濃縮系指采用適當(dāng)方法除去提取液中的部分溶劑，以提高藥液濃度的過程。通過濃縮工藝操作，獲得濃溶液，以便進(jìn)一步制成一定規(guī)格的半成品或成品。常用的濃縮方法有蒸發(fā)、反滲透法、超濾法等，其中蒸發(fā)是最常用的方法。

1.蒸發(fā)

系指借加熱作用使溶液中的溶劑氣化并除去，從而提高溶液濃度的過程。蒸發(fā)的方式有兩種:一種是自然蒸發(fā)，即溶液中的溶劑在低于沸點(diǎn)的情況下氣化，溶劑的氣化發(fā)生在溶液的表面，蒸發(fā)速度慢;另一種是沸騰蒸發(fā)，使溶劑在沸騰條件下氣化，溶劑的氣化不僅在溶液表面進(jìn)行，且在溶液內(nèi)部同時(shí)發(fā)生，故蒸發(fā)面積大、效率高。對(duì)于中藥提取液的蒸發(fā)濃縮，應(yīng)根據(jù)藥液的性質(zhì)和濃縮要求，選擇適宜的方法和設(shè)備。

(1)常壓蒸發(fā)系指溶液在一個(gè)大氣壓下進(jìn)行蒸發(fā)的操作。常壓蒸發(fā)濃縮速度慢、時(shí)間長(zhǎng)，適用于有效成分耐熱的藥液濃縮，而對(duì)含熱敏性成分的藥液不適用。如果以水為溶劑的藥液可采用敞口傾倒式夾層蒸發(fā)鍋，以含乙醇等有機(jī)溶劑的藥液應(yīng)采用蒸餾裝置。

(2)減壓蒸發(fā)系指在密閉的蒸發(fā)器中，通過抽真空以降低其內(nèi)部的壓力，使浸出液的沸騰溫度降低而進(jìn)行的濃縮操作。由于溶液的沸點(diǎn)降低，能防止和減少熱敏性物料分解，蒸發(fā)效率高，故適用于有效成分不耐熱的浸出液的濃縮。減壓蒸發(fā)能增大傳熱溫度差，強(qiáng)化蒸發(fā)操作，并不斷排除溶劑，有利于蒸發(fā)的順利進(jìn)行。同時(shí)，沸點(diǎn)降低，可利用低壓蒸氣或廢氣加熱。但是，藥液沸點(diǎn)降低，其氣化潛熱隨之增大，在相同蒸發(fā)量的前提下，減壓蒸發(fā)所消耗的能量比常壓蒸發(fā)多。

(3)薄膜蒸發(fā)系指使浸出液在蒸發(fā)時(shí)形成薄膜狀態(tài)，增加氣化表面的方法。薄膜蒸發(fā)具有極大的氣化表面，熱量傳播快而均勻，沒有液體靜壓的影響，藥液蒸發(fā)溫度低、時(shí)間短、蒸發(fā)速率快，能較好地避免藥物的過熱現(xiàn)象，故適用于熱敏性物料的處理，可連續(xù)操作并可縮短生產(chǎn)周期。薄膜蒸發(fā)器有多種類型，如升膜式蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器、刮板式蒸發(fā)器、離心薄膜蒸發(fā)器等。

(4)多效蒸發(fā)系指將兩個(gè)或多個(gè)減壓蒸發(fā)器并聯(lián)形成的濃縮設(shè)備。操作時(shí)，藥液進(jìn)入減壓蒸發(fā)器后，給第一個(gè)減壓蒸發(fā)器提供加熱蒸氣，藥液被加熱后沸騰，所產(chǎn)生的二次蒸氣通過管路通入第二個(gè)減壓蒸發(fā)器中作為加熱蒸氣，這樣可以形成兩個(gè)減壓蒸發(fā)器并聯(lián)，稱為雙效蒸發(fā)器。同樣有三個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)器并聯(lián)即可形成三效或多效蒸發(fā)器。多效蒸發(fā)器是節(jié)能型蒸發(fā)器，可節(jié)省能源，提高蒸發(fā)效率。按加料方式，多效蒸發(fā)器有4種類型:順流式、逆流式、平流式和錯(cuò)流式。

