《中药自动化生产线产业化建设可行性研究报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中药自动化生产线产业化建设可行性研究报告（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 中药自动化生产线产业化建设可行性研究报告 2010年8月2目 录一、项目概况2二、企业基本情况12三、产品需求分析和改造的必要性13四、项目建设的主要内容和目标15五、项目总投资及资金来源和资金构成16六、人员培训及技术来源17七、项目实施进度计划17八、项目经济效益和社会效益分析.18一、项目概况目前，我国中药生产从中药前处理到制剂的全过程，已引进许多先进的单元技术，如超微粉碎、动态逆流萃取、CO2超临界萃取、工业膜分离、大孔树脂吸附分离、真空浓缩、薄膜浓缩等。但是，要能适应中药生产过程中工艺多样性的要求，仍需将这些单元技术集成起来使用才能真正显示技术优势。另一方面，由于中药生产的工艺流程
2、较长而且差异大，各工序之间的衔接处理较为困难，单元装备之间又往往无法实现对接，加之缺少在线检测技术，致使有些中间产品不得不停下来等待检测合格后方能流入下一工序，造成中成药生产不易形成连续化。中药自动化生产线的建设，已经成为现代中药生产亟需解决的重要问题本课题主要研究中药关键生产工艺（提取、浓缩）装置的先进自动控制，对典型中药制剂（胶囊、合剂）生产线的工艺与装备进行自动化改造、开展中药制药企业药渣环保自动化处理及综合利用研究，最终建成（胶囊、合剂）制剂的全自动化现代中药示范生产线，主要体现在以下几方面：(1）中药关键生产工艺（提取、浓缩）装置的先进自动控制升温段保温段图2中药提取过程的温度控制曲
3、线中药提取和浓缩过程是整个中药生产过程的核心，该装置的安全、平稳、高效运行直接关系到产品的质量和产量，从而影响企业的经济效益。由于化学反应过程存在的非线性、时变性以及众多干扰造成了系统控制精度低，平稳性、重复性差等控制难点，迫切需要采取流程工业信息化技术加以改造与克服。中药提取过程温度控制要求如图2所示，第一步是升温阶段，然后进入保温阶段，由于受各种扰动的影响，用常规的PID控制很难达到提取罐内温度快速跟踪温度控制曲线，浓缩工艺对时间、温度以及终点判断的控制也存在相同的问题，导致不同批次之间的温度曲线的重现性较差，从而影响了中药提取过程的收率，使同批原料之间的提取过程的重现性差。中药提取过程先
4、进控制系统实施成功与否，在很大程度上取决于此系统所采用的技术路线和实施方案，因此在本项目所采用的技术路线和实施方案满足实用性、先进性、可靠性的原则。中药提取过程先进控制系统将采用预测函数控制技术作为开发工具基于对生产过程测试得到的过程动态数学模型，预测函数控制采用在线滚动优化，且在优化过程中不断通过系统实际输出与模型预测输出之差来进行反馈校正，它能在一定的程度上克服由于预测模型误差和不确定性干扰等的影响，从而增强控制系统的鲁棒性。预测函数控制的基本原理如图3所示：参考轨迹预测函数控制过 程基函数集+-设定值ypdypTr图3 预测函数控制基本原理图 预测模型预测函数控制具有下列三个基本特征：
5、建立预测模型方便：用于描述过程动态行为的预测模型可以通过简单的实验得到，无需系统辨识这类建模过程的复杂运算。此外，由于采用了非最小化形式描述的离散卷积和模型，信息冗余量大，有利于提高系统的鲁棒性； 采用滚动优化策略：预测函数控制与通常的离散最优控制算法不同，不是采用一个不变的全局优化目标，而是采用滚动式的有限时域优化策略。这意味着优化过程不是一次离线进行，而是在线反复进行优化计算、滚动实施，从而使模型失配、时变、干扰等引起的不确定性能及时得到弥补，提高系统的控制效果； 采用误差反馈校正：由于实际系统中存在非线性、不确定性等因素的影响，在预测控制算法中，基于不变模型的预测输出不可能与系统的实际输
