中药饮片联动生产线装备研究现状与分析

张威 李丛

摘要：中华5000年，中医是祖先留给我们的瑰宝，中药是其根本。随着时代的发展，中药材的加工也由古法手工洗、润、切、晾晒改为遵循古法的机械加工模式。由于我国工业基础相对薄弱，在药材设备加工方面和日本、韩国还有一定差距，本文简单分析我们中药饮片加工设备的现状及未来发展趋势。

关键字：中药饮片、联动生产线设备、自动化、智能化

在国内，黑龙江林口孔庆军设计了Rs-200型人参清洗机，由箱体、清洗系统、物料输送系统和动力传动系统四部分组成。该清洗机借助水泵，使具有一定压力的水头通过三组喷淋管呈帘状定向喷射到传送带上的待洗人参，将附着在其表面的泥沙等污物冲刷干净，传送带每经过一组喷管排时，都借助折返辊使人参翻转一个角度，这样即可达到整个表面都能冲洗到的目的。同时为了节约用水，降低生产成本，该机采用水循环使用的方式，水箱中设沉淀池和泥沙过滤网。陇西县博远机械有限责任公司石林雄、雷明成等提出一种带有鱼鳞板的中药材清洗机，采用一种在圆周方向开设若干鱼鳞孔并在对应鱼鳞孔位置设置若干与圆周切线方向成一定角度的鱼鳞板的清洗筒、通过增压泵提高水压并带有喷头的喷水轴、以及在清洗筒端盖设置内啮合齿轮的方式，来达到提高药材清洗效率、减轻人工劳动强度、提高生产率的目的，可适用当归、黄芪、红芪、党参、柴胡、甘草等多种中药材的清洗作业。浙江大学王俊提出一种具有输送和喷淋功能的果蔬输送装置，它具有清洗槽，清洗槽上设有输送、喷淋和杂物分离装置，可以将输送带调节到合适的转动速度，达到最佳的喷淋清洗效果，保证洗净果蔬;同时防止输送过程中果蔬往下滑落，喷淋装置可以根据果蔬的品种选择合理的喷淋高度。华中农业大学陈勤超、朱明分析了水流清洗和气泡清洗的清洗机理，两者的作用机理有着很大的差异：水流清洗主要是靠射流的冲击力来破坏蔬菜上的污物，使其脱离蔬菜表面;而气泡清洗方式是依靠气泡的气蚀作用来实现污物的清除，两者在叶类蔬菜的清洗量上无明显差异，但水流方式对根块瓜果类蔬菜的清洗量上有着明显的优势，而气泡清洗方式在对豆荚类蔬菜的清洗量上有优势。

国内市场上可以见到的应用于大规模生产的食品切片机主要有人参切片机、马铃薯切片机、洋葱切片机、黄姜切片机。例如，长江大学陈义厚设计了一种离心式人参切片机，借助人参旋转离心推力，实现人参自动进给。正安县天缘生态科技有限公司徐金米提出一种何首乌切片装置，其的工作原理：把已经清洗好的何首乌，从对辊的上端装入;对辊向外转动，何首乌在自重作用下，向下滚动;体积较小的何首乌从对辊缝隙处下落到筛板上，进行筛选一次，剩下符合尺寸的何首乌进入到切片盒内。进入到切片盒内的何首乌在做圆周间歇运动，切片装置对垂直下方的切片盒内的何首乌进行切片，切片完成后回升的原来高度，旋转盘转动，进入下一个切片盒的工位;另一端，已切好的何首乌片在转动到镂空底部的切片盒工位时，下落到输送带上，被传送到下一个加工工序中。湘潭大学方志翔、马秋成根据槟榔企业对槟榔切片加工自动化的需求，对槟榔切片进行了研究，包括槟榔几何和物理参数的测量及统计分析、切片力公式的推导、切片力大小的影响因素等;提出了槟榔的定位方案，对定位过程进行了分析;综合利用机械设计知识、气压传动技术以及PLC控制技术，完成了槟榔切片机虚拟样机的设计。