2.影響濃縮效率的因素

沸騰蒸發(fā)濃縮的效率常以蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度表示，即單位時(shí)間、單位傳熱面積上所蒸發(fā)的溶劑量，可用下式表示:

式中，U為蒸發(fā)器的生產(chǎn)強(qiáng)度;W為溶劑蒸發(fā)量;A為蒸發(fā)器的傳熱面積;K為蒸發(fā)器的傳熱總系數(shù);r為二次蒸氣的氣化潛能;Δtm為加熱蒸氣的溫度與溶液沸點(diǎn)之差。

由式2-3可知，生產(chǎn)強(qiáng)度與傳熱溫度差及傳熱系數(shù)成正比，與蒸氣二次的氣化潛能成反比。

(1)傳熱溫度差(Δtm)的影響蒸發(fā)過程中必須不斷地向溶液供給熱能，使溶劑獲得足夠的熱能，溶劑分子才能擺脫分子間內(nèi)聚力而氣化。傳熱溫度差是傳熱過程的推動(dòng)力，因此影響傳熱溫度差的因素均會(huì)影響濃縮的效率。Δtm的影響因素有:①提高加熱蒸氣的壓力可以提高Δtm，但過高可能導(dǎo)致熱敏性成分的破壞;②借助減壓方法適當(dāng)?shù)亟档屠淠髦卸握魵獾膲毫Γ山档退幰旱姆悬c(diǎn)并提高Δtm，且及時(shí)地移去蒸發(fā)室中的二次蒸氣，有利于蒸發(fā)過程的順利進(jìn)行;③溶液的黏度增加，其沸點(diǎn)逐漸升高，Δtm逐漸變小;④由于靜壓的影響，容器底部的藥液沸點(diǎn)高于液面處的藥液，Δtm較小，故采用沸騰蒸發(fā)以及控制適當(dāng)液層深度加以改善。

(2)傳熱系數(shù)(K)的影響

式中，α0為管間蒸氣冷凝傳熱膜系數(shù);αi為管內(nèi)溶液沸騰傳熱膜系數(shù);Rw為管壁熱阻;Rs為管內(nèi)垢層熱阻。

提高K值有助于提高蒸發(fā)效率。由式2-4可知，增大K值的主要途徑是減少各部分的熱阻。通常管壁熱阻(Rw)很小，蒸氣冷凝熱阻在總熱阻中占的比例不大，但應(yīng)注意對(duì)不凝性氣體的排除，否則其熱阻也會(huì)增大。管內(nèi)藥液側(cè)的垢層熱阻(Rs)是影響K的重要因素，故要加強(qiáng)攪拌、定期除垢，還可從設(shè)備上加以改進(jìn)。

3.浸膏的干燥

干燥(drying)系指利用熱能除去含濕的固體物質(zhì)或膏狀物中所含的水分或其他溶劑，獲得干燥物品的操作過程。干燥操作直接影響制劑的內(nèi)在質(zhì)量。在制劑生產(chǎn)中，不僅浸膏需要干燥以便進(jìn)一步制成相應(yīng)劑型，而且顆粒劑、片劑等劑型的制備中也會(huì)用到干燥。

(1)干燥的基本原理在干燥過程中，濕物料與熱空氣接觸時(shí)，熱空氣將熱能傳至物料，這是一個(gè)傳熱過程;濕物料得到熱量后，物料中的水分不斷氣化，并向空氣中移動(dòng)，這是一個(gè)傳質(zhì)過程。所以，物料的干燥是由熱量的傳遞和質(zhì)量的傳遞同時(shí)進(jìn)行的過程，兩者缺一不可。干燥過程的重要條件是必須具備傳質(zhì)和傳熱的推動(dòng)力，濕物料表面蒸氣壓一定要大于干燥介質(zhì)(空氣)中蒸氣的分壓，壓差越大，干燥過程進(jìn)行得越迅速。

