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Patent Searching and Data


Title:
PROCESS AND DEVICE FOR EXTRACTING FINE-PARTICLE SOLIDS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1991/003296
Kind Code:
A1
Abstract:
Exhaustive extraction of constituents of a layer of fine-particle solids is carried out by forcing the extraction medium through the layer by the application of force. This extraction process is rapid and can be used to extract extremely fine solid particles.

Inventors:
NYIREDI SZABOLCS (CH)
BOTZ LAJOS (CH)
STICHER OTTO (CH)
Application Number:
PCT/CH1990/000205
Publication Date:
March 21, 1991
Filing Date:
September 03, 1990
Export Citation:
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Assignee:
PETAZON AG (CH)
International Classes:
B01D11/02; (IPC1-7): B01D11/02
Foreign References:
US2152665A1939-04-04
FR847250A1939-10-05
FR1283269A1962-02-02
GB1059890A1967-02-22
FR1018380A1953-01-07
FR977029A1951-03-27
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Claims:
- 18 -Patentansprüche
1. Verfahren zur erschöpfenden Extraktion von Inhalts¬ stoffen aus feinteiligen, in einer Schicht angeordneten Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man durch die Schicht des feinteiligen Feststoffes mittels Kraft¬ anwendung ein Lösungsmittel zwingt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass m.an organische Stoffe aus dem feinteiligen Feststoff extrahiert.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass man eine biolgosiche Matrix, insbesondere feinvermahlene Pflanzen oder Pflanzenteile, extrahiert.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass man feinteilige Feststoffe mit einem Teilchenspektrum, wie es durch Vermählen er¬ hältlich ist, insbesondere mit einer unteren Teilchen grösse von 50 μm, extrahiert.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass man einen mit einem für die Extraktion inerten Feststoff vermischten feinteiligen Feststoff extrahiert.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass man aus dem feinteiligen Feststoff ein Stoffgemisch extrahiert.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass man während der Extraktion die angewendete Kraftstärke variiert, insbesondere periodsch zwischen Zeitabschnitten mit stärkerer und schwächerer Kraftanwendung oder mit und ohne Kraftan¬ wendung abwechselt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man Perioden höheren Überdruckes (Δ T) mit Perioden niedrigeren Überdruckes (Δt) variiert, wobei die Dauer der Perioden höheren Überdruckes abnehmend und jener niedrigeren Überdruckes zunehmend ist.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, dass man nacheinander mit ver¬ schiedenen Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen extrahiert und den zu extrahierenden Feststoff nach jedem Lösungsmittel oder gemisch mittels Durchleiten eines Inertgases trocknet.
10. Kontinuierliches Verfahren zum Extrahieren von In¬ haltsstoffen aus feinteiligen Feststoffen nach eine der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man aus dem gewonnenen Extrakt das Lösungsmittel abdestill..ert und das zurückgewonnene Lösungsmittel erneut der Extraktion zuführt.
11. Kontinuierliches Verfahren nach Anspruch 10, dadurc gekennzeichnet, dass man den gewonnenen Extrakt i Anschluss an die Extraktion einem oder mehreren Chro matographieschritt(en) unterwirft, das Lösungsmitte durch Destillation zurückgewinnt und erneut der Ex traktion zuführt.
12. Kontinuierliches Verfahren nach einem der vorangehen¬ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Lösungsmittel mittels Überdruck durch mehrere aufein¬ anderfolgend angeordnete Schichten des feinteiligen Feststoffes zwingt.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einem Extrak¬ tionsgefäss (22) zur Aufnahme der Schicht des zu extrahierenden feinteiligen Feststoffes (23), dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsgefäss (22) eintrittseitig über eine Pumpe (27) mit einem Vor¬ ratsgefäss (29) für Lösungsmittel in Verbindung steht und austrittseitig ein Absperrorgan (35) aufweist, wobei der Pumpe (27) eine Schaltuhr zum Ein und Aus¬ schalten der Pumpe (27) gemäss einem vorgegebenen Zeitprogramm und dem Absperrorgan (35) ein Druck¬ regler (26) zum Schliessen und Offnen des Absperr¬ organs in Abhängigkeit vom Lösungsmitteldruck zugeordnet sind.
14. Vorrichtung zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 12 mit einem Extraktionsgefäss (22) zur Aufnahme der Schicht des zu extrahierenden feinteiligen Feststoffes (23), dadurch gekennzeichnet, dass das Extraktionsgefäss (22) eintrittseitig über eine Pumpe (27) mit einem ersten Vorratsgefäss (29) für Lösungsmittel und aus¬ trittseitig mit einem Gefäss (33) für den Extrakt in Verbindung steht, das Gefäss (33) für den Extrakt über eine mit einem Absperrorgan (45) versehene Lei¬ tung (36) mit einer Vakuumdestillationsanlage (37) und letztere über eine weitere, mit einem Absperr¬ organ (46) versehene, Leitung (43) mit dem ersten Vorratsgefäss (29) für Lösungsmittel verbunden ist, wobei den Absperrorganen (45, 46) mindestens ein Regelorgan (26) zugeordnet ist, welches die Absperr¬ organe in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsniveau in den beiden Gefässen (29, 33) steuern.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Vorratsgefäss (29) mit einem zweiten Vorratsgeäss (47) für Lösungsmittel in Verbindung steht.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass im Anschluss an die Austrittsöffnung des Extraktionsgefässes eine oder mehrere Chromato¬ graphiesäule(n) angeordnet sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da¬ durch gekennzeichnet, dass alle ihre mit dem zu extrahierenden Feststoff und dem Extrakt in Berührung gelangenden Teile aus einem inerten Material, vor¬ zugsweise Glas und Polytetrafluorethylen, bestehen.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Extrahieren von feinteiligen Feststoffen

