Một số kiến thức cơ bản về chiết xuất dược liệu
4. Các phương pháp chiết xuất
4.1. Phân loại
Có nhiều cách phân loại, dựa vμo những yếu tố khác nhau.
• Dựa vμo nhiệt độ, có các phương pháp chiết sau:
ư Chiết nóng.
ư Chiết nguội (ở nhiệt độ thường).
• Dựa vμo chế độ lμm việc có các phương pháp chiết sau:
ư Gián đoạn.
ư Bán liên tục.
ư Liên tục.
• Dựa vμo chiều chuyển động tương hỗ giữa hai pha, có các phương pháp:
ư Xuôi dòng.
ư Chéo dòng.
• Dựa vμo áp suất lμm việc, có các phương pháp chiết ở:
ư áp suất thường (áp suất khí quyển).
ư áp suất giảm (áp suất chân không).
ư áp suất cao (lμm việc có áp lực).
• Dựa vμo trạng thái lμm việc của hai pha, có các phương pháp chiết sau:
ư Ngâm.
ư Ngấm kiệt.
• Dựa vμo những biện pháp kỹ thuật đặc biệt
Có thể lμm rút ngắn được thời gian chiết bằng các phương pháp chiết sau:
ư Phương pháp siêu âm.
ư Phương pháp tạo dòng xoáy.
ư Phương pháp mạch nhịp...
4.2. Một số phương pháp chiết xuất
Khi chiết xuất, quá trình chiết xuất xảy ra chủ yếu ở hai khu vực: bên trong nguyên liệu vμ giữa các lớp dung môi. Trong đó, quá trình xảy ra bên trong nguyên liệu có ảnh hưởng quyết định vμ phụ thuộc vμo bản chất nguyên liệu (cấu trúc, tính chất lý hoá...). Các phương pháp chiết xuất thường chỉ tác động đến các yếu tố bên ngoμi, nhằm đạt được hiệu quả chiết xuất cao trong thời gian ngắn đối với mỗi loại nguyên liệu. Dưới đây lμ một số phương pháp thường gặp.
4.2.1. Phương pháp chiết xuất gián đoạn a. Phương pháp ngâm
Phương pháp ngâm lμ phương pháp đơn giản nhất vμ đã có từ thời cổ xưa.
• Tiến hμnh:
Sau khi chuẩn bị dược liệu, người ta đổ dung môi cho ngập dược liệu trong bình chiết xuất, sau một thời gian ngâm nhất định (qui định riêng cho từng loại dược liệu), rút lấy dịch chiết (lọc hoặc gạn) vμ rửa dược liệu bằng một lượng dung môi thích hợp. Để tăng cường hiệu quả chiết xuất, có thể tiến hμnh khuấy trộn bằng cánh khuấy hoặc rút dịch chiết ở dưới rồi lại đổ lên trên (tuần hoμn cưỡng bức dung môi).
Có nhiều cách ngâm: Có thể ngâm tĩnh hoặc ngâm động, ngâm nóng hoặc ngâm lạnh, ngâm một lần hoặc nhiều lần (còn gọi lμ ngâm phân đoạn hay ngâm nhiều mẻ).
• Ưu điểm:
Đây lμ phương pháp đơn giản nhất, dễ thực hiện, thiết bị đơn giản, rẻ tiền.
• Nhược điểm:
ư Nhược điểm chung của phương pháp chiết xuất gián đoạn: năng suất thấp, thao tác thủ công (giai đoạn tháo bã vμ nạp liệu).
ư Nếu chỉ chiết một lần thì không chiết kiệt được hoạt chất trong dược liệu.
ư Nếu chiết nhiều lần thì dịch chiết loãng, tốn dung môi, tốn thời gian chiết.
b. Phương pháp ngấm kiệt
• Tiến hμnh:
Sau khi chuẩn bị dược liệu, ngâm dược liệu vμo dung môi trong bình ngấm kiệt. Sau một khoảng thời gian xác định (tuỳ từng loại dược liệu), rút nhỏ giọt dịch chiết ở phía dưới, đồng thời bổ sung thêm dung môi ở phía trên bằng cách cho dung môi chảy rất chậm vμ liên tục qua lớp dược liệu nằm yên (không được khuấy trộn). Lớp dung môi trong bình chiết thường được để ngập bề mặt dược liệu khoảng 3 - 4 cm.
ư Ngấm kiệt đơn giản: Lμ phương pháp ngấm kiệt luôn sử dụng dung môi mới để chiết đến kiệt hoạt chất trong dược liệu.
ư Ngấm kiệt phân đoạn (tái ngấm kiệt): Lμ phương pháp ngấm kiệt có sử dụng dịch chiết loãng để chiết mẻ mới (dược liệu mới) hoặc để chiết các mẻ có mức độ chiết kiệt khác nhau.
