Меню

Как производят натуральные экстракты

Оборудование производства экстракционных препаратов из лекарственного растительного сырья

date image2015-04-30
views image6062

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

В современном фармацевтическом производстве большое значение имеют процессы экстракции биологически активных веществ из природного сырья растительного или животного происхождения, потому что каждый третий лекарственный препарат, используемый в медицине — это продукт животного или растительного происхождения. Производство настоек и жидких экстрактов включает стадии измельчения и рассева сырья, экстрагирования, очистки извлечений отстаиванием пли фильтрацией В производстве экстрактов густых и сухих, экстрактов-концентратов, максимально очищенных препаратов к вышеперечисленным стадиям добавляются еще сгущение извлечений и сушка.

Типы оборудования применяемого для измельчения и рассева сырья были подробно рассмотрены ранее Специфическим оборудованием в этих производствах являются различные типы экстракторов. Все экстракторы, применяемые в фармацевтическом производстве, могут быть классифицированы

1)периодического и непрерывного действия,

2)прямоточного, противоточного и смешанного действия;

3)по способу обтекания твёрдых частиц жидкостью (с неподвижным слоем твердого материала; механическим перемешиванием; со взвешенным слоем.

На предприятиях с малыми объемами производства используются аппараты периодического действия — мацерационные баки и перколяторы.

Миграционный бак представляет собой емкостной аппарат цилиндрической формы с плоским днищем, который оборудован ложным перфорированным дном для укладки фильтрующего материала и сырья; перемешивающим устройством; крышкой; штуцером для слива экстракта и если экстрагирование проводится с принудительной циркуляцией, то в комплект входит циркуляционный насос.

Перколяторы — это емкостные аппараты, которые могут быть цилиндрической или конической формы, с паровой рубашкой или без неё, с опрокидывающимся днищем (рис. 2.35, 2.36). В нижней части перколятора имеется ложное днище в виде перфорированной решётки , которая монтируется между фланцами откидного днища. На решётку укладывают слой фильтрующего материала и сырьё.

Экстрагент подают через штуцер в верхней части аппарата, а экстракт отводят через штуцер в днище Перколяторы цилиндрической формы более удобны при выгрузке отработанного сырья, зато в конических перколяторах обеспечивается более равномерный процесс экстрагирования.

Для изготовления мацерационных баков и перколяторов используют высоколегированную сталь, алюминий, боросиликатное стекло, иногда луженую медь Основным недостатком указанных аппаратов является образование застойных зон вблизи точек соприкосновения частиц. Однако в малотоннажных производствах фитопрепаратов широко используют батареи из таких экстракторов.

Из аппаратов непрерывного действия с механическим перемешиванием в производстве получили распространение экстракторы шнекового типа и барабанного типа.

Шнековый экстрактор (рис. 2.37) представляет собой горизонтальный желоб 1, внутри которого вращается горизонтальный вал 2. На валу укреплены спиральные лопасти 3, и крестовины 4. Сырьё поступает в экстрактор через штуцер 5, а экстрагент через штуцер 6. Сырьё и экстрагент движутся прямотоком. Спиральные лопасти перемещают сырьё вдоль желоба. На лопастях смонтированы скребки 7, которые приподнимают и сбрасывают частицы сырья, и таким образом перемешивают его в вертикальной плоскости. С целью интенсификации процесса экстрагирования в экстрактор через сопло 8 может подаваться острый пар. Для улучшения контакта между сырьем и экстрагентом, последний постоянно перемешивается при помощи козырьков 9, приваренных к корпусу аппарата. Экстракт выводится из аппарата через сливной штуцер, а отработанное сырье отводится посредством наклонного элеватора 10. Стенки ковшей элеватора 11 выполнены в виде сит, через которые из отработанного сырья удаляется экстракт, который выводится из аппарата через штуцер 12. Эти аппараты надежны и высокопроизводительны, но громоздки, энергоемки и металлоемки.

Другой разновидностью этих аппаратов является вертикальный шнековый экстрактор (рис. 2.38). Он состоит из загрузочной колонны 1, экстракционной колонны 3 и соединяющего шнека 2. Загрузочная и

экстракционная колонны представляют собой вертикальные цилиндры, внутри которых вращаются шнековые валы. Между этими цилиндрами расположен горизонтальный шнековый вал, при помощи которого, сырье из загрузочной колонны передается в экстракционную. Сырье подается в загрузочную колонну сверху и шнеком перемещается по колонне вниз, а далее поступает в экстракционную колонну, где шнек перемещает его вверх. Здесь отработанное сырье отжимается от экстрагента и выталкивается из колонны. Свежий экстрагент непрерывно подается в верхнюю часть экстракционной колонны, где встречается с сырьем обедненным по экстрак-

тивным веществам. По мере продвижения вниз по колонне экстрагент извлекает из сырья действующие вещества. Далее экстрагент перемещается в загрузочную колонну и по мере продвижения верх насыщается экстрактивными веществами и в виде вытяжки удаляется из колонны. Этот экстрактор работает по принципу противотока.

В производстве фитопрепаратов работают экстракторы и других конструкций: дисковые, барабанные (рис. 2.39), пружинно-лопастные.

Хорошо зарекомендовали себя экстракторы, снабженные РПА. В этом случае осуществляется процесс многократной циркуляции сырья и экстрагента при помощи РПА. При этом происходит механическое измельчение частиц сырья, а вся смесь подвергается воздействию пульсации и турбулизации. В технологической схеме РПА устанавливается ниже днища экстрактора. Сырье загружается на ложное днище экстрактора и заливается экстрагентом. В РПА жидкая фаза из экстрактора поступает через штуцеры, а сырье посредством шнека. Из РПА пульпа измельченного сырья подается сверху в экстрактор с мешалкой. Экстрагирование с использованием РПА применяется в производстве масла облепихи, настоек календулы и валерианы. Время экстрагирования в этих установках сокращается в 1,5-2 раза, а выход БАВ увеличивается. В таких экстракторах в качестве экстра-тентов можно использовать органические вещества: дихлорэтан, хлористый метилен, а также минеральные и растительные масла.

