以电陶炉作为中药炮制实验教学火源的适用性研究※

戴幸星 杜 红 谭 鹏 朱东杰 李 飞

实验研究

以电陶炉作为中药炮制实验教学火源的适用性研究※

戴幸星 杜 红 谭 鹏 朱东杰 李 飞*

（北京中医药大学中药学院，北京 100029）

目的 为了与现代药厂饮片生产模式更好地接轨，同时量化中药炮制的“火力”表述，培养学生规范化的炮制技能，将原有的液化气火源改为温度可控性更强的电陶炉，并对其适用性进行研究。方法 以电陶炉为火源加热空锅，并结合在线红外测温仪对其加热性能及与传统液化气加热“火力”间的关系进行系统考察，获得电陶炉炒制的“火力”控制方法。结果 在使用电陶炉炒制时，可先采用900 W、1000 W、1200 W火力这3个火力加热到传统“文火”“中火”“武火”所需的温度后，再将火力调小至400 W、500 W、600 W，以维持相应的温度。结论 实验结果经学生实验验证有效可行，可用于指导电陶炉在中药炮制实验教学中的应用。

中药炮制学；实验教学；电陶炉

中药炮制是以中医药理论为指导，按照辨证施治的临床用药需要，根据药物的性质以及调剂制剂的不同要求所采取的一项将中药材加工成中药饮片的制药技术[1]。2015年版《中国药典》明确规定：中药材只有经过炮制加工成中药饮片，才能用于临床和中成药的制剂[2]。因此，规范化地传承与发展中药炮制技术是时代的必然要求。

中医药高等院校的中药炮制学实验教学课堂，是传承发展中药炮制技术，培养适应现代中药产业专业技术人员的重要前沿阵地。目前，小规模验证性传统炮制实验仍是大部分院校中药炮制实验教学的主要内容。其中，“火力”是教学的难点之一。一方面，学生无法定量理解“文火”“中火”“武火”等传统“火力”控制的经验术语。另一方面，随着社会的发展变化，“火力”的火源由最初的草木、木炭、煤、油、燃气等直火加热，到现在许多饮片厂采用的电、电磁等加热，这种加热方式的变化给学生掌握传统炮制技术带来了一定的难度。为了与现代饮片生产模式更好地接轨，同时量化“火力”表述，培养学生规范化的炮制技能，在新一轮的实验教学改革中，我校将原有的液化气火源改为安全性与温度可控性更强的电陶炉，并结合在线红外测温仪对电陶炉空锅的加热性能及与传统“火力”间的关系进行系统考察，获得电陶炉炒制的“火力”控制方法。实验结果将在中药炮制实验教学中进行进一步验证。

1 仪器与试药

1.1 仪器 SKG1645型电陶炉（广东艾诗凯奇智能科技有限公司），WG8332QB炒锅（浙江爱仕达电器股份有限公司），AS872在线红外测温仪（香港希玛仪器仪表有限公司）。

1.2 试药 王不留行（批号1506078，产地：河北）、山楂 （批号1702060，产地：河北）、枳壳 （批号20170308，产地：江西）、骨碎补（批号1610018，产地：广东）。以上药材饮片均购自北京市双桥燕京中药饮片厂。

2 研究方法

将空锅放置于电陶炉上，并以不同火力加热。由于电陶炉加热的火力是以瓦数（W）形式体现在操作面板上，为了更直观地与传统“火力”衡量指标——温度相对应，采用在线红外测温仪来监测电陶炉加热时锅的温度。红外测温仪每2 s记录1次数据，并存储在计算机中。

需要说明的是，由于电陶炉降温速率很慢，为保证在1 d内相同实验条件下完成实验，锅温并未降到室温，而是降到75℃左右（保证100 W能测得温度曲线的温度）作为起点进行测量。

