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1、一、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
2、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0510cm大小，放入预热水中浸润30min，在 9598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：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。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。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
3、良好条件。药渣经过离心机压榨 (液-固)，药渣内含水量小于15，比多功能提取罐多得药液 1520(多功能罐含水量约3035)，因此，能提高收膏率。因为不用对药材进行煮沸处理，仅能耗就节约50以上。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。工艺先进，整个过程全自动控制。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
4、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
5、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
6、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31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。32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
7、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。33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001/压力001Mpa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在线预警系统，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、现场在线
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、热系统、在线清洗系统、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
14、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。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1520倍降低到810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68小时缩短到23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。
