ПГФА, пром. технология (курс. Применение ультразвука в фармации)

Ультразвуковая экстракция (УЗЭ), основанная на использовании ультразвуковых вибраций к извлеченному образцу. Несмотря на то, что сильно зависит от типа растворителя, размера образца, рН экстракции, температуры и давления, это быстрый и простой метод, позволяет одновременно извлекать несколько партий; часто совмещается с метанолом, ацетоном, водой и этилацетатом. Эта технология успешно применяется для извлечения различных биологически активных соединений, такие как каротиноиды, полисахариды, белки, фенольные соединения, ароматические соединения или стеролы.
Ультразвуком из природного сырья можно извлекать практически все известные соединения, которые продуцируются растениями. Установлено, что при использовании ультразвука значительно ускоряется производственный процесс, а также, следовательно и увеличивается выход основного продукта. Приведем примеры: на 18 % увеличивается выход инулина из корней лопуха; на 15 % выход платифиллина, являющегося М-холинолитическим средством и т.п. Есть уточненные данные об увеличении выхода эфирных и жирных масел. Под воздействием ультразвука хорошо набухает сырье таких растений как: трава полыни горькой (Herba Artemisiae absinthii); трава ландыша майского (Herba Convallariae); листья мяты перечной (Folia Menthae piperitae) и др. В данном случае показатель экстракции число набухших клеток.
Если же сырье, подвергающееся воздействию ультразвука представляет собой группы сильно одревесневших клеток, то в процессе экстракции определяющим показателем становится число разрушенных клеток [5].
При увеличении степени дисперсности сырьевых частиц коэффициент отражения звуковой энергии на границе раздела фаз будет минимальным ввиду быстрого пропитывания мелкоизмельченного сырья экстрагентом, а также будет быстрее проходить растворение и, следовательно, высывание содержимого из разрушенных клеток.
Как видно, при озвучивании время экстрагирования сокращается [2].
На примере животного сырья можно сделать заключение, что даже при прохождении ультразвука минимальной интенсивности в 1 Вт/см2. в тканях животного возникает целый ряд физико-механических явлений и в первую очередь разрываются фибриллы тканей (если ультразвуковая волна имеет поперечное движение), вследствие чего образуются пустоты. Самой вероятной причиной разрушения ткани является механическое смещение клеток, чье содержимое растет с увеличением интенсивности и уменьшением частоты ультразвука. Доля же разных факторов, оказывающих влияние на процесс экстракции, неодинакова. Действие нагрева составляет 11%, переменного давления и кавитации – 29%, радиационного давления – 15% и на долю перемешивания приходится 45%.
При помощи ультразвука были получены такие вещества как: инсулин из поджелудочной железы; адреналин из мозгового вещества надпочечников, пантокрин из рогов марала, изюбра, пятнистого оленя; лидаза из семенников КРС, пепсин из автолизата свинных желудков, цитохром С из сердечной мышцы убойного скота и др.
Метод ульразвука дает возможность получения многих биологически активных веществ животного происхождения: гормонов, ферментов и витаминных препаратов [2].
Примеры ультразвуковых экстракторов.
Ультразвуковой экстрактор НО-318 предназначен для интенсификации процесса экстрагирования растительного сырья в водно-спиртовой жидкости или воде [12]. Экстрактор может применяться в пищевой и фармацевтической промышленности. Результат достигается за счёт эффекта кавитации и акустических течений.
Экстрактор представляет собой ёмкость из нержавеющей стали, помещённую в водяную рубашку для охлаждения. Ультразвуковые излучатели встроены в дно ёмкости. Имеются датчики температуры и уровня жидкости. Экстрактор устанавливается на подставку с регулируемыми по высоте опорами.
Электрооборудование находится в отдельном шкафу, на лицевой панели которого расположен пульт управления [12].
Технические характеристики
Объём рабочей камеры, л 43
Напряжение питающей сети, В (Гц) 220 (50)
Мощность ультразвука, кВт 0,6
Установленная мощность, кВт, не более 0,7
Габаритные размеры экстрактора, мм 850 × 630 × 1100
Габаритные размеры электрошкафа, мм 522 × 310 × 500