Начало >> Статьи >> Архивы >> Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация

Методы экстрагирования и используемое оборудование - Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация

Оглавление
Настойки, экстракты, эликсиры и их стандартизация
Введение
Фармакологическая активность и применение в медицинской практике
Лекарственное растительное сырье, используемое для приготовления
Теоретические основы процесса экстрагирования
Факторы, влияющие на процесс экстрагирования
Приготовление экстрагентов
Технологические свойства измельченного растительного материала
Методы экстрагирования и используемое оборудование
Непрерывные метопы экстракции
Интенсивные методы экстракции
Очистка извлечений
Общая характеристика современных физико-химических методов анализа и стандартизации
Спектроскопия в УФ и видимой областях спектра
Планарная хроматография
Газовая хроматография
Хромато-масс-спектрометрия
Высокоэффективная жидкостная хроматография
Капиллярный электрофорез
Физико-химические методы стандартизации
Методы стандартизации жидких спиртосодержащих фитопрепаратов
Характеристика разделов Подлинность и Количественное определение» нормативной документации
Развитие методов стандартизации эликсиров и бальзамов
Способы подготовки проб
Техника выполнения аналитических определении и способы интерпретации результатов
Газовая хроматография и хромато-масс-спектрометрия
Проекты общих фармакопейных статей
Проект общей фармакопейной статьи Эликсиры
Стандартные образцы и их применение для оценки качества лекарственных средств
Применение стандартных образцов при оценке качества
Анализ производства настоек, экстрактов, эликсиров
Слисок литературы

МЕТОДЫ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ И ИСПОЛЬЗУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
В фармацевтической промышленности используют различные методы экстрагирования. В общем виде их можно классифицировать на статические и динамические.
В статических способах экстрагирования сырье периодически заливают экстрагентом и настаивают определенное время. Динамические способы экстрагирования предусматривают постоянную смену либо экстрагента, либо экстрагента и сырья. Среди статических и динамических способов экстрагирования можно выделить периодические и непрерывные. К периодическим относят все способы, где производится экстрагирование одной или нескольких порций сырья в течение определенного времени, т. е. подача сырья в экстракционные аппараты осуществляется периодически. К непрерывным относят способы, в которых сырье и экстрагент непрерывно поступают в экстракционный аппарат. При этом непрерывно происходит слив вытяжки и выгрузка шрота.
Среди периодических способов различают также одноступенчатый, простой многоступенчатый и противоточные многоступенчатые экстракторы. Наконец, можно выделить равновесные и неравновесные способы (по возможности достижения равновесия), прямоточные и противоточные (по направлению потока экстрагента и сырья).
Экстрагирование сырья при производстве настоек чаще всего осуществляют методами мацерации и перколяции.
Из одной части сырья по массе готовят 5 объемных частей готового продукта, из сильнодействующего сырья — 16 объемных частей.

ПЕРКОЛЯЦИЯ

Перколяция (percolare — обесцвечивать)— динамический периодический способ извлечения с непрерывной переменой извлекателя, осуществляемый в особом аппарате — перколяторе. Для перколяции используют среднеизмельченное сырье. Очень мелкий порошок брать нельзя, так как в перколяторе может образоваться тестообразная масса, через которую не будет проходить извлекатель.
Процесс перколяции осуществляют следующим образом. Измельченное сырье послойно укладывают в перколятор и смачивают, заливают экстрагентом до «зеркала» и оставляют настаиваться на время, необходимое для установления динамического равновесия БАВ в системе твердое тело — жидкость или близкое к нему.
Скорость перкопирования зависит от длительности настаивания для установления равновесия и составляет 1/4 -:- 1/В используемого объема перколятора в час. При анализе общего количества экстрактивных веществ она составляла 1/24 -5-1/48 используемого объема перколятора в час (Гончаренко Г. К., Орлова Е. И., 1966). Процесс ведут до получения вытяжки необходимого объёма, после чего заменяют приемник и перколируют до истощения сырья. Полученную вторичную вытяжку используют для получения новой партии препарата.
Можно отметить следующие преимущества этого метода перед мацерацией:

