中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

????中藥的提取技術(shù)，包括提取工藝、裝置及相關(guān)系統(tǒng)。本論文從工程角度探討怎樣進(jìn)行改善。

????中藥技術(shù)裝備是一門涉及中藥工程學(xué)的科學(xué)，是研究關(guān)于中藥生產(chǎn)設(shè)備及其操作原理的學(xué)科，不僅是研究中藥設(shè)備的機(jī)械原理間題，同時(shí)還研究中藥工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作原理問題。

雖然我國(guó)中藥提取具有悠久的歷史，但由于提取設(shè)備的落后，大多還停留在分批提取、間隙出料、液固分離等裝備較落后的狀況，勞動(dòng)強(qiáng)度大，與國(guó)外連續(xù)動(dòng)態(tài)提取全自動(dòng)的植物藥提取生產(chǎn)線存在著較大的差距。對(duì)于提取量大的中藥，需要有一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)過程，這樣才能對(duì)每一個(gè)工序的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并控制在所要求的范圍內(nèi)。反之，則很難對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制，導(dǎo)致每批產(chǎn)品的藥效不一。因而，需要有一套具有較高水平的中藥提取工藝。其特點(diǎn)是:能基本實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，對(duì)每個(gè)關(guān)鍵工序進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、控制，實(shí)施整個(gè)過程的跟蹤，既能進(jìn)行單元操作，又能找出最佳工況條件。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

1前處理

????前處理包括藥材的清洗、干燥、切片及藥材的粉碎。工廠對(duì)于所需提取藥材的規(guī)格不很重視。經(jīng)分析比較后，藥材的前處理，特別是中藥的粉碎和均勻度對(duì)藥材的提取、分離等，都有較密切的關(guān)系。藥材粉碎度越高，粒度越小，與溶劑的接觸面較大，藥材內(nèi)部擴(kuò)散至固體表面所通過的距離就越短，提取速率也就增大。但并非物料越細(xì)越好。粉碎過細(xì)，植物細(xì)胞破壞較多，一些粘液及高分子物質(zhì)進(jìn)人溶液，使萃取相變得渾濁，分離工作增加，無效成分增多，影響藥品的最終質(zhì)量。若顆粒不均勻，不但各顆粒所需萃取時(shí)間不同，操作周期較難掌握，且其中小顆粒還會(huì)擠在較大顆粒間隙中間，造成堵塞，使溶劑難以流動(dòng)，影響部分有效成分的提出。從工程角度來看，若藥材顆粒大，還會(huì)影響提取外循環(huán)泵的選用。因而要求藥村的粒度適宜均勻，以便各顆粒需要的萃取的時(shí)間大體相等。故采用一套能產(chǎn)生細(xì)度適度和均勻顆粒的粗碎機(jī)組，是保持提取穩(wěn)定運(yùn)行較關(guān)鍵的步驟。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

經(jīng)比較后，在本套裝置中所選用粗碎機(jī)擬由國(guó)外引進(jìn)的，其規(guī)格如下:粉碎顆粒的粒徑為3~5mm，細(xì)粉率小于1%。主要原理是采用旋轉(zhuǎn)剪切式對(duì)藥材進(jìn)行粉碎，細(xì)粉率低，其自身帶有篩網(wǎng)，以使較大的顆粒重新回到粉碎區(qū)域。

2提取

提取工序是整個(gè)提取生產(chǎn)線的關(guān)鍵。其作用是在盡量短的時(shí)間內(nèi)將藥材與溶劑充分混合，使藥材中的有效成分與溶劑中濃度的含量趨子平衡，以達(dá)到最佳提取效果。其傳遞過程分為二部分:一是藥材表面與溶劑之間的交換，二是藥材中的有效成分從其中心到其表面的傳遞過程。提取速率與提取溫度、藥材外形尺寸、溶液粘度、濃度差及提取時(shí)間有關(guān)。

以下為一般提取罐與自動(dòng)提取罐強(qiáng)度的比較，其中C1,C2分別為提取終點(diǎn)時(shí)，藥材及提取液中有效成方的濃度，T1( T2)為一個(gè)提取周期。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

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????溶劑中藥材濃度與提取時(shí)間成正比。當(dāng)T=∞,C1=C2。在時(shí)間T=T1( T2)時(shí)，C1與C2接近平衡。為了提高設(shè)備的提取能力，盡量使T為最小。同時(shí)，根據(jù)液一固、液一液平衡原理及物質(zhì)交換速率條件，為使物質(zhì)交換速率最大，應(yīng)盡量使藥材的表面濃度與與之接觸的液相濃度一致，并使藥材表面液相濃度和周圍溶劑相濃度差盡可能達(dá)到最大值。

????提取裝置將按以下的提取形式進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足不同工藝需要:

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????(1)在提取罐的頂部及側(cè)面各設(shè)置一臺(tái)攪拌漿，二臺(tái)攪拌漿的轉(zhuǎn)速不一，以破壞提取罐中物料循環(huán)回路的對(duì)稱性，強(qiáng)化振動(dòng)。采用變頻調(diào)速電機(jī)，以獲得各種轉(zhuǎn)速條件下的數(shù)據(jù)。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

????(2)在提取罐外部增加一臺(tái)外循環(huán)開式葉輪泵。這樣能使藥材與溶劑一起作強(qiáng)制循環(huán)。開式葉輪輸送泵的選用，可適應(yīng)富含固體顆粒藥液的輸送能力。

