無機陶瓷膜過濾器在提取液精制生產中的應用及注意事項

張 靜

（吉林通化吉通藥業有限公司，吉林通化134000）

0 引言

中藥提取液的精制生產就是采用醇沉、離心、過濾、濃縮等各種技術，將中藥提取液中的各種成分進行有效分離的過程。中藥提取液中的成分及其結構非常復雜，既有有效成分（如生物堿、黃酮類、苷類、多糖類等物質），又有無效成分（如蛋白、鞣質、樹脂、淀粉等），甚至還有有毒成分。對這些成分進行分離精制，需要根據具體情況選擇合適的工藝和設備，既要保證產品質量，又要降低成本。

無機陶瓷膜過濾器是一套可以應用于中藥提取液精制的精密型超級過濾凈化設備，其核心組件無機陶瓷膜具有優良的熱穩定性，機械強度高，耐化學腐蝕，清洗再生性能好，兼備高效過濾與精密過濾的雙重優點。利用無機陶瓷膜過濾器的過濾技術，通過選擇適宜孔徑的無機陶瓷膜來處理中藥提取液，可達到選擇性去除無效成分、保留有效成分的目的，從而得到質量穩定、有效的中藥提取液。

1 無機陶瓷膜材質和結構

無機陶瓷膜是以氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等為原料，經高溫燒結而成的具有多孔結構的精密陶瓷過濾材料，其多孔支撐層、過渡層及微孔膜層呈非對稱分布。無機陶瓷膜材質和結構如圖1所示。

圖1 無機陶瓷膜材質和結構示意

2 無機陶瓷膜精制中藥提取液的優勢

無機陶瓷膜是建立于無機材料基礎上的陶瓷膜，具有板框過濾器、離心機、硅藻土及聚合物膜等分離介質所無法比擬的優點：（1）化學穩定性極佳，耐酸、耐堿、耐氧化；（2）耐有機溶劑，耐高溫；（3）機械強度高，耐磨性好；（4）使用壽命長，處理能力強；（5）易清洗，孔徑分布窄，分離精度高，可實現納米級過濾；（6）可實現在線藥物或高溫消毒，可反向沖洗；（7）利用膜孔徑與中藥提取液化學成分分子量的匹配，對中藥提取液的藥效物質集群篩選，可實現中藥提取液產品的高效提取與分離；（8）與傳統的水提醇沉工藝相比，具有無相變、目標物基本100%截留、用水量少、工藝簡單、操作方便等獨勢。

3 無機陶瓷膜過濾器的膜組件及構成

無機陶瓷膜過濾器的膜組件是裝配陶瓷膜元件的耐壓殼體，根據制藥生產需要，可以通過使用不同規格的膜組件殼體，實現不同外徑、不同面積的陶瓷膜元件的集中裝填。膜組件主體材質是304L、316L、Ti、碳鋼/襯膠（carbon steel with rubber）、PVC、FRPP等，密封材質是三元乙丙膠（EPDM）、氟橡膠（fluoro rubber）、硅橡膠（silicon）、聚四氟乙烯（PTFE）等。該過濾器還由設備機架、濃縮液回流罐、滲透液收集罐、循環泵及相應管道等組成。無機陶瓷膜過濾器的膜組件及構成如圖2所示。

圖2 無機陶瓷膜過濾器的膜組件及構成示意圖

4 無機陶瓷膜的工作原理

無機陶瓷膜的過濾精度涵蓋微濾、超濾、納濾，無機陶瓷膜的過濾是一種“錯流過濾”形式的流體分離過程，即原料液在膜管內高速流動，在壓力驅動下，含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直的方向向外透過膜，含大分子組分的混濁濃縮液被膜截留，從而使中藥提取液達到分離、濃縮純化的目的。無機陶瓷膜的工作原理如圖3所示。

圖3 無機陶瓷膜的工作原理示意圖

5 無機陶瓷膜的種類和用途

在中藥提取液的精制生產過程中，無機陶瓷膜按照孔徑大小不同，可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜。

5.1 微濾膜（MF）

微濾陶瓷膜（MF）的孔徑范圍在5～1400nm，適用于中藥提取液（雜質多）精制過程中的粗濾，或者用于中藥口服液（雜質少、中藥提取液成分含量少）配制過程中的精濾。

5.2 超濾膜（UF）

超濾陶瓷膜（UF）的孔徑范圍在1～2nm，且表面荷電，使得納濾膜不僅可以截留中藥提取液中分子量在200～1000Da的有機小分子，而且對離子具有一定的截留效應，同時擁有優異的熱穩定性、化學穩定性，耐有機溶劑，耐氧化。