Аппараты с взвешенным слоем также позволяют интенсифицировать процесс экстрагирования. Аппарат колонного типа с псевдоожиженным слоем (рис. 2.40), отличаясь простотой устройства и небольшой массой, позволяет значительно ускорить течение процесса с одновременным

увеличением степени извлечения БАВ. В аппарат снизу непрерывно подается экстрагент, который проходит через отверстия распределительной решетки и далее сквозь слой мелко раздробленного сырья с такой скоростью, что частицы находятся в состоянии псевдоожижения. Экстракт отводится из верхней расширенной части аппарата через кольцевой желоб и штуцер. Свежее сырье подается через загрузочную трубу непосредственно в кипящий слой, а отработанное сырье выводится из аппарата через штуцер в нижней части. Перспективным направлением в создании оборудования фитохимических производств является применение физических процессов гидродинамической кавитации, вибрации, фильтрации через мембраны, псевдоожижения экстракционной системы за счет кипения экстрагента под вакуумом.

Гидродинамическая кавитация позволяет интенсифицировать процесс массопередачи. Этот способ заключается в том, что измельченное растительное сырье укладывается в экстрактор в пакетах из фильтрующего материала, а рециркуляцию экстрагента проводят при помощи насоса через так называемые кавитационные генераторы (гидродинамический, ультразвуковой, импульсно-вихревой, электромагнитный). Положительным в этом способе является то, что для реализации этих процессов можно использовать имеющееся экстракционное оборудование, а также отсутствие в экстракторах механических перемешивающих устройств. Перспективным является использование вибрационных многофункциональных аппаратов, позволяющих в едином рабочем объеме проводить несколько Технологических процессов: растворение, кристаллизацию, упа-ривание, фильтрацию, очистку экстрактов от остаточного количества экстрагента; кондуктивную сушку и измельчение в виброкипящем слое. Основным преимуществом данных аппаратов являются: отсутствие перемешивающих устройств в рабочем объеме; отсутствие газового теплоносителя; полная герметизация рабочего объема, за счет чего потери продукта сокращаются до минимума; сокращение времени технологического процесса; экрлогическая чистота; низкий уровень энергозатрат.

Полученные извлечения в фитохимическом производстве подвергаются концентрированию. Широкое применение нашли прямоточный роторный испаритель, циркуляционный вакуум-выпарной аппарат «Simax» и пенный испаритель, потому что они характеризуются как высокоэффективные, надежные, малоэнергоемкие и удобные в обслуживании.

Роторный прямоточный испаритель (рис. 2.41) состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с паровой рубашкой 2. В центре аппарата расположен ротор 3, который представляет собой вертикальный вал с закрепленными на нем скребками 4. Вытяжка, поступающая на сгущение (концентрирование) подается через штуцер 5 в верхнюю часть аппарата в распределительное кольцо 6, из которого вытекает в виде многочисленных струек, которые стекают на скребки. Скребки разбрызгивают вытяжку на стенки аппарата, по которым она стекает тонкой пленкой. Стенки аппарата обогреваются и за счет этого тепла идет испарение экстрагента из вытяжки. Концентрированная (сгущенная) вытяжка скребками снимается со стенок и сбрасывается в коничекую камеру внизу испарителя, из которой она через штуцер 7 отводится из аппарата. Роторный испаритель работает и под вакуумом, и под атмосферным давлением.

Циркуляционный вакуум-выпарной аппарат «Simax» (рис. 2.42) также может работать под вакуумом и под атмосферным давлением. Составные части аппарата изготовлены из боросиликатного стекла, поэтому все стадии процесса можно контролировать визуально. Вытяжка, которая подлежит концентрированию, закачивается в колбу-приемник 1 при помощи вакуума через штуцер 2 до уровня верхнего края спиралей калорифера 3. В калорифер через патрубок 4 подается греющий пар, а конденсат из калорифера выводится по патрубку 5. В зоне калорифера происходит быстрое вскипание вытяжки.

Она переходит в состояние парожидкостной смеси, которая через узкую горловину 6 выбрасывается в колбу-расширитель 7. Здесь происходит интенсивная циркуляция парожидкостной смеси с образованием хорошо развитой поверхности испарения. Пары экстрагента поднимаются вверх и по трубе 8 поступают в холодильник-конденсатор 9, который представляет собой змеевик. В качестве хладагента используется холодная вода. Сконденсировавшиеся пары экстрагента стекают в колбуприемник 10, из которой экстрагент выводится через штуцер 11 после того, как в системе устанавливается атмосферное давление. Неиспарившаяся вытяжка из колбы-расширителя по зазору 12 между циркуляционной трубой 13 и стенками аппарата спускается в колбу-приемник. И процесс упаривания повторяется. Упариваемая вытяжка циркулирует в системе до тех пор, пока не будет получен заданный конечный объем вытяжки.

Пенный испаритель (рис. 2.43) широко применяется для концентрирования водных извлечении, поскольку его конструкция не предусматривает конденсацию вторичного пара.

Установка состоит из рабочей емкости 1, в которую загружается исходная вытяжка. Посредством насоса 2 вытяжка через патрубок 3 подается на распределительное устройство 4 в испарительную камеру 5. В камере размещена система горизонтальных трубок 6, по которым проходит греющий пар. Вытяжка из распределительного устройства орошает поверхность разогретых трубок, распределяясь по их поверхности тонким слоем. При этом она мгновенно вскипает и пенится, образуя большую поверхность испарения. Чтобы ускорить процесс испарения влаги через испарительную камеру при помощи вентилятора Пропускается воздух, который уносит с собой испарившуюся влагу. Аппарат удобен и надежен в эксплуатации, высокоэффективен и характеризуется малой энергоемкостью. В производстве многих лекарственных препаратов выделение их из растворов высушиванием, является заключительной стадией получения готового продукта, поэтому условия проведения данной операции в большой мере влияют на качество препаратов. Высушивание очищенных вытяжек может проводиться как без предварительного концентрирования растворов, так и с предварительным концентрированием. В первом случае сушка осуществляется в распылительных сушилках и в сушилках со слоем инертных кипящих тел.

