CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN

Rutin là một flavonoit – glucosit (3,5,7,3’,4’ penta hydroxylflavon – 3 – rutinosit) có chứa trong một số loài thực vật như trong lá bạch đàn, trong lá cây mạch ba góc và trong nụ hòe. 1, 2Ở Việt Nam rutin thường được chiết từ nụ hòe bằng một số phương pháp chiết khác nhau như chiết rutin bằng nước nóng, chiết rutin bằng dung dịch kiềm, chiết rutin bằng một số dung môi hữu cơ như cồn etanol, metanol và bằng nước vôi trong có bổ xung borax 3, 1, 4, 5 . Tùy từng điều kiện kinh tế, tùy vào năng lực của từng đơn vị mà người ta có thể chiết rutin từ nụ hòe bằng phương pháp này hay phương pháp khác 6, 7, 8, 9 . Mỗi một phương pháp chiết rutin từ nụ hòe sẽ cho ta những sản phẩm rutin với chất lượng và đặc tính khác nhau. Với sản phẩm rutin chiết từ nụ hòe bằng phương pháp dùng nước nóng, rutin thô chứa rất nhiều chất licnin pectin pectat, rutin thường có màu xanh lục. Rutin chiết từ nụ hòe bằng dung dịch kiềm cho sản phẩm rutin chứa nhiều tạp bazơ, muối vô cơ, sản phẩm rutin thường có màu vàng xám. Rutin chiết từ nụ hòe bằng dung môi hữu cơ như metanol, etanol có chứa nhiều chất như clorophin, chất béo và có màu vàng ánh xanh…vv. Hầu như rutin chiết được bằng phương pháp nào thì chất lượng rutin thu được vẫn chưa đáp ứng được tiêu chuẩn rutin yêu cầu dùng trong dược phẩm như trong Dược điển Việt Nam IV.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN Rutin flavonoit – glucosit (3,5,7,3’,4’ penta hydroxylflavon – – rutinosit) có chứa số loài thực vật bạch đàn, mạch ba góc nụ hòe [1, 2] Ở Việt Nam rutin thường chiết từ nụ hòe số phương pháp chiết khác chiết rutin nước nóng, chiết rutin dung dịch kiềm, chiết rutin số dung môi hữu cồn etanol, metanol nước vôi có bổ xung borax [3, 1, 4, 5] Tùy điều kiện kinh tế, tùy vào lực đơn vị mà người ta chiết rutin từ nụ hòe phương pháp hay phương pháp khác [6, 7, 8, 9] Mỗi phương pháp chiết rutin từ nụ hòe cho ta sản phẩm rutin với chất lượng đặc tính khác Với sản phẩm rutin chiết từ nụ hòe phương pháp dùng nước nóng, rutin thô chứa nhiều chất licnin pectin pectat, rutin thường có màu xanh lục Rutin chiết từ nụ hòe dung dịch kiềm cho sản phẩm rutin chứa nhiều tạp bazơ, muối vô cơ, sản phẩm rutin thường có màu vàng xám Rutin chiết từ nụ hòe dung môi hữu metanol, etanol có chứa nhiều chất clorophin, chất béo có màu vàng ánh xanh…vv Hầu rutin chiết phương pháp chất lượng rutin thu chưa đáp ứng tiêu chuẩn rutin yêu cầu dùng dược phẩm Dược điển Việt Nam IV Rutin chiết dung dịch nước vôi có bổ xung borax thường có hàm lượng rutin không cao, dao động khoảng từ 80% ÷ 85% Chính việc tiến hành tinh chế rutin để đạt chuẩn Dược điển Việt Nam III thách thức tất sở sản xuất rutin nước Cho đến năm 2007 xuất công trình đấu tiên công bố quy trình công nghệ tinh chế rutin Việt Nam [10] Tinh chế rutin chiết từ nụ hòe nước vôi có bổ xung borax thực nhiều phương pháp tinh chế rutin sắc ký cột , tinh chế rutin phương pháp kết tinh nhiều lần dung môi khác nguyên tắc dung môi có độ hòa tan rutin tăng nhanh theo nhiệt độ kết tinh lại nhiệt độ giảm Hay phương pháp hòa tan rutin dung môi thích hợp sau bổ xung chất hấp phụ để hấp phụ tạp chất chất mầu chất pectat keo, pectin, hay tạp chất hữu có cấu trúc cồng kềnh than hoạt tính, silicagel, oxit nhôm…vv Trong tất phương pháp tinh chế rutin kể phương pháp kết tinh lại rutin thô nhiều lần dung môi khác phương pháp có tính khả thi nhất, đặc biệt quy mô công nghiệp CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU, MẶT BẰNG, THIẾT BỊ TINH CHẾ RUTIN ĐƯỢC CHIẾT XUẤT TỪ NỤ HÒE BẰNG NƯỚC VÔI TRONG CÓ BỔ XUNG BORAX 2.1 Nguyên vật liệu, hóa chất Nguyên vật liệu, dung môi hóa chất dùng để tinh chế rutin thu từ nụ hòe phương pháp trích ly sử dụng nước vôi có bổ xung borax bao gồm: - Cồn metanol nhập từ Singapo Metanol đóng thùng phuy 200 lít với hàm lượng metanol đạt 99% - Cồn etanol nhập từ công ty hóa chất Etanol đóng phuy nhựa tích 220 lít với hàm lượng etanol thường từ 95 ÷ 96% - Nước: Nước sử dụng nước cất hay nước chảy qua cột trao đổi ion để khử ion kim loại - Than hoạt tính: thường loại than hoạt tính nhập từ Nhật Than hoạt tính đóng bao với trọng lượng bao 20 kg 2.2 Mặt bố trí lắp đặt dây truyền thiết bị tinh chế rutin công suất từ 30 ÷ 50kg nguyên liệu rutin/mẻ hình chữ nhật, có diện tích 37,8m2, có chiều dài 10m