中药提取过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）

中药提取过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）

乙醇作为中药提取过程中的常用溶媒，使用范围很广泛，并且使用量很大。在中药的生产中，通过药渣加热和提取液浓缩对乙醇的回收，以及生产过程中乙醇直接套用，可以大大地降低药品生产成本。对回收和套用工艺的探讨，能够更合理、更符合规范地去利用乙醇。

乙醇；中药提取；回收；套用

乙醇作为中药提取过程中常用溶剂，运用范围很广。在2010版的中国药典I 部所载的成方制剂和单味制剂中，140 余种是经过醇沉工艺所得。对于使用后的乙醇是否回收和套用，以及如何回收和套用，一直都是各大药厂讨论的焦点。本文主要从回收需求、回收主要方法、除杂质方法等方面来阐述乙醇回收的重要性。

1 乙醇回收需求

1.1 节约成本的需求

从使用量的角度，按照一个年投料量为1 000 t的醇提中药车间，乙醇的使用量就是每年约需9 000 t。目前，新鲜乙醇的市场价格大约8 000～12 000元/ t，那每年光是乙醇使用的成本就是720～1 080万元。所以从药品生产原材料成本的角度，乙醇是需要回收使用。

1.2 安全性的需求

乙醇的危险特性是易燃，闪点低，燃烧时发生淡蓝色的火焰。遇氧化剂铬酸、硝酸银、过氯酸盐等反应剧烈，有发生燃烧爆炸的危险。其蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热，能引起燃烧爆炸。在火场中，受热的容器有爆炸危险。其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。

从安全的角度，乙醇需要回收和套用。

1.3 环境保护的需求

乙醇废水是一种高浓度的有机废水，具有极高的污染负荷。特点如下：

（1）悬浮物含量高。

（2）废水COD高达（2～3）万，包括悬浮固体、溶解性COD和胶体，有机物占93 % ～ 94 %，无机物占6 % ～ 7 %，有机物的成分是碳水化合物，其次是含氮化合物，生物菌和未分解的产品。

（3）废水呈酸性，如不加以控制，肆意排入水体会消耗水中大量的溶解氧，破坏氧的平衡，导致水质恶化，对环境带来严重污染。

从环境保护的角度，乙醇必须考虑回收和套用。

2 乙醇回收的主要方法

中药原料药生产中的几个主要工艺工序，涉及到乙醇的用量大，针对不同的工艺，采用的回收方法也不一样。

2.1 药渣加热回收乙醇

药渣中乙醇的含量是很高的，例如药材经过醇提后，药渣中药材与乙醇的比例（与药材含水量有关，药材越干浸入药材中乙醇越多）大约为1∶1[1]，这部分乙醇的回收，可以分为三种方法。

（1）使用干燥箱加热蒸发残渣中的乙醇，形成乙醇蒸汽与残渣分离。优点是不会降低乙醇浓度，精馏工段处理容易，回收能耗低。缺点是装卸料劳动强度大、操作不方便、消耗时间长、乙醇挥发严重，存在安全隐患。

（2）直接使用蒸汽加热提取罐里面的残渣，使乙醇挥发，形成蒸汽，达到与残渣分离的目的。优点是蒸汽直接与残渣接触，热效率高，可用于处理大量残渣，安全性高。缺点是水蒸气会随乙醇蒸汽一起经过冷却器而冷凝，过程会降低乙醇浓度，将导致后续精馏处理能耗增加。根据提取使用的乙醇浓度来判断药渣中乙醇回收浓度。根据其生产经验，在通过蒸汽对药渣进行加热，蒸出的乙醇，在冷凝冷却后的浓度低于35 %时，停止对药渣中乙醇的回收，此时乙醇的回收率高达80 %以上[2]。

（3）直接加水进入提取罐内，提取残渣中的乙醇，然后过滤，直接分离出乙醇，后续直接进行蒸馏处理达到回收的目的。优点是乙醇与残渣分离过程能耗低。缺点是会造成水的大量引入，过低地降低乙醇浓度，使后期精馏处理过程能耗高，残渣中的其他杂质会随之夹带出，过滤难度加大，精馏设备会受到污染。

2.2 提取液的浓缩和回收乙醇

由于乙醇二次蒸汽焓值较低，一般浓缩工段采用的是单效浓缩器。单效浓缩分为减压浓缩和常压浓缩。减压单效浓缩采用外加热自然循环与真空负压蒸发相结合的方式，与常压浓缩相比，提取时间少、有效成分提取率多、蒸汽耗量少、冷却水耗量和乙醇耗量少，应用较为广泛。在正常情况下，单效浓缩器通常乙醇回收的浓度可达85 %左右[3]。

2.3 乙醇直接回收套用

我们知道中药提取用溶剂需回收使用的，应当制定回收操作规程[4]。回收后溶剂的再使用不得对产品造成交叉污染，不得对产品的质量和安全性有不利影响。

药渣中乙醇的蒸出温度比较高，在40～50℃。如果这个工段的操作结束后，利用乙醇本身的热能直接套用，二次能源得到利用，更加节能。单效浓缩器蒸发出乙醇的直接套用也是同样的道理，也是二次能源得到利用。图1为提取工段乙醇套用的示意图，提取罐内药渣中乙醇的回收进入乙醇回收罐，经过检测符合药典规定后，按需用泵输送到乙醇配制罐中进行下一批次提取乙醇的配置。根据生产习惯不同、投料的不同以及乙醇用量的不同，考虑多少个提取罐对应一个乙醇回收罐。

