中药提取车间工艺的设计探讨

　　中药提取有着悠久的历史，传统的汤剂和酒剂就是典型的代表，现在中药制剂生产中的颗粒剂、胶囊剂、片剂、注射剂、气雾剂等剂型都需要把中药材中的有效成分分离出来，除去药渣，得到有效成分浸出物进行后续的生产[1][2] 。中药提取工艺水平的高低直接关系着中药制剂生产的产量和质量。中药提取生产过程主要包括中药材的前处理，中药提取、浓缩、分离、溶剂回收以及收膏、收粉等工段。

　　2 前处理

　　中药材前处理包括原药材的净制、浸润、切制、炒制、灸制、煅制、干燥、粉碎等[3]。中药材的处理，要根据药材的化学成分、有效成分、生物化学性质以及药材的组织和细胞结构进行处理。例如一些含芳香油的新鲜生药材，如荆条、柠檬皮等可切成细条，如采用其他方法粉碎，则容易形成烂泥状，并造成挥发油的损失。像益母草、金钱草等，药材组织比较松软，组成成分以纤维素为主，可粉碎的粗一些;质地较硬的药材如葛根、橘梗等则要粉碎的细一些。

　　3 提取、浓缩

　　提取、浓缩工段是中药提取车间的核心，现在生产中提取装置常采用多功能提取罐，其特点是全密闭的循环系统，水或乙醇皆可作为提取溶媒，除能进行提取操作外，还可实现提油、蒸制、回收溶剂等;为了提高浸出效果，在浸出过程中还可以用循环泵进行强制性回流循环，起到搅拌强化的作用。溶剂使用后直接冷凝回收，循环使用，可节省 10%以上的溶剂用量。同时设有泡沫捕集器和冷凝器回收挥发油和避免浸出液的损失;目前设计的几个项目中常选用直筒式提取罐，主要优点是出料阻力小，出渣顺畅，结构简单、制造成本低。出渣采用气动机构自动排渣，下部采用翻转卸料出渣车运渣，即操作方便又安全可靠。

　　下面以某工厂提取车间物料平衡计算示例：已知的工艺参数：工作制度：一天一班制，每班8小时：

　　(1)多功能提取罐

　　①太子参、茯苓、山楂、麦芽、稻芽，总计1200kg。按照每个提取罐容积13%投料量为计算，3m的提取罐可以装400kg的药材。

　　3个3m的提取罐可以满足生产要求。

　　回灵芝100kg，单独一个3m"的提取罐。

　　(2)提取液储罐

　　1按照工艺要求第一次加水6倍(7.2m)，第二次加水5倍(6.0m')，第三次加水4倍(4.8m')

　　第一次投料、加水和加温到100℃时间按1.5小时计算，提取时间按1小时计算，出液时间按0.5小时计算：第二次加水和加温到100℃时间按1.0小时计算，提取时间按1.0小时计算，出液时间按0.5小时计算：第三次加水和加温到100℃时间按1.0小时计算，提取时间按1.0小时计算，出液时间按0.5小时计算.则处理时间约为3.0+2.5+2.5-8小时左右。

　　一批药液的提取液的量为7.2m +6.0m'+4.8-18m，提取液储罐充装系数取0.9，则18m÷0.9-20m.

　　选用2台10.0m，提取液储罐可满足生产要求。

　　2灵芝微沸水提四次，按照工艺要求第一次加水3.2倍(0.32m)，第二次加水3.2倍(0.32m)，第三次加水

　　2.4倍(0.24m')，第四次加水2.4倍(0.24m')。

　　一批药液的提取液的量为0.32m +0.32m +0.24m

　　+0.24m-1.12m，提取液储罐充装系数取0.9，则1.12m

　　+0.9=1.25m选用1台3.0m"提取液储罐(实际生产是多次提取)可满足生产要求。

　　浓缩设备一般有单效、双效、三效真空浓缩装置，目前常选用双效真空浓缩装置，主要优点是节能，一效浓缩热源直接供给二效浓缩使用，两效浓缩过程能源利用率高，且能实现边进液浓缩，边输出设定浓度的浓缩液(即边进边出)，生产效率高。浓缩时的温度、真空度、药液浓度、液位、流量等过程参数在线实时检测及控制，实现全过程数字化质量保障，自动化程度高。

　　4沉降

　　提取工艺常有水提醇沉和醇提水沉两种，水提醇沉工艺在醇沉前要注意以下几点：①浓缩液浓度不宜过稀，否则将需要大量的乙醇沉降造成浪费：过浓，则醇沉时有效成分会被沉淀包裹，也造成浪费。@沉降前浓缩液不宜过热，否则加入乙醇时，乙醇易受热挥发。③向沉降罐加入乙醇时采用慢加快搅的方式加入乙醇，使杂质凝聚下沉排出。@为了防止乙醇挥发，沉降过程中常通入循环冷却水降温处理，易于析出沉淀，加速固液分离，便于过滤操作。⑤乙醇的浓度不宜过高，一般采用60%~80%的乙醇，浓度过高易将低分子有效成分逐步析出。