Mittels Fest-Flüssig-Extraktion werden Inhaltsstof e, d.h. Bestandteile von Feststoffen für präparative oder analyti¬ sche Zwecke in gelöster Form gewonnen. Die Extraktions¬ technik kennt zwei verschiedene Verfahrensarten für die Fest-Flüssig-Extraktion. Die eine dieser Verfahrensarten arbeitet bis zur Einstellung eines Konzentrationsgleichge- wichtes zwischen Lösung und Rückstand und bei der anderen wird der Rückstand erschöpfend, d.h. quantitativ extra¬ hiert.

Das bekannteste und einfachste Verfahren zur quantitative Extraktion wird Perkolation genannt. Die Perkolation hat besondere praktische Bedeutung für die Extraktion von Dro¬ gen erlangt. Als Drogen werden getrocknete ganze Pflanze oder Teile davon und getrocknete Tiere, Teile von Tiere oder Ausscheidungen von Tieren bezeichnet.

Bei der Perkolation wird ein zylindrisches oder konische Glasgefäss, das unten mit einem Hahn zur Regulierung de Ablaufgeschwindigkeit versehen ist und das in seinem unte ren Teil eine Siebplatte aufweist, auf der eine Schich der zerkleinerten Droge, die den sogenannten Drogendoch bildet, liegt, mit Lösungsmittel beschickt. Dabei wir ausschliesslich frisches Lösungsmittel mit der Droge i Berührung gebracht. Entsprechend ist der Verbrauch an Lö sungsmittel hoch. Ausserdem ist die Zeit bis zur vollstän digen Extraktion sehr lang, da die Perkolationsgeschwin digkeit sehr klein ist. Sie beträgt z.B. gemäss deutsche

Arzneimittelbuch (DAB 8) 4 bis 6 Tropfen pro Minute pro 100 g Droge und gemäss USP (XXI) 0,1 bis 0,5 ml pro Minute pro 100 g Droge, wobei 0,5 ml pro Minute schon als schnel¬ le Perkolation bezeichnet wird.

Dieses bekannte Verfahren muss mit zerkleinerter Droge durchgeführt werden, die keine Feinanteile enthält, da letztere den Perkolator verstopfen.

Vorzugsweise wird die zerkleinerte Droge vor der Perkola¬ tion einer Vorquellung unterworfen. Wegen der Gefahr des Berstens von Glasperkolatoren durch den Quelldruck schrei¬ ben die Arzneibücher die Vorquellung ausserhalb des Perko¬ lators vor.

Die Limitierung bezüglich feinteiliger Droge und der Ge¬ schwindigkeit wirken sich nachteilig bei der praktischen Durchführung der Perkolation sowohl im Labor- als auch im Industrie-Massstab aus. Eine weitere Beschränkung liegt bezüglich Lösungsmittel vor, da relativ höher viskose Lösungsmittel, wie i-Propanol, Butanol oder Wasser, für die Perkolation unerwünscht sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren für die erschöpfende Extraktion von Inhaltsstof- fen aus feinteiligen Feststoffen, insbesondere für die er¬ schöpfende Extraktion von Drogen, d.h. die Perkolation vorzuschlagen, bei dem - vorzugsweise ohne Erhöhung, ins¬ besondere unter Verminderung, der eingesetzten Frisch¬ lösungsmittelmenge - mit bedeutend höherer Extraktionsge¬ schwindigkeit gearbeitet werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Unter feinteiligen Feststoffen werden neben den bereits erwähnten Drogen, d.h. biologischer Matrix, auch Erdreich, Erze und dergleichen verstanden. Wesentlich ist, dass die¬ se Feststoffe einen Anteil an extrahierbaren Bestandteilen aufweisen. Die extrahierbaren Bestandteile können auch in situ erzeugt werden, z.B. können Metalle durch saure Ex¬ traktionsmittel in im Extraktionsmittel lösliche Salze übergeführt werden. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bilden Gegenstand der Ansprüche 2 bis 12.

