宋竹田

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

中藥提取過程中乙醇的回收和套用

宋竹田

（中石化上海工程有限公司，上海 200120）

乙醇作為中藥提取過程中的常用溶媒，使用范圍很廣泛，并且使用量很大。在中藥的生產(chǎn)中，通過藥渣加熱和提取液濃縮對乙醇的回收，以及生產(chǎn)過程中乙醇直接套用，可以大大地降低藥品生產(chǎn)成本。對回收和套用工藝的探討，能夠更合理、更符合規(guī)范地去利用乙醇。

乙醇；中藥提??；回收；套用

乙醇作為中藥提取過程中常用溶劑，運(yùn)用范圍很廣。在2010版的中國藥典I 部所載的成方制劑和單味制劑中，140 余種是經(jīng)過醇沉工藝所得。對于使用后的乙醇是否回收和套用，以及如何回收和套用，一直都是各大藥廠討論的焦點(diǎn)。本文主要從回收需求、回收主要方法、除雜質(zhì)方法等方面來闡述乙醇回收的重要性。

1 乙醇回收需求

1.1 節(jié)約成本的需求

從使用量的角度，按照一個(gè)年投料量為1 000 t的醇提中藥車間，乙醇的使用量就是每年約需9 000 t。目前，新鮮乙醇的市場價(jià)格大約8 000～12 000元/ t，那每年光是乙醇使用的成本就是720～1 080萬元。所以從藥品生產(chǎn)原材料成本的角度，乙醇是需要回收使用。

1.2 安全性的需求

乙醇的危險(xiǎn)特性是易燃，閃點(diǎn)低，燃燒時(shí)發(fā)生淡藍(lán)色的火焰。遇氧化劑鉻酸、硝酸銀、過氯酸鹽等反應(yīng)劇烈，有發(fā)生燃燒爆炸的危險(xiǎn)。其蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，遇明火、高熱，能引起燃燒爆炸。在火場中，受熱的容器有爆炸危險(xiǎn)。其蒸汽比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會(huì)引著回燃。

從安全的角度，乙醇需要回收和套用。

1.3 環(huán)境保護(hù)的需求

乙醇廢水是一種高濃度的有機(jī)廢水，具有極高的污染負(fù)荷。特點(diǎn)如下：

（1）懸浮物含量高。

（2）廢水COD高達(dá)（2～3）萬，包括懸浮固體、溶解性COD和膠體，有機(jī)物占93 % ～ 94 %，無機(jī)物占6 % ～ 7 %，有機(jī)物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解的產(chǎn)品。

（3）廢水呈酸性，如不加以控制，肆意排入水體會(huì)消耗水中大量的溶解氧，破壞氧的平衡，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，對環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。

從環(huán)境保護(hù)的角度，乙醇必須考慮回收和套用。

2 乙醇回收的主要方法

中藥原料藥生產(chǎn)中的幾個(gè)主要工藝工序，涉及到乙醇的用量大，針對不同的工藝，采用的回收方法也不一樣。

2.1 藥渣加熱回收乙醇

藥渣中乙醇的含量是很高的，例如藥材經(jīng)過醇提后，藥渣中藥材與乙醇的比例（與藥材含水量有關(guān)，藥材越干浸入藥材中乙醇越多）大約為1∶1[1]，這部分乙醇的回收，可以分為三種方法。

（1）使用干燥箱加熱蒸發(fā)殘?jiān)械囊掖?，形成乙醇蒸汽與殘?jiān)蛛x。優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)降低乙醇濃度，精餾工段處理容易，回收能耗低。缺點(diǎn)是裝卸料勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作不方便、消耗時(shí)間長、乙醇揮發(fā)嚴(yán)重，存在安全隱患。

（2）直接使用蒸汽加熱提取罐里面的殘?jiān)?，使乙醇揮發(fā)，形成蒸汽，達(dá)到與殘?jiān)蛛x的目的。優(yōu)點(diǎn)是蒸汽直接與殘?jiān)佑|，熱效率高，可用于處理大量殘?jiān)?，安全性高。缺點(diǎn)是水蒸氣會(huì)隨乙醇蒸汽一起經(jīng)過冷卻器而冷凝，過程會(huì)降低乙醇濃度，將導(dǎo)致后續(xù)精餾處理能耗增加。根據(jù)提取使用的乙醇濃度來判斷藥渣中乙醇回收濃度。根據(jù)其生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在通過蒸汽對藥渣進(jìn)行加熱，蒸出的乙醇，在冷凝冷卻后的濃度低于35 %時(shí)，停止對藥渣中乙醇的回收，此時(shí)乙醇的回收率高達(dá)80 %以上[2]。

（3）直接加水進(jìn)入提取罐內(nèi)，提取殘?jiān)械囊掖迹缓筮^濾，直接分離出乙醇，后續(xù)直接進(jìn)行蒸餾處理達(dá)到回收的目的。優(yōu)點(diǎn)是乙醇與殘?jiān)蛛x過程能耗低。缺點(diǎn)是會(huì)造成水的大量引入，過低地降低乙醇濃度，使后期精餾處理過程能耗高，殘?jiān)械钠渌s質(zhì)會(huì)隨之夾帶出，過濾難度加大，精餾設(shè)備會(huì)受到污染。