3 结果与讨论

3.1 液化气灶加热性能考察 作为对照，本研究首先对传统的液化气灶空锅加热性能进行考察，结果如图1所示。在使用液化气灶加热时，火力大小通常采用控制火焰的大小和强弱的方式进行控制。由图1可以看出，“文火”“中火”“武火”加热均经历了快速升温、缓慢升温及温度平衡3个阶段。3个火力的截止测量温度，即大致的平衡温度分别为190℃、260℃和310℃。由于快速升温阶段为线性，故通过线性回归拟合方程，获得3个火力的升温速率，结果见表1。

图1 液化气灶不同火力加热的温度-时间曲线图

表1 液化气灶不同火力加热性能汇总表

3.2 电陶炉加热性能考察

3.2.1 在线红外测温仪测量位点的确定 为确定红外测温仪在平底锅中不同测量位点所得温度是否有差异，选取如图2所示的4个位点，以800 W加热为例，考察电陶炉的加热情况，结果如图3所示。由图3可知，电陶炉对平底锅不同位点的加热情况存在差异。由于电陶炉是平板加热，故位于锅底中部的d1和d2点测得的加热情况无显著性差异。但位于锅底边缘的d3点由于与空气间存在部分的热传导，故测得的温度较锅底中部的d1、d2点低。位于锅沿的d4点由于未直接接触电陶炉面板加热，加之空气热传导加剧，其所测得的加热温度最低。在炒制药物时，药物主要在锅底受热。因此，为反映炒制时的真实温度，红外测温仪宜选择锅底中部任意位置测量，但不可靠近边缘。本研究后续工作中，红外测温仪均固定在d1点进行测量。

图2 在线红外测温仪测量位点考察示意图

图3 电陶炉800 W加热条件下在线红外测温仪平底锅中不同监测位点的温度-时间曲线图

3.2.2 电陶炉不同火力加热情况测定 本研究对电陶炉最低火力100 W至最高火力2200 W间的14个瓦数随时间的加热情况进行了测定，结果如图4所示。由图4可知，电陶炉加热与液化气灶加热相似，都经历了快速升温、缓慢升温及温度平衡3个阶段。不同瓦数快速升温阶段升温速率及截止测量温度（即最终的平衡温度）见表2。实验结果表明，采用电陶炉加热，随着火力的增大，升温速率与最终的平衡温度均增大；当采用1000 W以上火力加热时，最终平衡温度无显著性差异，均在520℃～530℃范围内；当采用1600 W以上火力加热时，升温曲线无显著性差异。

对比液化气灶与电陶炉加热的结果可以看出，液化气灶最高加热温度为310℃，而电陶炉采用较低火力600 W加热即可达到300度以上；当采用中火力1000 W以上加热时，即可达到500℃以上的高温，远超过“武火”的要求。这也是学生在采用电陶炉加热时，容易将药炒糊的原因。

进一步对比表1和表2可以看出，电陶炉400 W、500 W、600 W火力加热的最终平衡温度与液化气灶“文火”“中火”“武火”最终平衡温度相近，但升温速率较小，需要加热很长时间达到平衡温度，加热效率较低。而电陶炉900 W、1000 W、1200 W火力加热的升温速率与液化气灶“文火”“中火”“武火”的升温速率相近，但最终平衡温度较高，需要对其进行降低火力控制。这一结果提示在电陶炉实际操作中，可以先采用900 W、1000 W、1200 W火力这3个火力加热到“文火”“中火”“武火”所需的温度后，再将火力分别调小至400 W、500 W、600 W，以维持相应的温度。

图4 电陶炉不同火力“瓦数”加热的温度-时间曲线图

表2 电陶炉不同瓦数加热性能汇总表

3.2.3 不同炒锅电陶炉加热性能对比研究 由于学生在炮制实验过程中，炒锅会用于炒、炙、煮等不同操作，且不同学生操作情况不同，造成不同实验用锅锅底表面性质差异较大。为确认电陶炉对不同锅底表面性质炒锅加热性能的影响，随机选取5口经过学生不同炮制操作的炒锅，以800 W火力加热为例，考察其升温情况，结果如图5所示。由图5中可以看出，不同锅底表面性质的炒锅，加热性能差别较大，且温度越高，差别越大。表3列出了不同锅底表面性质炒锅从75℃加热到特定温度所需时间及标准偏差，进一步说明了这一问题。当加热到100℃时，5口锅所用时间的标准偏差仅5.55，但当加热到350℃时，标准偏差达到了78.32。这一结果表明，由于不同炒锅间存在差异，在采用电陶炉加热时，不能仅依靠瓦数来进行控制，仍需配合测温仪监控温度，以达到最佳的炒制效果。

