Додаток 4 Дисперсійні середовища

Речовина	Регламентована якість. Вимоги	Одержання	Фактори, які впливають на якість
Вода дистильована	Безбарвна, прозора, без смаку і запаху, рН=5,0 - 6,8, сухий залишок , не містить відновлюючих речовин, нітратів, нітритів, хлоридів, сульфатів, кальцію, важких металів, вуглецю діоксиду, допускається наявність незначних слідів аміаку()	Шляхом дистиляції питної води з використанням спеціальних апаратів в спеціально обладнаних приміщеннях згідно з інструкцією. У містах використовують воду водопровідну, яка відповідає санітарним вимогам до води питної. У сільській місцевості вода потребує попереднього очищення від органічних речовин, NH3, солей.	Вихідний склад питної води. Конструктивні особливості дистилятора Умови збору і зберігання води
Вода де мінералізована (знесолена)	НТД відсутня. Якість води в процесі виробництва контролює датчик електропровідності; при зниженні електричного опору знесоленої води нижче дозволеного значення систему постачання водопровідної води вимикають	Шляхом де мінералізації – звільнення води від солей пропусканням її через іонообмінні смоли в спеціальних установках, де головною частиною слугують колонки, заповнені катіонітами і аніонітами	Іонообмінна ємність смол. Якість регенерації Якість промивання смол проточною і знесоленою водою (до повної ліквідації слідів промивального розчину)

Практичне заняття № 5 Екстрагування. Виробництво екстракційних препаратів

Екстрагування – це масообмінний процес, який відбувається за рахунок дифузії із зони з високою концентрацією біологічно активних речовин – клітин рослинного або тваринного матеріалу.

В процесі екстрагування відбувається масопередача – перехід одної або декількох речовин з одної фази (сировини) у іншу (екстрагент). У випадку, коли сировина має клітинну структуру, масопередача являє собою складний процес, в якому можуть бути виділені стадії:

– внутрішньої дифузії, тобто комплексу дифузійних явищ всередині шматочків рослинного матеріалу;

– переносу речовин в межах безпосередньо дифузійного примежового шару;

– переносу речовини з рухом екстрагенту (конвективної дифузії).

Молекулярна дифузія – процес переносу біологічно активної речовини, яка розподіляється, за рахунок хаотичного руху самих молекул в нерухомому середовищі. Вона характеризується коефіцієнтом молекулярної дифузії Д, який визначається за рівнянням Ейнштейна:

,

де R – універсальна газова стала, R = 8,32 Дж/(град х моль);

N_A – число Авогадро, ;

T – абсолютна температура, К;

η – в’язкість розчину, Н/с · м²;

r –радіус дифундуючих часток, м;

k=R/N_A – стала Больцмана, ;

π – число π,

Коефіцієнт внутрішньої дифузії в порах рослинного матеріалу для процесу вільної дифузії змінюється на поправковий коефіцієнт В, який враховує ускладнення процесів:

.

Кількість речовини, що продифундувала з внутрішніх структур частки сировини на її поверхню в першу стадію, пропорційна коефіцієнту внутрішньої дифузії Д_вн:

,

де S – кількість речовини, що продифундувала, кг;

F – поверхня поділу фаз, м²;

l – товщина частки матеріалу, через яку дифундують речовини, м;

τ – час дифузії, с;

C1, C2 – концентрації речовин, кг/м³.

На другій стадії процесу екстрагування кількість речовини, що продифундувала, може бути розрахована за формулою:

,

де d – товщина дифузійного примежового шару, м.

На третій стадії кількість речовини, перенесеної в екстрагент за рахунок конвективної дифузії, визначається рівнянням:

,

де β – коефіцієнт конвективної дифузії, м/с.

Сумарно процес переносу речовини з матеріалу в екстрагент може бути переданий основним рівнянням масопередачі:

,

де k – коефіцієнт масопередачі, який враховує кількісні характеристики всіх стадій екстрагування:

.