chiều rộng 3,78 Trong diện tích lắp đặt dàn thao tác có diện tích bề mặt 11,34m2 - Trên dàn thao tác lắp thiết bị hòa tan rutin metanol, thiết bị cất loại dung môi metanol, đồng thời thiết bị hòa tan rutin etanol - Dưới sàn thao tác, mặt bố trí lắp đặt thiết bị thiết bị lọc ống để lọc dịch rutin metanol, thiết bị bơm dịch lọc vào thiết bị cất loại metanol, hệ thống thiết bị lọc chân không thu sản phẩm, hệ thống thiết bị thu hồi etanol Mặt lắp đặt dây truyền thiết bị trình bày hình 2.3 Danh mục thiết bị dây truyền tinh chế rutin thu từ nụ hòe phương pháp trích ly với nước vôi có bổ xung borax - Danh mục thiết bị dây truyền tinh chế rutin trình bày bảng Bảng1: Danh mục thiết bị dây truyền tinh chế rutin trích ly từ nụ hòe nước vôi bổ xung borax STT Tên thiết bị Tính thiết bị Thiết bị kèm Số lượng Thiết bị hòa tan rutin metanol Dung tích 1800 lít, có bao hơi, có bảo ôn, hai vỏ, Inox Su 304 Máy khuấy, cánh khuấy Inox Thiết bị cất loại dung môi metanol hòa tan rutin etanol Dung tích 1800 lít, hai vỏ, Inox Su 304, có bao hơi, có bảo ôn Máy khuấy, cánh khuấy Inox Thiết bị cất thu hồi etanol Dung tích 900 lít, hai vỏ Inox Su 304, có bao hơi, có bảo ôn Máy khuấy cánh Inox Máy nghiền Máy nghiền búa chế tạo Inox Su 304 Hệ thống thu hồi sản phẩm rutin nghiền Máy sàng Máy sàng tự động, dây sàng có mắt sàng khác Inox Máy lọc áp lực, lọc tạp bẩn hòa tan dịch rutin metanol Máy lọc ống dung tích 30 lít Inox Máy lọc chân không thu sản phẩm Máy lọc gồm khay lọc Inox hệ hút chân không Sinh hàn Inox Có sinh hàn 1 Màng lọc lớp dày 5mm Bơm hút dịch lọc, buồng bơm Inox Màng lọc giấy hay vải lọc Máy hút chân không vòng nước Thùng kết tinh Dung tích 50 ÷ 60 lít chế tạo Inox SU 304 Có nắp đậy kín, có tay xách Máy dán túi nylon Sùng điện, có hút chân không Có máy hút chân không 10 Tủ sấy Tủ sấy dung tích 4m3 Inox Khay sấy Inox Cấp nhiệt nước qua dàn tỏa nhiệt Quạt hút CHƯƠNG III: KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN ĐƯỢC CHIẾT TỪ NỤ HÒE BẰNG DUNG DỊCH NƯỚC VÔI TRONG CÓ BỔ XUNG BORAX 3.1 Nguyên liệu để tinh chế rutin thô thu phương pháp chiết từ nụ hòe Thái Bình nước vôi có chứa borax, hàm lượng rutin 70%; 76% 80%, có thông số sau: Bảng 2: Một số thông số sản phẩm rutin chiết từ nụ hòe nước vôi có bổ xung borax STT Hàm lượng Tạp chất vô Trosulfat Độ ẩm Hàm lượng rutin(%) (%) (%) (%) quercetin(%) Rutin 70 140.10-4 5.10-5 9,5 3,6 Rutin 76 135.10-4 4.10-5 8,8 3,5 80 130.10-4 3.10-5 8,1 3,4 Rutin 3.2 Lựa chọn dung môi kết tinh – rutin hàm lượng 80% chiết từ nụ hòe nước vôi có bổ xung borax Quá trình tinh chế phương pháp kết tinh lại dung môi tiến hành sau: Cân 1g rutin thô có hàm lượng 80% nghiền nhỏ, hòa tan dung môi khác nhiệt độ sôi nước, cồn etanol, cồn metanol sau đem lọc nóng Dịch rutin cô bớt dung môi đến bão hòa sau làm nguội kết tinh rutin Lọc rửa rutin phễu lọc nước cất lạnh Rutin thu đem sấy khô 500C đem phân tích tính chất 3.2.1 Khảo sát trình kết tinh lại rutin sử dụng dung môi nước Với dung môi nước có ưu, nhược điểm sau: - Nước dung môi rẻ, an toàn không xảy cháy nổ, không độc hại, có khả hòa tan tốt tạp chất rễ tan nước muối vô cơ, pectin, pectat, chất đường có rutin Nhược điểm nước độ hòa tan rutin nước thấp, 100 0C thực tế, để hòa tan hết 1g rutin phải dùng lượng nước từ 100 ÷ 200 ml Khi cô loại bớt nước xảy tượng môi trường nước chuyển dần sang trạng thái kiềm, giai đoạn rutin bắt đầu phân hủy Muốn loại bỏ trình phân hủy rutin phải bổ xung lượng acid HCl để trì dịch rutin trạng thái trung hòa hay acid Kết khảo nghiệm tinh chế lại rutin nước trình bày bảng Bảng 3: Các thông số rutin thu phương pháp kết tinh lại dung môi nước Lượng nước sử dụng hòa tan Lượng rutin thu Hàm lượng quercetin Tạp học Độ ẩm PH dung Acid bổ dịch cô sung (ml) (g) (g) (g) (%) 150 0 0,085 Không 150 0,84 0,029 0,085 8,1 Có 3.2.2 Khảo sát trình tinh chế rutin hàm lượng 80% chiết nụ hòe nước vôi bổ xung borax phương pháp kết tinh lại etanol - Sử dụng dung môi cồn etanol kết tinh lại rutin hàm lượng 80% chiết từ nụ hòe nước vôi bổ xung borax + Cồn etanol dung môi rễ kiếm, sử dụng nhiều chiết xuất tinh chế chất có hoạt tính sinh học độ an toàn Etanol hòa tan số chất hữu tạp chất kết tủa rutin sử dụng etanol có ưu điểm riêng Tuy nhiên nhiệt độ phòng rutin tan etanol Kết khảo nghiệm kết tinh lại rutin 80% thu từ nụ hòe chiết nước vôi bổ xung borax cồn etanol