你好,欢迎来到化工工程服务众包平台!化工工程网络设计院!总平台首页
中德合作建立印楝素(原粉、剂)提炼厂
简介
一、技术背景
印楝是一种速生落叶乔木的名称,种子和树皮都可入药。 印楝是2013年世界上公认的理想的杀虫植物。印楝广泛种植于热带、亚热带地区。印楝素存在于印楝树的种子、树叶及树皮中,正是由于它的存在,使印楝树具有趋虫治病的神奇功能。
20世纪60年代,一位德国植物学家在印度进行生物考察时巧遇了一场蝗灾,当时,有一群蝗虫铺天盖地地压向一片作物,顷刻之间,这片作物就被蝗虫蚕食得荡然无存,但是其中有一棵树安然无恙,这就是印楝树。这位科学家研究分析,印楝树的种子、树叶及树皮中,含有一种物质——印楝素,正是由于它的存在,使印楝树具有趋虫治病的神奇功能。后经进一步研究,从印楝果实中提取的印楝素等成分是目前世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂且没有抗药性,对几乎所有植物害虫,室内臭虫、跳蚤、苍蝇、蚊子等都具有驱杀效果。试验证明,印楝对防治10目400多种农林、仓储和卫生害虫,特别是对半翅目(Hemiptera、)鳞翅目、鞘翅目等害虫有特效,而对人畜和周围环境无任何污染。
二、技术原理
技术工艺流程
将印楝果由气压装置送入第一级提炼容器,经高压蒸汽和真空处理后进入多级复合效应容器予以萃取,最后经脱水处理后送入灌装设备。整个过程采用逆流梯度提取和循环运行的方式进行,由自动控制仪器对溶剂容量,浓度,时间,温度进行精密监控;动态循环连续逆流提取是将装置中各单元之间的浓度梯度(物料和溶剂)合理排列并进行相应的流程配置,可以采用多种工作方式:液体湍流式加温浸提、常温或加温动态提取、常温或加温连续逆流提取、常温或加温阶段连续逆流提取等,最大限度地提取物料中的有效成分,缩短提取时间和降低溶剂用量,是一种全封闭、管道化、连续的提取过程。
具备可靠的印楝素质量分析方法
① 活性组分及其异构体和杂质的分析方法。HPLC分析是分析印楝素及其成分的最好方法。德国达姆斯塔特市杀虫剂服务计划GTZ组织并开发了一个简而易行的等梯度HPLC(isocratic HPLC)分析技术。研究表明,这一技术原则上适于分析印楝树果仁、印楝素制剂及印楝树油中的纯活性成分-印苦楝子素-A。我们项目的合作单位德国印楝素-T/S的生产厂家―德国特立福利公司研究开发出了HPLC分析包括样品制备的基本分析程序。这些分析程序的开发是根据GLP( Good Laboratory Practices)标准进行的。
② 建立了提取物中含有的大量其它活性物质,脱乙酰基-印楝素(desacetyl-nimbin), 萨兰宁(salannin), 脱乙酰基-萨兰宁(desacetyl-salannin)等的分析方法。
原料来源
① 利用和开发云南等地的印楝原料基地;
中国林科院资源昆虫研究所将印楝树引入云南省金沙江、红河等干热河谷地区,截止2001年,云南已造林5320 hm2。2007年11月德方组团到云南实地考察,经检测收集到的印楝果,其有效物质的平均含量达0.514%~0.610%,符合国际标准;
② 引进缅甸和泰国等地的印楝果实,其资源相当丰富,能保证达到年产10吨原粉的需要;
③ 开发种植基地。
三、应用影响
几千年来,印度人一直将印楝产品用作农药和医药。 印楝果、种子、油、叶、茎杆和树皮具有防腐和杀菌作用,可治疗小便失调、支气管炎、败血症、腹泻、发烧、皮疹、烫伤、刀伤、高血压、黄疸、伤口感染、麻风病、皮肤病、胃溃疡和水痘等。 现代研究表明,印楝对许多疾病具有医疗作用,在医药中将有更广泛的应用。
