动态温浸提取技术.docx

中药动态提取技术研究应用概况 由于中药成分十分复杂且有效成分含量很低，为微量甚至痕量，因此，提取是中 药制剂生产的首要环节和重要操作单元，其工艺的优劣直接影响到产品的质量 但传统的提取方法（如煎煮法、回流法等）存在温度高、时间长、能耗大、提取率 不高、浪费多等问题，这些关键问题制约着中药现代化进程中药材及天然植物原料中有效成分的提取过程是溶质由固相传递到液相的 传质过程用扩散理论解释，就是溶质从高浓度向低浓度方向渗透的过程，其浸 出扩散力来源于提取溶媒和固体药材组织内有效成分的浓度差，浓度差越大，扩 散传质的动力越大，浸出速度越快，有效成分浸出率越高要达到快速、完全的 浸出目的，就必须经常更新固液两相界面层，使药材组织中溶质与浸出液中的溶 质，在单位时间内能保持一个较高的浓度差动态提取即是通过不断更新固液两 相界面，从而在较高的浓度差情况下实现对药材有效成分的高效提取所谓中药动态提取，就是将所需提取的药材先处理成约0. 5〜1. 0cm大小， 放入预热水中浸润30min,在95〜98°C搅拌提取1 h,离心过滤、压渣、合并滤 液，浓缩这种动态提取工艺具有以下特点：①药材规格小，提取充分，提取时 间缩短（仅为传统提取工艺的44%）,大大提高了生产效率。

②在动态状况下， 提取物料受热均匀，罐内物料温度一致，整个提取过程保持恒定温度，提高了药 液质量③药液经过多级分离，获得高品质的提取液，为后续浓缩、醇沉、干燥 创造了良好条件④药渣经过离心机压榨（液一-固），药渣内含水量小于15%， 比多功能提取罐多得药液 15%〜20%（多功能罐含水量约30%〜35%），因此， 能提高收膏率⑤因为不用对药材进行煮沸处理，仅能耗就节约50%以上⑥ 整条生产线的物料采用管道化真空抽料方式，可避免物料在管道的粘滞，符合 GMP要求⑦工艺先进，整个过程全自动控制⑧适用范围广，可用于水提取、 醇提取、多次提取、芳香油提取等中药动态提取是一门新兴的现代化提取技术，它既不改变传统中药提取的原 有特点，同时保证了提取的中药有效组分群基本不变动态提取节能、得膏率提 高、可实现全自动控制，因此，很好的解决了中药制药技术中关键的提取工艺的 现代化问题，是中药提取现代化的发展趋势如今，国内已有几家企业进行了尝 试，包括江西江中药业、山东绿叶制药等率先将全自动控制的动态提取运用于生 产实践中，效果很好中药动态提取既然是一门新兴的技术，也存在一些不足并不是所有的中药 材都适合动态提取技术，如一些富含淀粉等易糊化的中药材就不适用。

另外，由 于传统的中药提取都是采用水煎煮法，其提取温度、时间与动态提取不同，因此， 在将传统提取工艺改为动态提取时，应对其有效组分群进行同等性试验，以消除 可能因提取方式的不同而带来的质量差异二、动态温浸自动控制提取生产线的总体设计思路与原则提取过程是影响产品质量的关键，因此，选择适宜的提取技术和提取设备是 中药生产的关键技术，也是中药生产现代化的重要环节针对传统提取工艺方法 存在的煎煮温度高、时间长、耗能大、有效成分损失大等系列瓶颈问题，江中药 业股份有限公司根据中药提取技术的发展趋势，并系统分析考察了不同提取方式 的提取效果，设计建造并成功应用了动态温浸自动控制提取生产线该生产线按 照以下原则与思路设计建造1．保证产品质量、提高生产效率中药浸膏中间体制备包括提取、分离、浓缩、干燥四个关键工序，每个工序 均有关键控制参数，本公司中药动态温浸自动控制提取生产线采用国际领先的中 药提取智能控制系统，并与动态提取过程有机结合，实现生产过程全自动智能控 制，保证产品质量，提高生产效率，打造国内领先的中药动态温浸提取生产线， 体现中药动态温浸提取生产线在中药行业内达到先进性和示范性效果2．“低碳”、“绿色制药”设计思路创新设计应用低温动态提取方法与设备，达到提取过程的高效、节能效果， 实现“低碳”、“绿色制药”设计思路。