nhiệt độ sôi trình bày bảng Bảng 4: Các thông số rutin thu phương pháp kết tinh lại rutin 80% thu phương pháp chiết nụ hòe với nước vôi bổ xung borax etanol Số lần tinh chế Lượng dung môi hòa tan (ml) Lượng rutin thu (g) Lượng quercetin (g) Tạp học (g) Độ ẩm (%) 7,5 0,875 0,022 0,052 7,9 7,5 0,885 0,024 0,051 7,9 Trung bình 7,5 0,88 0,023 0,051 7,9 3.2.3 Khảo sát công nghệ kết tinh lại Rutin 80% thu từ nụ hòe phương pháp chiết sử dụng nước vôi bổ xung borax metanol Metanol dung môi có độ hòa tan rutin cao, đặc biệt nhiệt độ sôi Lượng metanol sử dụng để tinh chế rutin cần Metanol dung môi thông dụng không gây ăn mòn thiết bị, nhiên metanol dung môi có giá thành tương đối cao, mát nhiều trình tinh chế độc nên phải có quy định sử dụng dung môi cách chặt chẽ, an toàn, thiết bị phải thật kín Kết khảo sát trình kết tinh lại rutin 80% thu phương pháp chiết nụ hòe với nước vôi bổ xung borax metanol nhiệt độ sôi trình bày bảng Bảng 5: Một số tính chất rutin thu từ trình tinh chế rutin 80% theo phương pháp kết tinh lại metanol Số lần tinh chế Lượng dung môi hòa tan Lượng rutin thu Lượng quercetin Tạp học Độ ẩm (ml) (g) (g) g) (%) 4,5 0,902 0,020 0,052 7,8 4,5 0,901 0,021 0,051 7,8 Trung bình 4,5 0,901 0,02 0,051 7,8 ( - Kết khảo sát trình tinh chế rutin phương pháp kết tinh lại rutin thô có hàm lượng 80% chiết dung dịch nước vôi có bổ xung borax từ nụ hòe loại dung môi nước nóng, etanol 96%, metanol trình bày bảng Bảng 6: Một số tính chất rutin thu phương pháp kết tinh lại nước, cồn etanol , metanol nhiệt độ sôi Dung môi kết tinh Tỷ nguyên liệu lệ/ dung môi (g/ml) Hàm lượng rutin (%) Hàm lượng quercetin (%) Tạp học (g) Độ ẩm Nước sôi 1/150 84 2,9 0,085 8,1 Etanol 96% 1/7,5 88 2,3 0,055 7,9 Metanol 1/4,5 90 2,0 0,051 7,8 (%) - Kết luận: Kết tinh lại rutin hàm lượng 80% thu phương pháp chiết nụ hòe với nước vôi bổ xung borax ba loại dung môi nước, cồn 96%, metanol nhiệt độ sôi thu rutin có hàm lượng cao hàm lượng rutin thô ban đầu, chất lượng có tốt xét số hàm lượng quercetin, tạp chất học…vv Metanol loại dung môi dùng kết tinh rutin phù hợp sau đến etanol 96% cuối cung nước Tuy nhiên loại dung môi dùng để kết tinh lại rutin cho sản phẩm rutin chưa đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn chất lượng rutin Dược điển Việt Nam III 10 Chính ưu điểm phương pháp thứ mà lựa chọn để áp dụng dùng cho việc nghiên cứu công nghệ tinh chế rutin lên mức công nghiệp từ 30 ÷ 50 kg nguyên liệu rutin thô 80% mẻ 13 CHƯƠNG V KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN THÔ HÀM LƯỢNG 80% TỪ NỤ HÒE BẰNG NƯỚC VÔI TRONG BỔ XUNG THÊM BORAX QUY MÔ 30 ÷ 50 KG NGUYÊN LIỆU/ MẺ Rutin chiết tách từ nụ hòe nước vôi có bổ xung borax công ty Khải Hà có hàm lượng rutin dao động khoảng từ 80 ÷ 85% Sử dụng rutin có hàm lượng 80% để tiến hành nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tinh chế quy mô sản xuất từ 30 ÷ 50 kg /mẻ 5.1 Khảo sát trình hòa tan rutin (80%) metanol với lượng Rutin tăng dần - Trong phòng thí nghiệm để hòa tan hoàn toàn lượng Rutin = 1g metanol nhiệt độ sôi lượng dung môi dao động khoảng từ ÷ 6ml Nhưng với lượng rutin tăng tỷ lệ lượng metanol lượng rutin tăng kết khảo sát trình sau: Cân lượng rutin cần tinh chế nghiền nhỏ tăng dần từ 1kg đến 11kg Cho mẻ rutin vào thiết bị hòa tan có bao để gia nhiệt, có sinh hàn ngược, có khuấy sau bổ xung lượng metanol vào từ từ, vừa gia nhiệt, vừa khuấy cho mẻ tan hết lượng rutin nhiệt độ sôi Khi ta quan sát thấy dịch rutin chuyển từ đục sang Đo lượng dung môi mẻ Kết hòa tan hoàn toàn rutin với trọng lượng tăng dần metanol nhiệt độ sôi trình bày bảng Bảng 9: Sự tương quan lượng metanol cần thiết để hòa tan lượng rutin tương ứng Lượng rutin Lượng metanol hòa tan hoàn toàn Tỷ lệ rutin/metanol (kg) (lít) (kg/lít) 1/7 27 1/9 55 1/11 91 1/13 135 1/15 11 165 1/15 14 Kết luận: Lượng rutin tăng - tỷ lệ Rutin metanol tăng Đến tỷ lệ định 1/15 có tăng lượng rutin tỷ lệ rutin/metanol không tăng 5.2 Khảo sát trình tan rutin có hàm lượng 80% metanol phụ thuộc vào kích cỡ nguyên liệu rutin Trong quy mô phòng thí nghiệm, mẻ hòa tan rutin metanol nhiệt độ sôi nhận thấy kích thước hặt rutin đem hòa tan ảnh hưởng lớn đến tốc độ hòa tan lượng dung môi sử dụng Để nghiên cứu ảnh hưởng kích thước hạt rutin thô đến trình hòa tan: Phương pháp tiến hành sau: Rutin thô nghiền sàng qua mắt sàng có kích thước khác