Читайте также:  Комплексное оснащение кабинета информатики в школе по ФГОС

В распылительных сушилках жидкая вытяжка распыляется в виде мелкодисперсных капель в рабочей камере. Навстречу падающим каплям в нижней части рабочей камеры подается гарячий воздух с температурой 150-200°С. Влага испаряется, а высушенный продукт с температурой 50-60°С падает в приемник сушилки и выгружается.

Установка по обезвоживанию водных растворов и экстрактов в кипящем слое инертной насадки производительностью 80 кг/ч по испаряемой влаге (рис. 2.44) была разработана Санкт-Петербургским НПО «Прогресс».

Одним из преимуществ этих аппаратов является полифункциональность, т.е. выполнение в одном аппарате нескольких операций: выпаривания, сушки, измельчения, просеивания, для каждой из которых требуется технологический аппарат. Кроме этого, сушка растворов в кипящем слое позволяет получить мелкодисперсный порошок. Обезвоживание растворов происходит следующим образом. В аппарат плотно загружают инертные тела (фторопластовые цилиндрики), а в сборник исходного раствора заливают подлежащий обезвоживанию раствор (экстракт) и всю систему герметизируют. Предварительно очищенный воздух подается вентилятором в паровой калорифер и далее в секции электрокалорифера, в результате чего разогревается до температуры 110-145°С (в зависимости от препарата). После нагрева инертных тел до температуры порядка 100°С включается насос-дозатор, который из сборника подает раствор в механическую форсунку. Форсунка расположена внутри слоя инертных тел на высоте 300 мм от решетки. Механическая форсунка с тангенциальным завихрителем обеспечивает тонкое и равномерное распыление. Раствор, выходя из форсунки, орошает нагретые инертные тела. При этом влага испаряется, а обезвоженный готовый продукт покрывает тонким слоем инертные тела. В результате соударения тел, пленка готового продукта разрушается, частички осаждаются, а поток воздуха вместе с частицами готового продукта поступает в батарею циклонов и далее в рукавный фильтр. Воздух нагнетается двумя вентиляторами, каждый из которых преодолевает половину сопротивления тракта, поэтому вся система трубопроводов, по которым проходит высушенное вещество, находится под разрежением, благодаря чему предотвращается выброс пыли в рабочее помещение. В цилиндрической части аппарата на расстоянии 550-650мм от воздухораспределительного устройства установлены два ролика, на которые натянуто по семь струн из стальной проволоки диаметром 1 мм. Струны способствуют ускоренному обновлению поверхности инертных тел, то есть интенсифицируют процесс отделения высушенного продукта.

В случае предварительной концентрации растворов (экстрактов) сушку проводят в вакуум сушильных шкафах. Сгущенная вытяжка тонким слоем наносится на противни, которые помещаются в сушильный шкаф. Сушку проводят под вакуумом (0.07-0.08 МПа). В процессе сушки объем продукта увеличивается в несколько десятков раз. Эту рыхлую и легкую массу в виде коржей размалывают в шаровой мельнице. Высушивание проводят так же в барабанных вакуум-сушилках. Сгущенная вытяжка подается потоком между барабанами, которые вращаются навстречу друг другу. Барабаны обогреваются изнутри. На поверхности барабанов образуется тонкая корочка продукта, которая затем размалывается.

Из жидкого состояния высушивание может проводиться в сублимационных (лиофильных, молекулярных) сушилках. Процесс сублимации используется в тех случаях, когда препараты термолабильны. Процесс сублимационной сушки состоит из трех фаз: предварительного замораживания, сублимации льда; удаление образовавшегося пара при температуре выше 0°С. Типовая схема установки для сублимационной сушки приведена на рис. 2.45. Установка состоит из сублимационной камеры 1, конденсатора 2, который охлаждается холодильной машиной 3 и 4, двухступенчатого вакуум-насоса 7 и диффузионного насоса 8. Все аппараты установки соединены между собою клапанами и оборудованы регулирующими устройствами для поддержания на заданном уровне температуры и вакуума.

Флаконы или ампулы, заполненные раствором лекарственного препарата, в специальных кассетах устанавливают на полке 9 сублимационной камеры. Здесь происходит замораживание растворов до температуры от -20°С до -70°С. Внутри полок проходит два ряда трубок, по одним из них подается хладоагент, а по другим горячая вода из теплообменника-нагревателя 6. Хладоагент охлаждается в холодильной машине. В сублимационной камере при помощи диффузионного насоса создается глубокий вакуум (до 0.013 Па). Из камеры при помощи двухступенчатого вакуум-насоса откачиваются водяные пары, которые затем поступают в трубы конденсатора-вымораживателя. В межтрубном пространстве конденсатора циркулирует хладоагент. Конденсатор включается в циркуляционный контур с испарителем холодильной машины и соединен с вакуум-насосом 5, который откачивает неконденсирующиеся пары и воздух. В трубках конденсатора происходит замораживание водяных паров. Как правило работает два конденсатора: один на размораживание, а другой на замораживание.

Источник

Как производят натуральные экстракты

Как производят натуральные экстракты

Прочитав этот материал, вы получите понимание о том, как производят растительные и животные экстракты – натуральные компоненты для создания косметических средств и биологически активных добавок.