2.2 提取液的濃縮和回收乙醇

由于乙醇二次蒸汽焓值較低，一般濃縮工段采用的是單效濃縮器。單效濃縮分為減壓濃縮和常壓濃縮。減壓單效濃縮采用外加熱自然循環(huán)與真空負(fù)壓蒸發(fā)相結(jié)合的方式，與常壓濃縮相比，提取時(shí)間少、有效成分提取率多、蒸汽耗量少、冷卻水耗量和乙醇耗量少，應(yīng)用較為廣泛。在正常情況下，單效濃縮器通常乙醇回收的濃度可達(dá)85 %左右[3]。

2.3 乙醇直接回收套用

我們知道中藥提取用溶劑需回收使用的，應(yīng)當(dāng)制定回收操作規(guī)程[4]?；厥蘸笕軇┑脑偈褂貌坏脤Ξa(chǎn)品造成交叉污染，不得對產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性有不利影響。

藥渣中乙醇的蒸出溫度比較高，在40～50℃。如果這個(gè)工段的操作結(jié)束后，利用乙醇本身的熱能直接套用，二次能源得到利用，更加節(jié)能。單效濃縮器蒸發(fā)出乙醇的直接套用也是同樣的道理，也是二次能源得到利用。圖1為提取工段乙醇套用的示意圖，提取罐內(nèi)藥渣中乙醇的回收進(jìn)入乙醇回收罐，經(jīng)過檢測符合藥典規(guī)定后，按需用泵輸送到乙醇配制罐中進(jìn)行下一批次提取乙醇的配置。根據(jù)生產(chǎn)習(xí)慣不同、投料的不同以及乙醇用量的不同，考慮多少個(gè)提取罐對應(yīng)一個(gè)乙醇回收罐。

2.4 回收濃度的選擇

在中草藥提取工藝中，用乙醇作為提取溶媒時(shí)，乙醇的濃度要以能浸出有效成分、滿足工藝需要為度。不宜盲目地使用過高濃度的乙醇，一般用90 %以上的乙醇提取揮發(fā)油、有機(jī)酸、樹脂、葉綠素等。用50 % ～ 70 %的乙醇提取生物堿、苷類等。用50 %以下的乙醇提取苦味質(zhì)、蒽醌化合物等。在中藥醇沉工藝中，生物堿化合物醇沉乙醇濃度40 %左右；黃酮類化合物醇沉乙醇濃度50 %左右；蒽醌類化合物醇沉乙醇濃度60 %左右；有機(jī)酸類醇沉乙醇濃度65 %左右；多糖類醇沉乙醇濃度85 %左右；其它天然化合物如皂苷、木脂素、可溶性纖維等成分醇沉乙醇濃度95 %左右。

普通精餾出來乙醇的濃度根據(jù)乙醇和水恒沸點(diǎn)混合物曲線，乙醇95.57 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），水4.43 %，但是當(dāng)乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過92 %時(shí)，能耗會(huì)大幅度增加。根據(jù)工藝的不同，對乙醇的濃度要求不同，這就要求在進(jìn)行乙醇回收工藝設(shè)計(jì)的時(shí)候，考慮乙醇回收的濃度，結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面考慮一種乙醇回收方式，或者兩種乙醇回收方式的疊加。

圖1 乙醇套用示意Fig.1 Reusage ethanol diagram

3 乙醇雜質(zhì)去除

實(shí)驗(yàn)證明，部分工藝回收之后的乙醇，在同等濃度條件下與藥用乙醇進(jìn)行質(zhì)量分析比較，含澄清度、酸度、易氧化物、不揮發(fā)物和揮發(fā)物均有不符合藥典規(guī)定，對于不符合規(guī)定的乙醇，在套用前，須進(jìn)行除雜質(zhì)處理。

3.1 乙醇去除雜質(zhì)的方法

（1）澄清度

經(jīng)過中藥原料藥生產(chǎn)后得到的乙醇，由于雜質(zhì)過多，乙醇渾濁，沉淀物多，而澄清度是藥典里面規(guī)定的檢查項(xiàng)目，可采用把回收乙醇經(jīng)過傳統(tǒng)的活性炭吸附作用和濾棒的機(jī)械過濾方法，除去濾液中的懸浮物和沉淀雜質(zhì)，使乙醇無色澄清方可進(jìn)行回用。

（2）酸度

回收的乙醇，通過pH測定，酸度超過藥典規(guī)定的要求，需要通過加入氫氧化鈉進(jìn)行中和，把回收乙醇的pH值調(diào)到與新鮮乙醇的pH值一樣。

（3）易氧化物

為了除去乙醇中的易氧化物，可以在乙醇中加入5 %的高錳酸鉀，靜置之后，再進(jìn)行過濾，經(jīng)過此方法處理過的乙醇的易氧化物的檢測與新鮮乙醇相比較，均合格，達(dá)到藥典的要求。加入5 %高錳酸鉀和0.3 %活性炭，通過過濾再進(jìn)行蒸餾，得到的乙醇的易氧化物檢測合格，乙醇澄明[5]。