Ta thu nguyên liệu rutin thô có kích thước khác Cân lượng rutin thô xác 1kg loại sau cho vào thiết bị hòa tan, có sinh hàn ngược, có cấp nhiệt bao hơi, có khuấy, thêm vào lít metanol vừa cấp nhiệt cho bình hòa tan Khi dung môi bắt đầu sôi bật máy khuấy bắt đầu bấm thời gian hòa tan Quan sát rutin tan hết dịch rutin metanol chuyển từ đục sang Kết khảo sát trình hòa tan rutin với kích thước hạt khác metanol trình bày bảng 10 Bảng 10: Ảnh hưởng kích thước hạt rutin thô đến tốc độ hòa tan metanol Kích thước hạt rutin (mm) Lượng rutin đem hòa tan (kg) Lượng dung môi metanol (lít) Thời gian hòa tan (phút) 10 45 20 1 10 - Kết cho thấy kích thước hạt rutin ảnh hưởng lớn đến tốc độ hòa tan chúng dung môi metanol Kích thước nhỏ 10 lần, tốc độ hòa tan rutin metanol nhanh lần 5.3 Khảo sát tốc độ hòa tan rutin thô với độ thủy phần khác Phương pháp khảo sát tiến hành sau: 15 Cân lượng rutin quy lượng rutin khô tuyệt đối 1kg cho mẻ với độ thủy phần khác nhau, với kích thước hạt 5mm cho vào bình hòa tan có bao hơi, có sinh hàn ngược, có khuấy, bổ xung lượng metanol lít Khi dung môi bắt đầu sôi bật khuấy bắt đầu tính thời gian hòa tan Kết khảo sát trình bày bảng 11 Bảng 11: Ảnh hưởng độ thủy phần mẫu rutin thô đến thơi gian hòa tan Rutin với độ thủy phần (%) Lượng Rutin khảo sát (kg) Kích thước hạt rutin (mm) Lượng dung môi (lít) Thời gian hòa tan (phút) 7,5 1,081 20 (dung dịch trong) 10,5 1,117 35 (dung dịch đục) 20 1,250 60 (dịch đục, không tan hết) Như thủy phần rutin thô tăng thời gian hòa tan rutin metanol tăng Ở độ thủy phần 10,5%, sau khoảng 35 phút rutin tan metanol tạo dung dịch đục Ở độ thủy phần cao đến 20% rutin không hòa tan hết lượng nước rutin làm giảm độ hòa tan rutin 5.4 Khảo sát trình lọc nóng dịch rutin thô metanol với tỷ lệ rutin metanol tăng dần Những nghiên cứu phòng thí nghiệm cho thấy sau hòa tan rutin thô metanol trình lọc để tách tạp bẩn lẫn rutin trình khó khăn Nếu tỷ lệ rutin dung môi thấp, trình lọc bị tắc nồng độ rutin lớn kết tinh làm bít màng lọc Nếu độ thủy phần rutin lớn lọc xảy tượng tắc rutin tủa lại độ hòa tan rutin metanol lẫn nước thấp Chúng tiến hành khảo sát hai yếu tố trên: Một ảnh hưởng tỷ lệ rutin đem tinh chế lượng dung môi sử dụng đến trình lọc Thí nghiệm tiến hành sau: 16 Trong thí nghiệm khảo sát, sử dụng 1kg rutin 80% độ thủy phần 7,5% hòa lượng metanol tăng dần, sau hòa tan rutin xong đem lọc áp lực qua thiết bị lọc ống với lớp lọc lớp dày 5mm Kết trình bày bảng 12 Bảng 12: Kết lọc ống dịch rutin metanol với lượng metanol tăng dần thiết bị lọc ống Lượng rutin Trạng thái tan rutin Kết lọc (kg) Lượng metanol (lít) Tan hoàn toàn Lọc khó, hay tắc Tan hoàn toàn Lọc khó, hay tắc 11 Tan hoàn toàn Lọc rễ hơn, tắc 13 Tan hoàn toàn Lọc rễ, không tắc Với tỷ lệ rutin/metanol 1/13 việc hòa tan lọc dễ dàng Tuy nhiên sản xuất với lượng nguyên liệu tăng từ 30 ÷ 50kg rutin tỷ lệ Rutin/metanol phù hợp để hòa tan lọc tốt 1/15 Kết luận: Để hòa tan rutin thô hàm lượng 80% metanol nhiệt độ sôi tốt tạo dịch rutin thích hợp để lọc loại tạp học chất không hòa tan metanol phải thực kỹ thuật sau: - Nguyên liệu rutin phải sấy khô, độ ẩm khoảng ÷ 7,5% rutin phải nghiền nhỏ để tăng tốc độ hòa tan - Lượng dung môi phải đủ để hòa tan tốt rutin lượng lớn 30 ÷ 50kg với tỷ lệ rutin/metanol (1/15) Với tỷ lệ việc lọc dịch rutin metanol thiết bị lọc ống dễ dàng 5.5 Khảo sát trình loại dung môi khỏi dịch lọc rutin metanol Dịch lọc rutin metanol chuyển vào thiết bị cất loại dung môi, thiết bị cất loại dung môi chế tạo thép không gỉ, gia nhiệt nước, có khuấy, có lắp sinh hàn để ngưng tụ dung môi Quá trình cất loại metanol tiến hành sau: - Bơm toàn dịch lọc rutin metanol vào thiết bị cất loại dung môi - Cấp nhiệt nước thông qua bao cho khối dịch rutin 17 - Bật thiết bị khuấy để khuấy dịch - Cấp nước lạnh cho sinh hàn Khi metanol sôi, khống chế tốc độ bốc metanol cho phù hợp với tốc độ ngưng để tránh gây thất thoát metanol Khi gần cạn ta tắt máy khuấy - Quan sát qua kính thủy để xác định thời điểm ngừng cấp nhiệt + Dung môi metanol thu hồi sử dụng lại để hòa tan rutin cho mẻ tinh chế + Rutin sau loại metanol đem phân tích thu số sau: Hàm lượng rutin 91%, hàm lượng Quercetin 2%, thủy phần 7,5%, tạp học 0,05% 5.6 Khảo sát trình hòa tan Rutin cất loại metanol cồn etanol 96% Rutin thu sau lọc, cất loại metanol loại tất tạp học không tan metanol