В преддверии массового отказа покупателя от продуктов, имеющих в своем составе различную химию и другие вещества сомнительного азиатского происхождения, эта тема, на наш взгляд, как никогда набирает актуальность и популярность.
Большинство разумных производителей БАД и косметических средств уже стараются в состав своей продукции включать только натуральные компоненты. Самыми активными, а потому примечательными и известными натуральными компонентами являются животные и растительные экстракты.
Экстракт – это концентрированная вытяжка комплекса биологически активных, красящих и других веществ из растительного или животного сырья.
Экстракты, в зависимости от растворителя, которым производят извлечение, обычно бывают водными, водно-спиртовыми, масляными, пропиленгликолевыми и CO2-экстрактами. Есть еще и сухие экстракты, которые получаются в результате высушивания жидких. Так как разные растворители способны извлекать разные группы веществ, выбор растворителя имеет важное значение.
Процесс экстракции очень прост. На бытовом уровне мы сталкиваемся с ним регулярно. Примером процессов экстракции могут быть такие обыденные процедуры, как заваривание чая, варка или тушение резаных овощей или приготовление морковно-луковой зажарки. Так при заваривании чая и варке резаных овощей при приготовлении супа в роли растворителя-экстрагента выступает ни что иное как вода, а при приготовлении суповой зажарки – масло. Результатом процесса экстракции является переход веществ из сырья в раствор.
В итоге мы видим, как окрашивается чайная вода переходящими в нее красящими веществами, а когда ее пьем, чувствуем вкус и аромат чайных листьев благодаря мигрировавшим в воду вкусовым и ароматическим веществам. Масло морковно-луковой зажарки аналогичным образом приобретает цвет, вкус и аромат моркови и лука.
В промышленном производстве экстрактов используют подобные приемы экстракции. Основное отличие от кухонного производства – это профессиональное аппаратурное оформление и бОльшая управляемость ходом процесса. Так для скорости процесса экстракции и полноты извлечения технологи манипулируют сразу несколькими параметрами:
– влажность сырья;
– степень повреждения клеток сырья;
– температура процесса;
– давление процесса;
– интенсивность перемешивания сырья и растворителя.
Правильное воздействие на эти параметры позволяет в короткие сроки из промышленных объемов сырья извлекать максимальное количество целевых веществ, переводя их в раствор.
После получения вытяжки остатки сырья и экстракт разделяют, а из экстракта частично или полностью удаляют растворитель.
Полученные густые или сухие экстракты производители добавляют в рецептуры мыла, шампуней, кремов, косметических гелей и масок, массажных масел, лечебных мазей, биологически активных добавок, бальзамов, алкогольных и безалкогольных напитков, йогуртов, соусов, маринадов, мармелада и других продуктов. Их применение позволяет придать продукции новые функциональные полезные свойства, а также улучшить их цвет, вкус и аромат.
Для производства экстрактов не надо быть великим специалистом, достаточно располагать необходимым оборудованием и выполнять инструкции производителя этого оборудования.
В состав оснащенной в базовом варианте, но полнофункциональной малотоннажной линии для производства экстрактов должно входить следующее оборудование:
Измельчитель лекарственного сырья.
При измельчении разрушаются животные или растительные клетки и тем самым повышается доступность находящихся внутри них целевых веществ для растворителя.
Экстрактор. Это аппарат для проведения технологического этапа экстракции. В его обвязку входят теплообменный и компрессионно-вакуумный блоки для поддержания температуры и давления процесса. Для интенсивного перемешивания сырья и растворителя экстракторы оборудуются различными перемешивающими устройствами.
Концентратор. Это аппарат для частичного удаления растворителя путем выпаривания.
В целях сокращения потерь летучих органических растворителей экстракторы и концентраторы объединены системой конденсации парогазовой фазы. Сконденсированные пары растворителя через промежуточный сборник возвращаются обратно в процесс.
Сушилка экстракта. Нужна для получения сухих экстрактов путем сушки густых.
Мельница. С помощью нее из сухих экстрактов получают порошок.

Располагая данным оборудованием, можно начать производство экстрактов с нуля или расширить свой производственный бизнес косметических, пищевых и фармацевтических продуктов, исключить зависимость от поставщиков сырья, снизить цеховую себестоимость и повысить рентабельность готовой продукции.

Модуль экстракции и концентрирования малотоннажный вместе с сушильным вакуумно-импульсным столом – это набор оборудования для производства высококачественных густых и сухих экстрактов. Добавляете к нему фильтрующую центрифугу и получаете возможность перерабатывать растительную пыль дорогостоящего лекарственного сырья. Добавляете еще мельницу, смеситель порошков биконический и капсулятор, и вы уже производите БАДы в капсулах.
Как видите, все просто!
Более подробную информацию вы найдете на главных страницах сайта бийского производителя оборудования и движенца пищевого и фармацевтического инжиниринга – компании ООО «Технологии Без Границ».

Источник



Производство экстрактов из растительного сырья

посадка растений

Наше производство начинается с подготовки семян и посадки семян в закрытый грунт, далее после того как растение взошло и достигло размера для пересадки, растение высаживается в открытый грунт.

растение в грунте

Так как в основном лекарственные травы являются многолетними травянистыми растениями, то полноценно собирать их начинают только со второго года, а некоторые растения и с третьего и четвертого года.

сбор лекарственных растений производство экстрактов из растений растительное сырье лекарственные растения

Кроме искусственно выращенных трав, наши заготовители собирают и травы из дикоростущих мест. Поле золототарника это многолетней травянистое растение из семейства астровые, которые хорошо применяется в народной и традиционной медицине.

производство экстрактов из растительного сырья

После заготовки растений, в сыром виде оно поступает на первую производственную стадию сушки.

сушка растений сушка календулы для производства экстрактов производители сухих растительных экстрактов

Производственные стадии экстракции.

производственные стадии экстракта

Траву сушат до влажности не ниже 12-15%, с целью снижение большого количество пылеобразования и отходов при измельчении сырья.

Вторая стадия производственного процесса производства экстрактов из трав, или сухих экстрактов, является стадия измельчения:

измельчение трав

Третья стадия это сам технологический процесс получения сухих СО2 экстрактов. Для этого, в зависимости от вида сырья (траву, корни, кору, цветы, ягоды, плоды) загружают непосредственно в сам экстрактор и начинается процесс.