5.3 納濾膜（NF）

納濾陶瓷膜（NF）的孔徑范圍在0.01～0.05μm，適用于中藥提取液中的大分子和小分子物質的分離、濃縮和純化過程，在處理過程中無相變，分離過程無任何化學反應，不破壞生物活性，系統回收率高，可實現中藥提取液的高效分離、純化及濃縮，系統能耗低，生產周期短。與傳統的工藝設備相比，納濾膜運行費用低，能有效降低生產成本，提高經濟效益，同時使用壽命長，耐磨性好、耐有機溶劑，易清洗，可高溫消毒，可反向沖洗。

6 無機陶瓷膜過濾器在中藥提取液精制生產過程中的注意事項

中藥提取液所含成分十分復雜，既有多種有效成分，又有無效成分，還含有有毒成分。利用無機陶瓷膜精制中藥提取液，使其有效成分進一步分離、純化，得到有效單體是中藥提取液精制生產過程中的一項重要內容，即最大限度地提取其中的有效成分，使中藥提取液的內在質量和治療效果得到提高，使中藥提取液的效果得以最大限度地發揮。將無機陶瓷膜過濾器用于中藥提取液的整個生產過程中，為了保證產品質量和設備安全，只有統籌考慮生產過程中的每一個技術加工環節，注意中藥提取液的提取、粗制、精制過程中的每一步加工工藝，注意對無機陶瓷膜系統的清洗，避免清理不徹底和交叉污染，才能保護好無機陶瓷膜過濾器，延長設備使用壽命，確保生產的正常進行，保證中藥提取液的質量。

6.1 中藥材的提取工藝

在中藥材提取前，要做好中藥材的選、洗、潤、切等準備工作，目的是為了在提取前除盡中藥材中的泥沙、纖維；在中藥材提取前后的操作過程中，要嚴格控制好提取時間、提取溫度、提取加水量等參數，避免提取時間過長、提取溫度過高，造成淀粉糊化，纖維、鞣質、樹脂、蛋白、淀粉等大量無效成分析出。

6.2 中藥提取液的粗制工藝

中藥材提取結束后，要使用管式離心機對中藥提取液進行離心分離，或者采用其他方式，最大限度地去除中藥提取液中的泥沙、纖維、鞣質、樹脂、蛋白、淀粉等大量無效成分。在這一操作過程中，不管采取何種工藝，都應最大限度地去除提取液中的雜質，為下一步使用無機陶瓷膜過濾器處理提取液做好準備。

6.3 中藥提取液過濾前的降溫

使用無機陶瓷膜過濾器精制中藥提取液之前，首先要降低中藥提取液的溫度，溫度范圍應該控制在15～20℃，溫度降低，中藥提取液中的雜質才會析出來，過濾時就會盡可能截留雜質；若中藥提取液溫度過高，一些雜質成分會溶解在中藥提取液中，無機陶瓷膜是截留不住的，這種中藥提取液在高溫滅菌后，雜質又會析出來。

6.4 無機陶瓷膜過濾器使用前后的清洗

無機陶瓷膜過濾器在使用前要用純化水或注射用水進行清洗，以去除無機陶瓷膜表面和系統內的油脂、蛋白質等有機物和膠體物質等雜質；無機陶瓷膜過濾器在使用后要用專用的清洗劑或者0.2%的氫氧化鈉溶液進行清洗，以最大限度地恢復無機陶瓷膜的通量，避免交叉污染。

7 結語

無機陶瓷膜分離技術是近幾十年發展起來的分離技術，在中藥提取液的應用中，主要起濾除細菌、微粒、大分子雜質（膠質、鞣質、蛋白、多糖等）或脫色的作用，該工藝與傳統醇沉工藝相比，省去了多道工序，具有浸膏干燥容易、吸濕性小、添加賦形劑少、節約大量乙醇和相應的回收設備、縮短生產周期、減少工序及人員、節約熱能等特點。相信隨著中藥現代化制藥技術的不斷發展，無機陶瓷膜分離技術會被越來越多地應用于中藥提取液的生產過程中。