工业上溶剂萃取的操作方式主要有以下几种:
冷提法
浸渍法:将中草药粉末或碎块装入容器中,加入适宜的溶剂(如乙醇、稀醇或水),浸渍药材以溶出其中成分。本法简单易行,但浸出率较低,且如用水为溶剂,提取液易于发霉变质,需注意加入适当的防腐剂。
渗漉法:将中草药粉末装在渗漉器中,不断添加新溶剂,使其渗透过药材,自上而下从渗漉器下部流出浸出液。此法浸出效果优于浸渍法,但应控制流速,并在渗漉过程中随时自药面上补充新溶剂,使药材中有效成分充分浸出。
热提法
煎煮法:我国最早使用的传统浸出方法,适用于水提取。所用容器一般为陶器、砂罐或铜制、搪瓷器皿,不宜用铁锅,以免药液变色。直火加热时最好时常搅拌,以免局部药材受热太高而焦糊。有蒸汽加热设备的药厂,多采用大反应锅、大铜锅、大木桶,或水泥砌的池子中通入蒸汽加热。还可将数个煎煮器通过管道互相连接,进行连续煎浸。
回流法:应用有机溶剂加热提取,需采用回流加热装置,以免溶剂挥发损失。这种方法适用于有机溶剂提取,通过回流使溶质在两种溶剂之间重新分配,提高提取效率。
连续提取法:中途不需过滤,溶剂用量少,适用于大规模生产。这种方法通过连续操作,使原料液和溶剂充分接触,提高提取效率。
分级接触式萃取
单级萃取:最简单的萃取流程,可以用于间歇操作也可用于连续操作。包括混合器、分层器、分离器等设备,通过混合、分层和分离步骤,实现溶质从原料液到萃取剂的转移。
多级萃取:包括多级错流萃取和多级逆流萃取。多级错流萃取中,原料液和萃取剂在每一层都发生接触,然后分别进入下一层,实现多次萃取过程。多级逆流萃取中,原料液和萃取剂在每一层都发生接触,但方向相反,从而提高提取效率。
其他萃取方式
分配萃取:利用目标化合物在两种不同溶剂中的溶解度不同,通过分配定律进行分离。这是液液萃取中最常见的原理。
共沸萃取:利用不同溶剂之间的沸点差异,通过加热和蒸馏的方法将目标化合物进行分离。这种原理在液液萃取装置中较少使用。
离子交换萃取:利用不同离子之间的相互作用,通过离子交换剂将目标化合物从一个溶液转移到另一个溶液中。这种原理在液液萃取中较为特殊,通常用于处理含有离子的溶液。
静态萃取:将待萃取的液体物料加入到萃取装置中,通过调整液位、温度、压力等参数,使两种不混溶的液体在萃取装置内充分接触,从而实现溶质从一种液体转移到另一种液体的过程。优点是操作简单、设备投资少,适用于小规模的萃取分离。缺点是萃取效率较低,需要较长的停留时间和较多的萃取级数,且容易出现乳化、夹带等问题。
动态萃取:将待萃取的液体物料通过固定床、移动床或流化床等形式的填料层,使两种不混溶的液体在填料层内充分接触,从而实现溶质从一种液体转移到另一种液体的过程。优点是萃取效率高、处理量大,适用于大规模的萃取分离。缺点是设备投资较大,且需要定期更换填料,维护成本较高。
离心萃取:利用离心力将溶质从一种液体转移到另一种液体中。这种方法适用于处理含有悬浮物的液体,可以提高分离效率。
这些操作方式各有优缺点,适用于不同的工业需求和场景。在选择合适的溶剂萃取操作方式时,需要综合考虑原料特性、提取效率、设备投资、操作成本等因素。