在干燥设备方面，中国农业科学院特产研究所黄朝晖等为了研究恒温热风干燥和远红外变温干燥对西洋参质量的影响，分别采用恒温热风和变温远红外方法干燥西洋参，并对使用两种方法生产的干燥产品的质量进行了比较，结果表明采用变温远红外干燥的西洋参的质量优于采用恒温热风干燥的产品。河南科技大学的宗洁对柴胡热风干燥工艺进行了研究。结果表明干燥温度和风速对柴胡干燥时的干燥时间、皂苷保存率和色泽的影响均很显著。浙江大学的罗剑毅、王俊对稻谷做了远红外和热风干燥的单因子试验，得出干燥特性，并探讨了两种干燥方式的数学模型。对两种干燥方式进行多因子正交回归试验，综合优化后得出工艺参数组合。干燥方式、温度和速度与药性及含水率有关，而含水率将直接影响切片的成品率，在线检测药材的含水率显得非常有必要。干燥设备是大惯量设备，其温度超调量的控制至关重要，需要采用有大惯量控制技术。因此，上述沥水烘干及水质检测方法不能适用于根块类中药材的沥水烘干及水质检测。

在国际上，生产中药及饮片的国家主要是中国、日本和韩国，其他国家虽然也有生产中药的企业，但设备基本上都是从上述三国进口。日本是除中国之外最大的中药生产国和消费国，其中药生产主要以颗粒剂为主，生产规模、技术水平和工艺装备均已达到世界先进水平。特别是在质量检测方面，每个生产工段都设有严格的检查和控制，保持产品质量的实时监测。日本的大型制药装备都已实现了全流程自动控制和输送管道化、包装机电一体化设计。而韩国生产的中药设备具有很强的针对性，如节能远红外煎药机、高温液体包装等设备，以单片机控制为主，性价比高，操作简单，而且适宜大批量作业。此外，美国德克萨斯医药工程中心Wilhelm博士等人采用热风干燥法对西洋参干燥过程中温度和湿度对产品质量的影响做了研究。研究表明，干燥温度明显的影响干燥时间，低温干燥需更长的干燥时间，进入干燥器的空气的相对湿度提高了二十个百分点，仅使干燥时间稍有增加。

存在的问题分析：相比于日本、韩国中药材加工设备，我国上述中药饮片或中药材生产装备大多是单元生产设备，或研究单元生产中的最佳生产工艺等，并没有从集成性、连续性角度开发面向中药飲片生产的联动生产线工艺及设备，更没有考虑到联动生产线中各单元设备的能量、质量传递关系，开展中药饮片生产的节能降耗设计与工艺优化设计，当需要单品种、大批量生产时，耗费人工、能源很大，同时无法保证成品的均匀、稳定性，无法保证饮片质量的合格。

发展趋势展望：未来中药饮片加工一定是产地化、连续化、智能化。

产地化：依据药典可产地鲜加工药材进行大批量的鲜品加工，最大保障中药饮片的有效含量，同时方便其运输存储。

连续化：中药饮片联动线适合单一性、大批量的药材加工，其连续生产可最大节省人工、节省能耗，降低生产成本，减少人的物化劳动。

智能化：饮片生产同时可对其清洗水的浊度检测，判别其药材的洁净度，润药时可通过调节蒸汽的温度、时间自动匹配不同药材，通过成像技术自动检测切制后的饮片厚薄度，利用红外水分检测技术判断其含水量进而自动调节烘干机的温度、烘干时间等。最后自动监测系统还可以对整条生产线工作时所需要的人工、能耗（水、电、汽等）自动计算，以核验其生产成本。

作者简介：

张威，性别：男，出生年：1990，籍贯：河南省商丘市夏邑县，民族：汉，学历：大专，研究方向：中药材饮片加工设备，单位名称：杭州金竺机械有限公司。单位所在省市：浙江省杭州市。

李丛，杭州华威医疗用品有限公司。