(2)干燥速率是在單位時(shí)間內(nèi)，單位干燥面積上被干燥物料中水分的氣化量。物料的干燥過程是氣化的水分連續(xù)進(jìn)行內(nèi)部擴(kuò)散和表面氣化的過程，所以干燥速率取決于內(nèi)部擴(kuò)散和表面氣化速度。因此，濕物料的干燥過程可分為兩個(gè)階段，即恒速階段和降速階段。在干燥初期，水分從物料內(nèi)部擴(kuò)散速率大于表面氣化速率，此時(shí)表面水分的蒸氣壓恒定，表面氣化的推動(dòng)力保持不變，干燥速率主要取決于表面氣化速率，出現(xiàn)恒速階段;當(dāng)干燥進(jìn)行到一定程度時(shí)，由于物料內(nèi)部水分?jǐn)U散速率小于表面氣化速率，物料表面沒有足夠的水分滿足氣化的需要，所以干燥速率降低，進(jìn)入降速階段。在恒速階段，干燥速率與物料濕含量無(wú)關(guān)，而在降速階段，干燥速率與物料濕含量近似成正比。干燥速率由恒速轉(zhuǎn)為降速時(shí)的物料濕含量稱為臨界濕含量。

(3)物料中所含水分的性質(zhì)物料中的水分按存在形式可分為結(jié)合水與非結(jié)合水，按能否干燥除去分為平衡水分與自由水分。

結(jié)合水與非結(jié)合水:結(jié)合水是存在于物料細(xì)小毛細(xì)管中和細(xì)胞中的水分。由于和物料結(jié)合緊密，結(jié)合水很難從物料中完全除去。非結(jié)合水是存在于物料表面的潤(rùn)濕水、物料孔隙中和粗大毛細(xì)管中的水分，與物料的結(jié)合能力弱，容易除去。

平衡水分與自由水分:物料與一定濕度、溫度的空氣接觸時(shí)，將會(huì)發(fā)生排除水分或吸收水分的過程，直至物料表面所產(chǎn)生的蒸氣壓與同溫度水的蒸氣壓相等為止，物料中的水分與空氣中的水分處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，此時(shí)物料中所含水分稱為該空氣狀態(tài)下的平衡水分。平衡水分與物料的種類、空氣狀態(tài)有關(guān)。同一種物料，在不同的空氣狀態(tài)下的平衡水分不同;物料不同，在同一空氣狀態(tài)下的平衡水分也不同。干燥過程可除去的水分為自由水分，不能除去的為平衡水分。物料中所含的總水分為自由水分和平衡水分之和。

4.影響干燥的因素

(1)被干燥物料的性質(zhì)濕物料的形狀、大小、料層的厚薄、水分的結(jié)合方式等是影響干燥速率的主要因素。一般來(lái)說，物料呈結(jié)晶狀、顆粒狀、堆積薄者，比粉末狀、膏狀、堆積厚者干燥速率快。

(2)空氣的溫度、濕度和流速提高干燥空氣的溫度、減小濕度、增加熱空氣流速、增大蒸發(fā)表面積均能提高干燥速率。但應(yīng)選擇適宜干燥溫度，以免有效成分被破壞。生產(chǎn)實(shí)踐中，常采用生石灰、硅膠等吸濕劑減小空氣濕度，或采用排風(fēng)、鼓風(fēng)裝置等增加空氣流速。但空氣流速對(duì)干燥降速階段幾乎無(wú)影響。