（4）揮發(fā)性和不揮發(fā)性雜質(zhì)去除

回收的乙醇中經(jīng)常含有甲醇、丙酮、丁酮、異丙醇、雜醇油、原性物質(zhì)、羧酸、游離堿以及揮發(fā)性物質(zhì)，利用蒸餾設(shè)備分離液體混合物，最終可使沸點(diǎn)不同的物質(zhì)得到充分的分離。在回收乙醇蒸餾提純制備符合藥典要求的乙醇時(shí)，為使蒸餾操作得以順利進(jìn)行，并確保產(chǎn)品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和要求，需對不同乙醇原料中雜質(zhì)的成分、含量需要十分清楚地了解，根據(jù)不同雜質(zhì)對蒸餾提純的影響，而采用相應(yīng)的處理方法除去雜質(zhì)是保證試劑指標(biāo)的重要措施。

對于回收乙醇中雜質(zhì)的去除，根據(jù)工藝的不同和雜質(zhì)類型的不同，采用的介質(zhì)和用量以及采取的方法也不同，主要還是以藥典為基準(zhǔn)進(jìn)行比對，采取有效的措施。對于雜質(zhì)的累積到一定程度，每噸乙醇的回收能耗和原輔料消耗的成本過高，則考慮把回收乙醇賣出，購入新鮮乙醇。

3.2 回收后乙醇質(zhì)量控制

回收之后的乙醇需驗(yàn)證一定批次后雜質(zhì)的富集情況，對大生產(chǎn)使用回收或套用溶劑的情況按照物料變更進(jìn)行管理，對其進(jìn)行工藝驗(yàn)證，對產(chǎn)品進(jìn)行穩(wěn)定性考察，跟蹤產(chǎn)品雜質(zhì)情況。同時(shí)，驗(yàn)證符合藥典要求并不意味著不進(jìn)行控制，需規(guī)定最大套用次數(shù)，并且每隔一定批次對回收溶劑做除常規(guī)檢測外的其他雜質(zhì)情況分析。因?yàn)殡S著物料的多次套用，微量雜質(zhì)會(huì)累積增加而無法在下一步生產(chǎn)中清除。因此，建議回收套用工藝必須有足夠批號數(shù)據(jù)來證明套用工藝未增加相關(guān)雜質(zhì)并滿足生產(chǎn)工藝的需要，才能夠制定符合GMP要求的合理的溶劑回用和套用質(zhì)量體系。

4 結(jié)論

乙醇在中藥原料藥生產(chǎn)中作為溶劑非常重要，使用的量很大，并且乙醇作為生產(chǎn)危險(xiǎn)性極高的甲類物質(zhì)，必須回收，減少安全隱患和對環(huán)境的影響。在中藥原料藥生產(chǎn)過程中，乙醇在進(jìn)行回收套用時(shí)，首先對回收的乙醇進(jìn)行質(zhì)量檢測，再判斷回收的乙醇可否直接套用，對于不符合直接套用的乙醇進(jìn)行除雜質(zhì)處理，再進(jìn)行使用。總而言之，在生產(chǎn)過程中，乙醇的使用需建立一個(gè)完整的套用系統(tǒng)，根據(jù)工藝以及各個(gè)工段特點(diǎn)進(jìn)行合理地回收和套用，做到既能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，又能更好地節(jié)約成本。

[1]黃振江. 利用多功能提取罐回收藥渣中殘留的乙醇[J]. 黑龍江醫(yī)藥，2015，28（3）.

[2]圖市昆神植物提取有限責(zé)任公司 甘草酸粉渣[D]. 活性炭渣中殘留乙醇回收技術(shù)研究成果.

[3]陳曉東，減壓提取如何解決提取、濃縮及分離純化目前存在問題，全國中藥提取分離新技術(shù)、新設(shè)備交流研討會(huì)，2011.

[4]國家食品藥品監(jiān)督管理局. 藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（2010 年修訂）[S].

[5]中草藥制劑的回收乙醇中雜質(zhì)的去除方法探討[J]. 藥物研究，2008，5（5）.

Recovery and Substitution of Alcohol in Extraction Process for Chinese Medicine

Song Zhutian
（SINOPEC Shanghai Engineering Co., Ltd, Shanghai 200120）

Ethanol is one dissolving catalyst commonly used in Chinese medicine extraction process. Its application scope is wide and used quantity is large, which results in high cost in Chinese medicine production. Through directly heating to the extracted material and recycling the extracted concentration of ethanol or directly using ethanol is important to reduce the high production costs and avoid environmental pollution. Discussed the recovery and recycling of alcohol that could let the pharmaceutical factory reasonable recover and recycle the ethanol.

ethanol; Chinese medicine extraction; recovery; substitution

TQ 461

A

2095-817X（2016）06-0034-003

2016-08-17

宋竹田（1984—），女，工程師，主要從事醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)工作。