3．产能匹配、参数精密、软硬件稳定兼容 3．1．产能规模设计方面主要体现可持续发展原则，即根据江中药业股份有限公 司发展战略规划中拳头品种健胃消食片和草珊瑚含片市场占有率的发展目标，确 定提取生产线年处理 3000 吨药材的产能发展规模，并适当预留发展空间 3．2．提取罐组、离心机、浓缩罐组等硬件主要采用国产化的原则，一方面目前 国内生产的设备已具备较高水平，基本能满足实际生产需要；另一方面，只有在 组装、应用先进自控生产线的过程中，才能发现目前国产设备存在的问题，并不 断改进升级创新，以促进我国制药设备水平逐步提高3．3．控制系统包括软件、仪表等均采用国际一线品牌，一方面，仪表等参数控 制部件是生产线的核心部位，先进的控制系统可更精密的控制过程参数（温度为0. 01°C/压力0. OIMpa等），确保产品质量和减少批间产品质量差异；另一方面， 先进控制系统与相关硬件设备具有更好的兼容性，以保证生产过程操作稳定性4.杜绝安全隐患“以人为本”为减少生产过程因压力异常变化产生的危险因素，杜绝安全隐患，项目设计 在原有生产线的基础上，设计增加全过程压力异常变化预警系统，为工作人 员的人身安全提供有力保障，体现“以人为本”设计原则。

三、动态温浸提取系统1 、现场自动控制系统国内中药生产厂家在整个提取、浓缩、喷雾干燥过程采用全过程计算机控制 极少，大部分厂家只对部分工序采用自动化控制，控制水平较低本生产过程控 制系统采用 SIEMENS 可编程控制器的计算机系统德国西门子 STMATIC S7-300 系列 PLC 可编程序控制器构建的中药提取智能控制系统 HD-2000 系统，该系统集成了 DCS、PLC 控制的优点，采用当代最先进的控制器，由自动控制技术、 计算机技术、通信技术、网络技术、仪表技术和软件技术、OPC技术、ODBC技术、 图象处理技术等集约而成，结合先进控制、优化控制等现代控制理论，与动态提 取工艺过程有机结合，实现了生产过程全自动智能控制，提高产量、稳定质量、 降低能耗、提高劳动生产率S7-300可编程控制器采用模块化结构，易于系统的扩展；其具有较强的可靠性和抗干扰能力，具有很高的工业使用性；其支持 PROFIBUS 现场总线技术，易于实现分布式控制系统本控制系统主要对以下参数进行实时监测和控制动态提取罐：对提取罐 压力、提取罐夹套压力、提取罐温度、溶媒流量、提取罐液位等进行实时检测 并对提取罐温度、溶媒入罐、提取罐出料及循环进行自动控制。

双效浓缩器：对 双效浓缩器的蒸发室温度、储罐液位、密度、真空压力等进行实时检测并对温 度、料液、排水放空等进行自动控制本控制系统对提取工序的主要控制要点（如提取温度、溶媒的加入量及循 环保温时间等）以及物料的流向等均实现了自动控制控制室设置高性能的计算机，负责对全车间所有控制点的实时监视、操作、 历史趋势分析和报表打印等处理，所有的测控信息全部在上位机上进行监控管 理机上运行组态软件，实现对整个提取过程的全面管理，并显示生产流程图、报 警图、历史趋势图等总之，这是一个能自动控制工艺生产、性能优越的控制系 统，达到国内领先水平2、 全过程搅拌剪切系统常规提取方法的提取过程处于相对静态，药材与溶剂之间浓度差一般较小， 有效成分难以快速浸出本生产线提取过程增加搅拌剪切系统，采用强制循环方 式，以增加固-液相接触；另一方面，在搅拌剪切动态过程中，药材与溶剂之间 始终保持相对浓度差，因此可提高药材中的溶质向溶剂的溶出效率这一新型提 取技术既不改变传统中药提取的原有特点，同时又保证中药有效组分基本不变， 且具有节能、可实现全自动控制等优点3、 二级离心固液高效分离系统国内中药提取过程提取液和药渣固液分离工序主要采用板框式过滤、三足式 离心、管式离心等方法，这些分离方法存在分离效率低、时间长、药液杂质含量 高等问题，严重限制了中药现代产业化。

