[發明專利]一種膜分離過程強化溶劑提取天然產物的方法

無效

• 申請號: 201310054618.1
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103127741A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 宋偉杰;萬印華;沈飛;陳向榮;蘇儀
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及利用膜分離過程強化溶劑提取天然產物的方法，特別涉及通過膜分離濃縮過程將溶劑提取過程中的活性組分及時移出，同時獲得濃縮產品的方法。本發明屬于天然產品活性組分提取分離領域。

背景技術

溶劑提取法是最常用的從中藥原材料、非中藥的天然植物、非中藥天然動物、天然礦物、食用真菌等固體天然產物中提取活性組分的方法。溶劑提取法是根據天然產物中的活性組分的不同，選用對活性組分具有選擇性溶解能力的溶劑，在不同的條件下，將有效成分從固體天然產物中溶解出來的方法。當溶劑加到適度破碎或預處理后的固體天然產物原料中時，溶劑通過擴散、滲透作用進入固體相或者天然產物的細胞內，溶解可溶性物質，造成固體相和液體相的濃度差，進而使固體相或者天然產物的細胞內的活性組分不斷向外擴散，溶劑又不斷進入固體相或細胞內中，如此多次往返，直至兩相溶液濃度達到動態平衡時，濾出溶液，繼續加入新溶劑，就可以把所需要的成分逐步溶出。根據活性物質的不同，可以選用不同的溶劑，溶劑可分為水及酸水或堿水，親水性有機溶劑、親脂性有機溶劑。溶劑提取法根據具體條件和工藝不同，可以分為浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取法、連續提取法等。

在各種溶劑提取過程中，隨著提取過程的進行，溶液中的活性成分的含量均會逐漸提高，固液兩相之間或細胞內外的濃度差降低，溶劑提取效果下降，如需提高提取速率，就需要更換溶劑，以保證高濃度差。通常的溶劑提取過程，需要更換溶劑2-3次，溶劑用量一般在固體量的8-12倍左右。這種方式存在著提取時間長，溶劑使用量大，活性組分提取效率低，活性組分回收不完全等問題。目前，提出了很多方法，包括熱回流低溫提取，超臨界萃取，超聲波提取，微波萃取，逆流色譜法提取等改進的提取方法，均取得了一定的效果。但是，以浸漬法、滲漉法、煎煮法為代表的溶劑提取法仍然是主流的提取方法，上述改進方法均需對原有溶劑提取設備進行大幅度的改動或者增設新的設備，而且提取液的濃縮仍然需要采用加熱方式，在濃縮過程中，溶劑仍然存在相變和冷凝過程，需要能耗大，而且存在溶劑的揮發損失。

膜分離技術由于其工藝綠色無污染，能耗低，分離效率高，近年得到了廣泛的關注。在應用膜分離技術進行天然產物提取液濃縮的過程中，被處理的溶液在壓力差的推動下，溶劑透過膜孔流出，懸浮微粒，膠體分子和溶質大分子等被截留在主體溶液中，從而實現目標物質的濃縮。由于在膜技術濃縮過程中，溶劑不發生相變，不需要相變熱，因此操作成本遠遠低于加熱蒸發操作所需要的能耗，即使與節能的多效蒸發過程相比，也有能耗上的優勢。另一方面，由于沒有相變過程，而且膜過程均為密閉操作，溶劑揮發量小，對非水溶劑提取過程，可以顯著的降低溶劑損失。

基于膜分離過程的優勢，本發明提出一種膜分離過程強化溶劑提取天然產物的方法，該方法通過膜分離過程將溶劑提取過程中溶解的活性組分及時從提取設備中移出并同時實現濃縮，降低了提取設備中的活性組分的濃度，提高了提取過程的效率和活性組分的回收率，減少了溶劑的用量和損失量，同時由于膜分離過程的運行成本要低于蒸發操作，還可以大大降低濃縮脫溶劑過程的成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種膜分離過程強化溶劑提取天然產物的方法，這種方法相對于常規的溶劑提取過程，可以大幅度降低提取時間，提高提取效率和活性組分的回收率，減少溶劑的用量和損失量，同時還可以大大降低提取液濃縮的操作成本。

本發明針對天然產物常規溶劑提取過程中存在的問題，將膜分離過程與提取過程結合起來，在溶劑提取過程中，當提取過程開始一定時間或提取液中活性組分達到一定濃度后，連續將提取液由提取設備輸送到膜設備中，膜分離過程選用對活性組分具有截留性能的分離膜，在壓力作用下，溶劑透過分離膜，活性組分被截留得到濃縮，濃縮后的活性組分溶液作為產品輸出或進入后續工段，脫除了活性組分的透過液返回到提取設備中。

所述的提取過程為浸漬過程、滲漉過程、煎煮過程、回流提取過程或連續提取過程，提取過程為加熱提取過程或者常溫提取過程。

所述的分離膜選用纖維素、醋酸纖維素、磺化聚砜、聚酰胺、聚酰亞胺、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚哌嗪或聚乙烯醇材質的超濾膜、納濾膜或者反滲透膜，選擇的分離膜對待提取的活性組分具有截留性能。

所述的膜分離過程的操作方式為錯流過濾方式、終端過濾方式或汲取過濾方式。