　　醇沉后得到的上清液，需经过酒精回收装置将低沸点的酒精分离出来，回收后的酒精再使用时，不得对产品造成交叉污染。

　　接某工厂提取车间物料平衡计算示例：

　　(1)沉降罐(沉降24h)

　　太子参提取浓缩液为0.35m"，加约2.8m左右的95%乙醇进行沉淀(最终乙醇密度70%)，则沉降罐内液体积为1.0m

　　，+2.8m'3.Bm"(不考虑水和乙醇混合时体积变化)。沉降罐充装系数取0.8，则3.8m'+0.8s4.75m.

　　综上所述，配置2台3m，沉降罐即可满足生产要求.

　　(2)上清液贮罐

　　醇沉液的体积为3.8m，，每次可得上清液约3.42m，上清液贮罐充装系数取0.9，每则3.42÷0.9-3.8m.

　　配置2台3m"上清液贮罐即可满足生产要求。5收膏、收粉

　　根据后序制剂车间的不用，通常需要收取流浸膏或是干粉，这就通常需要在提取车间内设置一个符合GMP要求的洁净生产线。

　　由于中药生产的品种、剂型众多，造成个企业收膏方式大相径庭，但不论用哪种方式，只要严格按照GMP要求进行，都是可行的。现设计中常用收膏设备为球形浓缩器，经球形浓缩器得到的流浸膏比重可达1.2~1.35，中检合格后的浸膏装桶去干燥或运至冷藏库存放。

　　干燥方式常采用微波真空干燥，喷雾干燥等.采用高速离心喷雾干燥机对浓缩液进行干燥时，料液经雾化后，表面积大大增加，在热风气流中，瞬间就可蒸发95%~98%的水份，完成干燥时间一般仅需5~40s左右。喷雾干燥后的中间品，中检合格后可直接进行称量内包，减少了粉碎和过筛的生产工序。

　　对热敏性和易氧化的物料，常采用微博真空干燥设备，它能不仅更好保证产品的品质，还具有消毒、杀菌的功效。但微波干燥后的中间品一般需要粉碎、总混，才可包装、入库。6清洗

　　提取设备的清洗除在检修时可拆开设备对零部件进行清洗外，在生产过程中一般采用就地清洗(CIP)，CIP清洗的主要优点：减少劳动强度，节约劳动时间：节约能耗，降低成本：自动化程度高，清洗效果好：有利于延长设备零部件的使用寿命。

　　提取、浓缩设备清洗用水可采用饮用水，对于生产注射剂和无菌制剂的浓缩、收膏设备最后一次清洗用水，宜采用纯化水或注射用水。7安全措施

　　中药提取车间常伴有高温、易燃易爆等危险，所以在设计时应注意以下几点：0车间的内的甲、乙类生产区宜集中、靠外墙布置，与其他生产区之间采用防爆墙分隔，如需联通，一般通过加斗室并两边开甲级防火门的方式。②车间内有爆炸危险的甲、乙类区域在建筑设计时应设置泄压及不发火地面等设施。爆炸区域内电气专业应选用与其防爆级别及组别相适应的防爆电气设施"，采取的设施有：防爆灯具、防爆开关、防爆电源控制柜、防爆电机、防爆静电网等。④车间中，在可能散发可燃气体的场所设置可燃气体浓度检测报警装置，检测生产过程中可能泄露的可燃气体，并将信号远传至厂区24小时值班室，指示和报警。⑤对于车间内的蒸汽管，冷凝水管要采取保温防烫措施。0车间内需要配制一定数量的灭火器和消火栓。⑦排放易燃、易爆介质的区域，以及散发分产或有害气体的区域，应单独设置排风系统。有甲、乙类洁净生产的区域，空气不循环使用，采用全排气。

　　8结论

　　(1)中药提取设备完全封闭化，管道输送也封闭，杜绝的药液被污染的可能，符合GMP的生产要求。

　　(2)近年来，针对传统提取工艺中能耗大、得率低的现象，一些提取新工艺已经开始发展起来了，如微波提取、超临界流体萃取等，随着药企工艺的不断更新，提取车间工艺的设计也要随之不断的改进。

　　(3)生产中，安全生产是放在首位的，提取车间无论是在设计、施工还是验收、生产中都应严格按照规范进行，确保人员和财产的安全。

　　参考文献

　　[1]卢晓江.中药提取工艺与设备[M].北京：化学工业出版社，2007.

　　[2]陈玉昆，中药提取生产工艺学[M].辽宁：沈阳出版社，1992

　　[3]GB51069-2014中药药品生产厂工程技术规范[S].

　　《中药提取车间工艺的设计探讨》来源：《化学工程与装备》，作者：樊芳。