В нашем производстве мы используем две технологии получения:

  1. При получении сухих экстрактов используется традиционная технология вакуумной экстракции.
  2. При получении СО2 экстрактов применяется технология докритической и сверхкритической экстракции.
Читайте также:  Интернет магазин запчастей и комплектующих к мобильным устройствам и планшетам в Саратове

Таблица растворимости действующих веществ.

таблица растворимости веществ

Вакуумная экстракция.

При производстве растительных экстрактов данным методом и, в зависимости от перерабатываемого сырья мы используем водный и спиртоводный растворитель, что позволяет экстрагировать широкий спектр полезных веществ, а также действующих веществ. Технологический процесс идет при температуре 30-50 град.ц, благодаря чему все полезные вещества остаются в экстракте.

Благодаря технологии получаются водорастворимые экстракты, которые используются для растворения в воде, спирте, чае, кофе, соке, сиропе с сохранением комплекса биологически активных веществ растений (БАВ). Поэтому сухие водорастворимые экстракты являются оптимальным сырьем в производстве БАД, медицинской, косметической, пищевой, ликероводочной, безалкогольной, кондитерской, мясомолочной, ветеринарной промышленности.

Достоинствами сухих водорастворимых экстрактов являются:

  • в том, что они растворимы в воде и содержать широкий перечень полезных и действующих веществ, а также имеют широкий спектр применения.
  • они сохраняют весь витаминный исходный состав (С, В1, В5,В9 и др. )
  • срок годности 24 месяца и более в зависимости от продукта.
  • объем готового продукта экстракта в 10 раз меньше чем исходное сырье, что имеет преимущество при употреблении и транспортировки.
  • сухие экстракты имею широкий спектр применения

Преимуществом переработки таким методом является сохранение всего комплекса биологически активных веществ растений. Натуральные БАВ являются хорошей альтернативой замены синтетических лекарственных препаратов, так как они природно лучше подходят к организму человека, лучше усваиваются и запускают процессы саморегуляции организма. Ценность и эффективность, свойств лекарственных растений значительно выше чем синтетические вещества.

Стадия настаивание, циркуляционного экстрагирования и очистки от остатков растительного сырья.

На этой стадии происходит загрузка растительного сырья, наполнение раствором растворителя и циркуляция в течении заданного режимом времени при необходимой температуре 30-50 град.ц, после чего происходит удаления отходов растительного сырья и начинается следующая стадия вакуумного выпаривания.

стадия выпаривания

Стадия выпаривания.

Здесь при заданной температуре и давлении 80 мм.рт.ст, в течении 2-3 часов происходит испарения остатков растворителя, через теплообменное оборудование в буферную емкость растворителя. После чего густая масса экстракта фильтруется, далее извлекается и передается на процесс сушки в сушильных шкафах.

Стадия тонкой фильтрации с сушки в сушильных шкафах.

После того как жидкий экстракт прошел стадию фильтрации, он извлекается и поступает на стадию сушки, где также при температуре не выше 40 град.ц происходит досушивание остаточной влаги их экстракта, с последующей упаковкой.

В течении технологического процесса соблюдается оптимальный заданный режим температуры и давления, с целью максимально извлечь и сохранить полезные биологически активные вещества. На глубину извлечения и скорость экстракции влияют большое количество факторов, начиная от места произрастания исходного сырья, его сушки и степени измельчения, заканчивая температурным режимом, давления и скоростью циркуляции.

СО2 экстракция

Мы располагаем современной технологией экстракции по производству масляных и жирорастворимых экстрактов для производства БАД и медицинской, масложировой, косметической, масломолочной, фармацевтической, парфюмерной, плодоконсервной, домашней косметической, ветеринарной промышленности.

Преимуществом является, то что она способна извлекать терпеновые соединения и их производные, это алколоиды, фитостерины, фосфолепиды, каратиноиды и др., которые не извлекаются водными и спиртовыми растворами при помощи вакуумной экстракции. По технологии сверхкритической и докритической экстракции происходит извлечения жирорастворимых соединении БАВ, таких как витамин Е из календулы, крапивы, зверобоя, змееголовника. Например содержание тимола в экстракте чабреца имеет высокое содержание, это получилось достигнуть только при помощи экстракции, что позволяет делать производство природного тимола экономически выгодным.

Также особым приемуществом экстракции является, то что срок годности производимого экстракта может достигать более 10 лет, без присутвии света и кислорода воздуха, это связано с отсутствием воды в получаемом экстракте.

Использование углекислого газа в качестве растворителя, имеет приемущества:

  • углекислый газ СО2 физиологически не вызывает опасности и вреда. Он содержится в напитках и минералках, а также участвует в обменных процессах организма.
  • СО2 является стерильным.
  • СО2 не горюч и безопасен для окружающей среды в незначительной концентрации.

Температурный режим технологического процесса протекает при комнатной температуре. Давление сверхкритики 150 кгс/см2, Давление докритики 40 кгс/см2.

Основные технологические стадии.

  • Измельчение сырья
  • Загрузка в экстрактор исходного измельченного сырья и набор давления.
  • Циркуляция сжиженного СО2
  • Испарение СО2 и извлечение готового масленичного продукта СО2 экстракта.
  • Упаковка или розлив в тару.

производство лекарственных экстркатов

Ассортиментный ряд экстрактов в настоящее время составляет более 200 видов, от традиционных — душица, иван чай, родиола розовая и др., до экстрактов из Китая, экстрактов из Тайланда, экстрактов из Индии,— фукус, арбуз, ламинария, гинкго билоба, диоскорея, Хлорелла, женьшень, якорцы, Тонгат Али, шкурки апельсина и так далее.

Производство экстрактов осуществляется в соответствии с ТУ

Продукция сертифицирована имеет все необходимые сертификаты и декларации соответствия.

Источник

Контрактное производство

Косметических средств, БАД к пище, фасовка пищевой продукции.

  • Вы здесь:
  • Публикации
  • Производство экстрактов

raw sell

Производство экстрактов

Экстракт представляет собой вытяжку компонента, который извлекается из какого-нибудь вещества методом экстракции. В зависимости от применяемого растворителя и используемой технологии экстракты бывают спиртовые, водно-спиртовые, водные , пропиленгликолиевые, водно-пропиленгликолиевые , масляные , глицериновые , СО 2 -экстракты.

