[01387009]基于“料液流变特性与膜萃取传质关系”的超滤-膜萃取耦合技术分离黄酮类物质研究

①课题来源与背景 本项目为国家自然基金项目,项目编号81460608,研究经费48万元。 中药提取液中黄酮类物质的分离目前主要有液液萃取、大孔树脂吸附、聚酰胺吸附等技术。但已有技术均不同程度的存在工艺复杂、有机溶剂用量大、成本高、产品纯度较低及有机溶剂残留等问题。特别当提取液中含有表面活性物质时最常用的液液萃取技术将因严重乳化无法使用。 本项目以黄酮种类较全且含有表面活性物质的甘草为研究对象,以项目组创建的超滤-固体膜萃取耦合技术为关键技术,以超滤料液流变特性与膜萃取传质关系的研究为切入点,通过深入研究了耦合技术两个组成单元间的耦合关系,提高了该技术分离黄酮类物质的适宜性。该耦合技术在较大程度上克服了现有技术存在的缺陷,为黄酮类等物质的分离创建了一种新的技术。项目研究结果可为甘肃地道药材甘草的精深加工提供新的适用技术。 ②技术原理及性能指标 由于中药提取液是保护胶体、混悬液、溶液的复合体系,组成复杂。不解决悬浮物和可溶性大分子物质造成的膜污染以及料液粘度大、目标成分浓度低等问题,要将膜萃取用于中药分离领域几乎不可能。项目组将超滤作为该耦合技术的第一组成单元可解决萃取膜污染、膜萃取传质推动力低等问题;以料液流变特性-膜萃取传质效果间关系研究为切入点,通过研究将两项技术紧密联系在了一起。项目研究结果不但解决了超滤-膜萃取耦合技术在黄酮类物质分离纯化时的适宜性问题,而且可为该耦合技术分离其他物质提供技术支持。 ③技术的创造性与先进性 项目组率先将超滤与膜萃取技术耦合使用,有效解决了膜萃取中药提取液时膜污染、堵塞和传质推动力低的问题,使膜萃取技术在中药分离领域的应用成为可能,特别是当中药提取液含有表面活性物质,液液萃取乳化严重无法应用时,该耦合技术作为替代技术可实现黄酮类物质的有效分离。项目组将该耦合技术用于黄酮、生物碱的分离取得了较好的效果,与现有技术相比具有工艺简单、设备占地小、萃取剂循环使用环境污染小、所得总黄酮纯度较高且无溶剂残留等诸多特点,在产品品质、生产成本、环境保护等方面具有明显优势。项目的研究结果可为黄酮类物质的分离提供适宜新技术。该技术涉及的分离方法及相关设备系统已获发明专利授权（专利号：201310047146.7）,具有独立的知识产权。 ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 该耦合技术设备系统所需的超滤膜组件、耐溶剂中空纤维微孔膜、齿轮计量泵等均有多个供应商提供,能够满足生产线组建的需求。目前该技术已完成中试级实验,初步具备工业适用性,可用于黄酮类物质、生物碱类物质的分离纯化。该技术工艺过程所用有机溶剂沸点高且密封循环使用,安全环保。 ⑤应用情况及存在的问题 将超滤-固体膜萃取耦合技术用于甘草总黄酮和甘草酸的分离制备,将为甘草精加工提供高效、环保、低成本的新技术,推动甘草精加工技术的进步。 目前超滤-固体膜萃取耦合技术的研究进行到中试级别,要完成该技术的工业适用性研究尚需要较大量经费的支持,项目组将多方筹措经费,与企业合作进行后续研究。 ⑥历年获奖情况 无