自动化技术在制药设备中的运用研究

赵春涛

摘 要：本文对当前中药制药过程中的传统提取工艺和新型提取工艺进行了简单介绍，对中药生产中制药设备自动化控制技术的应用需求进行应用效果进行了分析和研究。

关键词：自动化技术;中药;制药设备

引言

利用现代制药技术对中药的有效成分进行提取是我国传统中医药现代化发展的一个重要方向。在当前的中药提取过程中许多新的工业技术被运用到其中，尤其是自动化控制技术的应用能够有效的提高原料利用率、缩短生产时间，降低生产成本。

1.传统中药提取工艺与特点

传统的中药提取工艺主要包括煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流提取法与连续回流提取法等，其中煎煮法与回流提取法是较为常用的提取工艺。煎煮法对于有效成分在湿热环境下较为稳定且溶于水的药材的提取中有着较好的效果，不过在提取过程中比较容易混入一些杂质，不利于药物的精制。在煎煮法提取时可以在常温常压下进行也可以使用提取罐来控制温度和压力来达到更好的提取效果。回流提取技术是通过将单一溶剂或混合溶剂进行水浴加热进行提取的工艺，其提取效率较高，但容易出现杂质，且对于挥发性成分、热不稳定的成分提取效果较差。

2.新型中药提取工艺与特点

随着现代制药技术的不断发展，许多的新型工艺被应用于中药的提取当中。主要包括：（1）超声提取法，具有提取快、能耗低、效率高等特点，可以避免高温对药物成分造成的影响;（2）微波提取法，具有设备简单、选择性高、溶媒用料少、提取快、效率高等特点，较多用于生物碱、黄酮等成分的提取;（3）超临界流体萃取法，具有较好的选择性，对于挥发油、生物碱等成分的提取相关较好;（4）动态逆流提取法具有成本低、使用广泛、产率高能够长时间持续作用等特点;（5）酶法提取，具有效率高、成本低、产物不易变性等特点，多用于多糖、苷类、有机酸、生物碱等的提取。

3.中药控制中应用自动控制技术的需求

自动化控制技术主要是通过应用现代信息技术实现对整个生产过程的自动化进行，其能够更加便捷的对各项生产参数进行调整和控制，保证在生产工艺中各项标准的有效落实，避免人工操作下出现的一些误差，从而达到提高原料利用率和生产效率，降低能源损耗和生产成本，使产品质量得到良好的保障。随着现代中药提取技术的不断发展以及中药生产的工业化、规模化发展，对于自动化控制技术的需求也越来越高。

在中药生产过程中，无论是传统的提取工艺还是新型提取工艺都可以大致分为提取、过滤、浓缩、醇沉、吸附、洗脱、收膏、干燥、制剂及溶剂回收等工序。在提取、浓缩、醇沉、干燥等工序的执行上是一个较为复杂的动态系统，容易受到多种因素的影响。而通过在生产过程中应用自动化技术进行控制，能够实现对影响产品质量的各项工艺参数的实时监控，并根据相关数据对生产环境进行及时的自动调整。

由此可见，自动化技术在中药生产控制中的应用能够有效的保证产品质量，提高药品的安全性、有效性，降低企业生产成本。同时自动化控制中药生产还能够推动我国的中医药更好的进行现代化发展，符合GMP要求，有利于中药在国际上的推广。

4.新型提取工艺对自动化装备匹配需求及融合产生的效果

为了进一步探索自动化控制技术在中药生产中的实际应用以及相关效果，本文从中药生产的新型提取工艺入手对自动化技术的设备匹配以及应用效果进行了研究和分析。

4.1超声提取与自动化

中药生产中影响超声提取效率的主要因素包括超声频率、提取的时间、次数、温度以及药材粉碎粒度、提取溶剂的种类以及相关参数。因此，自动化技术在中药超声提取中的应用需对药材浸泡时间、超声频率、提取时间、提取温度等参数进行稳定、有效的控制。例如，超声提取中，不同部分的物料与声波发射源的距离存在差异，而超声波能量衰减较快会导致超声频率变化，进而影响提取效率。针对这一问题，有研究者通过使用双频超声对不同位置的物料进行分别处理来保证提取效率的均衡。

4.2微波萃取与自动化

在微波萃取技术中主要需控制的工艺参数包括萃取时间、温度、压力、微波功率以及溶劑种类、用量等方面。在自动化技术在微波萃取中的应用上，可以通过使用PLC控制系统来灵活的控制微波功率，保持萃取温度均匀稳定，可以实现对存取温度的自动化控制，从而保证良好的萃取速度和分析物的回收，提高萃取过程的可控性和重现性。

4.3超临界流体萃取与自动化

超临界流体萃取技术中超临界流体流量、提取时间、压力、温度等是需要进行控制的工艺参数。目前自动化技术在超临界流体萃取工艺中的应用较为广泛，但在应用深度上则相对不足，主要以基本的反馈控制系统为主，在萃取填装料等工序中仍为局部自动化控制或一次仪表操作。要想实现超临界流体萃取的全局自动化控制，可以通过建设二次仪表计算机远程中央控制系统，或者通过子站模块、现场总线控制系统来进行生产过程的控制，保证对萃取各工序的压力、温度等进行精确的控制，提高产品纯度，同时还能够减少生产人员在高压设备旁进行手动操作的危险。

4.4动态逆流提取与自动化

动态逆流提取的自动化控制主要应对整个提取流程中的提取器内温度和溶媒温度进行控制，保持其温度问鼎维持在恒定水平，同时还要能够对溶媒与药材的配比、蒸汽压力、溶媒存储罐液位等相关参数进行控制和调整。在实际的应用上主要是依靠在相关控制点上设置检测单元、控制单元和执行单元。例如，在温度控制上需要对加热器、预浸器和提取器设置检测点;在进汽阀设置蒸汽压力检测点等。

4.5酶法提取与自动化

自动化控制技术在酶法提取中的应用主要是针对提取过程中的药材颗粒度、温度、pH、提取溶剂及酶解时间等进行控制。在酶法提取中应用自动化技术能够有效的提高提取率、减少提取时间，保证提取物质量的一致性，保持有效成分活性。

参考文献：

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