探讨冷冻浓缩分离技术在中药口服液制造中的应用

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摘要：冷冻浓缩是将溶液中的一部分水通过冰冻的方式来去除，并从其中液相中分离出去，从而使得溶液达到浓缩的目的。用冷冻浓缩分离技术在中药口服液制造中应用，是通过对中药药水提取液进行浓缩取出，以达到制造要求。通过在过去的工作试验分析表明，目前，用冷冻浓缩分离技术在中药口服液制造中提取药水是可行的，比真空浓缩法提取有着工序简单、可以改善口感的优势。本文阐述了冷冻浓缩分离技术在中药口服液制造中应用的理论依据和原理，提出有效的试验措施和方法，为日后中药制取提供借鉴依据。

关键词：冷冻浓缩;提取液;蒸发浓缩

1、引言

目前，中药口服液的制造工艺如下：首先是通过热水将药物进行浸提，再通过三效真空蒸发浓缩、醇沉、过滤和调味，然后在使用罐装方式进行储存，这种施工工艺在中药制取中，由于存在着减压操作方式，因此一些中药的芳香成分得以保存，同时一些易挥与发有效成分会会被真空泵及时的抽出去，合理的改善了浓缩工艺措施和工艺，并且使得中药制造业逐步朝着现代化发展的有力方向。在近年来中药口服液制造中，有些研究人员采用膜分离技术进行研究，但是由于其在使用中存在的各种缺陷，造成研究效果不理想。国外曾有些研究人员研究用冷冻浓缩工艺浓缩咖啡果汁等各种饮料浓缩，但是其有效成分小、维生素等成分得到有效包含于，引出在国内被研究人员关注，同时在中药口服液的提取和制造中被广泛的使用。但是中药水提取液不同于果汁，它在提取中比果汁更加稀少，因此在制造和选择中要合理的提取，它比果汁稀很多，所以在工艺的应用中需要进行规模试验。

2、冷冻浓缩的理论依据

冷冻浓缩操作是通过将溶液稀释降温，直至结冰状态，并且通过冰晶方式分离提取出来，从而使得农业浓度增加，各种有机物能够合理的保存的一种液相分裂方式。在当前的中药口服液制取中，液相和固体分离是通过传热传至平衡规律应用。

在冷冻缩浓的使用中，一般都是通过以下几点进行分析和应用：

2.1在低温条件性进行浓缩，对中药口服液提取中的敏感性环节非常有利，其中各种有机物质能够得到有效的保存。2.2对于中药口服液提取中的各种低沸点芳香物质可以通过此种方法提取，避免造成挥发损失和破坏。2.3、冷冻浓缩工艺在使用中液体的浓度要求较高，对低于共溶浓度和冰晶以及浓缩液在分离中存在相对困难，各种问题隐患较大。2.4在浓缩之后任然存在着各种微生物的影响，因此必须要采用加热或者冷藏来妥善保存分离出来的液体。2.5冰晶和浓缩液在分离的时候，可能会带走一部分浓缩液，因此要进行及时处理。

在近年来的冷冻浓缩分离中能够，一般都是通过曲线图来记录和分析应用措施。在曲线图中曲线，是溶液的冰点线，点是纯水的冰点，是低共溶点，当溶液的浓度增加时，其冰点是下降的，在一定的浓度范围内，某一稀溶液起始浓度为0，对该溶液进行冷却降温，当温度降到冰点线H点时如果溶液中有2冰种，溶液中的水就会结成冰。如果溶液中无冰种则溶液并不会结冰其温度将继续下降至M点变成过冷液体。过冷液体是不稳定液体，受到外界干扰。如振动，溶液中会产生大量的冰晶并成长变大此时溶液的浓度增大，冰晶的浓度为纯水。如果把溶液中的冰粒过滤出来即可达到浓缩目的这个操作过程即为冷冻浓缩设原溶液总量，冰晶量，浓缩液；根据溶质的物料平衡。有上式表明冰晶量与浓缩液量之比等于线段与线段长度之比这个关系符合化学工程精馏分离的杠杆法则。根据上述关系式可计算冷冻浓缩的结冰量当溶液的浓度大于低共溶点时，如果冷却溶液析出的是溶质，使溶液变稀；这即是传统的结晶操作。