bao gồm tạp vô cơ, tạp hữu cơ, số chất keo phần nước Để hòa tan rutin etanol 96% khảo sát tỷ lệ rutin etanol Thí nghiệm tiến hành sau: Cân 1kg rutin loại metanol nghiền nhỏ cho vào thiết bị hòa tan Thiết bị có bao hơi, có khuấy, có sinh hàn ngược Đổ dần lượng etanol vào sau cấp nhiệt nước qua bao bật khuấy Từng mẻ ta quan sát thời điểm rutin hòa tan hết dịch rutin từ vàng đục chuyển sang qua kính thủy Kết khảo sát phụ thuộc rutin lượng etanol trình hòa tan trình bày bảng 13 Bảng 13: Khả hòa tan rutin loại metanol etanol 96% Lượng rutin (kg) Lượng metanol 96% (lít) Trạng thái hòa tan Còn đục Hòa tan tốt Hòa tan tốt Nhận xét: Kết khảo sát phòng thí nghiệm để hòa tan hết lượng rutin tỷ lệ lượng rutin/khối lượng thể tích etanol phải cần 1/7,5 kết cho thấy tỷ lệ giảm xuống 1/5 Điều cho ta thấy độ rutin cải thiện rõ rệt, tạp học chất keo loại bỏ độ thủy 18 phần rutin giảm Mục tiêu trình hòa tan rutin cất loại metanol cồn công nghiệp 96% để kết tinh lại rutin etanol lần Chính lựa chọn tỷ lệ rutin/cồn (1/5) phù hợp cho trình tinh chế rutin quy mô 30 ÷ 50kg/mẻ Sau hòa tan rutin etanol, dịch rutin cồn làm nguội từ từ, tắt máy khuấy tháo dịch rutin cồn thiết bị kết tinh Thiết bị kết tinh thùng inox có nắp đậy kín đặt buồng thoáng yên tĩnh để rutin kết tinh dịch rutin nguội dần Khi trình kết tinh hoàn toàn, ta tiến hành lọc để thu sản phẩm Để trình kết tinh nhanh ta bổ xung lượng nước vào dịch Rutin với tỷ lệ 5÷10% so với lượng etanol Không cho lượng nước lớn tỷ lệ gây khó khăn cho trình lọc thu sản phẩm sau việc xử lý lại etanol cho mẻ sau 5.7 Quy trình kỹ thuật lọc thu rutin Khi rutin kết tinh hoàn toàn etanol ta tiến hành lọc thu sản phẩm Sử dụng thiết bị lọc chân không inox Trên mắt sàng lọc ta có lót lớp vải lọc Dịch cồn chứa rutin thu khuấy chuyển vào phễu lọc, bật bơm chân không để trình lọc nhanh Khi lớp sản phẩm rutin có độ dày từ ÷ 4cm dừng đổ dịch rutin vào phễu lọc Tiếp tục hút chân không đến lớp rutin hút gần hết lượng dung môi tăt bơm chân không Lấy rutin khay để đem sấy • Chú ý: - Khi đổ dịch chứa tinh thể rutin vào phễu lọc phải đổ từ từ, dịch tràn đầy bề mặt màng lọc, bật bơm hút chân không Không nên thu lớp rutin dày > 4cm, trình hút dung môi lâu khó - Nếu dịch lọc có chứa nhiều nước trước kết thúc trình lọc ta đổ lượng cồn etanol lạnh vào để rửa khối rutin phễu lọc 5.8 Quy trình kỹ thuật sấy sản phẩm rutin - Rutin sau lọc xong chuyển khay sấy Trước cho vào buồng ta cắt nhỏ khối rutin thành miếng có độ dày từ ÷ 6mm đặt khay Chuyển khay sấy vào tủ sấy Tủ sấy thiết kế inox, có khung để đặt khay sấy , có điều khiển nhiệt độ, có lắp quạt hút nước khỏi buồng sấy 19 - Sau khay sấy chuyển vào tủ sấy ta bắt đầu bật hệ thống cung cấp nhiệt để sấy bật quạt hút nước, nhiệt độ sấy tốt khoảng 70 ÷ 80 0C - Khi sấy xong khay sấy lấy để nguôi phòng Sản phẩm rutin miếng màu vàng nhạt, nhẹ, độ ẩm 9% 5.9 Quy trình kỹ thuật nghiền rutin - Khi rutin sấy xong ta đem đóng gói túi nylon hút chân không, nhiên điều tốn lượng túi đáng kể miếng rutin chiếm thể tích lớn Nếu ta đem nghiền chúng thành bột, chúng chiếm thể tích nhỏ việc đóng gói thuận lợi - Quá trình nghiền rutin tiến hành thiết bị nghiền búa Inox: Rutin sau nghiền thu vào bao, kich thước hạt rutin phụ thuộc vào mắt sàng máy nghiền tốc độ vòng quay trục gắn búa Thường người ta nghiền rutin tới kích thước hạt dao động từ 0,1 ÷ 0,3 mm 5.10 Quy trình kỹ thuật đóng gói rutin - Rutin sau nghiền thường chứa túi nylon Tùy theo sở sản xuất mà lượng rutin túi khác nhau, thường có khối lượng tịnh 1; 5; 10 kg túi - Trước đóng bao phải chư ý điểm sau: + Mỗi mẻ trước đóng gói bảo quản phải lấy mẫu đem phân tích chất lượng sản phẩm + Độ ẩm rutin không cao tiêu chuẩn tối đa cho phép độ ẩm rutin Dược điển Việt Nam IV Dược điển nước Độ ẩm tối đa cho phép 8,5 ÷ 9% tùy nước + Kích thước hạt rutin phải đồng , hạt to hạt nhỏ + Màu sắc phải giống nhau, nơi vàng xẫm, nơi vàng nhạt - Quá trình đóng bao tiến hành đóng tự động máy đóng bao hay đóng thủ công Sau kỹ thuật đóng bao thủ công: + Chọn thể tích nylon cho phù hợp với lượng rutin + Đổ lượng rutin vào túi khối lượng quy định cân 20 + Chuyển túi nylon có chứa lượng rutin quy chuẩn sang máy dán túi có hút chân không + Tiến hành dán túi có hút chân không + Cho túi nylon chứa rutin dán kín sau xếp vào thùng carton theo lượng quy định xếp vào kho 21 CHƯƠNG VI: SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH NHIỀU LẦN TRONG METANOL, ETANOL CÓ BỔ XUNG NƯỚC VÀ CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 6.1 Sơ đồ công nghệ tinh chế Rutin 80% phương pháp kết tinh nhiều lần metanol, etanol có bổ xung nước Rutin thô chứa 80% rutin Ngiền nhỏ bổ xung metanol Metanol Cấp nhiệt Khuấy hòa tan, lọc Dịch metanol chứa rutin Tạp bẩn Cất loại metanol Metanol thu hồi Rutin loại metanol Bổ xung etanol 96% Etanol 96% Xử lý Cấp nhiệt Khuấy hòa tan Dung dịch rutin etanol Bổ xung Nước Làm nguội, kết tinh Lọc Cồn etanol Rutin Sấy, nghiền Xử lý Phân tích Đóng bao Sản phẩm rutin theo Dược điển VN IV 22 6.2 Các bước tinh chế lại rutin 80% phương pháp kết tinh lại nhiều lần metanol, etanol có bổ xung nước * Bước 1: Phân tích rutin thô định đem tinh chế phải đạt số sau: - Hàm lượng rutin không 80% - Độ ẩm (độ thủy phần) không cao 9% - Hàm lượng Quercetin không cao 4% * Bước 2: Cân lượng rutin thô từ 30 ÷ 50kg sai số không 0,1kg * Bước 3: Nghiền lượng rutin máy nghiền búa inox để hạt rutin có kích thước từ 0,1 ÷ 1mm * Bước 4: Nạp lượng rutin vào thiết bị hòa tan * Bướcc 5: Cho lượng metanol vào thiết bị hòa tan với tỷ lệ 1kg cho 15 lít metanol Bật van cấp nhiệt cho thiết bị hòa tan Đóng cửa nạp liệu Bật máy khuấy, quan sát qua kính thủy trình hòa tan rutin metanol Khi rutin hòa tan hết dịch rutin metanol chuyển từ đục sang trong, ta khóa van cấp nhiệt, khóa van đường vào sinh hàn, mở van tháo dịch rutin metanol vào thiết bị lọc ống * Bước 6: Quá trình lọc: - Chuẩn bị thiết bị lọc ống – vệ sinh thiết bị lọc, lắp màng lọc, đóng kín thiết bị - Mở van nối máy bơm hút dịch lọc với thiết bị lọc để dịch rutin metanol chảy vào thiết bị lọc ống Do áp suất bình hòa tan lớn áp suất khí nên dịch rutin metanol tự động chảy qua màng lọc thiết bị lọc máy bơm chuyển dịch lọc vào thiết bị cất loại dung môi Quá trình lọc phải liên tục, không dừng ngắt quãng để tránh tượng tắc dịch lọc bị nguội kết tinh làm bít màng lọc Nếu bình lọc ống thứ bị tắc, hay đầy tạp lọc ta mở van cho dịch rutin metanol chảy vào thiết bị lọc ống thứ hai Khi tất dịch lọc lọc ta tắt máy khuấy thiết bị hòa tan Khóa van tháo đáy, tắt máy bơm - Tháo nắp thiết bị lọc ống, xử lý tạp bẩn loại khỏi rutin, vệ sinh thiết bị lọc, lắp lớp màng lọc chuẩn bị cho mẻ lọc * Bước 7: Cất loại dung môi metanol - Trong thiết bị cất loại dung môi metanol chứa dịch lọc rutin ta mở van cấp nhiệt cho thiết bị, mở van cấp nước cho sinh hàn, bật máy khuấy Sau thời gian 23 dung môi metanol bắt đầu sôi, bốc chảy qua sinh hàn Tại sinh hàn metanol ngưng tụ gặp lạnh chảy vào thùng chứa metanol Tại thùng chứa metanol ta mở van thoát cho cân áp suất bình chứa metanol khí - Điều khiển cho lượng nhiệt nước cấp cho trình bốc metanol vừa phải không metanol thoát mà không bị ngưng tụ - Khi lượng metanol gần hết ta tắt máy khuấy tránh tượng rutin kết lại làm gãy cánh khuấy - Khi lượng metanol cất loại hết ta tắt hệ thống cấp nước * Bước 8: Hòa tan rutin etanol - Rutin thiết bị cất loại metanol bổ xung lượng etanol 96% với tỷ lệ 1kg rutin lít etanol - Bật máy khuấy mở van cấp nước nhằm tăng nhiệt độ cho etanol Quan sát trình hòa tan rutin etanol qua kính thủy, rutin tan hết ta thấy dịch etanol chuyển từ đục sang Đóng van cấp nhiệt nước, tắt máy khuấy, chuẩn bị chuyển dịch rutin etanol sang thiết bị kết tinh * Bước 9: Kết tinh rutin - Mở van tháo đáy cho dịch rutin – etanol chảy vào thiết bị kết tinh thùng vật liệu inox có nắp đậy kín để tránh bốc dung môi Mỗi thùng có dung tích khoảng 50 lít Cho dịch rutin – etanol vào khoảng 3/4 thùng dừng Chuyển thùng kết tinh vào buồng kết tinh Để qua đêm để dung dịch rutin nguội dần rutin kết tinh lại ta đem lọc để thu rutin Nếu cần thiết ta đem lọc để thu rutin Nếu cần thiết ta bổ xung khoảng ÷ 10% nước so với lượng dung môi etanol để trình kết tinh triệt để * Bước 10: Lọc thu sản phẩm rutin - Chuẩn bị thiết bị lọc chân không gồm bồn chân không vòng nước Đầu hút chân không nối với hệ thống hút phễu lọc - Nối bơm chân không với phễu lọc chân không Lắp vải vật liệu lọc lên mặt sàng phễu lọc cho vật liệu màng lọc khít mặt sàng phễu lọc - Khuấy dịch etanol có chứa rutin tháo dịch vào phễu lọc, dịch chứa rutin phủ kín bề mặt sàng phễu lọc ta bắt đầu bật bơm chân không Xả dịch 24 rutin cho rutin trải phễu lọc tạo thành lớp rutin có độ dày khoảng