微波技术及设备在制药行业的应用

微波技术及设备在制药行业的应用

    微波真空干燥设备是微波能技术与真空技术相结合的一种新型微波能应用设备，它具有周期短、效率高、干燥产量高、质量好、加工成本低等优点．人参、鹿茸等高档中草药材，为了保证产品质量，其干燥处理必须在低于100~C下进行，传统的干燥方法效率低。由于真空条件下空气对流传热难以进行，所以传热速度慢，效率低，并且温度控制难度大。微波加热是一种辐射加热，是微波与物料直接发生作用，物料受热均匀，所以加热速度快，干燥效率高，温度控制容易。微波真空干燥设备具有高效、加热均匀、易控、备体积小等优点。

    1 微波干燥药丸

    现在丸剂的水分在百分之二十到百分之四十，干燥后的水分为百分五左右，也就是说需要干燥百分之十左右的水分，微波干燥特别适合干燥这个水分。微波干燥不像传统干燥需要导热，微波可直接被水分吸收， 物料内部和表明同时获得加热，干燥速度快。微波设备本身不耗热，加热中的热量直接作用到物料上，所以微波干燥热效率明显高于传统方法。微波不久能干燥物料还可以对物料进行杀菌。传统的杀菌方式为高温高压杀菌或采用钴60辐照等进行杀菌等方式。传统方式热效率低、加热时间长、占地面积大。采用钴60辐照不利于环保。传统方式要在120~C左右的高温下杀菌30分钟左右，药品的有效成份可能受到一定程度的玻坏。采用微波干燥、杀菌能充分发挥微波干燥、杀菌特性，就可以解决传统加热的弊端。

    2 提取膏的干燥

    传统的干燥提取膏方式多为减压干燥和喷雾干燥。减压干燥时间长、效率低。喷雾干燥收率低。采用微波干燥收率和效率明显优于传统干燥方式。

    3．中药材的提取

    微波提取的原理是高频电磁波到达物料的内部维管束和腺胞系统。细胞吸收微波能后内部温度迅速上升，使其细胞内部压力增加导致细胞破裂。细胞内有效成分自由流出溶解到萃取介质中。物料经过过滤和分离后得到提取膏。另一方面，采用用水作溶剂时，水分子在微波场下高速转动成为激发态，这是一种高能量不稳定状态，加强萃取组分的驱动力，从而使萃取速率提高数倍，最大限度保证萃取的质量。微波萃取与传统方法相比具有以下特点：1．质量高，可有效地保护药品中的有效成分，2．对萃取物具有高选择性；3．产量大；4．效率高；5．比常规方法少用50％ ～90％的溶剂用量5低耗能。近年来对微波提起中药材报道很多，如青蒿素、槲寄生、银杏、茶多酚、天然色素、芦篙、红景天、金银花、山楂、龙葵、西番莲籽、鸢尾香根、除虫菊酯等 。 。

    4 提取前的预处理

    微波不仅可以对中药材提取还可以在提取前对中药材进行预处理。微波预处理的方法是药材在干或半干状态下，先用微波辐射破坏植物细胞结构，然后进行传统法提取。微波作用的是刚好被汽化剂湿润的物料，微波几乎全被物料吸收，处理时间只有几十秒， 由于处理时间短，微波对目标产物的破坏轻，提取效果好。微波预处理技术可以用在热不稳定成分的提取上，解决了微波提取只适用于提取热稳定产物的局限性。微波预处理后进行提取与传统回流提取法相比不仅可以大量缩短提取时间，还提高了有效成分的收率。微波预处理作用时间短，有利于保护热不稳定的有效成分。微波预处理法对提取设备要求低，易实现工业化。

    5、讨论

    微波技术与现有其他的提取技术相比有明显的优势。化学溶剂萃取法耗材多、耗时长、提取效率低、对环境污染大。超临界流体提取在提取效率高于化学溶剂萃取，但溶剂选择范围窄，设备复杂，投资成本较高，国内尚无大规模生产线。微波提取可以获得超临界萃取高的回收率，明显高于溶剂萃取。工业化微波设备在我国已经研制成功，填补了国内空白。微波技术可以促进了国民技术的发展，尤其是我国制药行业的发展。