Bei dem erfindungsgemässen Durchzwingen eines Lösungs¬ mittels durch die Drogenschicht mittels Kraftanwendung, d.h. Überdruck, Vakuum oder Zentrifugalkraft, wird als erstes diese Schicht, die auch als Docht bezeichnet wird, verdichtet, d.h. die freien Zwischenräume zwischen den Teilchen werden minimalisiert. Dies ist ein bei der Perko¬ lation gemäss dem Stand der Technik unerwünschter Vorgang, da er zur unerwünschten Verstopfung des Perkolators und als Folge zur Kanalbildung im Drogendocht führt. Bei der Durchführung der erfindungsgemässen Extraktion wurden diese unerwünschten Vorgänge überraschenderweise nicht beobachtet. Vermutlich treten sie darum nicht auf, weil erfindungsgemäss nach der Verdichtung das Lösungsmittel weiter unter Krafteinwirkung steht und mittels, vorzugs¬ weise demselben Überdruck, durch den Drogendocht gezwungen wird. Durch die in.~>lge Verdichtung des Drogendochtes ver¬ engten Zwischenräume fliesst das Lösungsmittel in einer äusserst dünnen Schicht oder in einem äusserst dünnen Film zwischen den Teilchen durch, wodurch ein optimaler Stoff¬ austausch entsteht. Da ausserde auch kleinste Teile des zu extrahierenden Stoffes im Docht oder in der Schicht beim erfindungsgemässen Verfahrens nicht stören, kann

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erfindungsgemäss ein Material mit sehr grosser Oberfläche extrahiert werden. Bei der Extraktion biologischer Pro¬ dukte hat die Einsetzbarkeit feinster Teile den Vorteil, dass auch Material mit aufgebrochenen Zellwänden extra¬ hiert werden kann. Dabei werden die löslichen Bestandteile leicht herausgewaschen, währenddem bei intakten Zellwänden die Inhaltsstoffe durch die langsamere Diffusion durch die Zellwände in den Extrakt gelangen.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann die für die vollständige Extraktion einer Droge erforderliche Zeit auf Bruchteile der erforderlichen Zeit bei der bekannten Per¬ kolation reduziert werden.

Obwohl hier einfachheitshalber nur von Drogen gesprochen wird, ist zu betonen, dass Drogen nur ein Beispiel für feinteilige Feststoffe, die erfindungsgemäss extrahiert werden können, darstellen. Weitere mit dem erfindungsge¬ mässen Verfahren extrahierbare Feststoffe sind Erdreich (Analyse, Reinigung, Gewinnung von Stoffen), Erze (Ana¬ lyse, Gewinnung von Stoffen).

Ausser der schnelleren verstopfungsfreien, quantitativen Extraktion beliebig feinteiliger Feststoffe mit praktisch beliebigem Teilchenspektrum bis zu einer unteren Teilchen- grössengrenze von 50 μm oder weniger ermöglicht die Erfin¬ dung auch die Verwendung einer grösseren Anzahl von Lö¬ sungsmitteln, insbesondere auch solcher mit höherer Vis¬ kosität. Es ist zu betonen, dass die Extraktion sowohl nur mit einem einzigen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch als auch aufeinanderfolgend mit mehreren Lösungsmitteln oder -gemischen erfolgen kann. Der Extrakt von jedem

Lösungsmittel oder -gemisch wird getrennt gesammelt und aufgearbeitet. Vorzugsweise wird der feinteilige Feststoff vor dem Einsatz eines neuen Lösungsmittels durch Spühlen mit Stickstoff getrocknet.

Stickstoff oder ein anderes Innertgas kann auch zum Ver¬ dichten der Teilchen innerhalb der Schicht, vor Aufbringen des Lösungsmittels, eingesetzt werden.

Wenn das Zerkleinern, z.B. Vermählen, der zu extrahieren¬ den Feststoffe unter Zugabe von Mahlhilfsmitteln, z.B. Sand, erfolgt, kann die Extraktion ohne Entfernung des Mahlhilfsmittels erfolgen. Ein inerter feinteiliger Fest¬ stoff kann dem zu extrahierenden feinteiligen Feststoff auch nach dem Vermählen zugesetzt werden. Dadurch kann die homogene Schichtbildung erleichtert und die Extraktionsge¬ schwindigkeit erhöht werden.