từ ÷ cm khóa van cấp dịch rutin - Quá trình hút chân không tiếp tục đến ta thấy bề mặt lớp rutin phễu lọc se khô dừng hút chân không - Lấy lớp rutin khỏi phễu lọc chuyển sang khay chuyển đến thiết bị cất lớp tạo thành miếng rutin có độ dày từ ÷ mm trải khay sấy để đưa vào sấy Các bánh rutin đạt yêu cầu lọc bánh rutin có độ ẩm vừa phải cầm để cắt miếng có chiều dày từ ÷ 6mm mà không bị nhão * Bước 11: Sấy rutin - Cho khay chứa miếng rutin có chiều dày từ ÷ mm vào tủ sấy Bật hệ thống quạt hút, bật hệ thống cấp nhiệt Điều chỉnh nhiệt độ khoảng 80 0C Không nên để nhiệt độ cao bề mặt miếng rutin chuyển màu Trong trình sấy ta kiểm tra thường xuyên trạng thái miếng rutin xem có bị biến màu không ta nên lật miếng rutin lần trình sấy để khô nhanh tác động nhiệt lên bề mặt miếng rutin - Khi thấy miếng rutin nhẹ, khô ta lấy khay sấy để nguội để đem nghiền miếng rutin * Bước 12: Nghiền rutin - Các miếng rutin sau sấy xong thu lại đem nghiền Chuẩn bị máy cách vệ sinh buồng nghiền cho sạch, lắp túi lọc thu sản phẩm Bật máy nghiền đổ từ từ miếng rutin vào máy nghiền Quá trình cho miếng rutin vào máy phải từ từ cho khỏi tắc máy nghiền cho tốc độ hạt rutin qua mặt sàng tốc độ cho miếng rutin vào máy nghiền - Kết thúc mẻ nghiền ta tắt máy chuyển rutin nghiền vào thiết bị chứa bột rutin để đem đóng bao Lấy mẫu phân tích, mẻ đạt yêu cầu ta đem đóng bao sản phẩm * Bước 13: Đóng bao sản phẩm đóng thùng trình bày mục 4.10 - Những mẻ không đạt yêu cầu ta đem tinh chế lại lần metanol đến đạt yêu cầu 25 KẾT LUẬN Công nghệ tinh chế rutin từ rutin thô có hàm lượng ≥ 80 % thành rutin ≥ 95 % Trung tâm CNHD HSHC nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tinh chế rutin Việt Nam quy mô công nghiệp phù hợp với điều kiện sản xuất rutin chất lượng cao Việt Nam Công nghệ thiết bị Trung tâm CNHD HSHC thiết kế đáp ứng công suất chất lượng sản phẩm rutin rutin tinh chế - Công suất đạt 30 ÷ 50 kg rutin thô mẻ, chất lượng rutin thu ≥ 95 %, đạt tiêu chuẩn chất lượng rutin theo Dược điển Việt Nam III Với công nghệ tinh chế rutin tạo rutin có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu xuất rutin thị trường giới Việt Nam mà không cần phải xuất rutin thô trước TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Y tế Bộ giáo dục đào tạo (1998), Bài giảng Dược liệu, tập 1, 259-294 Bộ môn Dược liệu (1990), “Nghiên cứu phương pháp chiết xuất rutin đạt tiêu chuẩn xuất từ hoa hòe”, Báo cáo đề tài 1988-1990, 1-36 Viện dược liệu (1993), Tài nguyên thuốc Việt Nam, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 521-527 26 Phạm Gia Điền (1995), “ Nghiên cứu triển khai công nghệ chiết tách rutin chất lượng cao từ nụ hòe”, “ Nghiên cứu chiết tách rutin chất lượng cao từ nụ hòe”, Báo cáo thực dự án rutin, 1-15 Bùi Thị Bằng (1991), “ Định lượng rutin sắc ký lỏng cao áp (SKLCA)”, Tạp chí dược học, 3, 26-28 Phan Tống Sơn, Lê Kiều Nhi, Phan Minh Giang, Nguyễn Văn Đậu (2002), “ Phân lập xác định rutin từ Hy thiêm ( Siegesbeckia orientlis L.) Việt Nam”, Tạp chí dược học 7, 11-13 Lê Thị Anh Đào (2000), “ Rutin Sophora Japonica L Thái Bình Hà Bắc”, Tuyển tập toàn văn báo cáo hội thảo quốc gia “ Định hướng phát triển ngành hóa học công nghiệp hóa chất Việt Nam trước thiên niên kỷ mới”, Hội hóa học Việt Nam, 286 Lê Thị Anh Đào, (1997) “ Rutin nụ hòe Thái Bình Bắc Giang”, Thông báo khoa học, (1), 47-50 Lê Thị Anh Đào (2000), “ Rutin Sophora Japonica L”, Tuyển tập toàn văn báo cáo hội thảo quốc gia, Hội hóa học Việt Nam , 286 10 Phạm Gia Điền, Đỗ Quốc Việt, Đoàn Ngọc Đức, Bá Thị Châm, Đào Tố Uyên, Lại Kim Dung, Trần Văn Đang, Lê Thị Ngọc Liên (2005), “ Quy trình công nghệ tinh chế rutin”, Tuyển tập công trình hội nghị khoa học công nghệ hóa hữu toàn quốc lần thứ 3, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội, 303-309 27 [...]