(3)干燥速度與干燥方法干燥過程中，首先是物料表面液體蒸發(fā)，然后是內(nèi)部水分逐漸擴(kuò)散至表面繼續(xù)蒸發(fā)，直至干燥完全。若干燥溫度過高、速度過快，使表面水分迅速蒸發(fā)，致使表面粉粒黏著，甚至熔化結(jié)殼，可阻礙內(nèi)部水分的擴(kuò)散和蒸發(fā)，形成假干燥現(xiàn)象。

干燥方式與干燥速率也有較大關(guān)系。采用靜態(tài)干燥法，溫度只能逐漸升高，物料內(nèi)部液體慢慢向表面擴(kuò)散，干燥速率較低。采用動(dòng)態(tài)干燥法，顆粒處于懸浮狀態(tài)，大大增加其干燥面積，提高了干燥效率。

(4)干燥方法與設(shè)備中藥浸膏的干燥通常采用常壓干燥、減壓干燥、噴霧干燥和冷凍干燥等方法，也可采用紅外線干燥法、微波干燥法、吸濕干燥法等。

①常壓干燥法:是將藥材稠浸膏置于烘盤中，利用熱的干燥氣流使?jié)裎锪纤謿饣M(jìn)行干燥的一種方法，簡(jiǎn)單易行。但干燥時(shí)間長(zhǎng)，不適于熱敏性藥料的干燥，而且干燥后結(jié)塊較難粉碎。常用設(shè)備有烘箱和烘房。②減壓干燥法:亦稱真空干燥，是在負(fù)壓條件下進(jìn)行干燥的一種方法。可減少空氣對(duì)產(chǎn)品的影響，干燥溫度較低，產(chǎn)品質(zhì)地松脆易于粉碎，適用于熱敏感藥材浸出物的干燥。但生產(chǎn)能力小，勞動(dòng)強(qiáng)度大。減壓干燥效果決定于負(fù)壓的高低(真空度)和被干燥物的堆積厚度。③噴霧干燥法:是將浸出液直接噴霧于干燥器內(nèi)，使之與通入干燥器的熱空氣接觸過程中，水分迅速氣化，從而獲得干粉或顆粒的方法。噴霧干燥法最大特點(diǎn)是物料的受熱表面積大，傳熱傳質(zhì)迅速，水分蒸發(fā)極快，幾秒鐘內(nèi)完成霧滴的干燥，而且霧滴溫度大約為熱空氣的濕球溫度(一般約為50℃左右)，特別適用于熱敏性物料的干燥。此外，噴霧干燥的制品質(zhì)地松脆，溶解性能好，且保持原來(lái)的色香味，但耗能較高，設(shè)備清洗繁瑣。④冷凍干燥法:是將浸出液濃縮成一定濃度后預(yù)先凍結(jié)成固體，在低溫減壓條件下將水分直接升華除去的干燥方法?？杀苊庥行С煞忠蚋邿岫纸庾冑|(zhì)，適用于極不耐熱物品的干燥。干燥制品外觀優(yōu)良，質(zhì)地疏松，加水后易于復(fù)溶，且含水量低，一般為1%～3%，有利于藥品貯存。但冷凍工藝需特殊設(shè)備，耗能大，成本高。

實(shí)例2-3不同濃縮干燥方式下丹參提取物中丹參酮ⅡA和丹酚酸B的含量變化

【文獻(xiàn)來(lái)源:曾令杰，李小燕.濃縮干燥對(duì)丹參提取液中丹參酮ⅡA和丹酚酸B的影響.廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25(2):162～163】

濃縮及干燥方法:分別取1000mL的丹參提取液，一份在40℃減壓濃縮到100mL，另一份在100℃恒溫水浴鍋中常壓濃縮到100mL。留樣后，將濃縮液混合，待干燥。其中常壓干燥溫度為100℃，減壓干燥溫度為45℃，得到干膏后，取樣進(jìn)行HPLC分析。結(jié)果見表2-15。

表2-15　不同濃縮干燥方式下丹參提取物中丹參酮ⅡA和丹酚酸B的含量變化