Основные факторы, влияющие на полноту и скорость экстрагирования.

Гидродинамические условия. Коэффициент массопередачи вкл коэффициенты всех видов диффузиии может изменяться в зависимости от гидродинамических условий процесса. В том случае, когда экстрагент перемещается хотя бы с незначительной скоростью, коэффициент массопередачи определяется количественными характеристиками всех трех стадий процесса. Скорость этого способа экстракции выше, т.к уменьшается слой неподвижной жидкости, появляются конвекционные токи, способствующие переносу в-ва.Такой режим экстрагирования характерен для мацерации с перемшиванием,перколяцией,быстро текущей реперколяции,непрерывной противоточной экстракции.При очень интенсивном перемешивании могут отсутсвовать вторая и третья стадии диффузионного пути.В этом случае коэфициент конвективной диффузии возрастает до бесконечности,т.е.конвективный массоперенос осуществляется мгновенно.

Поверхностное разделение фаз(F), «твердое лекарственное сырье-жидкость»зависит от степени измельчения сырья и беднт тем больше,чем меньше его частички.Но на практике-при чрезмерно тонком измельчении сырье может слеживаться,а при содержании слизистых в-в-ослизняться,в результате чего через такие массы экстрагент проходит очень плохо.При слишком тонком измельчении резко увеличивается количество разорванных клеток,что приводит к вымыванию сопуствующих в-в,загрязняющих вытяжку(белки,слизи,пектины).В экстрагент переходит большое количество взвешенных частиц.В результате вытяжки получаются мутные,трудноосветвляемые,плохо фильтруемые.Отсюда следует, что крупное сырье следует измельчать до оптимальных размеров: листья, цветы, травы до 3-5 мм; стебли, корни, кору до 1- 3 мм, плоды и семена до 0,3-0,5 мм. При этом в исходном материале будет сохраняться клеточная структура, будут преобладать диффузионные процессы, экстрагирование замедлится, но полученная вытяжка будет содержать меньше механических примесей и будет легче очищаться.

Разность концентраций в сырье и экстрагенте является движущей силой процесса экстракции. Во время экстракции необходимо стремиться к максимальному перепаду концентраций, что достигается более частой сменой экстрагента (ремацерация вместо мацерации ), проведением противоточного процесса и др.

Время (продолжительность) экстрагирования. Из основного уравнения массопередачи следует, что количество вещества, продиффундировавшего через некоторый слой, прямо пропорционально времени экстракции. Однако нужно стремиться к максимальной полноте извлечений в кратчайший срок, максимально использовав все прочие факторы,ведущие к интенсификации процесса. Чрезмерная продолжительность извлечения приводит к загрязнению вытяжек сопутствующими высокомолекулярными соединениями, скорость диффузии которых значительно меньше, чем у БАВ. При длительном экстрагировании могут протекать нежелательные процессы под влиянием ферментов. Общая продолжительность экстракции зачастую определяется экономическими соображениями .При этом бывает целесообразно прекратить процесс в какой-то момент, учитывая, что дополнительно извлеченные количества в-в не окупят избыточных расходов и увеличивающихся при этом потерь ценных экстрагентов (спирт, эфир).

Вязкость экстрагента.По закону Фика ,количество растворенного вещества, продиффундировавшего через некоторый слой экстрагента ,обратно пропорционально вязкости этого экстрагента при данной температуре. Менее вязкие растворы обладают большей диффузионной способностью.Для уменьшения вязкости при экстрагировании растительными маслами используют подогрев.Самые лучшие явл.используемые в последнее время сжиженные газы-углерода диоксид(CO₂),пропан,бутан.Наиболее часто исп. Сжиженный углерод диоксид,который химически индифферентен к большому числу действующих в-в. Его вязкость в 14 раз меньше вязкости воды и в 5 раз меньше вязкости этанола. Сжиженный углерод диоксид хорошо извлекает эфирные масла и другие гидрофобные в-ва.Гидрофильные в-ва хорошоэкстрагируются сжжижеными газами с высокой диэлектрической проницаемостью(аммиак,метил хлористый,метиленооксид)

Температура.Повышение температуры ускоряет процесс экстрагирования,но в условиях фитохимических производств подогрев используют только для водных извлечений.Спиртовая и тем более эфирная экстракция проводится при комнатной (или более низкой) температуре, поскольку с ее повышением увеличиваются потери экстрагентов. а следовательно, вредность и опасность работы с ними. Как было указано выше, при экстрагировании растительными маслами используют подогрев. Но для термолабильных веществ применение горячего экстрагента допустимо лишь в течение коротких отрезков времени. Повышение температуры экстрагента нежелательно для эфиромасличного сырья, поскольку при нагревании эфирные масла в значительной степени теряются. Необходима учитывать что при использовании горячей воды происходит клейстеризация крахмала, пептизация веществ; вытяжки в этом случае становятся слизистыми и дальнейшая работа с ними значительны затрудняется. Повышение температуры целесообразно при экстрагировании из корней, корневищ, коры и кожистых листьев. Горячая вода в этом случае способствует лучшему отделению тканей и разрыву клеточных стенок, ускоряя тем самым течение диффузионного процесс.