• Ưu điểm:
ư Dược liệu được chiết kiệt.
ư Tiết kiệm được dung môi (tái ngấm kiệt).
• Nhược điểm:
ư Có nhược điểm chung của phương pháp chiết xuất gián đoạn: năng suất thấp, lao động thủ công.
ư Cách tiến hμnh phức tạp hơn so với phương pháp ngâm.
ư Tốn dung môi (ngấm kiệt đơn giản).
4.2.2. Phương pháp chiết xuất bán liên tục
(Còn gọi lμ phương pháp chiết xuất nhiều bậc, phương pháp chiết ngược
• Sơ đồ (xem hình 14.3a)
Phương pháp nμy có sử dụng một hệ thống thiết bị gồm nhiều bình chiết khác nhau, có thể mắc thμnh một dãy từ 4-16 bình chiết nối tiếp nhau. ở đây, quá trình coi như lμ ngược chiều tương đối vì thực tế dược liệu không chuyển động.
• Tiến hμnh:
Lúc đầu, dược liệu vμ dung môi được nạp vμo trong tất cả các thiết bị, dược liệu được ngâm vμo dung môi trong một khoảng thời gian xác định (tuỳ thuộc vμo dược liệu vμ dung môi). Lúc nμy dược liệu vμ dung môi đều không chuyển động. Sau đó dịch chiết được chuyển tuần tự từ thiết bị nμy sang thiết bị khác. Hệ thống tổ hợp kín các bình chiết nμy cho phép đóng ngắt một cách có chu kỳ một trong những thiết bị ra khỏi hệ thống tuần hoμn, cho phép tháo bã dược liệu ở bình đã được chiết kiệt rồi nạp dược liệu mới. Sau đó, thiết bị nμy lại được đưa vμo hệ thống tuần hoμn vμ dịch chiết đậm đặc nhất được dẫn qua nó mμ dịch chiết nμy vừa đi qua tất cả các thiết bị còn lại. Tiếp theo, lại đóng ngắt một thiết bị kế tiếp mμ trước đó dung môi mới vừa được dẫn qua. Số thiết bị cμng nhiều thì quá trình xảy ra cμng gần với quá trình liên tục.
ở đây, bã dược liệu trước khi ra khỏi hệ thống thiết bị sẽ được tiếp xúc với dung môi mới nên dược liệu sẽ được chiết kiệt. Dịch chiết trước khi ra khỏi hệ thống sẽ được tiếp xúc với dược liệu mới nên dịch chiết thu được sẽ đậm đặc nhất. Như vậy có thể nói quá trình xảy ra theo nguyên tắc: "dung môi mới tiếp xúc với dược liệu cũ vμ dược liệu mới tiếp xúc với dung môi cũ". Trong phương pháp nμy, quá trình xảy ra gần với quá trình ngược chiều, do đó phương pháp nμy còn được gọi lμ phương pháp chiết ngược chiều tương đối.
• Ưu điểm (so với phương pháp chiết gián đoạn) ư Dịch chiết đậm đặc.
ư Dược liệu được chiết kiệt.
• Nhược điểm:
ư Hệ thống thiết bị cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích lắp đặt.
ư Vận hμnh phức tạp.
ư Thao tác thủ công.
ư Không tự động hoá quá trình được.
4.2.3. Phương pháp chiết xuất liên tục
• Tiến hμnh:
Phương pháp nμy được thực hiện trong những thiết bị lμm việc liên tục. ở đây dược liệu vμ dung môi liên tục được đưa vμo vμ chuyển động ngược chiều nhau trong thiết bị. Dược liệu di chuyển được trong thiết bị lμ nhờ những cơ
cấu vận chuyển chuyên dùng khác nhau. Dịch chiết trước khi ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với dược liệu mới nên dịch chiết thu được đậm đặc. Bã dược liệu trước khi ra khỏi thiết bị được tiếp xúc với dung môi mới nên bã dược liệu được chiết kiệt.
So với phương pháp chiết gián đoạn thì phương pháp chiết liên tục có những ưu nhược điểm sau:
• Ưu điểm:
ư Năng suất lμm việc cao, tiết kiệm thời gian chiết.
ư Không phải lao động thủ công (tháo bã, nạp liệu).
ư Dịch chiết thu được đậm đặc.
ư Dược liệu được chiết kiệt.
ư Dung môi ít tốn kém.
ư Có thể tự động hoá, cơ giới hoá được quá trình.
• Nhược điểm:
ư Thiết bị có cấu tạo phức tạp, đắt tiền.
ư Vận hμnh phức tạp.