江中药业股份有限公司经过长期的生产 实践，创新设计了三足式离心和碟片式离心相结合的固液分离方法，显著提高了 固液分离效率4、高效浓缩冷凝系统为了克服常规浓缩设备冷凝器面积不够造成的蒸发溶剂无法完全冷却而影 响浓缩过程中的真空度问题，常规浓缩设备常采用大功率的水力喷射泵加快冷却 蒸发的溶剂，该法势必需要使用大量的水来保证浓缩过程顺利完成，且产生大量 的废水会对环境产生不利影响本生产线通过加大浓缩设备冷凝器的面积和使用 液环真空泵，以提高浓缩效率、改善生产环境、节约用水量、减少废水的排放， 降低了能源的消耗另外，将两条提取生产线采用两组提取罐组并联、两组双效浓缩器分开的设 计方式，任意一组提取罐内药液可进入任意一组双效浓缩器一方面，提取罐组 并联可在一定程度上节约空间，且可以节约能源；另一方面，双效浓缩器分开可 克服一组双效浓缩器设备故障而产生提取液无法及时处理造成的变质等问题，提 高了应急处理效率除此之外，中药动态温浸自动控制提取生产线根据中药动态温浸提取需要， 还配置了溶媒快速加热系统、清洗系统、安全预警系统等，实现了提取过程 自动、高效、安全、环保5．全自动物料输送系统为提高生产效率，减少人工劳动强度，实现清洁生产，本生产线设计了提取、 分离、浓缩、干燥全程自动物料输送系统，包括设计了真空负压式自动进料系统、 液体管道输送系统、自动传送式卸料系统等，实现了“药材自动加料、废料自动 传送式卸料”相对密闭的全自动生产模式。

1）药材自动加料系统江中药业股份有限公司提取生产线采用了气力物料高效输送系统从气力输 送的输送机理和应用实践均表明它具有一系列的优点：输送效率高、设备结构总体较简单、维护管理方便、易于实现自动化以及有利于环境保护等特别是用于 工厂车间内部输送时，可以将输送过程和生产工艺相结合，这样有助于简化工艺 过程的设备为此，可大大地提高劳动生产率、降低成本和减少占地空间图真空自动加料示意图2）传带式自动卸料系统传送皮带处于三足式离心机正下方，离心机转鼓内药渣自动卸下、清洗后， 落于传送皮带上传出生产区域，送至室外存于料斗中，累计到一定量后由运渣车 运出厂区，清洗水从溢流口流出后排至地沟，进入污水处理系统该系统解决了 人工卸料时间长、劳动强度大、清洗废水易污染生产环境、生产过程连续性差等 问题，显著提高了生产效率三足离芯机自动 清;先三足离亡机:运渣车图传带式自动卸料示意图二、中药动态温浸自动控制提取关键技术应用优势分析动态温浸提取在实际生产过程中较传统的静态提取具有以下优势：（1）溶剂 的使用量由药材的15〜20倍降低到8〜10倍，降低了溶剂的消耗量；（2）由于 溶剂的使用量降低，整个提取的综合能耗约降低30%左右； （3）由于动态提取是 先将药材粉碎为粗颗粒后投料，相应增加了药材与溶剂接触面积，同时采用强制 搅拌使罐内物料达到湍流状态，强化了液－固两相的传质效果，使提取时间每批 从6〜8小时缩短到2〜3小时，提取收率提高10%左右；（4）虽然动态提取一次 性投资相对较高，但从经济学角度看在设备的寿命周期（经济寿命）内单位产品 的成本至少减少 20%左右；（5）低温提取，有效的保障了提取成分活性，避免了 常规高温提取对提取成分活性的破坏。