3、冷冻浓缩中试实验装置

在冷冻浓缩中一般都是围绕着结晶过程和分离过程两份进行综合分析和处理，其中最为重要的概念和设备是最优冰晶措施。转制冰机是夹层结构，夹层内通冷媒，如不冻液，内筒体通中药水提取液。中药水提取液与冷的筒体内壁接触即可结冰，筒体内装有刮刀，刮刀由减速电机通过皮带驱动回转，能把筒体内壁的冰晶刮下来，这些冰晶漂浮在中药水提取液中不断成长长大成冰粒。药液罐内有滤网，能把粗大的冰粒截留下来，这种回转制冰机传热效率高、工作可靠、连续出冰。

4、试验过程及测试方法

某制药公司专业生产抗病毒口服液，目前采用三效真空蒸发浓缩工艺本研究在该公司的配合下采用该公司的原料液，进行冷冻浓缩试验按处方精确称取相当于5000支口服液的中草药。制得稀提取液，把该提取液平均分为两份，每份一份用制药公司现有的三效真空蒸发浓缩生产线按原工艺进行浓缩一份用冷冻浓缩工艺进行浓缩提取液分成两份的目的是可以避免中草药来源不同对试验结果的影响同时也可比较三效真空蒸发浓缩工艺与冷冻浓缩工艺的浓缩效果。

5、试验结果与讨论

5.1冰粒的形状与色泽

我们所得到的冰粒，直径小于1mm有部分冰粒互相粘连成海绵状，但用手轻轻一捏就碎经高速离心机进行液，固分离后，冰粒的色泽与普通的自来水冰块无异。

5.2冷冻浓缩机的产冰速率

从传质与分离的理论上分析，冷冻浓缩机的产冰速率越小越好，因为产冰速率小、冰粒越纯净、从应用的角度，则希望产冰速率尽量大一些，在试验过程中，发现冰粒形成与长大速率除与机器的传热面积。刮刀转速等机械结构有关外，也与提取液的浓度有关、开始浓缩时，提取液很稀冰粒形成与长大速率快达、浓缩结束时提取液很浓冰粒形成与长大速率慢产冰速率只有时以上两组数据是在某一刮刀转速下取得的。

5.3冰粒挟带的有效成分

某一刮刀转速下我们分别测定产冰量为50时冰粒挟带的连翘甙量。可以看出在产冰量达到以前冰粒中检测不到连翘甙其原因可能是提取液很稀，冰粒中和冰粒表面挟带连翘甙极微所致，浓缩到最后冰粒挟带连翘甙量明显增多。产生此现象的原因是试验后期我们不再有稀提取液清洗冰粒表面，因此导致冰粒表面挟带连翘甙较多。

5.4冷冻浓缩液的醇沉特性

称取冷冻浓缩液用酒精沉淀发现沉淀出极少杂质据此可认为冷冻浓缩可免去醇沉工序对此现象解释如下：水提取液中的无效成分如蛋白质、粘液质、油脂与树脂等，因为药液温度低而析出悬浮于药液中，当冰粒成长时被冰包裹随冰粒一起被除去。

5.5冷冻浓缩产品的特性

冷冻浓缩与三效真空蒸发浓缩所得到的口服液产品两者的浓缩倍数一样特性。由上表可以看出冷冻浓缩产品的连翘甙含量约比真空蒸发浓缩产品低这显然是冰粒中挟带有连翘甙引起的而真空蒸发浓缩产品口感中带有辛辣味主要是醇沉工序引起醇沉使得产品带有酒精酒精与其它芳香成分复合形成辛辣味。

6、结论

前述已对冷冻浓缩工艺作了初步分析，可以得出以下结论：冷冻浓缩可以用于中药水提取液浓缩，不会碰到低共溶点等问题。但是在冷冻浓缩正式用于生产前，还有较多研究工作要做。如浓缩、结冰、速率与分离效果的相互关系，生产成本定量分析等。我们今后将逐步完善冷冻浓缩工艺的研究。