  1. процесс протекает быстрее и более полно;
  2. достигается достаточно высокий выход действующих веществ;
  3. в вытяжку переходит меньшее количество балластных веществ. Перколяторы — аппараты цилиндрической или конусообразной формы, изготовленные из различных марок нержавеющей стали или других материалов, не реагирующих с веществами, имеющие в нижней части ложное дно, сливной кран. Над перколятором устанавливают мерники для экстрагента. Под перколятором устанавливают сборник, в который собирают готовый перколят. Конструкции перколяторов могут быть различными (с рубашкой, откидным дном, барботером, люками и т. д.), отношение высоты к диаметру составляет примерно 3:1.

Для производства жидких экстрактов в настоящее время используют следующие методы:

  1. экстрагирование сырья методом перколяции с частичным упариванием вытяжки;
  2. экстрагирование сырья методами реперколяции с частичным упариванием или без упаривания вытяжек с законченным или незаконченным циклом;
  3. получение жидких экстрактов на основе противоточной периодической экстракции в батарее из шести экстракторов.

Получение жидких экстрактов методом перколяции. Для экстракции растительного сырья расходуют, как правило, 7- 8 объемных частей экстрагента. Чтобы получить концентрированный жидкий экстракт после настаивания растительного сырья, принятого за 100 массовых частей (м. ч.), методом вытеснения собирают в отдельный сборник 85 объемных частей (об. ч. 3 первичной (концентрированной) вытяжки. Далее процесс экстракции проводят до истощения сырья и разбавленную вытяжку собирают во второй сборник (она составляет 500-600 об. ч. по отношению к сырью). Разбавленную вытяжку подвергают вакуум-выпарке до 7-8 м. ч. (густоватого остатка). Остаток смешивают с концентрированной вытяжкой и до 100 об. ч. добавляют экстрагент. Полученную смесь отстаивают при температуре не выше 8 °С, как правило, в течение 1-3 суток, стандартизуют в соответствии с требованиями НТД и фильтруют. Из шрота регенерируют спирт.
Такая схема производства принята потому, что если подвергать выпарке всю вытяжку, то останется водный остаток, так как спирт является более летучим компонентом. Этим же объясняется необходимость упаривания разбавленной вытяжки не до 15 об. ч., а до 7-8 об. ч.
К недостаткам приведенного метода получения жидкого экстракта относят большие затраты теплоагента на выпарку разбавленной вытяжки, а в результате нагрева можно потерять ряд летучих веществ или разрушить часть термолабильных веществ.
 Получение жидких экстрактов с использованием методов реперколяции. Реперколяция — это повторная перколяция, процесс экстрагирования проводят в батарее экстракторов.
Предложено несколько вариантов метода реперколяции, отливающихся количеством экстракторов в батарее, степенью завершенности процесса, выходом действующих веществ из сырья [Муравьев И. А, 1980; Технология лекарственных..., 1991]. Обычно метод реперколяции используют для получения небольшого количества (препаратов.
Существует несколько вариантов метода реперколяции.
1. Реперколяция с незаконченным циклом. Используют батарею из трех перколяторов. В первый экстрактор послойно, смачивая экстрагентом, загружают растительный материал, принимаемый за 100 м. ч., и заливают необходимым количеством экстрагента. Растительный материал настаивают и затем вытяжку сливают в сборник из первого перколятора в количестве 80 об. ч. концентрированного раствора, подавая на сырье экстрагент из мерника. Разбавленную вытяжку используют для смачивания и экстракции новой порции сырья, принятой за 100 м. ч., во втором экстракторе. При необходимости используют свежий экстрагент. После настаивания из второго экстрактора сливают 100 об. ч. концентрированной вытяжки, которую вместе с первой концентрированной вытяжкой передают на отстаивание при температуре не выше 8оС. Разбавленная вытяжка из второго экстрактора поступает на смачивание растительного материала в третьем экстракторе, и после настаивания из него спивают ; 100 об. ч. концентрированной вытяжки и т. д.
Достоинство метода — получают нативный жидкий экстракт без выпаривания, т. е. не затрачивают теплоагент.
Недостаток— незавершенность производства [наличие разбавленной вытяжки] и несколько более низкий выход действующих веществ.
Для повышения выхода предложено использовать батарею из 5-6 экстракторов (Ковтун Е. В., 1999; Ковтун Е. В. и др., 1999).

