自动控制技术在中药提取工艺中的应用分析

聂复礼

（浙江惠松制药有限公司，浙江 杭州 310019）

中药提取是中药制药的基础步骤。随着自动化技术日趋成熟，应用范围不断扩张，我国的诸多制药企业逐渐实现了对生产环节的优化和升级，加快了自动化控制技术的应用比重，逐渐减少了人工在中药提取环节中的参与。实践证明，自动化控制技术的应用不仅可以切实提高生产效率，提高中药物料利用率，更能够帮助企业节约人力资源，控制生产成本。

1 传统中药提取工艺

传统中药提取工艺在我国的发展时间较为悠久，应用范围较广，其主要是指由人工参与操作，使用煎、煮、加热回流等方式来提取中药中的精华物质。在自动化技术尚不发达的年代当中，中药制药产业在提取中药时就以传统提取工艺为主。即便是在今天，传统提取技术依然在一些中小型的制药企业当中较为常见。在实际当中，常用的中药提取工艺主要包括以下两种：一是煎煮提取工艺。煎煮提取工艺并不适用于全部的中药药材，药材必须具有可溶于水的特性才能使用煎煮提取工艺进行成分提取。顾名思义，煎煮提取工艺即为煎、煮等方式实现物质的提取，其在提取物质的过程当中，除了目标的有效成分之外，提取液中还会含有大量的杂质，即药渣，这也是煎煮提取工艺不适用于精制工艺的主要原因。而在现代中药制药领域当中，煎煮提取工艺一般与提取罐共同进行使用，制药企业可以根据自身的需求适当调整温度和压力。二是加热回流工艺。加热回流工艺的短板也在于提取物中含有大量的杂质，且不适合用于提取具有挥发性的药物。从技术本质来看，加热回流工艺与冷浸工艺有着一定的相似之处，但由于属于热提取，故无论是在提取效率方面，还是在提取时间方面均具有一定的优越性。

2 超声提取中的自动化

长期以来，超声提取技术因为受到技术层面的限制，当超声波发射源与物料之间的距离将直接决定提取的效率，而这一技术缺陷也导致超声提取技术在实际当中的应用效果不佳，目前仍然处于研究发展阶段。而从技术本质来看，决定超声提取效率的因素众多，如频率、时长、次数、温度等，而自动化控制技术的应用则需要确保为应用超声提取技术提供诸多的便利，确保各项参数控制的准确性。目前相关领域已经研发设计了双频超声动态逆流提取装置，其能够通过高频率的超声波，提取出料口处的物料，避免因为能源衰减特性而所造成的提取效率下降等问题。

3 微波提取中的自动化

在微波提取技术当中，自动控制技术的侧重点主要集中在萃取溶剂量、压力控制、微波控制等多个方面。中药制药企业一般会使用PLC技术来实现对于微波提取系统的控制，PLC技术的应用可以进一步提高自动化控制的精确性和稳定性，尤其是在微波功率控制方面，PLC技术能够根据实际生产的需求灵活控制微波输出功率，确保提取效率保持最佳状态。

4 超临界流体萃取中的自动化

作为一种新兴的中药提取工艺，超临界流体萃取工艺所需要的各项设备均具备实现自动化控制的基础和条件。在这一过程当中，各项设备主要以反馈控制系统为主，自动控制的重点集中在压力、温度、流量等多项参数当中，系统自身能够将设备的实际控制参数与目标控制参数进行比对，从而减少控制参数当中的偏差。现阶段，常用的控制系统以过程检测仪表控制为主，其主要是对提取设备各个关键环节进行过程检测，从而对收集到的数据参数进行分析，并依托PID来控制数据参数，确保提取系统能够长期保持稳定状态。

5 动态逆流提取中的自动化

在动态逆流提取工艺当中，自动控制的要点主要为提取器内部温度控制、溶媒温度控制以及压力控制。为确保能够达到预期的控制效果，需要在自动化系统中添加多个控制点，以保证数据采集的准确性。

6 中药提取工艺自动控制技术的优势

6.1 保证中药提取的稳定性和唯一性

由于中药在进行提取时，其中的提取物类型较为复杂，就目前来说，我国大部分中药所含有的有效成分不止一种，而中药有效成分难以确定的背景下，为了保证中药中的有效成分获得成功，提取相关工作人员仅仅能够通过对外在参数进行有效控制，才能保证提取质量。而就目前来说，中药在提取过程中涉及到的外在因素主要包括温度、湿度、压强、真空度、流量等多项内容。这些因素一旦出现微小的变化，都有可能导致中药物中的有效成分无法提取，所以在进行参数的设置时，一定要对参数进行有效且准确的控制，这样才能在一定范围内保证中药提取物的唯一性和稳定性。传统中要所选择的人工提取方案在进行实际生产时，中药提取工作人员通过手工操作的方式对参数进行控制，而参数在进行调控时，其设置具有一定的主观性和经验性，这种差异的产生不仅仅是由于机械表盘在准确度上存在一定的差异，更重要的是中药提取工作人员对于控制参数有不同的理解，这种状况就会导致在进行参数的调节时存在较为明显的差异，而这样的差异会导致最终的提取量也有所不同。将计算机自动控制技术应用于其中，计算机能够根据大数据分析的方式，确认在以往的经验中参数设置的准确性，并且结合不同药物生产工艺的需求能够自动化的对参数进行准确且有效的控制，而一旦参数出现错误，计算机还可以及时报警，并且将参数设置转变为人工调节方案。通过这种方式能够大大提高中药提取的稳定性和唯一性，避免了人工操作中凭借经验的主观性误差。

6.2 具有较高的环保特点，符合可持续发展需求

在进行计算机控制期间，整个工艺流程需要实现管道化的密封安装，而在进行工艺生产的管道化设计时，为了保证中药提取的质量，通常需要设置无菌式的气动隔膜阀，在进行阀门的设计时不会出现任何死角，适合无菌环境以及卫生要求。通过这些合理的方案设置，能够避免由于传统手工提取过程中手工放料以及手工操作而产生的各种人为性污染，也可以避免在进行手工操作时人工出现烫伤或者烧伤等危险事故，这种生产线不仅符合我国的药品生产设计规范，更符合我国目前的可持续发展需求。值得注意的是，在进行现代化的自动控制技术中药提取工艺的生产线建设时，不同的药物所需要的生产线也有一定的差异，所以具体药物的生产线可以在生产过程中将模块化技术引用于其中，根据不同中药的提取需求，调整相应的生产参数，借此保证可持续发展，避免出现资源浪费的情况。

7 结语

综合来看，将自动控制技术应用到中药提取环节当中已经成为了时代发展的必然趋势，是中药制药企业改革生产流程的有效途径。而在实现了自动化生产的基础上，中药制药企业还应当寻求多项提取技术的联合运用，进一步提升提取环节的效率和质量。中药制药企业应当明确自动化控制技术对于自身的积极影响和作用，加快自动控制技术的应用和普及。