超频震动膜过滤系统在中药分离浓缩中的应用探讨

超频震动膜过滤系统在中药分离浓缩中的应用探讨
周宏兵
广东药学院药科学院药物分析系

膜分离技术的应用是从２０世纪６０年代海水淡化开始的。目前膜滤法除大规模用于纯水生
产、污水处理外，在医药食品工业、生物工程、石油、化学工业、核工业等领域也得到广泛应用。
据报道，世界膜产品市场销售额已超过１００亿美元，且以１４％一３０％的年增长速度在发展，膜
产业将是２ｌ世纪新型十大高科技产业之一。
我国膜技术用于中药有效部位分离纯化和浓缩白上世纪９０年代开始：并且取得相当好的效
果，如王岭用超滤法提取黄岑甙，包括药液经过预处理，收率从４％左右升高到６．９３％一７．６８
％，比传统工艺高出近一倍。
刘振丽等，比较了超滤法和醇沉法从金银花中提取绿原酸的效果，
用超滤法，当超滤体积为１．５倍时，绿原酸的回收率可达到９９％．而用７０％醇沉，绿原酸的回
收率仅为６７．８２％等等。另外在中药注射液、口服液等制剂的工艺中采用超滤法，同样取得了
喜人的效果。由于传统方法存在许多问题：如溶剂对药物和环境污染；过程步骤复杂，效率不高
能耗高成本高，生产周期长；高温操作，引起热敏性有效成分的损失等等，使中药生产受到一定
限制。膜分离技术以其显著的优势在中药及其制剂生产中越来越多地被应用。这对我国中药现代
化发展和赶超世界先进水平来说，具有非常现实和深远的战略意义。
目前我国膜滤技术应用例图：

海水淡化
纯水制取
目前我国生产的过滤装置如上图，分别为板框式、圆桶式和圆盘式
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ｌ膜分离的特点
１）可以在分子水・ｒ上对物质（目前已达纳米级）进行分离，分离系数有时甚至可达到无穷大。
２）多数膜分离过程在室温下进行的。特别适用于对热敏物质的处理。
３）实现同时分离与浓缩，传统Ｔ序减少，缩短周期、节约原料（尤其是乙醇），提高效率、降低
成本，并有利于安全生产。
节约乙醇是非常典型的例子，中药浸出常用水煎醇沉法纯化，将煎煮液浓缩至Ｏ．５９—１．ｏｇ（生
药）／ｍＬ左右，加乙醇使醇含最达到６０％－－７０％（体积分数），去杂质．若煮提ｌＯＯｋｇ药材，
若
使药液－｜ｌ乙醇禽景达６０％，则需要加入约１，７倍体积的９５％（体积分数）乙醇，即加１７０卜与４０Ｌ
的乙醇．
４）去杂质、除热原、除菌效果好，代替加热灭菌，避免了有些药液因受热而产生沉淀或杂质，
显著提高了质量。
５）选择范同广，适用性强。操作十分简便，从开动到得到产品的时间很短，可以在频繁的启、
停下下作。
６）通常设备的体积比较小。而且膜分离可以直接插入已有的生产Ｔ艺流程。膜分离过程可实
现连续操作，易与其他分离过秤祸合，易自控制和维修，易于放火生产。
凶外发达幽家在制药Ｔ业，尤其天然药物生产方面使用Ｌ三十分普遍。
凼内十多年来，膜滤技术在ＩｌＩ药生产Ｉ、卜的应用主要是纯水处理，提取ＩｌＩ药有效部位和柯效成
分，制备小药注射剂（去除热原）和中药Ｕ服液，制备－ｐ药浸膏等方面。
例ｌ，采用膜滤过程来提取麻黄碱，～・次处理得到９８．１％，色素除去率达９６．７０，／０以上。与苯
提法、水蒸气蒸馏法和离子交换法等传统Ｔ艺相比，收率高、产品质景好、生产安全可靠。生产
成木显著降低，而且避免了环境污染。
例２，用ｌ万截留分子景的聚醚砜膜，对黄芪注射液除热原，再经活性炭吸附，使产品热原
合格率从原来的经常波动到目前的１００％合格。
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当前膜滤技术中需要解决的关键问题
膜的污染和劣化这是膜技术在ＩＩｌ药生产．－｜Ｉ的关键问题。如图。由于都足“静态过滤”，特别对
于・Ｉ・药提取物，．极易堵塞滤孔，压力箍（约０．１一ｌＭｐａ），造成频繁清洗和更换滤膜。效率／ｆｉ高
成本高。这是该技术没能在ｌｌｌ药行业推广的主要原因。
由于膜分离技术自身的优势，决定了采用了膜分离技术在・｛Ｉ药现代化的进程Ｉ．ｒ，最终将占据该
领域的主导地位。

