中藥前處理、提取濃縮設備的特點和使用注意點

摘要：分別以洗藥、潤藥、干燥、粉碎設備與提取、濃縮設備為敘述對象，對此類中藥前處理設備特點與使用注意點作了闡述。

中藥制藥前處理工序一般包括藥材的挑選、洗藥、潤藥、切藥、干燥、粉碎等工序；提取工序一般包括提取、濃縮、分離(醇沉/水沉、過濾、離心)等。應根據主流產品和生產工藝進行設備選型，按設備的性能和工作原理正確使用設備。通過工藝流程可見，在前處理階段，藥品質量和生產成本已經基本定型。如果生產工藝和設備性能不能很好地結合，生產過程中就會出現產品質量不穩定、原材料消耗大、生產成本高等問題。經過前處理和提取工序的加工，藥材變成了藥品的中間體，*終成為藥品。

中藥制藥前處理和提取工序是生產中的關鍵工序，也是*容易被管理者忽視的工序。設備操作人員對設備的工作原理理解不到位，就不可能正確地使用設備。因此，設備和生產工藝的有機結合及設備的正確使用，是提高質量和效益的一個重要環節。

1前處理提設備

1.1洗藥機

藥材(中藥飲片)的表面不但有泥沙等雜物，還有大量的霉菌。洗藥的目的就是要除掉泥沙和大部分霉菌。目前在大部分制藥企業使用的都是滾桶式洗藥機，用噴淋水進行洗藥。有的企業不論是什么藥材都是用一個速度、水量進行清洗，當葉、莖、根、切片時就會出現不同的清洗效果。

洗藥機應根據不同的品種，用不同的轉速和噴水量去清洗不同的藥材。在洗凈的前提下，盡量縮短洗藥時間，避免有效成分的流失。其可對滾筒式洗藥機進行改造，增加調速裝置和增壓設備，以針對不同的藥材采取不同的清洗方式。

1.2潤藥機

目前大部分中藥制藥企業都在使用注水式真空潤藥機。真空潤藥機工作原理：用真空將藥材纖維空隙中的空氣抽出，水在負壓條件下通過毛細管迅速進入植物細胞組織中。潤藥的目的是讓失水的植物細胞吸水進口泵 卡斯特紅酒膨脹，為提取工序創造條件，因藥材中的有效成分一般在水(或其他溶媒)作用下才能實現交換。其中，控制真空度可以實現*佳的滲透效果；控制加水量可以防止有效成分流失；控制潤藥時間可以減少有效成分的酶解(某些苷類細胞內存在著與其相應的水解酶，時間過長部分苷會被水解掉)。

潤藥機的使用過程應注意：(1)根據不同的藥材，確定不同的真空度及時間；(2)根據不同的藥材，確定不同的加水量、盡量做到水盡、藥透。

老式潤藥機是注水式真空潤藥機，因潤藥效果不好近幾年基本已被汽相式潤藥機所替代。老設備可以用操作技巧來彌補設備缺陷，為保證真空度，可分3次將真空度降到*大(即脈動3次)，還可以將注水管改成淋水盤，潤藥效果也會得到改善。

1.3干燥設備

目前還有許多制藥企業，使用的都是蒸汽式干燥箱和遠紅外線干燥箱。因能耗大，效率低，對工作環境影響大(溫濕度和粉塵)，近幾年逐漸被微波干燥滅菌機所取代。微波干燥滅菌機，以能耗低、效率高、對環境影響小等特點，被越來越多的企業所采用。微波滅菌干燥機在前處理階段、主要有3項功能：干燥、滅菌、破壁。

微波加熱的原理：一是通過“介電損耗”(介電加熱)。具有長久偶極的分子在2450MHz的電磁場中所能產生的共振頻率極高，使分子超高速旋轉，動能迅速增加，從而導致溫度升高；二是通過離子傳導。離子化的物質在超高頻電磁場中以超高速運動，因摩擦而產生熱效應。極性分子(主要是水分子)加熱汽化后被設備上的軸流風機抽走，物料干燥。

微波滅菌的原理：微波殺菌是微波的熱效應和生物效應共同作用的結果。微波對**的熱效應是使蛋白質變性，使**失去營養、繁殖和生存的條件而死亡；生物效應是微波電場改變細胞膜斷面的電位分布，影響細胞周圍電子和離子濃度，從而改變細胞膜的通透性能，**因此營養**，不能正常新陳代謝，**結構功能紊亂，生長發育受到抑制而死亡。此外，決定**正常生長和穩定遺傳繁殖的核酸(RNA)和脫氧核糖酸(DNA)，是由若干氫鍵緊密連接而成的卷曲形大分子。足夠強的微波場可以導致氫鍵松弛、斷裂和重組，從而誘發遺傳基因突變，或染色體畸變，甚至斷裂。微波滅菌干燥機就是利用微波的上述功能達到滅菌的目的。根據微波滅菌的原理，對滅菌后的物料進行菌檢時要注意時間，間隔時間過短會使受損的**細胞得到修復，使檢驗結果失真。

