Перколирование заканчивается получением вытяжки за один прием — при приготовлении настоек, густых и сухих экстрактов или в два приема — при производстве жидких экстрактов. В последнем случае сначала собирают 85 объемных частей готового продукта, затем продолжают экстрагирование до полного истощения материала. Вытяжку низкой концентрации упаривают под вакуумом до 15 объемных частей и присоединяют к готовому продукту, получая в сумме 100 объемных частей жидкого экстракта в соотношении 1:1, т. е. из одной части сырья получают одну объемную часть экстракта.
3.3.1.4. Реперколяция
Повторная (многократная) перколяция впервые предложена в 1966 г. в США. Сущность метода заключается в том, что сырье делят на части и каждую последующую его порцию экстрагируют (перколируют) вытяжкой, полученной из предыдущей. При этом методе применяется батарея из 3—5 и более перколяторов. Извлечение из одного перколятора передается для экстрагирования сырья в следующий. При этом максимально используется растворяющая способность экстрагента, так как слабые вытяжки имеют ее запас и могут извлекать действующие вещества из необработанного материала. Метод позволяет получить концентрированные вытяжки без последующего упаривания.
Реперколяция с делением сырья на равные части с незаконченным циклом. Сырье, разделенное на равные части, загружают в перколяторы, число которых подбирается таким образом, чтобы при получении вытяжки из последнего перколятора, сырье в первом было полностью истощено. Первую порцию сырья, предназначенную для загрузки в перколятор, замачивают определенным объемом экстрагента, равным его массе или половине массы. После набухания в течений 4 - 6 ч материал укладывают в перкорлятор и настаивают в течение 24 ч с двойным по отношению к массе сырья объемом экстрагента и перколируют до истощения материала. Общее количество экстрагента, необходимое для обработки сырья, равно. 7 – 9-кратным объемам по отношению к общей массе обрабатываемого материала.
Реперколяция с делением сырья на равные части с законченным циклом. Этот вариант предусматривает упаривание отпуска из последнего перколятора до 20 % объема по отношению к массе загруженного в перколятор сырья. Упаривание проводят под вакуумом и полученный остаток присоединяют к общему объему готового продукта.
Реперколяция по Босину. По методу, предложенному инженером Ленинградского химико-фармацевтического завода А. И. Военным, сырье делят на равные части и загружают в 3 или 5 перколяторов. Сырье в первом перколяторе экстрагируют чистым экстра-гентом, в последующих — отпусками, полученными после извлечения сырья из предыдущих перколяторов. Готовый продукт получают только из последнего перколятора в объеме, равном всей массе экстрагируемого материала.
Реперколяция с делением сырья на неравные части. Эти варианты официнальны по фармакопеям США и Германии. Американская фармакопея предлагает деление сырья на 3 части в соотношении 5:3.2, Германская — на 3 части в соотношении 5:3,25:1,75. Исходное сырье принимают за 100 %. Работу начинают с наибольшей порцией сырья и обрабатывают ее чистым экстрагентом. Перколят собирают в два приема: готовый продукт и отпуск, который иногда делят на фракции.
Метод реперколяции по Чулкову. Метод предложен Н. А. Чулковым в 1943 г и нашел применение на крупных промышленных предприятиях. Экстрагирование проводится в батарее из 4—5 и более перколяторов. Различают два периода: пусковой и рабочий. В пусковой период ежедневно загружают по одному перколятору (первый называют головным, последний — хвостовым) Сырье делят на равные части. Первую порцию намачивают равным объемом экстрагента, набухшее сырье загружают в головной перколятор, заливают двойным объемом экстрагента и оставляют на сутки На следующий день собирают два отпуска: один для намачивания второй порции сырья в объеме, равном его массе, другой — в двойном количестве (для настаивания сырья во втором перколяторе) В это время в первый перколятор подают чистый экстрагент в количестве, равном объемам взятых отпусков. На 3-й день из второго перколятора собирают два отпуска для работы с третьей порцией сырья, предназначенной для загрузки в третий перколятор.
Во второй перколятор подают отпуски из первого перколятора, а в него снова подают чистый экстрагент и т д. Через сутки после загрузки последнего перколятора начинается рабочий период с полу чением первой порции готового продукта в объеме, равном массе загруженного сырья Одновременно из первого перколятора собирают весь отпуск и подают его во второй перколятор, в который затем начинает поступать чистый экстрагент. Первый перколятор загружают новой порцией сырья, которую обрабатывают отпусками из последнего перколятора Сбор готового продукта идет месяцами, пока не используется все сырье.
Потерь на диффузии практически нет, так как в каждом перколяторе сырье неоднократно обрабатывается чистым экстрагентом и истощается максимально.