Экстракты, извлекаемые из растительного сырья, в частности из лекарственных растений, нашли широкое применение не только в фармацевтической, но и в косметической и парфюмерной промышленности.

Основная задача переработки растительного сырья состоит в том, чтобы увеличить степень извлечения целевых компонентов, а, следовательно, качество растительных экстрактов, сохранить максимально большее количество биологически активных веществ растений.

Методы получения экстрактов

Чтобы получить экстракты из лекарственных растений пользуются разными методами:

— мацерация или настаивание (сырье измельчают и вместе с экстрагентом помещают в закрытый сосуд и настаивают при 15-20 О С, периодически помешивая. Настаивают примерно 7 дней. Вытяжку сливают, а осадок отжимают, промывают еще раз экстрагентом, снова отжимают и объединяют обе вытяжки);

— перколяция или вытеснение (процеживание) (сырье смачивают экстрагентом в закрытом сосуде, настаивают 4 часа, переносят набухшее сырье в перколятор, плотно укладывают, открывают выпускной кран и добавляют экстрагент. Вытекающую жидкость переливают снова в перколятор, и при закрытом кране оставляют на сутки, затем медленно перколируют, спуская в 1 час 1/45 часть жидкости рабочего объема перколятора).

— реперколяция (необходимая концентрация достигается с применением нескольких перколяторов, когда жидкость из одного перколятора используется для перколяции в следующем);

— противоточная экстракция (периодическая и непрерывная);

— циркуляционная экстракция и др.

Однако следует признать, что описанные методы экстрагирования уже достигли своего предела и не дают возможности увеличить скорость переработки и эффективность извлечения целевого продукта.

На фирме ООО «КоролёвФарм» разработана и внедрена новая технология производства экстрактов из натурального растительного сырья – электроимпульсная плазменно-динамическая экстракция. Используемая установка электродинамического экстрактора предназначена для промышленного выделения БАВ путем экстрагирования их из сухого и свежего растительного сырья, а также из сырья животного и минерального происхождения, под воздействием электрического разряда.

Суть метода – создание импульсного электрического разряда напряжением около 30 – 40 кВ между электродами внутри импульсной камеры со смесью растительного сырья и экстрагента.

Прохождение электрического разряда определенной большой мощности между электродами в экстрагируемой смеси позволяет извлекать на 30 – 40% активных веществ больше, чем при использовании классических методов экстракции (порядка 90 %). Этот метод сохраняет больше полезных веществ, так как процесс идет без повышения температуры и не вредит биологически активным компонентам. Время экстракции с применением электрических разрядов составляет 3-7 минут.

По этой технологии из растительного сырья на фирме «КоролёвФарм» изготавливаются экстракты, в которых в качестве экстрагента используется вода, глицерин, пропиленгликоль, масло, а также смеси воды с глицерином или пропиленгликолем. На них зарегистрированы технические условия.

Аппаратурная схема производства жидких экстрактов

Электродинамическая установка (силовая часть)

В свою очередь электродинамический экстрактор включает в себя:В линейку оборудования для производства экстрактов методом электроимпульсной плазменно-динамической экстракциивходят непосредственно экстрактор электродинамический, центрифуга с фильтрующими вставками, насос для перекачивания полупродукта, весы, технологическая тара, канистры.

— высоковольтный трансформатор-выпрямитель (обеспечивает постоянный ток);

— конденсатор (накапливает электрический заряд);

— разрядное устройство (управление разрядом);

— выносной пульт управления (задание параметров);

— единый силовой кожух (изоляция);импульсная (экстракционная) камера (эффективная экстракция под действием разряда);

— роторный насос (обеспечивает циркуляцию смеси).

Экстракционная камера

Технологическая схема изготовления жидких экстрактов на экстракторе включает следующую последовательность операций:

1. Приготовление навесок растительного сырья и экстрагента в соответствии с технологической картой.

2. Увлажнение навески растительного сырья.

4. Загрузка купажа в технологическую емкость электроразрядного экстрактора.

5. Включение перемешивания при закрытой крышке экстрактора.

6. Запуск реактора, установка параметров экстрагирования (параметры экстрагирования указаны в технологической карте).

8. Выгрузка нефильтрованного экстракта в промежуточную тару.

9. Взвешивание тканевого фильтра и установка его в центрифугу.

10. Фильтрация экстракта в центрифуге.

11. Взвешивание фильтрованного экстракта.

12. Консервация экстракта.

13. Контроль качества экстрактов на соответствие НД.

14. Фасовка в тару и передача на склад.

Масляные экстракты

Экстракты подорожника
Экстракты календулы
Экстракты ромашки

На фирме ООО «КоролёвФарм» выпускается большой ассортимент масляных экстрактов, где в качестве растительного сырья используют алоэ, окопник, крапиву, багульник, каштан конский, облепиху, липу, аир, акацию, адонис, алтей и др. Масляные экстракты выпускаются в соответствии с требованиями ТУ по рецептурам, техническим требованиям и технологическому регламенту.На фирме ООО «КоролёвФарм» большое место занимает производство масляных экстрактов, которые активно применяются при производстве детской косметики « Magic Herbs ».

Масляные экстракты – это вытяжки из лекарственного растительного сырья биологически активных веществ.

Основным экстрагентом являются масла, например, масло подсолнечника, которое само способно благотворно влиять на детскую кожу, успокаивая и смягчая ее. По внешнему виду масляные экстракты – это маслянистые жидкости, имеющие цвет, запах и вкус. В некоторых экстрактах допустим небольшой осадок, который растворяется при нагревании. Масляные экстракты растворяются в некоторых органических растворителях и не растворяются в воде.

Источник

Инновационное оборудование для электроимпульсной плазменно-динамической экстракции биологически активных веществ из сырья растительного и животного происхождения.