Die Vollständigkeit der Extraktion kann weiter durch periodisches Erhöhen bzw. Senken der angewendeten Kraft, d.h. Überdruckes oder Zentrifugalkraft, verbessert werden. Beispielsweise kann das Lösungsmittel mit einem Druck von 0,15 MPa während 3 Minuten durch den Drogendocht gezwungen werden, worauf 3 Minuten mit geringeren oder .ohne Über¬ druck folgen. Während der Periode hohen Druckes mit schnellem Lösungsmittelfluss werden die Lösungsvorgänge begünstigt, währenddem die Periode niedrigeren Drucks bei langsamem Lösungsmittelfluss bzw. während Perioden mit stationärem Lösungsmittel, insbesondere die Diffusionsvor¬ gänge, begünstigt werden.

Da das erfindungsgemässe Verfahren ausserordentlich schnell arbeitet und zum erschöpfenden Extrahieren von

Materialien mit praktisch beliebiger Teilchengrössen- verteilung, insbesondere vor sehr kleinen Teilchen, ge¬ eignet ist, kann es vorteilhaft ausser im Labormassstab auch im Pilot- und im Industriemassstab eingesetzt werden. Ein solches Verfahren in grösserem Massstab kann als a) diskontinuierliche absolute Gegenstromextraktion, bei dem Extraktionsmittel und Droge sich gegeneinander bewegen, b) als kontinuierliche relative Gegenstromextraktion, bei der sich nur die flüssige Phase bewegt, währenddem die Droge im Verlaufe der gesamten Extraktion im selben Gefäss ver¬ bleibt und c) als kontinuierliche absolute Gegenstrom¬ extraktion, bei der sich Extraktionsmittel und Droge in ständiger Bewegung befinden, ausgeführt werden.

Die Extraktion im Labormassstab kann sowohl im chemischen als auch im klinischen Labor ausgeführt werden, wobei es sich im zweiten Fall hauptsächlich um Extraktion im Rahmen der klinischen Analyse handelt.

Bei der Extraktion von grösseren Mengen von Drogen wird vorzugsweise derart verfahren, dass der Drogendocht (oder anderes kleinteiliges Material) gegebenenfalls nach Ver¬ dichten mittels Stickstoff aus einem ersten Lösungsmittel¬ reservoir mittels einer Pumpe mit Lösungsmittel beauf¬ schlagt und das Lösungsmittel unter Kra tanwendung, vor¬ zugsweise mittels Überdruck durch den Drogendocht gezwun¬ gen wird. Das aus dem Drogendocht und darauf aus dem Extraktionsgefäss austretende Lösungsmittel gelangt in ein Gefäss für den Extrakt, von wo es einer Vakuumdestilla¬ tionsanlage zugeführt wird. In der Vakuumdestillations¬ anlage wird der Extrakt aufkonzentriert und reines Lö¬ sungsmittel wird zurückgewonnen, das wieder dem ersten

Vorratsgefäss zugeführt wird. Der Flüssigkeitsstand in den Gefässen kann durch Steuerung von vor der Destillations¬ anlage und nach der Destillationsanlage angeordneten Sperrorganen der entsprechenden Leitungen auf dem ge¬ wünschten Niveau gehalten werden.

Als Extraktionsgefässe können beliebige bekannte, z.B. zylindrische oder kegelförmige Gefässe mit einfacher oder doppelter Wand, eingesetzt werden. Im unteren Teil des Ge- fässes ist jeweils eine kleinporige Platte, z.B. aus Sin¬ termaterial, angeordnet, auf dem der Drogendocht ruht. Eine solche Platte trennt vorzugsweise auch den Lösungs- mitteleinlass vom Drogendocht. Bei doppelwandigen Gefässen kann der Gefässinhalt temperiert, d.h. erwärmt oder ge¬ kühlt werden.

Da die verwendeten Lösungsmittel im allgemeinen sehr flüchtig sind und deshalb keine 100%ige Rückgewinnung mög¬ lich ist, ist das erste Vorratsgefäss vorzugsweise mit einem weiteren dritten Vorratsgefäss verbunden, aus de der Lösungsmittelverlust innerhalb des Kreislaufes ersetzt wird.

Der gewonnene Extrakt, der im allgemeinen aus einer Mi schung verschiedener Komponente besteht, kann vor der De stillation durch einen Chromatographieschritt in sein Bestandteile aufgetrennt werden. Ein solches Vorgehen is besonders für die Gewinnung von Wirkstoffen im kommerziel len Massstab vorteilhaft, da dabei ausser der Schnellig keit und Teilchengrössenunabhängigkeit des erfindungsge mässen Verfahrens zur Gewinnung einer Stoffmischung de weitere Vorteil, die Auftrennung der Stoffe und die Ge

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winnung reiner Stoffe im selben Kreislauf mit wenig Mehr¬ kosten erzielt werden kann.

