摘要:膜分离技术是21世纪快速发展的高新技术之一,在物质分离中具有高效、节能、环保的特点,已广泛应用于废水处理、食品净化、生物技术、环境保护与优化等工业领域。中药(含复方)来源丰富、化学组成多元化,作为一类特殊的物料,分离操作贯穿整个工艺流程,并且是整个生产过程的主体部分。20世纪90年代起,我国中药制药行业逐渐将新型分离材料及其相关技术,如膜分离技术、大孔吸附树脂技术等用于工业生产。基于膜分离技术的基本原理对近10年来该技术在中药(含复方)分离中的应用进行综述,以期为膜分离技术深入应用于中药(含复方)的高效分离提供参考。
膜分离技术可在温和、低成本条件下实现物质分子水平的分离,已成为当代解决人类面临的能源、水资源、环境等领域重大问题的共性技术,受到各国政府高度重视。中药(含复方)来源丰富、化学组成多元化,作为一类特殊的物料,分离操作贯穿整个工艺流程,并且是整个生产过程的主体部分。膜分离技术因特别适合现代工业对节能、低品位原材料再利用和消除环境污染的需要,已应用于制药领域。20世纪90年代起,我国中药制药行业逐渐将膜分离技术应用于中药行业,以期获得高分离效能的分离产物。
然而,新型分离材料与技术用于中药(含复方)分离将面临如下问题:先进材料的一个鲜明特点是具有介观尺度的结构,即当膜材料的空间尺度处在纳米级别时,如在物料分离的超滤、纳滤和反渗透过程中,流体在膜孔道中的传质机制已经不能用常规的“筛分”原理来解释,尺寸小的分子有可能受到孔径化学性质的影响无法进入比其尺寸大许多倍的膜孔道内,而中药(含复方)在分离过程中所涉及的大多数药效成分,其相对分子质量均低于1×,因此,被分离药效成分的膜透过率与其相对分子质量和分子结构参数密切相关。那么,如何基于特定结构的新型材料,构建介观尺度下的中药药效成分与分离材料微结构之间的传递关系,进而实现高效分离,这正是膜分离技术应用于中药(含复方)分离过程亟需解决的关键技术问题。本文基于膜分离材料的基本性质,从分离基本原理运用的角度对近10年来该技术在中药(含复方)分离中的应用进行综述,以期为膜技术深入应用于中药(含复方)的高效分离提供参考。
1应用于中药(含复方)分离过程的膜材料及其影响因素
1.1无机膜材料及其分离过程影响因素
无机膜一般由Al2O3、ZrO2、TiO2、SiO2、SiC等无机或者金属材料制成,因为其具有机械强度高、耐化学腐蚀、高热稳定性好,工业化运用时具有可反向冲洗、使用寿命长等特点,在食品、生物、中药分离领域都有广泛的应用,受到越来越多的