Опыт экстрагирования биологически активных веществ (БАВ) из различных видов сырья — растительного, животного и даже минерального происхождения — в истории человечества насчитывает уже несколько тысячелетий.

Читайте также:  Герметизаторы проема докшелтеры

Technology of intensive and the most effective extraction is one of the main directions in the development of extracts ‘production. There is much tension around this problem is particularly in those industries that are traditionally used extraction technology such as pharmaceutical, cosmetics and food industries.

В современных условиях некоторые предприятия косметической, фармацевтической и пищевой промышленности производят экстракты на собственных производственных мощностях. Но таких предприятий немного, так как применяемые известные технологии являются весьма энерго- и трудоёмкими, с применением агрессивных экстрагентов, что влечёт за собой, во-первых, использование большого количества ёмкостного, смесительного, фильтрационного и др. вспомогательного оборудования, и, во-вторых, необходимость иметь большие производственные площади для размещения этого оборудования. Особенно сложно соблюдать технологический процесс при необходимости изготовления малых партий. Это невозможно осуществить при условии многотоннажного производства, на котором используется малоэффективное оборудование — объемное, но с низким КПД.Многие предприятия пытались оптимизировать и удешевить процесс экстрагирования за счёт применения более дешёвой технологии – водной экстракции. Однако по ряду причин усилия, предпринимаемые для широкого внедрения водной экстракции, которая экономически более выгодна и технологична, имеют малый успех на производстве, так как вода не может конкурировать с более агрессивными экстрагентами ввиду малой скорости протекания процесса экстракции и малого процента экстрагирования целевых компонентовПрименяемые методы интенсификации водной экстракции не всегда приемлемы в силу большой энергоёмкости и высокотемпературных режимов, которые приводят к деструкции извлекаемых биологически активных веществ.

Поэтому технологии интенсивного и максимально эффективного экстрагирования являются одним из основных направлений в производстве экстрактов. Эта проблема особенно остро стоит в тех отраслях промышленности, которые традиционно применяют технологии экстрагирования: фармацевтическая, косметическая и пищевая. Сейчас в состав рецептур многих фармацевтических препаратов, практически всех БАД к пище и косметических средств входят экстракты лекарственных растений. В фармакологии и косметологии в последние десятилетия наблюдается устойчивый рост интереса к фитотерапии, применение которой снижает риск проявления побочных эффектов, в том числе и аллергических. К сожалению, в нашей стране в этом направлении не видно такого интенсивного развития как это наблюдается в других областях, например нанотехнологии. Причин достаточно много:• слабое развитие и значительное сокращение базы культивируемых лекарственных растений; • существенное сокращение ареала произрастания дикорастущих лекарственных растений в результате хищнической заготовки;• переход производителей на поставки лекарственного растительного сырья из — за рубежа.Однако, основной причиной, является несовершенство технологии экстрагирования БАВ из растительного сырья. В шроте очень часто остается около 50%, а иногда и более, ценных компонентов. Поэтому можно с уверенностью сказать, что основная проблема классических методов переработки сырья – низкая эффективность экстрагирования целевых компонентов. Многие традиционные методы достигли в своём развитии естественного технологического предела — они многоступенчаты и энергоемки, техпроцесс длителен и не эффективен с точки зрения экономических расчётов. Как следствие, увеличивается себестоимость, что ведёт к производству неконкурентной на рынке готовой продукции.Известно, что экстрагирование биологически активных веществ происходит наиболее эффективно с поверхности сырья или из клеток с разрушенной мембраной под воздействием вымывания, растворения и др. При этом необходимо учитывать, что экстрагирование БАВ из растительных клеток является наиболее сложной задачей. Для этого требуется проникновение экстрагента сквозь цитоплазматическую мембрану непосредственно в клетки, растворение активных веществ и клеточных органелл и транспортирование их наружу. Эти стадии определяют основные показатели применяемой технологии:• скорость, время или длительность извлечения, • полноту или процент извлечения активных компонентов,• затраты энергии т. е. энергоемкость процесса и др. Поэтому интенсификация процесса экстрагирования и определяется как воздействие на клеточные структуры для увеличения и активизации диффузионных (массообменных) процессов.В классических технологиях переработки основной подготовительной операцией является измельчение материала для обеспечения большего доступа экстрагента к увеличенной таким образом поверхности частиц сырья. При этом в экстракционных ёмкостях создают необходимые гидродинамические условия — постоянное поддержание разности концентраций веществ между экстрагентом и протоплазмой клетки. При применении таких технологий основным, ускоряющим и интенсифицирующим, фактором является подбор температурного режима процесса, который значительно увеличивает диффузионные свойства оболочек растительных клеточных структур. Однако при повышении температуры в процессе экстрагирования и при достижении определенных пределов температуры происходит деструкция извлекаемых БАВ, и, таким образом, значительно снижается эффективность процесса экстрагирования.Поэтому актуальной задачей является разработка и внедрение в производство принципиально новых технологий извлечения активных компонентов из растительного сырья, поиск новых средств и методов воздействия на клеточные структуры с целью повышения эффективности экстрагирования.В настоящее время для интенсификации экстракционного процесса возможно использование воздействия на сырье различными силовыми полями: ультразвуковым, электрическим, импульсным и дискретно-импульсным. ООО «КоролёвФармТех» разработана и внедрена в производство электроимпульсная плазменно-динамическая технология извлечения БАВ из растительного сырья, не требующая капитальных финансовых затрат.Как правило, при переходе на новые технологии предприятия осуществляют значительные капитальные вложения в строительство новых производственных площадей или перепланировку существующих, прокладку новых коммуникаций, установку объёмного дополнительного смесительного и ёмкостного оборудования. При внедрении инновационной электроимпульсной плазменно-динамической технологии на ООО «КоролёвФармТех» не потребовалось таких глобальных изменений.Учитывая, что процессы экстрагирования сырья являются наиболее длительными во всей технологической цепи, внедрение электроимпульсной плазменно-динамической технологии позволит предприятию экономно расходовать природные ресурсы, уменьшить время всего технологического процесса, уменьшить энергопотребление, значительно повысить выход готового продукта и, соответственно, снизить его себестоимость.Одним очень важным условием инновационных технологий является исключение из технологической цепи агрессивных экстрагентов. Такие методы экстрагирования повышают экологическую ценность технологии.Эффективность оборудования заключается: в комплексном воздействии на растительное сырье целого ряда факторов, интенсифицирующих экстракцию;в компактности и мобильности оборудования.