  1. Реперколяция с законченным циклом и упариванием части слабого извлечения [Муравьев И. А.. 1980; Технология лекарственных. ... 1991]. Рассчитанное для получения серии жидкого экстракта количество сырья принимают за 100 м. ч., делят на пять равных порций. Первую порцию растительного материала смачивают и послойно загружают в перколятор, настаивают и сливают 18 об. ч. концентрированной вытяжки в отдельный сборник.

Разбавленную вытяжку из первого перколятора используют для смачивания и послойной загрузки сырья во второй экстрактор. Растительный материал настаивают и путем экстракции разбавленной вытяжкой сливают в отдельный сборник 20 об. ч. концентрированной вытяжки и при последующей экстракции получают разбавленную вытяжку. Далее аналогичным методом ведут процесс до пятого экстрактора.
Из пятого экстрактора после настаивания сливают отдельно 20 об. ч. концентрированной вытяжки, а разбавленную вытяжку упаривают до 2 об. ч. Все концентрированные вытяжки объединяют И 00 об. ч.), отстаивают при температуре не выше В °С и фильтруют. Осуществляют стандартизацию жидкого экстракта. Этот метоп был включен в Германскую фармакопею VI издания.
Достоинства метода: завершенность производства, высокий выход действующих веществ и присутствие в экстракте преимущественного нативного комплекса соединений, не подвергнутых термообработке. так как упаривается только небольшая часть вторичной вытяжки.
Недостатки — значительная длительность процесса и необходимость некоторых затрат теплоагента на выпарку.

  1. Реперколяция с законченным циклом без выпарки. Этот вариант предусматривает проведение экстракции в батарее из трех перколяторов, имеющих различную емкость. Сырье в экстракторы загружают в убывающих количествах: если принять все сырье за 100 м. ч., то в соотношении 50:30:20. Концентрированную вы тяжку сливают в объемных частях в возрастающем соотношении 20:30:50. получая о целом 100 об. ч. концентрированной вытяжки. Процесс осуществляют так: в первый перколятор загружают послойно 50 м. ч. сырья, настаивают необходимое время и постепенно сливают 20 об. ч. концентрированной вытяжки, подавая в экстрактор свежий извлекатель. Далее в другой сборник собирают разбавленную вытяжку, которая является экстрагентом для второй порции сырья. После настаивания из второго перколятора в отдельный сборник сливают 30 об. ч. концентрированной вытяжки, а разбавленную вытяжку используют для экстракции сырья в третьем перколяторе. После настаивания из третьего перколятора сливают 50 об. ч. концентрированной вытяжки и процесс экстрагирования прекращают. Таким образом, из 100 м. ч. растительного сырья получают

100 об. ч. концентрированной вытяжки, которую стандартизуют, отвеивают, фильтруют и получают жидкий экстракт. Из шрота осуществляют регенерацию спирта.
Описанный вариант реперколяции носит законченный характер, (получают жидкий экстракт без термообработки, поэтому в нем содержится  нативный комплекс действующих веществ— это достоинства метода.
Недостатками рассмотренного варианта реперколяции является длительность процесса и несколько более низкий выход действующих веществ из-за неполной их экстракции.
Получение жидких экстрактов методом противоточной периодической экстракции. На крупных химико-фармацевтических предприятиях широкое применение нашел метод противоточной периодической экстракции в батарее из шести цилиндрических экстракторов рис. 1.
Батарея перколяторов
Рис. 7. Батарея перколяторов

Работа батареи перколяторов состоит из трех периодов:

  1. пусковой (загрузочный)— он соответствует методу реперколяции, является непродолжительным;
  2. рабочий (основной) — он может длиться месяцами;
  3. остановочный (завершающий), когда прекращают производство жидкого экстракта определенного наименования (использование совмещенной аппаратурной схемы). Остановочный период кратковременный.