Der Chromatographieschritt erfolgt durch Einbringen des Extraktes in eine Chromatographiesäule, wo mindestens einer oder maximal alle extrahierten Stoffe adsorbiert, man könnten auch sagen aus dem Extrakt "herausfiltriert" werden, worauf das Eluieren mit anderen Lösungsmitteln folgt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens weist die Merkmale des Anspruches 13 und zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens jene des Anspruches 14 auf. Besonders bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 15 bis 17 beansprucht.

Die Schaltuhr schaltet die Pumpe nach einem vorgegebenen Zeitprogramm ein und aus. Der Druckregler, der mit der Schaltuhr gekoppelt sein kann, sorgt dafür, dass das Ab¬ sperrorgan am austrittseitigen Ende des Extraktionsge- fässes bei Erreichen von vorgegebenen Druckwerten ge¬ schlossen bzw. geöffnet wird. Dadurch wird der Druckver¬ lauf über die Zeit im Extraktionsgefäss gesteuert.

Es wird vorzugsweise eine Pumpe ohne Pulstemperung, d.h. ohne Vergleichmässigung der Pumpenwirkung, eingesetzt.

Vorzugsweise bestehen alle Teile einer solchen Vorrich¬ tung, die mit dem zu extrahierenden Feststoff und mit dem Extrakt in Berührung kommen, aus einem inerten Material. Besonders gute Erfahrungen wurden mit aus Glas und Teflon bestehenden Anlagen gemacht, wobei Elemente aus Teflon

auch durch te lonbeschichtete Materialien ersetzt sein können.

Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter veranschau¬ licht. Es zeigen rein schematisch:

Fig. 1 und 2 je eine Modelldarstellung der Struktur von einer biologischen Matrix;

Fig. 3 eine Modelldarstellung des Extraktionsvor¬ ganges;

Fig. 4 eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Durch¬ führung des erfindungsgemässen Verfahrens und

Fig. 5 den Druckverlauf im Extraktionsgefäss i Funktion der Zeit.

In den Fig. 1 und 2 sind die sechseckigen Zellen 2 de biologischen Matrix 1, z.B. einer Droge, durch Zellwände begrenzt. In jeder einzelnen Zelle befinden sich mehrer verschiedene extrahierbare Zellinhaltsstoffe, die durc verschiedene geometrische Figuren 4, 5, 6, 7 veranschau licht sind. Die unterschiedliche Polarität der Zellin haltsstoffe ist durch unterschiedliche Schwärzungsgrad dargestellt. Wenn die Zellwände, wie in Fig. 1 darge stellt, geschlossen sind, können die Zellinhaltsstoffe 4, 5, 6, 7 nur durch einen bei der Extraktion stattfindende Diffusionsvorgang, d.h. wenn die einzelnen Stoffe durc die Zellwand treten, gewonnen werden.

Je feinteiliger ein biologisches Material vermählen ist, um so mehr Zellwände werden, wie dies aus Fig. 2 ersicht¬ lich ist, aufgebrochen. Die Stoffe aus Zellen 2' mit aus¬ gebrochenen Zellwänden 3' können von einem Lösungsmittel ohne Diffusionsvorgang herausgewaschen oder herausgespült werden. Dieser Schwemmvorgang erfolgt bedeutend schneller als die Diffusion. Da beim erfindungsgemässen Verfahren fast beliebig klein zermahlene biologische Stoffe einge¬ setzt werden können (da keine Verstopfungsgefahr besteht), wird bei der erfindungsgemässen Extraktion ein Teil der Zellinhaltsstoffe aus den aufgebrochenen Zellen herausge¬ schwemmt und nur ein Teil gelangt durch einen Diffusions¬ vorgang in den Extrakt. Entsprechend arbeitet das erfin- dungsgemässe Extraktionsverfahren bedeutend schneller und im allgemeinen mit verhältnis ässig wenig Lösungsmittel.

In Fig. 3 ist das aus Fig. 2 bereits bekannte biologische Material 1' mit sechseckigen Zellen 2' mit zum Teil auf¬ gebrochenen Zellwänden 3' dargestellt.