... Những mẻ không đạt yêu cầu ta đem tinh chế lại một lần nữa trong metanol đến đạt yêu cầu 25 KẾT LUẬN 1 Công nghệ tinh chế rutin từ rutin thô có hàm lượng ≥ 80 % thành rutin ≥ 95 % đã được Trung tâm CNHD và HSHC nghiên cứu hoàn thiện là công nghệ tinh chế rutin đầu tiên của Việt Nam ở quy mô công nghiệp phù hợp với điều kiện sản xuất rutin chất lượng cao ở Việt Nam 2 Công nghệ này cùng thiết bị do Trung... đã đáp ứng được cả công suất và chất lượng sản phẩm rutin rutin tinh chế - Công suất đạt 30 ÷ 50 kg rutin thô một mẻ, chất lượng rutin thu được ≥ 95 %, đạt tiêu chuẩn chất lượng rutin theo Dược điển Việt Nam III 3 Với công nghệ tinh chế rutin này có thể tạo ra rutin có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu xuất khẩu rutin ra thị trường thế giới của Việt Nam mà không cần phải xuất khẩu rutin thô như trước... cứu công nghệ tinh chế rutin lên ở mức công nghiệp từ 30 ÷ 50 kg nguyên liệu rutin thô 80% mẻ 13 CHƯƠNG V KHẢO SÁT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN THÔ HÀM LƯỢNG 80% TỪ NỤ HÒE BẰNG NƯỚC VÔI TRONG BỔ XUNG THÊM BORAX QUY MÔ 30 ÷ 50 KG NGUYÊN LIỆU/ MẺ Rutin được chiết tách từ nụ hòe bằng nước vôi trong có bổ xung borax tại công ty Khải Hà có hàm lượng rutin dao động khoảng từ 80 ÷ 85% Sử dụng rutin có... Khuấy hòa tan Dung dịch rutin trong etanol Bổ xung Nước sạch Làm nguội, kết tinh Lọc Cồn etanol Rutin sạch Sấy, nghiền Xử lý Phân tích Đóng bao Sản phẩm rutin theo Dược điển VN IV 22 6.2 Các bước tinh chế lại rutin 80% bằng phương pháp kết tinh lại nhiều lần trong metanol, etanol có bổ xung nước * Bước 1: Phân tích rutin thô định đem tinh chế phải đạt các chỉ số sau: - Hàm lượng rutin không dưới 80% -... rutin trong etanol sang thiết bị kết tinh * Bước 9: Kết tinh rutin - Mở van tháo đáy cho dịch rutin – etanol chảy vào thiết bị kết tinh là những thùng bằng vật liệu inox có nắp đậy kín để tránh bốc hơi dung môi Mỗi thùng có dung tích khoảng 50 lít Cho dịch rutin – etanol vào khoảng 3/4 thùng thì dừng Chuyển các thùng kết tinh vào buồng kết tinh Để qua đêm để dung dịch rutin nguội dần và rutin kết tinh. .. SÁT CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN 80% ĐƯỢC CHIẾT TỪ NỤ HÒE BẰNG NƯỚC VÔI TRONG CÓ BỔ XUNG BORAX BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH NHIỀU LẦN TRONG HỆ DUNG MÔI Nguyên liệu sử dụng là rutin có hàm lượng 80% được chiết từ nụ hòe bằng nước vôi trong có bổ xung borax – rutin có màu vàng nhạt ánh xanh Các chỉ số của rutin được trình bày trên bảng 1 Để tiến hành nghiên cứu phương pháp tinh chế, lựa chọn dung môi kết tinh. .. CÔNG NGHỆ TINH CHẾ RUTIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH NHIỀU LẦN TRONG METANOL, ETANOL CÓ BỔ XUNG NƯỚC VÀ CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 6.1 Sơ đồ công nghệ tinh chế Rutin 80% bằng phương pháp kết tinh nhiều lần trong metanol, etanol có bổ xung nước Rutin thô chứa 80% rutin Ngiền nhỏ bổ xung metanol Metanol Cấp nhiệt Khuấy hòa tan, lọc Dịch metanol chứa rutin Tạp bẩn Cất loại metanol Metanol thu hồi Rutin loại metanol... độ sạch của rutin đã được cải thiện rõ rệt, tạp cơ học và các chất keo cơ bản đã được loại bỏ và độ thủy 18 phần trong rutin đã giảm Mục tiêu của quá trình hòa tan rutin đã cất loại metanol trong cồn công nghiệp 96% là để kết tinh lại rutin trong etanol một lần nữa Chính vì vậy lựa chọn tỷ lệ rutin/ cồn (1/5) là phù hợp cho quá trình tinh chế rutin ở quy mô 30 ÷ 50kg/mẻ Sau khi hòa tan rutin trong etanol,... etanol, dịch rutin trong cồn được làm nguội từ từ, tắt máy khuấy và tháo dịch rutin trong cồn ra thiết bị kết tinh Thiết bị kết tinh là những thùng inox có nắp đậy kín được đặt trong buồng thoáng yên tĩnh để rutin kết tinh khi dịch rutin nguội dần Khi quá trình kết tinh hoàn toàn, ta tiến hành lọc để thu sản phẩm Để quá trình kết tinh được nhanh hơn ta có thể bổ xung một lượng nước sạch vào dịch Rutin với... lợi và quá trình lọc loại tạp cũng dễ dàng, công đoạn loại metanol cũng đơn giản Bước 2 hòa tan rutin đã loại tạp cơ học trong cồn 96% nóng rất dễ dàng vì các chất bao quanh tinh thể rutin đã được loại bỏ, chính vì vậy lượng cồn dùng để hòa tan rutin giảm rất nhiều , tỷ lệ rutin/ cồn 96% chỉ còn (1/4) Không những thế rutin kết tinh trong cồn bổ xung nước ở công đoạn cuối cùng là cực kì cần thiết vì cả ... cầu 25 KẾT LUẬN Công nghệ tinh chế rutin từ rutin thô có hàm lượng ≥ 80 % thành rutin ≥ 95 % Trung tâm CNHD HSHC nghiên cứu hoàn thiện công nghệ tinh chế rutin Việt Nam quy mô công nghiệp phù... xuất rutin chất lượng cao Việt Nam Công nghệ thiết bị Trung tâm CNHD HSHC thiết kế đáp ứng công suất chất lượng sản phẩm rutin rutin tinh chế - Công suất đạt 30 ÷ 50 kg rutin thô mẻ, chất lượng rutin. .. truyền tinh chế rutin thu từ nụ hòe phương pháp trích ly với nước vôi có bổ xung borax - Danh mục thiết bị dây truyền tinh chế rutin trình bày bảng Bảng1: Danh mục thiết bị dây truyền tinh chế rutin