Рис. 1 Схема электроимпульсного плазменно-динамического экстрактора

1 — высоковольтный трансформатор; 2 — конденсатор; 3 — разрядное устройство (высоковольтный разрядчик); 4 — выносной блок управления высоковольтным разрядчиком; 5 — импульсная (экстракционная) камера

Монтаж оборудования возможно осуществить на производственной площадке предприятия, где экстракты растительного сырья используются для производства основного продукта, а так же на передвижных платформах для работы в непосредственной близости от источников сырья – полей, плантаций или оранжерей. Это позволяет значительно сократить логистику и не занимать производственные и складские площади.

Компанией «КоролёвФармТех» разработан и внёдрён на производстве ООО «КоролёвФарм» электроимпульсный плазменно-динамический метод экстрагирования, в основе которого лежит явление, открытое Л. А. Юткиным.

Этот метод экстрагирования даёт ряд преимуществ по сравнению с другими экстракторами:

• в 3 – 10 раз повышает эффективность экстрагирования;

• сокращает до 10 – 15 минут время обработки сырья (вместо 12 – 36 часов);

• в процессе обработки смеси высоковольтными импульсами происходит обеззараживание экстракта;

• исключение агрессивных и токсичных экстрагентов за счёт большей эффективности экстрагирования водой;

• обеспечивает до 90 — 95% извлечение активных компонентов от исходного содержания;

• экономия энергоресурсов, снижает потребление энергии в 60 раз.

В качестве примера в таблице №1 приведён сравнительный анализ стадий технологического процесса выделения из растительного сырья изохинолиновых алкалоидов классическим способом и электроимпульсным плазменно-динамическим методом экстрагирования.

В фармпроизводстве для выделения алкалоидов регламентирован многоступенчатый и длительный (до 14 суток) техпроцесс экстрагирования сырья хлороформом, метанолом или другими токсичными органическими растворителями. Алкалоиды труднорастворимы в воде, но образуют соли с кислотами. Для перевода их в лекарственные формы при электроразрядном экстрагировании в качестве экстрагента выбран водный раствор уксусной кислоты.

Сущность этого метода экстрагирования заключается в воссоздании такого природного явления, как грозовые разряды молнии.

В герметично закрытую экстракционную разрядную камеру экстрактора с размещёнными в ней электродами закачивается смесь из измельчённого растительного сырья с применяемым экстрагентом: вода, пропиленгликоль, растительное масло или др.

Из электрического накопителя энергия напряжением 30 000 – 38 000 V с помощью разрядника подаётся на электроды, между которыми возникает электроразряд большой силы, и происходит плазменный электровзрыв среды. Подача энергии на электроды происходит с кратковременными интервалами — частота импульса 0,3 — 0,5 сек, в результате чего происходит интенсивное импульсное воздействие на смесь высоковольтных токов.

При пробое электроразрядным импульсом экстрагируемой смеси образуется стример сильноточного разряда.

Рис.2 Схемы электрического поля в жидкости:

а) при подаче импульса на электроды; б) при прорастании стримера; 1 — эквипотенциальные поверхности поля; 2 — силовые линии поля; 3 — стример; 4 -оболочка канала стримера.

В области образовавшегося стримера экстракционная смесь мгновенно вскипает, образуя парогазовый слой, который окружает сформировавшийся стример, т. е. ствол разряда, и отделяет его от смесевой жидкости, находящейся в экстракционной камере. Таким образом, газопаровый слой предохраняет растительное сырьё экстрагируемой смеси от выгорания.

Под воздействием сил, образованных высоковольтным разрядом, в рабочей камере экстрактора, заполненной смесью экстрагента и растительного сырья, с миллисекундным интервалом возникают области высокого импульсного давления, генерирующего мгновенные волны большой ударной мощности.

Образовавшиеся гидравлический удар или ударная волна со скоростью около 1500 м/сек сферическим фронтом, скачкообразно, практически мгновенно изменяет параметры среды — давление, плотность, температуру, скорость — и распространяется в экстрагируемой среде к стенкам реактора, отражается от них и приводит к сдвигам частиц среды.

Одновременно формируется ультразвуковая волна большой амплитуды и со скоростью около 1500 м/сек с мощным акустическим эффектом. При схлопывании возникшей парогазовой области плазменного разряда давление в объеме резко падает до величины, определяемой наличием возникших газовых пузырьков в жидкой среде. Они появляются вследствие механохимических реакций в среде, высвобождения воздуха из частиц экстрагируемого сырья.

Одновременно с пробоем смесевой жидкости искровым разрядом возникают разные по объёму плазменные каверны. Образовавшиеся в таких условиях плазменные полости находятся в постоянном пульсирующем движении и, достигая предельно возможного объема, полости схлопываются. При повторном импульсном электровзрыве схлопывание образовавшихся газовых полостей приводит к кавитации, разрушающей мембраны растительного сырья. Ударное схлопывание плазменных полостей ещё в большей степени увеличивает скорость перемешивание экстрагента вокруг измельчённых частиц растительного сырья. Такой процесс кавитации во много раз увеличивает скорость экстракции из — за резкого возрастания коэффициента конвективной диффузии.

Ультрафиолетовые лучи, а при сильных взрывах и рентгеновское излучение, проникают в пограничные области жидкого раствора экстрактносырьевой суспензии и плазмы и производят ионизацию среды.

Большой ток стримера создает в эстрагируемой среде магнитогидродинамический эффект, что в значительной степени интенсифицирует процесс экстракции.

Источник