年处理银杏外种皮1000t提取车间的设计.docx

1、年处理银杏外种皮1000t提取车间的设计1 引言1.1 银杏资源及开发现状1.1.1 品种资源银杏是古老的孑遗植物，远在人类诞生之前就已经存在地球上，其曾经是北半球森林中的主角。第四纪冰川降临时，世界上大部分地区的银杏遭受了灭顶之灾，唯独在中国这块土地上，银杏幸免于难，历尽沧桑，成为举世闻名的“活化石”，植物界的“大熊猫”。我国银杏资源拥有量约占世界总量的70%。近10余年来，我国银杏种植业更是取得了令人瞩目的成就。全国结实的银杏树10多万株，年产银杏果1.2万吨，年产值4.8亿元人民币;干青叶年产量1.10-1.30万吨，年产值1.65-1.95亿元人民币。新外种皮与核的比例大约为3:1，据

2、此估计，每年全国至少有3万吨新鲜外种皮，除去水分，干燥的外种皮约1.2万吨。事实上，我国的银杏资源远不止这些，当前银杏还正以每年20002500万株的速度递增，银杏种植业发展较快的省份为江苏省、广西省和山东省。江苏省现栽植银杏2000万株，建成生产基地1.4万公顷，年产种实3600吨，干青叶4500吨，产量居全国之首。山东省现已栽植银杏350万株，培育银杏苗木3.5亿株，年产干青叶2800吨。陕西、安徽、河南、湖北、贵州等省、区的银杏生产也出现了良好的发展势头，尤其在陕西秦巴山区银杏种植业更是取得了令人瞩目的进展，陕西省从1994年起，在陕南秦巴山区种植银杏面积陆续已达2000公倾以上，近30

3、0万株，年产种实540吨，干青叶650吨，外种皮180吨。国内外对银杏种仁、叶片的开发利用研究和生产已相当普遍，并取得多项成果，在人们的医疗、保健中发挥了很大作用；然而，人们对银杏外种皮的研究仅仅是刚刚起步，开发利用几乎还是空白。银杏外种皮占整个种子重量的75%左右，我国每年约有2.4万t银杏外种皮作为废物丢弃，既污染了环境，又造成极大的资源浪费。如果除去外种皮中60%的水分，可得干燥外种皮9600t，比银杏种核的年产量还高。因此，深入开展银杏外种皮的研究和开发利用，不但可做到废物利用，变废为宝，而且还可防止环境污染，充分利用资源，从而获得较大的经济效益和社会效益1-8。1.1.2 开发现状国

4、内外之所以大力发展银杏种植业，是因为银杏是一种多功能的树种，其果仁、果壳、树叶、树皮及树根均有很好的药用、食用等价值及良好的经济效益。以银杏叶的开发为例，国内正逐步由出口原料到中间产品向部分终端产品方向发展，1吨干青叶价值在8000元10000元，而经深加工后则可增值45倍。我国银杏的规模性开发利用始于80年代末90年代初，虽起步较晚，但发展速度较快。据1999年统计，全国银杏制品的年销售额近4亿元人民币。目前，我国银杏资源开发主要以白果为主，其次为银杏叶、外种皮和盆景，国内外开发的产品主要在医药、食品以及化妆品领域。现在全国已有100多家银杏叶提取物生产厂家，以银杏叶为原料制成的上市药品主要

5、有天宝宁、百路达、银可络、冠心宁等。我国用白果和银杏叶提取物开发出来的食品饮料主要有：(1)滚头类:如听装清水白果雄头；(2)饮料类：产品主要有银杏晶、银杏露、白果露、白果汁等；(3) 银杏叶茶；(4)酒类：如银杏啤酒、白果酒类等;另外还用白果和银杏叶的提取物生产糖果、口香搪和月饼等。国内外在对外种皮的开发上主要集中在化学成分的分离鉴定和药用两领域。1986年Kubo报道银杏酚酸类物质可减少和消除血吸虫病，可以通过消灭携带此病菌的蜗牛(snail vectors)而起到有效作用。1987年，Itokawa发现银杏中的活性成分对抗肿瘤有一定的作用。1990年，日本的松本武报道银杏叶中酚酸类物质对

6、病毒有抑制作用。1991年，Grazzini报道了酚酸类物质可作为前列腺素生物合成的抑制剂。1993年，Hisae报道银杏酚酸类物质在抗S.mutans病毒等方面有显著的效果。1994年，Kubo等报道银杏酚酸类物质有抗痊疮的功效。1996年，Kubo则在其文章中又指出银杏酚酸类物质可对甘油三酯中的重要酶GPDH有抑制作用，因而可以预防人体许多因高脂血症而引起的疾病34。国内顾维戊、许爱华等人研究表明，银杏外种皮中的活性组分可提高免疫力、具有抗癌作用，同时还具有抗炎、抗过敏和抑制真菌作用，可消除自由基、具有抗衰老作用。例如，其中的多糖对小鼠体液、细胞免疫及IL-2活性均有增强作用；银杏外种皮多