6、出完全一致，而在滚动优化过程中，又要求模型输出与实际系统输出保持一致，为此预测函数控制采用过程实际输出与模型输出之间的误差进行反馈校正来弥补这一缺陷，这样的滚动优化可有效地克服系统中的不确定性，提高系统的控制精度和鲁棒性。中药关键工艺先进控制系统框图如图4所示：DCS系统中药提取、浓缩过程测量机构PID控制器预测函数控制系统目标及约束条件图4中药提取、浓缩过程先进控制系统执行机构PID设定值为了使中药提取、浓缩过程温度快速控制工艺设定曲线，提出了中药提取、浓缩过程的温度先进控制方案，即应用预测函数控制为监督层，常规PID控制为控制层的透明控制结构的先进控制系统。由于控制层采用频率较高的常规PI
7、D控制，可以抑制系统的二次干扰，而预测函数控制具有较强的鲁棒性、抗干扰能力和快速跟踪能力等，可以保证中药提取过程温度跟踪控制的快速性和平稳性，从而提高并保证中药提取过程的重现性。(2）胶囊生产线的工艺改造与装备自动化胶囊生产线是中药生产过程的典型生产线，通过对胶囊生产线的工艺与装备的改造，实现胶囊生产线的装备自动化，在中药生产企业中具有广泛的推广意义。本项目针对仙灵骨葆胶囊生产线，研制与改造中药生产过程的关键设备集成，实现药材前处理和制剂的自动化生产，使中药生产装备现代化，操作智能化，产品标准化；同时对中药生产过程中产生的废弃物进行合理化循环使用或进行环保处理后分类处置。本项目将最大限度立足于
8、通过对现有设施、设备的改造，改善生产工艺、提高产能、提高产品质量。在保障质量、产量及生产正常运转的前提下，全力促进生产设备和控制系统集成的国产化，以期达到引领本土机械制造企业和软件开发企业，共同打造中药自动化生产线的初衷。1)工艺流程简介本课题生产线按GMP规范要求进行设计，主要包括：仙灵骨葆胶囊工艺和金刺参九合剂工艺。仙灵骨葆胶囊工艺流程如图5所示，其工艺技术路线如下：将原生药材经干燥、切片，一部分进行粉碎、筛分后与另一部分经提取浓缩得到的流浸膏进行混合制粒、干燥，然后再进行粉碎并制成粒粉、胶囊填充、抛光后进行包装。一般而言，从原材料进入生产车间至被制成为制粒粉统称为前提取工序，从制粒粉充填
9、直至成品包装则为后道工序。图5 仙灵骨葆胶囊工艺流程图2)胶囊生产线工艺与设备的优化改造n 胶囊生产线的超微粉碎技术的改造对于原生药粉直接入药的药品来说，药材粉碎后的细度直接影响着成品的质量和药效，而传统的粉碎技术不能很好的解决药材的破壁问题和粉碎细度，超微粉碎技术能很好的解决这个技术难题。超微粉碎是近年来世界材料加工工业的一项新技术，广泛应用于化工、冶金、制药、矿产、生物工程等领域。中药超微粉碎（又称中药微粉化）是随着现代粉体工程微粉化技术超微粉体技术的发展而新兴的一门中药加工技术。超微粉体技术作为一门跨学科、跨行业的高新技术，在中药制药工业中的应用虽然尚处于起步阶段，但已成为近几年来中药界
10、的研究热点。由于超微粉碎在封闭系统中进行，可避免对环境及产品的污染，同时可防止一些药材易挥发成分在加工过程中的损失。该技术可破碎中药材的细胞壁和细胞膜，可以粉碎的细度达到微粉级，使中药材粉碎成比面粉还小几百倍的微米颗粒，且质量可靠。该项技术生产中药饮片可节省药材用量30至70。具体工艺为：部分药材粉碎（超微粉碎），过300目以上筛，制成微粉；其余各药破碎，加水提取，滤过或离心，合并提取液，干燥，粉碎成细粉，再加入药材微粉，混匀，干燥，制成制剂。n 中药前提取工序的工艺与设备的优化改造通过对提取罐，贮罐，浓缩器的改造，实现中药前处理如提取、浓缩、干燥、粉碎等工序进行自动化生产、监测，以期最大程度
