48% спиртом. Назначается в основном при лечении желчнокаменной болезни

42. Препараты биогенных стимуляторов из растительного, животного сырья и лечебных грязей. Их свойства и условия продуцирования. Вклад отечественных ученых в развитие технологии. Получение, стандартизация, упаковка, хранение и транспортировка препаратов биогенных стимуляторов.

История использования биогенных стимуляторов в качестве лечебных средств берет свое начало с древних времен. В народной медицине многих стран в качестве биостимуляторов использова­лись яды пчел, некоторых ядовитых рыб — морского ерша, морско­го кота и др. Одним из первых начал применять биостимуляторы в терапии Парацельс (XVI в.), используя змеиный яд.

Более 50 лет назад академик Н. Цицын высказал мысль о том, что систематическое потребление перги (смеси цветочной пыльцы с медом) усиливает защитные силы организма, способствует излечению ряда заболеваний. Великим достижением XX в. явился новый метод лечебной медицины — тканевая терапия, разработанная академиком- офтальмологом В. П. Филатовым, который долгие годы вел борьбу со слепотой. Одно из наибольших достижений ученого — применение для пересадки охлажденной роговицы. Он впервые в мире использовал в качестве трансплантационного материала консервированную роговицу глаз людей.

При анализе результатов операций имело место удивительное явление, сопровождающееся приживлением трансплантата — просветление мутной ткани бельма вокруг пересаженного роговичного диска и постепенное оздоровление измененной патологическим процессом роговицы. В 1942 г. В. П. Филатов сформулировал учение о биогенных стимуляторах, согласно которому в изолированных тканях растительного или животного происхождения в результате их адаптации к неблагоприятным условиям, происходит биохимическая перестройка в метаболических системах, благодаря чему образуются вещества, способные при введении в организм оказывать стимулирующее влияние и ускорять жизненные процессы. Эти вещества были названы биогенными стимулято­рами. Автором подчеркиваются два положения учения: а) образо­вание биогенных стимуляторов следует рассматривать как выработанный эволюционным путем способ приспособления организма к влиянию условий среды; б) биогенные стимуляторы образуются в тканях, отдельных от организма, до тех пор, пока эти ткани живы и находятся в условиях «переживания».

К числу главных факторов, вызывающих образование биостимуляторов, относятся:

• низкая температура (2—4 °С выше нуля);

• сохранение в темноте (частей растений);

• интенсивная работа мышц;

• облучение рентгеновскими лучами.

Биогенные стимуляторы, будучи введены в «большой» организм (путем пересадок консервированных тканей или инъекций экстрактов) активизируют в нем жизненные процессы. Усиливая обмен веществ, они повышают физиологические функции организма; в случае болезни организма — повышают его сопротивляемость и регенеративные свойства, способствуют выздоравливанию.