7、糖对小鼠肿瘤细胞生长也有抑制作用；对申克氏菌、着色霉菌等13种真菌有明显的抑制作用；银杏多糖可提高荷瘤小鼠血清SOD活性，并能降低MD含量，可延长小鼠游泳时间及缺氧时的存活能力，可延缓小鼠的衰老。此外许多研究表明，银杏中的黄酮类活性成分具有降低血清胆固醇、扩胀冠状血管、改善微循环等作用。外种皮在生物农药方面的研究可归纳如下：在产区，银杏外种皮水提液作土农药已有多年历史，有关文献提到其一定量的水提液对稻螟虫、桃蚜虫、菜青虫的杀虫率达100%，对桑摘、挤婚等害虫也有杀灭作用。赵宗方等人研究报道，5%银杏外种皮的水提液对黎黑星病、桃褐腐病、桃霉斑性穿孔病等病菌抱子萌发有抑制作用。赵肃清等人报道，银杏

8、外种皮提取液对水稻纹枯病菌、番茄青枯病菌和黄瓜炭疽病菌均有明显的抑制作用。2 银杏外种皮活性成分和药理作用2.1 银杏外种皮中的主要成分9， 10银杏外种皮的主要成分与银杏果、叶所含的成分相似。经分离鉴定的成分主要有银杏酚(bilobal)、银杏酸(ginkgoic acid)、银杏黄酮(ginkgetin)、银杏内酯(ginkgolide)、白果酚(ginkgol)等五大类几十种有机化合物。银杏酚酸类成分按化学结构的不同，可分为白果酸(ginkgoicacid),氢化白果酸(hydroginkgoic acid),氢化白果亚(hydroginkgolinic acid)、银杏酚(bilobo

9、l),白果酚(ginkgol)等10余种，它们可看作是水杨酸分子在苯环C6位上连有较长侧链的系列化合物。主要化合物结构见：白果酸结构式：氢化白果酸结构式： 氢化白果亚酸结构式：银杏酸结构式（6a、6b、6c）： 银杏酚结构式（7a、7b、7c） 白果酚结构式：2.2 银杏外种皮的药理作用2.2.1 抗过敏作用银杏外种皮水溶性药用成分能抑制小鼠被动性皮肤过敏反应（PCA）和大鼠颅骨骨膜肥大细胞的脱颗粒释放作用，并能直接对抗抗原诱发的致敏豚鼠回肠平滑肌的收缩和肺灌量的减少。当银杏外种皮水溶性药用成分浓度为31022101时，能抑制组胺和SRS-A（慢反应物质）的释放，同时也能拮抗过敏介质组胺和SR

10、S-A对豚鼠回肠的收缩，其抗过敏作用与地塞米松相似，这一作用在免疫抑制中也有类似之处，与现有的抗过敏药物皮质激素色甘酸钠相比较，具有毒性较小的优点。2.2.2 抗炎作用银杏外种皮中的白果酸含量达2040mg/kg时，能明显抑制二甲苯所致的小鼠耳廓肿胀，角叉菜胶所致大鼠足跖肿胀和酸所致小鼠腹腔毛细血管通透性增高，大鼠棉球肉芽组织增生和完全福氏佐剂所致大鼠足跖肿胀亦有明显的抑制作用，与阳性对照组地塞米松相似。对炎症早期的毛细血管渗透性增高，炎性渗出和水肿有很强的抑制作用，对慢性炎症和免疫性炎症同样有效。动物豚鼠的临床实验表明，可治疗支气管哮喘。2.2.3 抗菌作用从银杏外种皮中分离提取的白果酸类及

11、黄酮类化合物，有较强的抑菌和杀菌作用，实验研究表明，对枯草菌、大肠杆菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、痢疾杆菌、绿脓杆菌等250种菌类均有明显的抑制生长的作用。这种作用不仅对浅部的真菌，而且对深部的真菌也有明显的抑制作用。0.1%的白果酸抑制真菌的有效率达92%，而0.5%的克霉唑抑制真菌的有效率仅为68%。同时对各种革兰氏阴性和阳性细菌也均有抑制作用。2.2.4 抗病毒和抗癌作用银杏外种皮酸性成分中的十七碳烯链水杨酸和白果黄素均有很强的抑制EB病毒的活性。对致癌启动因子有很强的抑制效果。银杏外种皮中的酸性成分对小鼠肉瘤S180表现出明显的抗肿瘤活性。2.2.5 抗衰老作用据测定，银杏外种皮中同样含