微波植物細胞破壁的原理：植物堅硬的細胞壁保護著原生質體，并且維持著細胞的一定形狀，其主要成分是纖維素，細胞壁是植物細胞獨有的。植物細胞還含有質體，是植物細胞生產和儲存營養物質的場所。大多數植物細胞都含有一個或幾個液泡，液泡中充滿了液體。植物細胞內有極性的水分子是微波能作用的介質。中藥飲片經過潤藥后，脫水的植物細胞吸水膨脹后，細胞內的水分子能*大限度地吸收微波能，水分子在微波能的作用下汽化使細胞破裂，為提取植物細胞內的有效成分創造了條件。破壁的目的就是獲取植物細胞內的有效成分，藥材是否需要進行破壁要根據提取的目標確定。

微波干燥滅菌機使用時要注意：(1)不得空載運行，否則會燒毀設備甚至爆炸；(2)微波源要有時段記錄，磁控管壽命一般在4000h左右，超時使用微波能會衰減；(3)物料水分低于14%會影響滅菌效果；提取浸膏含水量高于40%時，要用微波真空干燥機進行干燥，用隧道式微波干燥機易造成設備的損壞；(4)微波對水的穿透厚度約在2～3cm,作業時要注意物料厚度；(5)干燥物料時溫度一般在80～90℃，溫度越高，吸收性越好，易造成物料過干甚至碳化；(6)藥材必須潤透、否則微波不能破壁(可切開檢驗)。進行破壁時，微波能要達到能使植物細胞內水分汽化的能量和時間；(7)原料中既有粉碎料又有提取物時，可將提取濃縮后的藥液摻在粉碎料中，經微波處理，干燥滅菌可同時完成，既節約能源又節省時間；(8)用于前處理的微波設備盡量選用功率大一點的，可以保證質量和產量。

1.4粉碎設備

中小型制藥企業使用的粉碎機基本是以TF-400型柴田式粉碎機為主。其工作原理：在機器主軸上裝有打板、擋板、風葉3部分，由電動機帶動旋轉。打板和嵌在外殼上的邊牙板、彎牙板構成粉碎室，物料通過加料口進入到粉碎機中，通過其間的快速相對運動，形成對被粉碎物的多次打擊和互相撞擊，達到粉碎目的。粉碎后的物料在氣流的作用下被吹到旋風分離器進行風選，再經過篩，將粗粉和細粉分開，細粉被風送到集粉裝置內收粉，粗粉被送回到粉碎室內重新粉碎。在生產使用中，部分使用者感到實際產量與制造商提供的參數相差甚遠。除加工品種、粉碎細度(篩網目數)不同外，一個重要原因是循環水和負壓倉的使用不正確。循環水溫度過高或不用循環水，粉碎室內溫度高，藥材纖維發軟不易粉碎。另外，集粉裝置一定要放在負壓倉內，粉碎后的細料在氣流的作用下才可順利地進入集粉裝置。一般可采用單機除塵的方式使集粉間形成負壓，排風、降溫、除塵一同解決，產量也會大大提高。另外粉碎前對需粉碎的物料進行粗打和混料，也是提高產量和粉碎效果的好辦法。圖1為其設備布置示意圖。

2提取濃縮設備

2.1熱回流提取機組

中藥提取設備多種多樣，各有千秋。各企業因生產工藝不同，設備的組合方式也不同。熱回流提取機組是近幾年普及的比較快的提取設備。

熱回流提取機組(如圖2所示)的特點：(1)綜合了現有提取設備的回流提取、滲漉提取和索氏抽提三原理，結合了外熱循環濃縮技術，將提取、濃縮兩道工序集中到一臺設備上同時進行；(2)濃縮產生的二次蒸汽不斷被送入提取罐內作為提取的新熱源，維持提取罐內的提取溫度；(3)提取罐內大量的蒸汽進入回流器冷凝成熱冷凝液回落到提取罐內，作為新溶劑均勻地加到藥材面上，新溶劑從上至下通過藥材層，溶解藥材中的可溶物質到提取罐底部，消除藥材冷堆，提取充分。提取液進入濃縮罐，不斷地降低提取罐中藥液的濃度差，*大限度地提高有效成分的收率；因溶媒使用量少，需濃縮的藥液少，提取濃縮工藝過程時間短，節約能源。