经现代研究表明,从印楝果实中提取的印楝素等成分是目前世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂且没有抗药性,对几乎所有植物害虫,室内臭虫、跳蚤、苍蝇、蚊子等都具有驱杀效果,而对人畜和周围环境无任何污染,同时印楝对许多疾病还具有医疗作用,在医药中将有更广泛的应用。印楝素分子模型图如图1所示,印楝实物如图2所示。
四、效果指标
印楝素是从印楝树种里提取的一种生物杀虫剂,可防治200多种农、林、仓储和室内卫生害虫,是世界公认的广谱、高效、低毒、易降解、无残留的杀虫剂。
从化学结构上看,印楝素类化合物与昆虫体内的类固醇和甾类化合物等激素类物质非常相似,因而害虫不易区分它们是体内固有的还是外界强加的,所以它们既能够进入害虫体内干扰害虫的个生命过程,从而杀死害虫,又不易引起害虫对产生抗药性。这类化合物与脊椎动物的激素类质的结构差异很大,所以它们对人畜几乎是无害的。
Nimbin是印楝种子中的物质,被用作医药,具有退热作用、能治疗关节炎、低血糖、胃溃疡和内分沁失调等疾病,是一种广谱优质的传统医药。
五、未来投入与收益:
1、根据现有的国内外资料,国内已经有10年以上研究历史的云南中科公司萃取的有效成分在11%左右;德国公司的萃取印楝素的有效成分可达到35%以上,处在国际领先地位。
2、萃取残渣无毒性,可加工为有机肥料;萃取融剂可以循环使用,因此没有环保问题。
3、在建立印楝原粉萃取的同时,还可以建设相应的产业链,如化妆品厂,牙膏厂,药厂,其他中间原料加工厂等。设备安装面积约需1000平方米和15米高的厂房。
4、利润空间在50%以上,企业管理人员不需超过15人。
六、应用范围
本技术适用于医药领域。
工艺流程简介
技术特色
其提取系统的优点是采用动态连续逆流式提取的方式,与通常的单一多功能提取罐相比,具有很多优点,具体体现在:
① 时间、空间效率大大提高。系统采用动态连续提取的方式,提取过程中一直保持提取溶剂中有效成分和被提取物中有效成分之间较高的浓度差,使得提取过程不停的高效进行,缩短了提取时间,提高了效率。同时,提取系统无需搅拌,可以作到被提取物充满提取罐的大部分容积(80%),可以只用传统提取罐三分之一到一半的空间,节省了土建和其它辅助设施的投资。
② 取温度范围宽、蒸发和干燥的条件温和。提取设备的提取温度范围宽,可以从常温动态提取一直到120oC高压高温提取,另外,对于溶剂用量物料和溶剂的浓度梯度以及提取时间的控制也可以做到非常精确,这样对于各种原料,通过工艺实验,都可以找到一组理想的工艺参数,能够最有效地对原料进行提取;蒸发设备采取板式换热器和真空闪蒸的方式,蒸发温度低,运行条件温和,不易结垢,出料黏度可达1000厘泊。对于天然产物提取物的干燥,采用带式真空干燥机,工作真空度10mbar,干燥条件十分温和,而且可以连续进料和连续出料,过程简单,效率高。对于不适于喷雾干燥的产品,带式真空干燥是一种最为理想的干燥方式。
③ 提取过程的可控性好,保证提取产物质量的一致性。动态提取,采用换热器直接加热溶剂,溶剂与被提取物之间相对动态流动,与夹套加热搅拌的方式相比,温度的一致性、温度控制的范围和精确度都提高很多。而且,动态提取,不是依靠扩散,提取效率大大提高。同时,提取罐内温度可以精确控制,溶剂和被提取物之间的相对流动也可以精确调节,提取过程中各个工艺参数保证非常稳定,这样,提取系统既有很好的适应性,也有很好的稳定性,易于保证提取产物质量稳定。对于生产标准天然产物提取物来讲,质量的稳定性是十分必要的。