11、提高和稳定质量，节约人力、物力，降低能耗。对提取单元的加溶剂量、提取次数、提取时间、提取温度、投料量、定性指标、定量指标进行实时监测；对浓缩单元的温度、时间、比重、浓度、粘度、收率、定性指标等进行实时监测；对干燥单元的温度、时间、水分、定性指标、定量指标等进行实时监测；对粉碎单元粉碎度、粒度、收率、水分、定性指标、定量指标进行监测；根据不同生产品种，设定不同的在线质量控制方法，建立从原材料提取到终端产品的全过程自动化智能控制系统。对以上单元进行整合，使之相互联系，互通信息，并形成信息流反馈到数据中心进行分析，从而作出不同的操作指令，而且对反馈信息进行分析后可以为生产工艺的优化、改进提供支持。实
12、现企业生产工艺的优化，实施“生产和质量”管理系统。胶囊生产线还需要改造的设备包括：n 超微粉碎机该设备工艺先进，性能稳定，并与气流筛相配套组成完整的成套药物制粉设备。广泛适用于中西制药厂、医院、医药保健品厂、生物化工厂、药材加工厂、超细度中西药开发单位等。 本项目中主要用于生粉粉碎。机型特点： 机内无筛网、不留余渣、成品率100%； 物料干、湿度不限，无需配套任何烘干设备； 有普通型、水冷型、不锈钢型； 进料粒度不限，不管任何形状的中药材，可直接进机粉碎。n 动态多功能提取罐本设备适用于中药、食品、化工行业的常压微压水煎、温浸、热回流、强制循环渗透、芳香油提取及溶媒回收等多种工艺操作，具有中药
13、材有效成分提取效率高，结构简单，操作方便等优点。但需要进行自动化改造。n 双效蒸发浓缩器本设备采用二效同时蒸发，二次蒸汽得到充分利用，节约投资和能耗；采用外加热自然循环与真空负压蒸发方式，蒸发速度快，浓缩比重大，且清洗方便。但需要进行数字化改造。n 沸腾干燥制粒机本设备混合、造粒、干燥集中在同一密闭容器内完成，运作快速、高效，并能避免粉尘飞扬、泄漏和污染。n 全自动胶囊填充机该设备针对传统模板式胶囊机作出了革命性的改进,采用了独有的下插板方式,下插板和上模板一起运动，避免了传统模板式胶囊机上模板和下模盘之间的滑动产生粉垢和金属微屑，而且在物料粘性较大时生产能力大大下降，成品胶囊外表肮脏。另外采
14、用独立的最终冲压杆使得可以非常容易地独立调节填充量和密实度。n 数粒装瓶机该机是此系列设备的品牌，2004年伊马公司并购NAVO公司（包括SWIFTACK、KING、KALISH等），并根据伊马公司的技术优势对其进行了优化，产品达到国际先进水平。n 装盒机该机代表了装盒机的最新发展趋势，所有的运动部分均为独立的伺服电机驱动，并由中央微处理器进行控制，这样一方面极大的增加了设备的灵活性，另外很多高级控制得以实现。此外设备的机械部分大大减少，日常维护量也大大降低。后道工序所需的设备，是中西药品（胶囊）生产、包装过程中普遍使用的常用机械，具体广泛的推广意义。(3）合剂生产线的工艺改造与装备自动化针对金刺参合剂生产线，研制与改造合剂生产过程的关键设备集成，通过对现有设施、设备的改造，对现有生产线进行自动化改造，实现前提取和制剂的自动化生产，同时引入先进固液分离设备和杀菌设备等先进单元技术装备并进行自动化集成改造，改善生产工艺、提高产能、提高产品质量。1)工艺流程现有合剂工艺流程图如图6所示，其工艺技术路线如下：将鲜刺梨原药压榨，对压榨原汁静置、加入澄清剂澄清、配以苦参浸膏进行热釜、精滤、按规格罐装后完成；l 压榨、浓缩、澄清、配液为前提取工序；l 从储罐、罐装、包装为后道工序。图6合剂工艺流程图2)对现有生产线进行自动化改造本合剂生产线是以金刺参合剂生产线为研究实践对象，