熱回流機組的使用注意點：(1)要通過驗證確定每罐的藥材投放量，熱回流提取原理決定了投料量要比多功能提取罐的投料量大。(2)根據藥液濃度確定開始回流的時間。回流時間過早，提取液濃度低會延長有效提取時間，回流時間過晚，提取液濃度飽和不利于有效成分的提取，還浪費能源。應該在提取(沸騰)1h后，將部分藥液放入濃縮罐，開始回流并計時。注意，提取罐內沸騰時要排除罐內的空氣，否則罐內會產壓。(3)要對回流液的溫度進行控制，不要過低。同時要控制好提取罐內的溫度，盡量保持恒溫。冷提(90℃以下)雜質少、澄明度好，熱提效率高、澄明度差。沸騰的目的是增強溶液的擴散和滲透作用，沸騰雖可以在短時間內縮小溶液的濃度差，但會使許多大分子雜質溶出。回流的主要目的就是在合適的溫度下，以滲漉的形式，動態地降低提取罐內溶液的濃度差，在滲透壓的作用下，使細胞內濃溶液不斷向外擴張，細胞外的溶劑不斷進入細胞內。(4)確定提取時間。過分提取會增加提取液中的雜質給后期分離增加困難，時間過短則提取不完全，浪費原料(需在提取過程中檢驗溶液濃度)。

有的企業將熱回流提取機組當多功能提取罐用，這是非常錯誤的。因為熱回流機組的提取罐一般采用倒錐型設計，除渣方便，但底部沒有加熱。按多功能提取罐的工藝操作，藥材會在提取罐的底部形成冷堆，減少有效成分的提取量，造成藥材的浪費。

2.2濃縮設備

2.2.1雙效濃縮器

雙效濃縮器(如圖3所示)工作時，一次蒸汽濃縮所產生的二次蒸汽進行下一步濃縮，濃縮的藥液串聯進入一效濃縮，多效則依此類推，其根本目的是節約能源。例如，一效濃縮一噸蒸發量需要1.2t蒸汽，兩效濃縮則只需要0.57t蒸汽，三效只需要0.43t蒸汽。即一次濃縮產生的蒸汽作為二次濃縮的熱源，實現節能。如在真空的條件下進行低溫連續濃縮，更適用于熱敏性物料。

雙效濃縮器的使用注意點：(1)為了加快濃縮速度，可采用真空減壓濃縮，其真空度的高低要根據物料性質和生產工藝的不同確定；(2)回收有機溶劑時真空度不要過大，以減少有機溶劑的損耗；(3)設備用作濃縮工藝時，**冷凝器不要通入冷凝水，否則會產生內回流，減慢濃縮速度，在回收乙醇時，**冷凝器要通入冷凝水使其產生冷凝作用，以利于乙醇的回收；(4)出料時必須使設備恢復常壓。

2.2.2單效濃縮器(乙醇回收器)

單效濃縮器(如圖4所示)的乙醇回收能力大，有時也稱之為乙醇回收器，但節能效果不如雙效和三效濃縮器。設備采用外加熱自然循環與真空負壓蒸發相結合的方式，蒸發速度快，濃縮比可達1.3；清洗方便(打開加熱器的上蓋即可進行清洗)，操作簡單，占地面積小。

單效濃縮器的能源消耗主要有2個方面：(1)在加熱器內用于加熱稀溶液使溶液中溶媒蒸發所消耗的工業蒸氣；(2)已經汽化的溶媒蒸氣再冷凝成溶媒液體時，在冷凝器中所需要的冷卻水。前者需要供給熱量，而后者需要帶走熱量。被加熱的溶液所產生的溶媒蒸氣含有大量的熱能，在這里不但沒有得到利用，相反還要消耗大量的冷卻水來冷卻它(有時為保證冷卻效果還要開啟制冷設備)。產量越大，需蒸發量越大，所需的加熱蒸氣就越多，同時所消耗的冷卻水也越多。這就是單效濃縮器能耗大的原因。

單效濃縮器在使用時要注意：(1)回收乙醇時蒸發器內溫度要控制在80℃左右。(2)真空度不要太大，真空度過大會將乙醇吸走，造成回收率低；真空度過大還會引起藥液過度沸騰，損失藥液。(3)冷卻循環水溫度要低于40℃，溫度越低冷凝效果越好。正常情況下，單效濃縮器乙醇回收濃度可達85%左右，再用精餾塔精制可達90%～92%。

3結語

總之，在中藥制藥企業，前處理提取工序非常重要。科學的生產工藝、適宜的生產設備、嚴謹的操作程序以及配合有經驗的操作人員，這些都是中藥生產不可缺少的