图5 800 w火力加热条件下不同锅底表面性质炒锅的温度-时间曲线图

表3 不同锅底表面性质炒锅升温时间情况表 （s）

3.3 实验验证 根据2.2.2部分所得“文火”“中火”及“武火”的实验结果，设置炒王不留行（“中火”炒制）、炒制山楂（“文火”炒黄、“中火”炒焦、“武火”炒炭）、麸炒枳壳（“中火”炒制）、砂炒骨碎补（“武火”炒制）4个学生实验项目进行“火力”的验证实验，每个实验项目均采用上述3种不同火力炒制，每个火力均有4组学生同时操作，每个实验项目最长炒制时间为10 min，实验结果如表4～7所示。验证结果表明，采用前文所得的电陶炉“文火”“中火”“武火”控制方法能够获得符合外观性状要求的成品饮片。

表4 炒王不留行火力验证结果

表5 炒制山楂火力验证结果

表6 麸炒枳壳火力验证结果

表7 砂炒骨碎补火力验证结果

4 总结

本文参比传统液化气灶“文火”“中火”“武火”加热曲线，获得电陶炉上3个火力的控制方法，经学生实验验证有效可行，可用于指导电陶炉在炮制实验教学中的应用。实验结果同时提示，电陶炉可以获得比传统液化气灶更为精确的温度控制，且加热温度与加热时间存在交互作用，故利用电陶炉作为加热火源，可以获得除“文火”“中火”“武火”以外更为多层次的火力范围。因此，后续可以针对不同药材进行更为细致的火力研究，以获得最佳的炮制工艺。

在实验过程中还发现，炒制容器铸铁锅在经历一段时间炒制后，因锅底表面性质发生变化，可能导致加热性能发生变化。为保证火力控制的准确性，在学生实验过程中，建议配合红外测温仪进行温度检测。

[1]龚千峰.中药炮制学[M].北京:中国中医药出版社，2003：1.

[2]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].一部.北京:中国医药科技出版社，2015.

Study on the Applicability of Electric Ceramic Heater as the Heating Source of Processing Chinese Materia Medica in Experimental Teaching

DAI Xingxing1,DU Hong1,TAN Peng1,ZHU Dongjie1,LI Fei1
(School of Chinese Materia Medica,Beijing University of Chinese Medicine,Beijing 100029,China)

Objective In order to better meet the modern pharmaceutical production pattern of Pieces,and quantify the"fire"expression of processing Chinese material medica,we changed the original heating source from liquefied gas to electric ceramic heater whose temperature is more controllable,and studied the applicability of electric ceramic heater.Methods The pan was heated empty by electric ceramic heater.Combined with the on-line infrared thermometer,we studied the relationship between the heating performance of the electric ceramic heater and that of the traditional"fire" and thus obtained the heating-control method of the electric ceramic heater.Results When using electric ceramic heater to process medicine,the students can use 900W,1000W and 1200W to fire the medicine to certain temperatures that represented traditional"mild fire" and"strong fire" respectively,and then reduced the fire to 400W,500W and 600W to maintain the temperatures.Conclusion The results are verified to be feasible,and can be used to guide the application of electric ceramic heater in experimental teaching of processing Chinese materia medica.

Science of processing Chinese materia medica;experimental teaching;electric ceramic heater

10.3969/j.issn.1672-2779.2017.20.063

1672-2779（2017）-20-0144-04

北京中医药大学校级教育课题基金资助【No.XJZX17018】

*通讯作者：lf668@sina.com

2017-09-12）