3.3.1.5. Противоточное экстрагирование
Метод заключается в многоступенчатом, продвижении экстрагента с более истощенного на менее истощенное сырье до насыщения экстрактивными веществами. В промышленности противоточное экстрагирование проводится различными способами: в батарее экстракторов, когда сырье находится в неподвижном состоянии, а движется только экстрагент; в экстракторах непрерывного действия, диффузорах, где сырье и экстрагент движутся навстречу друг другу.
Экстрагирование в батарее экстракторов. Процесс происходит таким образом, что в каждом экстракторе сырье настаивается определенное время, в первом — с чистым экстрагентом, в последующих — с вытяжками, полученными из предыдущих экстракторов. Батарея экстракторов связана между собой с помощью штуцеров и трубопроводов, является коммуни-цированной. Получается замкнутая система, позволяющая подавать экстрагент и получать вытяжку из любого экстрактора. Этот метод используется на крупных заводах, которые выпускают продукцию одного наименования в больших количествах.
Экстрагирование в экстракторах непрерывного действия (активный противоток). Растительный материал при помощи транспортных устройств: шнеков, ковшей, дисков, скребков или пружинно-лопастных механизмов перемещается навстречу движущемуся экстрагенту. Сырье, непрерывно поступающее в экстракционный аппарат, встречает на своем пути экстрагент, насыщенный экстрактивными веществами, и по мере продвижения внутри аппарата истощается. На получение концентрированной вытяжки затрачивается от 20 мин до 2 ч.
Ускоренная дробная мацерация по принципу противотока. Противоточное экстрагирование в модификации дает возможность значительно сократить время на выпуск готовой продукции.
Растительный материал в сухом виде загружают поровну в три экстрактора. Экстрагент подают в первый экстрактор «до зеркала» и настаивают в течение 2 ч. Полученную вытяжку переносят на сырье во второй экстрактор, одновременно в первый снова заливают чистый экстрагент «до зеркала». Сырье в обоих экстракторах настаивают 2 ч, после этого вытяжку из второго экстрактора переносят на сырье в третий, а из первого — на сырье во второй экстрактор. В первый экстрактор заливают весь оставшийся экстрагент. Загруженные экстракторы оставляют для настаивания сырья на 24 ч. Затем из третьего экстрактора получают первый слив готового продукта. Вытяжку из второго экстрактора переносят на сырье в третий, сливом из первого — заливают сырье во втором экстракторе. Оба экстрактора оставляют на 2 ч для настаивания сырья. В это время первый экстрактор отключают, сырье выгружают и отжимают. Через 2 ч из третьего экстрактора получают второй слив готового продукта. Вытяжкой из второго экстрактора заливают сырье в третьем, второй экстрактор разгружают, сырье отжимают. После двухчасового настаивания из третьего экстрактора получают третью порцию готового продукта, сырье выгружают и отжимают. Все сливы и отжимы объединяют.
3.3.1.6. Циркуляционное экстрагирование
Заключается в многократном экстрагировании растительного сырья одной и той же порцией летучего экстрагента (эфир, хлороформ, метилен хлористый и т. д.). Экстрагирование осуществляется в замкнутом цикле в аппарате типа «Сокслет». Лучшие условия экстрагирования сырья создаются в нижней части экстрактора, так как оно находится там в контакте с экстрагентом более длительное время, чем в верхней. В связи с этим конструируются экстракторы, снабженные специальными приспособлениями для перемещения сырья внутри аппарата. Основными узлами установки для проведения циркуляционного экстрагирования являются: испаритель, снабженный паровой рубашкой, экстрактор, конденсатор и сборник. Все узлы коммунифицированы между собой.
3.3.1.7. Интенсивные методы экстракции
Турбоэкстракция (вихревая). Метод вихревой, экстракции, предложенный чешскими учеными в 1953 г., получил дальнейшую разработку в нашей стране. Он основан на интенсивном перемешивании и одновременном измельчении сырья в среде экстрагента с помощью быстроходных мешалок, снабженных острыми лопастями.
Экстрагирование сырья на роторно-пульсационном аппарате. Экстрагирование с помощью РПА основано на циркуляции обрабатываемой среды при различной кратности твердой и жидкой фаз.
Экстрагирование с применением ультразвука. В производстве экстракционных препаратов ультразвук (УЗ) находит применение как средство, ускоряющее процесс экстрагирования лекарственного сырья и обеспечивающее полноту извлечения действующих веществ. Происходит ускорение пропитки материала и растворение содержимого клетки, увеличение скорости обтекания частиц сырья, в пограничном диффузионном слое экстрагента образуются турбулентные и вихревые потоки.