采取以上措施后，增加了對(duì)流擴(kuò)散，促進(jìn)藥材表面的濃溶液向流體主體的運(yùn)動(dòng)，而溶劑或稀溶液向藥材表面運(yùn)動(dòng)，增加了藥材到溶劑的傳質(zhì)動(dòng)力，可使提取強(qiáng)度大大提高。通過控制罐內(nèi)溫度、壓力、料液濃度等，使同一類藥材的提取平衡時(shí)間盡量達(dá)到一致。

3分離

????目前，國(guó)內(nèi)較多生產(chǎn)廠家中分離含固量較多的液體，大多數(shù)采用三足式離心機(jī)。這種離心機(jī)主要缺點(diǎn)是:過濾介質(zhì)使用濾布，只能采用間隙操作形式，勞動(dòng)強(qiáng)度大。同時(shí)，在新濾布還未形成良好的過濾層時(shí)，濾液中雜質(zhì)較多，不能滿足要求。本套提取裝置擬采用全自動(dòng)沉降式離心機(jī)，其工作狀況可由以下曲線表示:

????這種離心機(jī)有以下幾個(gè)特點(diǎn):

????(1)采用離心分離形式，對(duì)富含固體的液體分離效果:好。分離周期短。

????(2)當(dāng)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)濾渣達(dá)到一定厚度時(shí)，其內(nèi)部設(shè)置的探頭可自行檢測(cè)，并控制離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，用刮刀將濾渣鏟出。

(3)能自動(dòng)對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，回收沖洗液，增加提取收率。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

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????(4)離心機(jī)降速時(shí)，不采用機(jī)械制動(dòng)，而是由其內(nèi)部的減速裝置將動(dòng)能轉(zhuǎn)移為電能。在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，可大大降低能耗。

????從以上特點(diǎn)可以看出，這種離心機(jī)的控制水平較高，并能達(dá)到批量連續(xù)進(jìn)出料的生產(chǎn)。4濃縮

濃縮設(shè)備采用帶熱泵的三效外循環(huán)蒸發(fā)器以節(jié)約能耗。強(qiáng)制循環(huán)能加快藥液在加熱器的流速，使蒸發(fā)強(qiáng)度增大，減少粘壁現(xiàn)象。同時(shí)，由于本設(shè)備的汽液分離效果好，因而可適應(yīng)多泡沫藥液的濃縮，并???有專用快開門，設(shè)備清洗方便，符合GMP要求。并采用濃度、溫度、壓力等多點(diǎn)檢測(cè)，可進(jìn)行程序控制。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

5干燥

采用高速離心噴霧干燥器，對(duì)濃縮液進(jìn)行干燥。為滿足不同中藥浸膏的干燥過程中，物料受熱時(shí)間短，特別適用于熱敏物質(zhì)，所得產(chǎn)品含水率低于5%。同時(shí)，本機(jī)自動(dòng)化程度高，能根據(jù)不同要求自動(dòng)控制進(jìn)塔空氣流量、溫度、出風(fēng)溫度、料液流量、溫度等主要參數(shù)，保證機(jī)組平穩(wěn)生產(chǎn)。整個(gè)機(jī)組保證能在正壓條件下生產(chǎn)?？諝饨?jīng)中、高效過濾器過濾后進(jìn)人設(shè)備，并使接觸物料設(shè)備的每個(gè)部件均能得到清洗消毒，以符合GMP的要求。

6清洗

采用GIP清洗系統(tǒng)，定時(shí)對(duì)濃縮、干燥系統(tǒng)進(jìn)行清洗。中藥提取工藝設(shè)計(jì)的探討

7自控

采用PLC模塊控制，帶有自診斷系統(tǒng)，可進(jìn)行模塊互換，以降低生產(chǎn)成本。其控制原理為:在生產(chǎn)過程中，由上一步工序向下一步工序按時(shí)間條件、邏輯條件轉(zhuǎn)移的順序進(jìn)行。另外還有一定數(shù)量的PID調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)及檢驗(yàn)系統(tǒng)，還能用CRT顯示器進(jìn)行顯示，可進(jìn)行集中電腦聯(lián)網(wǎng)，并通過電腦對(duì)生產(chǎn)全過程中諸如各項(xiàng)溫度、壓力、料液濃度、流量、比重等進(jìn)行檢測(cè)及監(jiān)控。

8結(jié)論

????通過以上闡述，可以得出如下特點(diǎn):

????(1)采用性能良好的粗碎機(jī)，使藥材顆粒均一，細(xì)粉率低。

????(2)采用定時(shí)批量進(jìn)料，動(dòng)態(tài)提取，增大提取強(qiáng)度。

????(3)藥液、藥渣定時(shí)出料，采用專用沉降式離心機(jī)，連續(xù)進(jìn)行分離，藥渣可通過機(jī)械密封裝置送至室外。

????(4)采用先進(jìn)、成熟的三效外循環(huán)濃縮和離心噴霧設(shè)備，以獲得優(yōu)質(zhì)干浸膏粉末。

????(5)對(duì)生產(chǎn)過程中的各項(xiàng)溫度、壓力、料液液位、流量、濃度等進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)和控制，生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。并可用于車間的全面管理，為產(chǎn)品的質(zhì)量提供可靠保證。

????(6)在整個(gè)發(fā)展過程中，物料都能在管道和密閉的設(shè)備內(nèi)，使物料不與外界發(fā)生直接接觸。符合GMP的生產(chǎn)要求。改變提取車間臟、亂、差的局面。