Добавка поверхностно-активных веществ (ПАН). Экспериментально установлено ,что добавление небольших количеств" ПАВ (0,01-0,1%) улучшает процесс экстрагирования. При этом увеличивается количество экстрагируемых веществ --алкалоидов, гликозидов, эфирных масел и др., а в некоторых случаях полнота извлечения достигается при меньшем объеме экстрагента. Добавки ПАВ снижают поверхностное натяжение на границе раздела фаз, улучшая смачиваемость содержимого клетки и облегчая проникновение экстрагента. Кроме того, существенную роль играет солюбилизирующая способность ГIАВ.

Выбор экстрагента. Для обеспечения полноты извлечения действующих веществ и максимальной скорости экстрагирования к экстрагенту предъявляют следующие требования: селективность (избирательная растворимость); химическая и фармацевтическая индифферентность; малая токсичность; невысокая стоимостъ и др. Выбор экстрагента определяется степенью гидрофильности извлекаемых веществ. Для экстрагирования полярных веществ с высоким значением диэлектрической постоянной используют полярные -растворители: воду, метанол, глицерин; для неполярных - кислоту уксусную, хлороформ, эфир этиловый и другие органические растворители. Наиболее часто в качестве экстрагента применяют этанол - малиполяркый растворитель, который при смешивании с водой дает растворы резной степени полярности, что позволяет использовать его для избирательного экстрагирования различных биологически активных веществ. Кроме этанола из малополярных растворителей применяют ацетон, пропанол, бутанол.

Пористость и порозность сырья. Пористость сырья - эта величина пустот внутри растительной ткани. Чем она выше, тем больше образуется внутреннего сока при набухании. Порозность - это величина пустот между кусочками измельченного материала. От величины пористости и порозности зависит скорости, смачивания и набухания материала. Скорость набухания возрастает при предварительном вакуумировании сырья, а так же при повышении давления и температуры. Пористость и порозность сырья обусловливают его поглощающую способность, которая характеризуется коэффициентом поглощения сырья К_п.К_п= Р₁/ Р₂ , где Р₁ и Р₂ - соответственно масса сырья до и после набухания. Поглощающая способность. сырья, находится в прямой зависимости от степени его измельчения.

Коэффициент вымывания. Он характеризует степень разрушения клеток в измельченном сырье. Если он низкий, это значит, что в сырье мало разрушенных клеток ,экстрагирование идет медленно и определяется в основном скоростью молекулярной диффузии. За величину коэффициента вымывания принимают количество веществ в выделенной навески сырья ,при определенном соотношении (сырье-экстрагент) при экстрагировании сырья в течении одного часа при определенной скорости перемешивания

42. Настойки как лекарственная форма: определение, стадии их получения, стандартизация.Настойка (лат. Tinctura) — недозированная жидкая лекарственная форма, представляющая собой спиртовые и водно-спиртовые извлечения из лекарственного растительного сырья, полученные без нагревания и удаления экстрагента.

При получении настоек используется следующая технологические стадии:

подготовка сырья и материалов,

извлечение,

очитка вытяжки,

стандартизация,

фасовка и упаковка.

Стандартизация

В подавляющем большинстве настоек определяют содержание действующих веществ химическим (настойки, содержащие алкалоиды, дубильные вещества, эфирные масла, органические кислоты и др.) или биологическим (настойки, содержащие гликозиды сердечной группы и горькие вещества) методом. Если количество действующих веществ в настойках выше установленного предела или большей биологической активности, их разбавляют прибавлением чистого экстрагента или слабо концентрированной настойки. При содержании действующих веществ ниже нормы их укрепляют добавлением более концентрированной настойки.

К общим методам испытания настоек относят: проверку органолептических признаков, количественное определение спирта, экстрактивных веществ, тяжелых металлов, плотность.

Проверка органолептических признаков. Настойки должны быть прозрачными и сохранять вкус и запах тех веществ, которые содержатся в исходном лекарственном сырье.

Содержание спирта в настойках определяют одним из методов ГФ ХI:

а) дистилляционным;

б) по температуре кипения.

Плотность настоек определяют по методикам ГФ ХI.

а) с помощью пикнометра;

б) ареометром (денсиметром).

Сухой остаток (экстрактивные вещества) и тяжелые металлы в настойках определяют по ГФ ХI.