Таким чином, процес екстрагування залежить від гідродинамічних умов процесу (без перемішування, перемішування з незначною швидкістю, інтенсивне перемішування), поверхні розділу фаз (ступень здрібнення сировини), різниці концентрацій, часу екстрагування, в’язкості екстрагенту, температури, додавання поверхнево-активних речовин, правильного вибору екстрагенту, пористості та порозності сировини, коефіцієнту вимивання, впливу вібрацій, пульсацій, здрібнення і деформації сировини в середовищі екстрагенту, впливу електроімпульсних розрядів.

Настойки – поширені екстракційні препарати, забарвлені рідкі спиртові або водноспиртові вилучення з лікарської рослинної сировини, які одержують без нагрівання і видалення екстрагенту. Офіцинальні за ДФ ХІ.

Для виготовлення настойок використовують мацерацію та її різновиди, перколяцію та її різновиди, перколяцію і розчинення густих і сухих екстрактів (Додаток 5); з однієї масової часини рослинної сировини одержують 5 об’ємних частин готового продукту, з сильнодіючої сировини – 10 частин.

З сировини арніки, глоду і календули (яка не містить сильнодіючих речовин) в окремих випадках готують настойки у співвідношенні 1 : 1 або в інших.

Для екстракції рослинної сировини з метою одержання настойок використовують етиловий спирт 70%, іноді – 40% і дуже рідко 90% і 95%.

Розрахунок кількості необхідного екстрагенту здійснюється за формулою:

,

де V_H – об’єм готового продукту (настойки), л, мл;

m – маса рослинної сировини, кг, г ;

k – коефіцієнт поглинання сировини: для трави і листя 2-3, для кори, коріння і кореневищ – 1,5.

Екстракти – концентровані витягнення з лікарської рослинної сировини.

Рідкі екстракти – рідкі концентровані спиртові вилучення з ЛРС, одержані у співвідношенні 1:1 (з 1 кг сировини – 1 кг рідкого екстракту).

В якості екстрагенту при виробництві рідких екстрактів використовують 50–70% етиловий спирт, а етанол інших концентрацій – дуже рідко.

Одержання витягнення здійснюють методами дрібної мацерації в різних модифікаціях, перколяції і реперколяції (в різних варіантах).

При використанні перколяційного методу розрахунок необхідної кількості екстрагенту здійснюють за формулою:

,

де n – кількість об’ємів екстрагенту, необхідна для повного виснаження сировини (n=5-10).

Якщо витягнення для рідкого екстракту одержують методами реперколяції або ремацерації і не випаровують до необхідного об’єму, то кількість екстрагенту може бути розрахована як

.

Густі екстракти – концентровані вилучення з ЛРС у вигляді в’язких мас, з вмістом вологи не більше 25%.

Вилучення для одержання густих екстрактів здійснюють різними варіантами ремацерації і реперколяції; перколяцією; циркуляційним екстрагуванням, протиточним екстрагуванням в батареї перколяторів з циркуляційним перемішуванням; екстрагуванням з переміщенням сировини і екстрагенту; екстрагуванням із здрібненням сировини в середовищі екстрагенту; вихровою екстракцією; екстрагуванням з використанням електромагнітних коливань, ультразвуку, електричних розрядів, електроплазмолізу, електродіалізу та ін.

Сухі екстракти – сипкі маси, одержані з ЛРС, можуть бути без додавання будь - яких наповнювачів (екстракти з нелімітованою верхньою межею діючих речовин: кореня солодки, марени, безсмертника, кореня алтейного, сабуру, ревеню, жлостеру, лагохілусу, сенни, термопсису), або з вмістом наповнювачів (екстракти з лімітованою верхньою межею діючих речовин: блювотного кореня, чілібухи, опію, красавки). Як наповнювачі використовують глюкозу, цукор молочний, декстрин картопляний, інші.