2.4 回收浓度的选择

在中草药提取工艺中，用乙醇作为提取溶媒时，乙醇的浓度要以能浸出有效成分、满足工艺需要为度。不宜盲目地使用过高浓度的乙醇，一般用90 %以上的乙醇提取挥发油、有机酸、树脂、叶绿素等。用50 % ～ 70 %的乙醇提取生物碱、苷类等。用50 %以下的乙醇提取苦味质、蒽醌化合物等。在中药醇沉工艺中，生物碱化合物醇沉乙醇浓度40 %左右；黄酮类化合物醇沉乙醇浓度50 %左右；蒽醌类化合物醇沉乙醇浓度60 %左右；有机酸类醇沉乙醇浓度65 %左右；多糖类醇沉乙醇浓度85 %左右；其它天然化合物如皂苷、木脂素、可溶性纤维等成分醇沉乙醇浓度95 %左右。

普通精馏出来乙醇的浓度根据乙醇和水恒沸点混合物曲线，乙醇95.57 %（质量分数），水4.43 %，但是当乙醇质量分数超过92 %时，能耗会大幅度增加。根据工艺的不同，对乙醇的浓度要求不同，这就要求在进行乙醇回收工艺设计的时候，考虑乙醇回收的浓度，结合技术和经济两个方面考虑一种乙醇回收方式，或者两种乙醇回收方式的叠加。

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

3 乙醇杂质去除

实验证明，部分工艺回收之后的乙醇，在同等浓度条件下与药用乙醇进行质量分析比较，含澄清度、酸度、易氧化物、不挥发物和挥发物均有不符合药典规定，对于不符合规定的乙醇，在套用前，须进行除杂质处理。

3.1 乙醇去除杂质的方法

（1）澄清度

经过中药原料药生产后得到的乙醇，由于杂质过多，乙醇浑浊，沉淀物多，而澄清度是药典里面规定的检查项目，可采用把回收乙醇经过传统的活性炭吸附作用和滤棒的机械过滤方法，除去滤液中的悬浮物和沉淀杂质，使乙醇无色澄清方可进行回用。

（2）酸度

回收的乙醇，通过pH测定，酸度超过药典规定的要求，需要通过加入氢氧化钠进行中和，把回收乙醇的pH值调到与新鲜乙醇的pH值一样。

（3）易氧化物

为了除去乙醇中的易氧化物，可以在乙醇中加入5 %的高锰酸钾，静置之后，再进行过滤，经过此方法处理过的乙醇的易氧化物的检测与新鲜乙醇相比较，均合格，达到药典的要求。加入5 %高锰酸钾和0.3 %活性炭，通过过滤再进行蒸馏，得到的乙醇的易氧化物检测合格，乙醇澄明[5]。

（4）挥发性和不挥发性杂质去除

回收的乙醇中经常含有甲醇、丙酮、丁酮、异丙醇、杂醇油、原性物质、羧酸、游离碱以及挥发性物质，利用蒸馏设备分离液体混合物，最终可使沸点不同的物质得到充分的分离。在回收乙醇蒸馏提纯制备符合药典要求的乙醇时，为使蒸馏操作得以顺利进行，并确保产品达到标准和要求，需对不同乙醇原料中杂质的成分、含量需要十分清楚地了解，根据不同杂质对蒸馏提纯的影响，而采用相应的处理方法除去杂质是保证试剂指标的重要措施。

对于回收乙醇中杂质的去除，根据工艺的不同和杂质类型的不同，采用的介质和用量以及采取的方法也不同，主要还是以药典为基准进行比对，采取有效的措施。对于杂质的累积到一定程度，每吨乙醇的回收能耗和原辅料消耗的成本过高，则考虑把回收乙醇卖出，购入新鲜乙醇。

3.2 回收后乙醇质量控制

回收之后的乙醇需验证一定批次后杂质的富集情况，对大生产使用回收或套用溶剂的情况按照物料变更进行管理，对其进行工艺验证，对产品进行稳定性考察，跟踪产品杂质情况。同时，验证符合药典要求并不意味着不进行控制，需规定最大套用次数，并且每隔一定批次对回收溶剂做除常规检测外的其他杂质情况分析。因为随着物料的多次套用，微量杂质会累积增加而无法在下一步生产中清除。因此，建议回收套用工艺必须有足够批号数据来证明套用工艺未增加相关杂质并满足生产工艺的需要，才能够制定符合GMP要求的合理的溶剂回用和套用质量体系。

4 结论

乙醇在中药原料药生产中作为溶剂非常重要，使用的量很大，并且乙醇作为生产危险性极高的甲类物质，必须回收，减少安全隐患和对环境的影响。在中药原料药生产过程中，乙醇在进行回收套用时，首先对回收的乙醇进行质量检测，再判断回收的乙醇可否直接套用，对于不符合直接套用的乙醇进行除杂质处理，再进行使用。总而言之，在生产过程中，乙醇的使用需建立一个完整的套用系统，根据工艺以及各个工段特点进行合理地回收和套用，做到既能满足产品质量要求，又能更好地节约成本。

[1]黄振江. 利用多功能提取罐回收药渣中残留的乙醇[J]. 黑龙江医药，2015，28（3）.

[2]图市昆神植物提取有限责任公司 甘草酸粉渣[D]. 活性炭渣中残留乙醇回收技术研究成果.

[3]陈晓东，减压提取如何解决提取、浓缩及分离纯化目前存在问题，全国中药提取分离新技术、新设备交流研讨会，2011.

[4]国家食品药品监督管理局. 药品生产质量管理规范（2010 年修订）[S].

[5]中草药制剂的回收乙醇中杂质的去除方法探讨[J]. 药物研究，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，工程师，主要从事医药工程设计工作。