Wenn dieses Material l 1 nacheinander mit verschiedenen Lösungsmitteln A, B, C, D steigender Polarität extrahiert wird, wird mit jedem der Lösungsmittel ein Extrakt 11, 12, 13, 14 aus dem biologischen Material 1' herausgeholt. Die Polarität der im jeweiligen Extrakt enthaltenen Inhalts¬ stoffe des biologischen Materials steigt mit jenem des Lö¬ sungsmittels A bis D. Die einzelnen Stoffe in den Extrak¬ ten 11, 12, 13, 14 sind in Fig. 3 durch unterschiedliche geometrische Formen und die unterschiedliche Polarität der Stoffe durch unterschiedliche Schwärzungsgrade der Flächen der geometrischen Formen veranschaulicht. Es wird gezeigt, dass in einem einzigen Extrakt verschiedene Stoffe (geom. Figuren 4, 5, 6, 7) mit ähnlichen Polaritäten enthalten sind.

Die Vorrichtung 21 in Fig. 4 weist ein zylindrisches Extraktionsgefäss 22 oder eine Säule aus Glas auf. Diese ist mit einer Droge 23 gefüllt. Das obere Ende 24 der Extraktionssäule ist an eine Leitung 25 angeschlossen, die das Extraktionsgefäss 22 über ein Druckregelorgan 26 mit einer Pumpe verbindet. Die Pumpe 27 steht ihrerseits über eine Leitung 28 mit einem ersten Vorratsgefäss 29 für Lö¬ sungsmittel in Verbindung. Das untere Ende 31 des Extrak- tionsgefässes 22 steht über eine Leitung 32 mit einem Ge¬ fäss 33 für den Extrakt in Verbindung. Im Anschluss an das Extraktionsgefäss 22 ist die Leitung 32 mit einem Absperr¬ organ 35 versehen. Dieses Absperrorgan 35 wird vom Druck¬ regelorgan 26 gesteuert. Gewünschtenfalls kann nach dem Extraktionsgefäss 22 vor dem Gefäss 33 für den Extrakt eine oder mehrere Chromatographiesäule(n) angeordnet sein.

Das Gefäss 33 für den Extrakt steht über eine weitere Lei¬ tung 36 mit einer schematisch dargestellten Vakuumdestil¬ lationsanlage 37 in Verbindung. Diese Vakuumdestillations¬ anlage besitzt einen in einem Wasserbad 39 angeordneten um seine Längsachse drehbaren Kolben 38 und einen Kühler 41. Im Anschluss an die Vakuumdestillationsanlage 37 ist ein Auffanggefäss 42 für das destillierte Lösungsmittel ange¬ ordnet. Dieses Auffanggefäss steht über eine Leitung 43 mit dem ersten Vorratsgefäss 29 für Lösungsmittel in Ver¬ bindung.

Über eine Leitung 46 steht das erste Vorratsgefäss 29 für Lösungsmittel mit einem zweiten Vorratsgefäss 47 für Lö¬ sungsmittel, das druckdicht verschlossen ist, in Verbin¬ dung.

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Sowohl im Gefäss 33 für den Extrakt als auch im Auffang¬ gefäss 42 für das Lösungsmittel sind Schwimmer 48, 49 vor¬ gesehen, die über das Druckregelorgan 26 bzw. nicht weiter dargestellte Regelorgane, die ihnen zugeordneten Absperr¬ organe 44, 45, 46, 46a die unmittelbar nach der Pumpe 27, vor der Destillationsanlage und nach dem Auffanggefäss 42 angeordnet sind, steuern.

Im Betrieb wird das zylindrische Extraktionsgefäss 22 nach Füllen mit der gemahlenen Droge 23 entweder mittels Beaufschlagung mit einem Inertgas oder mit dem Lösungsmit¬ tel aus dem ersten Vorratsgefäss 29 über die Leitung 25 verdichtet. Wenn nach Beschicken mit dem Lösungsmittel die vorgegebene obere Grenze des Druckes, z.B. 0,15 MPa, er¬ reicht wird, wird vom Druckregelorgan 26 das Absperrorgan 35 geöffnet, so dass Extrakt über die Leitung 32 in das Gefäss 33 für den Extrakt gelangen kann. Wenn die vorge¬ gebene untere Grenze des Überdruckes, z.B. 0,02 MPa, er¬ reicht wird, wird vom Druckregelorgan 26 die Pumpe 27 aus¬ geschaltet und das Absperrorgan 35 auf Schliessstellung gestellt. Nach einer vorgegebenen Zeit, während der haupt¬ sächlich Diffusionsvorgänge ablaufen, wird die Pumpe wieder eingeschaltet und nach Erreichen eines vorgegebenen oberen Druckwertes wird das Absperrorgan 35 wieder ge¬ öffnet. Dieser Vorgang wird periodisch in Abhängigkeit vom im Extraktionsgefäss herrschenden Druck wiederholt. Selbstverständlich kann auch unter gleichbleibendem Über¬ druck gearbeitet werden.