12、有黄酮类化合物，它是抗人体衰老的拮抗剂。银杏外种皮水溶性成分有直接清除超氧离子的作用，可延长常压缺氧条件下小鼠存活时间及耗氧量等作用。在此基础上，进行的人体抗疲劳和抗衰老实验表明，银杏外种皮水溶性成分是致人体衰老最好的自由基清除剂，具有明显的拮抗血小板活化因子（PAF）的活性，抑制化学发光，能阻止皮肤组织老年色素颗粒的形成，并使已形成的色素颗粒变得分散，数量减少，从而使银杏外种皮水溶性成分达到抗衰老的作用。3 典型工艺流程介绍提取工艺流程的确定和进行设备配置是一个十分复杂的问题,影响因素较多。现介绍几种典型工艺流程11 。3.1.单罐间歇工艺流程单罐间歇生产工艺是指一套提取罐，一组提取液贮罐，

13、一组溶媒罐，一组浓缩液罐，一套浓缩设备组成间歇生产线，分次提取出液，减压连续浓缩的生产过程。主要特点如下： （1）生产工艺简单，容易操作。（2）溶媒可回收较再利用可设计为循环式，提高药材的提取率。3.2 热回流提取工艺流程 热回流提取工艺是指在提取过程中使用一套提取罐，一套浓缩设备组成一套连续生产设备，常压提取，减压浓缩的生产过程。它改变了传统的静态生产方式。主要特点如下：（1）节能，提取浓缩生产过程是边提取边浓缩，可有效利用提取液的温度。（2）溶媒可回收利用（3）由静态生产变为动态生产模式，大大提高生产效率。（4）提取率较高3.3双罐双向逆流提取工艺流程双罐双向逆流提取工艺是在提取过程中使用

14、两个提取罐作为一个提取罐组，它集浸泡、动态、逆流、热回流提取方式为一体。改变常规的顺药材有效成分或平药材有效成分方向走向为逆药材有效成分进行提取；改变常规少次大量出液为小量短时间频出液的提取过程。主要特点如下：（1）节能（2）溶媒用量较少（3）缩短了生产时间，生产能力较大（4）提取效率较高（5）可解决循环、出液难的问题3.4 连续动态逆流提取工艺流程连续动态逆流提取工艺是近年来出现的一种提取新工艺。整套工艺是集预浸、逆流提取、挤压提取、排渣自动分离、浓缩回流等功能为一体的多功能提取方式。在提取过程中，体现出动态提取、热回流提取、逆流提取等工艺的优点。4.生产原理4.1 溶剂提取原理溶剂提取(浸

15、取)也称为固液萃取，它是用溶剂将固体原料中的可溶组分相提取出来的操作。进行浸取的原料，多数情况下是由溶质与不溶性固体所组成的混合物。溶质是浸取所需的可溶性组分，而溶剂中不溶解的固体称为载体或惰性物质。一般情况下，浸取是简单的物理过程。如果可溶性组分(即溶质)含量较低，且均匀地分布在固体中，则当颗粒表面的溶质溶解后，溶剂必须先透过残渣层才能继续和里面的溶质接触，并将其溶解，愈到颗粒内部其浸取速度也愈低，此类浸取称为渗透浸取;反之，如果在固体物料中溶质所占的比例较大，则随着可溶性组分的溶解，剩下的多孔结构残渣就会崩解成很细的颗粒，溶剂就很容易与颗粒内部的新溶质接触，因而浸取速率始终很高，所以常被称

16、为崩解浸取。银杏外种皮中的银杏酚酸类活性成分约占2.0%左右，显然它的提取属于渗透浸取，即认为浸取过程中固体颗粒的大小不发生变化。浸取溶剂的选择通常要遵循以下原则:首先，所选溶剂必须具有选择性溶解溶质的能力，以提高浸取液的质量，减少杂质含量;其次，溶剂对溶质的饱和溶解度要大，否则即使消耗大量溶剂，所得浸取液的溶质浓度也很低，这样在进行溶剂回收时就需消耗较多的能量;第三，是溶剂的物理性质，从溶剂回收角度考虑，沸点应该低一些，如果在常压下操作，则沸点会成为浸取温度的上限;第四，还要考虑溶液的粘度和密度，因为它们对扩散系数、固液分离、搅拌的动力消耗等均有影响;同时，还必须考虑溶剂的价格、毒性、安全性、腐蚀性等问题。天然有机物的提取，常选用以下三类溶剂:(1)酸、碱、盐溶液;(2)表面活性剂;