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近年，国外在环保领域出现了一种“动态过滤”方法，使膜滤部分以一定的频率震动起来，堵
塞的微粒因震动而飘浮，随错流滤液冲走，解决了堵塞和膜污染现象，见图。若将这一技术引入
中药生产过程，代替目前的“静态过滤”法和传统的浓缩法，将会使中药生产上一个全新的台阶。
２．１．动态膜滤法简介
与静态膜滤法的区别及其优势所谓“动态膜分离系统”是目前发达国家应用的一种具有一定振
动频率的微滤、纳滤膜装置，该装置能对分子水平上的微粒进行膜滤分离。目前国外主要用于污
水处理。
国外用于污水处理的大型震动膜滤系统静态、动态膜滤模拟图：

与静态膜滤装置的区别主要是多了一个过滤部分震动驱动装置（因此也称“震动膜滤法”）。克
盟Ｉ焦旦：：登查过选：：主的直压塑过过选越的埴塞洹鎏闻墅，经过一个过滤平衡之后，过滤通量会
达到一个稳定的流量。而且可以一次性常温、低压下分离解决除杂质、除细菌病毒、热源等问题。
提高了生产效率、降低了成本，而且大大提高了产品质量和生产过程的安全系数。
当振动膜分离系统用于中药提取液的过滤和浓缩时，不但耗能少效率高，而且污染少安全性
好。用该法代替乙醇沉淀法去除多糖类杂质时，不但安全，而且能节约大量乙醇。其优点是不言
而俞的。它应该是中药现代化的关键技术之一。

不同型号大小的震动膜滤装置动态膜滤装置中的过滤器部分
时间与通量关系图
３ｌ３
２．２动态膜滤法示例
２．２．１．银岔内酯的提取：用孔径０．１ｕｍ的膜，以原液２—３ｋ眺ｍ２，提取率８５％，日处理量１６０吨。见图。灌脯液遂｛ｌｓ｝夏齑通１１０Ｌ／ｒａｉｎ通量室温下操作，操作压力

遇猫菠

银杏内酯提取示意图、
２．２．２．ｆＬｌ药ｒｆＩ有效成分的浓缩：
测试物料：云南向药厂水提液汁。
同形物龠景：０．９５％：
测试臼的：薄膜选择及可行性测试；
测试温度：室温（约２０至３０℃）：
测试压力：约４００ｐｓｉ：
测试方法：约三十升云南广１药』‘水提液汁在系统循环；
实验结果：滤液颜色；见右图清澈透明，同形物含量：０．０％。导电率：下降８０％。
膜分离技术是对传统化学分离方法的－‘次革命，被困际上公认为是２０世纪末２ｌ世纪ｔＩＩ期最
有发展前途的・项重大技术革命。动态膜滤法的引入，将为该技术在１１－药生产巾Ｉ拘应用打开’１扇
全堑丝叁臼，可以展望，随着植物药深加工工程研究灼不断深入，动态膜分离技术必将为今后推
动１１１药Ｔ业的发展。带来巨人的经济效益和社会效益。

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超频震动膜过滤系统在中药分离浓缩中的应用探讨
作者：周宏兵
作者单位：广东药学院,药科学院药物分析系

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