Wenn im Gefäss 33 für den Extrakt der Schwimmer 48 ein be¬ stimmtes Niveau anzeigt, wird durch das Absperrorgan 45 die Leitung 36 freigegeben, so dass der Extrakt in die

Vakuumdestillationsanlage 37 gelangen kann. Wenn ein vor gegebener minimaler Stand des Extraktes in diesem Gefäs 33 unterschritten wird, wird durch das Absperrorgan 45 di Leitung 36 gesperrt. Gleichzeitig wird die Destillatio eingestellt. Ebenso wird durch das Absperrorgan 44 di Leitung 25 gesperrt, wenn ein bestimmtes Höchstnivea überschritten wird. Auf die gleiche Weise erfolgt die Zu sammenwirkung zwischen Schwimmer 49 und Absperrorgan 45.

Das destillierte Lösungsmittel gelangt aus der Vakuumde stillationsanlage 37, die ein Destillationsgefäss 38, ei Heizbad 39 und einen Kühler 41 aufweist, in ein Auffangge fäss 42, das mit einer Leitung 43 mit dem Vorratsgefäs 29, verbunden ist. Ein Schwimmer 49 im Auffanggefäss 4 steuert die beiden Ventile 46 und 46a am Ausgang und a Eingang des Auffanggefässes 42.

Das zweite Vorratsgefäss 47 ist dicht verschlossen, s dass der Druckausgleich über die Leitung 50 nur dann er folgen kann, wenn das Lösungsmittelniveau im ersten Vor ratsgefäss 29 ein bestimmtes Minimalniveau unterschritte hat. In diesem Moment gelangt Luft in die Leitung 50 un nach erfolgtem Druckausgleich kann Lösungsmittel durch di Leitung 50 in das Vorratsgefäss 29 gelangen. Durch das Lö sungsmittel aus diesem zweiten Vorratsgefäss 47 wird de Lösungsmittelverlust, der auch bei sorgfältigem Arbeite entsteht, ersetzt.

Die Erfindung wird weiter anhand der folgenden Beispiel veranschaulicht.

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Beispiel 1

Extraktion von Florkumarin raktion aus Heracleeum sphondylium Wurzeldroge.

860 g feinvermahlene Wurzeldroge mit einem breiten Teil¬ chenspektrum (50-330 μm) wurden in das zylindrische Extraktionsgefäss von 1230 ml Volumen (52 x 549 mm) ein¬ gefüllt und mit dem Inertgas Stickstoff verdichtet. An der unteren und an der oberen Öffnung des Extraktionszylinders war je ein Glasfilter mit einer Porengrösse von 10 m an¬ geordnet. Die Fest-Flüssig-Extraktion wurde unter Druck mit Chloroform kontinuierlich durchgeführt. Es wurde wäh¬ rend 6 Stunden mit einer Lösungsmittelgeschwindigkeit von 60 ml/min gearbeitet.

Die verwendete Vorrichtung entsprach jener in- Fig. 4. Ge¬ mäss der Darstellung in dieser Figur wurde das Lösungsmit¬ tel zurückgewonnen und erneut verwendet. Deshalb konnte die erschöpfende Extraktion, für die insgesamt 21,6 1 an Lösungsmittel erforderlich ist, mit nur 3 1 Lösungsmittel durchgeführt werden.

Die Wirksamkeit der Extraktion wurde laufend mit Dünn¬ schichtchromatographie verfolgt. Auf Grund der quantita¬ tiven analytischen Bestimmung (G.C. Zogg, Sz. Nyiredy, 0. Sticher: Deutsche Apotheker Zeitung 129 (1989) 717) war die Extraktion zu 92% wirksam.

Beispiel 2

Extraktion von Flavonoidglikosidfraktion aus Betulea pubescens Blätterdroge.

1650 g gemahlene Blätterdroge (Teilchengrösse 320-630 μ ) wurden trocken in ein zylindrisches Extraktionsgefäss ein¬ geführt und unter Druck des Inertgases Stickstoff verdich¬ tet. Das Extraktionsgefäss hatte ein Volumen von 2460 ml (52 x 1128 mm). An seiner unteren und oberen Öffnung war ein Glasfilter mit einer Porengrösse von 10 μm angebracht. Die Fest-Flüssig-Extraktion wurde mit Chloroform angefan¬ gen, um die apolaren Bestandteile zu extrahieren. Im kon¬ tinuierlichen Betrieb mit einer Lösungsmittelgeschwindig¬ keit von 40 ml/min wurde während 8 Stunden extrahiert. Diese Stufe kann im Hinblick auf die Zielfraktion als Vor¬ reinigung betrachtet werden. Dieses Verfahren wurde mit der Vorrichtung gemäss Fig. 4 ausgeführt.