Пусковой период заключается в том. что последовательно в каждый экстрактор загружают измельченный растительный материал, используя для смачивания в первом экстракторе экстрагент, а в последующих вытяжку, получаемую из предыдущего экстрактора после настаивания и вытеснения. Из пятого экстрактора сливают в сборник вытяжку по отношению ко всему загруженному сырью о соотношении 1:1.
Растительный материал в первом экстракторе после многократного прохождения экстрагента истощается, и поэтому послойно загружают растительным сырьем шестой экстрактор, используя разбавленную вытяжку, а первый экстрактор отключают от батареи. Вытяжку из него сливают в сборник и используют в качестве экстрагента во втором экстракторе, добавляя при необходимости чистым экстрагент. Спирт регенерируют из отработанного растительного сырья. С этого момента начинается рабочий период использования батареи перколяторов.
Рабочий период состоит в том, что чистый экстрагент всегда подают на истощенное сырье, чтобы благодаря разности концентраций извлечь остатки действующих веществ (в описываемый момент в экстрактор 21, а вытяжку в соотношении 1:1 к массе одного экстрактора сливают из экстрактора со свежим загруженным сырьем. Экстрактор с истощенным сырьем носит название «хвостовой», а со свежим сырьем — «головной».
Противоток заключается в том, что свежий экстрагент подают на истощенное сырье (хвостовой экстрактор), а вытяжку, которая насыщается действующими веществами, проходя через пять экстракторов, сливают в соотношении 1:1 (жидкий экстракт) из головного экстрактора. Таким образом, в процессе работы батареи каждый из экстракторов переменно становится то «хвостовым», то «головным»
Благодаря такой системе в каждом экстракторе создается необходимая разность концентраций (движущая сила процесса экстрагирования), и из головного экстрактора сливают концентрированную вытяжку в соотношении 1:1, в которой содержатся вещества в нативном состоянии, не подвергнутые термообработке.

Остановочный период заключается в сохранении принципа подачи экстрагента без подключения головных экстракторов. Получают менее насыщенную вытяжку, которую подвергают или частичному концентрированию, или оставляют в качестве незавершенного полупродукта.
Слитую при рабочем периоде концентрированную (1:1) вытяжку отстаивают при температуре +8 в течение 1-3 суток и фильтруют через ткань. Осуществляют стандартизацию жидкого экстракта.
Преимущества рассмотренного метода экстракции в батарее перколяторов при получении жидких экстрактов заключается в следующем:
- получают концентрированную вытяжку в соотношении 1:1 без выпарки:
— действующие вещества содержатся в экстракте в нативном состоянии;
- процесс характеризуется высоким выходом действующих веществ и низкими расходными нормами экстрагента;
- при использовании батареи экстракторов целесообразна механизация процесса загрузки растительного сырья и выгрузки шрота;
- возможна одновременная регенерация спирта из отработанного сырья в момент, когда один из экстракторов батареи отключен. 
К недостаткам метода следует отнести низкую удельную производительность и трудоемкость процессов. Поэтому целесообразна интенсификация процесса экстрагирования путем использования вибрации, пульсации экстрагента, его циркуляции и т. д.
Технология жидких экстрактов-концентратов аналогична описанному производству жидких экстрактов.
При изготовлении эликсиров вначале получают первичные извлечения (мацерацией, перколяцией или другим валидированным методом), которые затем смешивают в нужных пропорциях, при необходимости концентрируют или разбавляют и добавляют другие биологически активные вещества (Эликсиры, 1999).



 
« Наследственные факторы в формировании задержки полового развития у мальчиков   Неврологические проявления остеохондроза позвоночника »