Danach wurde die Extraktion unter Verwendung von Äthyl- acetat als Lösungsmittel zur Gewinnung der ■ Flavonoid¬ glikosidfraktion weitergeführt. Die Extraktion erfolgte mit einem periodischen Druckprogramm nach folgendem Schema: Einstellen von 0,15 MPa Überdruck, Verminderung des Druckes auf 0,02 MPa Überdruck und Au rechterhaltung dieses Druckes während 10 Minuten. Die Ausführung er¬ folgte, indem die Austrittsöffnung des Extraktionsgefässes 22 durch das Absperrorgan 35 verschlossen wurde, bis der Druck im Extraktionsgefäss 0,15 MPa Überdruck erreichte. Danach wurde gemäss vorgegebenem Programm das Sperrorgan durch das Druckregelorgan 26 geöffnet, währenddem die Pumpe 27 weiter betrieben wurde. Als der Druck auf 0,02 MPa Überdruck reduziert war, wurde vom Druckregelorgan 26 die Pumpe 27 ausgeschaltet und das Absperrorgan 35 ge¬ schlossen. Daraufhin wurde während 10 Minuten dieser Druck belassen. Während dieser Zeit wurde insbesondere die Dif¬ fusion des zu extrahierenden Materials aus geschlossenen Zellen in das Lösungsmittel begünstigt. Der dargestellte Extraktionszyklus wurde 32-mal wiederholt.

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Der Extrakt wurde mit der Rotationsvakuumdestillationsein- richtung 37 konzentriert. Dass bei dieser Destillation zurückgewonnene Äthylacetat wurde erneut dem Extraktions¬ gefäss 22 zugeführt.

Die Wirksamkeit der Extraktion wurde mittels Dünnschicht¬ chromatographie verfolgt. Die Extraktion erwies sich auf Grund der quantitativen analytischen Bestimmung (K. Dallenbach, Sz. Nyiredy, B. Meier, 0. Sticher: Deutsche Apotheker Zeitung 127 (1987) 1167) als zu 94% wirksam.

Beispiel 3

Extraktion der Alkaloidfraktion aus Atropa belladonna Wurzeldroge.

180 g feinvermahlene (Teilchengrösse 160-320 μm) Wurzel¬ droge wurden in ein zylindrisches Extraktionsgefäss mit einem Volumen von 307,5 ml (26 x 547 mm) eingefüllt und mittels Stickstoff bei 0,2 MPa Überdruck verdichtet. Der obere und untere Ausgang des zylindrischen Extraktions- gefässes war mit einem Glasfilter mit einer Porengrösse von 10 μm versehen. Die Fest-Flüssig-Extraktion wurde mit Chloroform, das mit wässrigem Ammoniak gesättigtet war, kontinuierlich unter Druck durchgeführt. Die Lösungsmit- telgeschwindigkeit betrug 10 ml/min und der Druck wurde periodisch wie folgt eingestellt: 0,18 MPa Überdruck, Ver¬ minderung auf 0,03 MPa Überdruck und Aufrechterhaltung des unteren Wertes während 4 Minuten. Die Ausführung dieses periodischen Druckwechsels erfolgte gemäss Beispiel 2. Der Extraktionszyklus wurde 23-mal wiederholt.

Die Wirksamkeit der Extraktion wurde mittel Dünnschicht¬ chromatographie verfolgt (L. Botz, L. Gy. Szabo: J. Planar Chromatogr. JL (1988) 85). Die Extraktion erwies sich als zu 92,6% wirksam.

Der sich während des erfindungsgemässen Extraktionsvorgan¬ ges vorzugsweise periodisch geänderte Druckverlauf ist in Fig. 5 dargestellt. In dieser Darstellung wird mit p der Umgebungsdruck, mit p 1 die untere und mit p ? die obere Grenze des Überdruckes während der Extraktion bezeichnet. ΔT bezeichnet Perioden des höchsten Druckes p_, während denen das Lösungsmittel schnell durch das zu extrahierende Gut fliesst. Dabei findet ein Lösungs-/Diffuionsvorgang statt. Während den mit Δt bezeichneten Perioden des nied¬ rigen Überdruckes p. ist das Lösungsmittel stationär, wo¬ bei ein Konzentrationsausgleich zwischen Lösungsmittel und zu extrahierendem Material erfolgt.

Das Verfahren wird vorzugsweise derart gesteuert, dass die Länge der Perioden ΔT für die Lösung/Diffusion bis auf einen Wert ΔT 3 = ΔT 4 abnehmend, der Perioden Δ t für den Konzentrationsausgleich zunehmend sind.