新技術裝備助推中藥工業現代化

郭維圖

（東南醫藥生物工程技術研究所，福建廈門361021）

0 引言

我國提出的《中醫藥發展綱要》要求，中成藥產品以“三效”（高效、速效、長效）、“三小”（劑量小、毒性小、副作用小）、“三方便”（儲存方便、攜帶方便、服用方便）為目標，這也是實現中藥現代化的美好愿景。

中藥現代化的實施比西藥復雜，范圍廣、內容豐富，它包括中藥的基礎理論如何與前沿科技相結合，如何將藥材的種植、采集納入GAP科學管理規范，以GMP要求嚴格進行藥材前處理、提取物生產工藝操作和質量管理，加速新劑型、新處方、新工藝及新裝備同步研發、產品質量標準、質量控制和檢驗技術等諸多方面的現代化進程。近年來，隨著科學技術的發展，中藥鑒定手段也不斷發展，計算機學科和一些邊緣學科技術已經在中藥鑒別、質量控制方法等研究中得到應用。如色譜、光譜、質譜、熱分析、分子生物、電泳、掃描電鏡、計算機圖像分析、統計學多元分析、人工神經網絡和示波極譜等技術正在中藥檢驗中逐漸得到推廣應用。本文僅就工藝裝備技術現代化的推廣應用及有代表性的工藝技術裝備作一分析。

根據國家藥品管理法和GMP要求，藥品質量控制必須從源頭開始。中藥飲片是中醫湯藥的處方藥及中藥丸劑和加工其他中藥劑型所需提取物的原料。因此，中藥前處理（包括飲片和提取物生產）是保證質量控制的重要切入點。

1 飲片逐步實施規范化加工

中藥飲片的加工從選藥開始，經洗藥、浸潤、切制、炮制、干燥等工序后，根據服用和提取物生產需要粉碎成顆粒或粉末。以往的中藥飲片在前處理生產中存在諸多問題，如選藥不認真、洗藥不干凈、潤藥未浸透、切制不均勻、炮制不規范、粉碎無規則等。自修訂《藥品法》、《藥典》、GMP以來，我國飲片行業從2005年開始歷經3年的GMP認證，改變了多年來中藥飲片廠普遍存在的廠房簡陋、設備陳舊、技術落后及生產環境中“飲片腳下踩，灰塵滿天飛”的落后狀態。飲片生產開始擺脫手工操作狀態，逐步進入半機械、機械化生產，但設備仍然均較簡陋、粗糙，多數屬于敞開式鋼制單機設備。

1.1 設備的變更

設備的變更主要體現在以下幾個方面：

（1）凈制：洗藥機多為轉筒噴淋結構，只能清洗根莖、果實、種子類藥材，而葉、草、花類及長條狀藥材均難以得到清洗。因此，GMP認證后的設備材質以不銹鋼取代碳鋼，并調整其結構，改進噴水壓力和方式以適應多功能洗滌的需要。

（2）切制：處方藥的飲片常以薄片、厚片、絲片、段、圓片、塊等形式存在，初期所用的剁刀式和圓盤式切藥機已不再適用，因此，出現了可切制不同規格藥材的多功能切藥機。

（3）炒藥：炒藥機的熱源有燃煤、燃油、電。燃煤的炒藥機因有煙塵污染、溫控難問題而遭到淘汰。燃油、電熱炒藥機所配置的測溫元件和控溫點比較合理，并配套有治理廢氣的裝置，將防污染與提高飲片炒制質量放在首位。

（4）飲片干燥：傳統藥物的干燥仍以熱風循環或隧道式遠紅外電熱式為主，但藥材中有些營養或藥用成分屬于揮發性或熱敏性成分。因此，為避免貴重藥材有效組分的損失，藥品生產企業近年來引入了隧道式微波干燥箱用于非揮發性藥材的干燥，而熱敏性或揮發性藥材則采用低溫干燥、真空微波干燥、真空冷凍干燥等技術，其中真空干燥不宜用于含揮發性成分的藥材。

（5）藥材粉碎：藥材粉碎也存在與飲片干燥類似的問題，常規的萬能粉碎機的粉碎細度一般在40～120目，溫升80℃以上。粉碎細度越小，溫升越高。顯然，這不適合營養成分或藥用成分屬于揮發性或熱敏性成分的藥材。以往粉碎機缺少集塵裝置，粉塵污染嚴重，高濃度粉塵存在引發爆炸的安全隱患。現在的粉碎機大多選用自帶集塵機組，為滿足保留貴重藥用成分的要求，低溫粉碎或超低溫粉碎機應運而生。

1.2 超微粉碎

采用超微粉碎設備可將原生藥材通過傳統粉碎法得到的粉碎粒徑從150～200μm提高到現在的5～10μm，其植物粉末可以達到95%破壁水平。超微粉碎溫度可控制在中溫、低溫、超低溫，含有不同理化性質成分的藥材均可采用。并且，此種新技術適合于不同質的藥材。超微粉末可使藥材中的有效成分得以充分保留，有效成分的溶出更迅速、釋放更快、更充分，體內吸收過程更直接、快速，藥物利用率大大提高。

MZ系列中藥粉碎機（圖1）是利用振源的強力振動，使粉碎腔內的物料在流態化狀態下受磨棒高強度的撞、切、碾、搓等綜合力的作用，使物料在短時間內達到微米級粉碎或細胞破壁的效果。同時，該設備也可作為精密混合器、包覆改性器使用。通過調整振動強度，可方便控制被粉碎物料的細度，并可進行干式、濕式粉碎作業。設備帶有常溫、水冷、低溫、超低溫、防氧化、防爆炸多種作業配置，可降低粉碎腔內的溫度，利于熱敏性物料的粉碎，是一種工藝流程簡單、性價比高的設備。

圖1 MZ系列中藥粉碎機

超微粉碎中藥的優點：（1）節約藥材、節省藥費。據悉，微粉中藥的用藥量一般都只有目前臨床處方常用量的1/3，有的甚至可以達到1/5。微粉中藥與湯藥頭煎30%、二煎15%、三煎不到5%的利用率相比，可謂“高效率”了。超微粉碎可減少藥材量30%～80%，縮小用藥體積50%～70%，達到了節約藥材、節省醫療費用、提高療效、攜帶服用方便等目的。（2）顯著提高療效。傳統粉碎中藥吸附在腸壁上的藥物粒子較粗，其中一部分藥物粒子的有效成分在未完全釋放出來之前就被排出體外，藥物的生物利用度較低。而微粉中藥則粘附腸壁時間長，形成藥物在腸壁較高的濃度差，促進藥物在體內的吸收，增加血藥濃度，其療效和藥材的利用率大大提高。（3）可改變口服中藥制劑的外觀，方便服用。長期以來無論丸劑還是片劑膠囊，給患者的印象是粗、大、多，其原因一是提取物含量低、用量多；二是藥材細度大、用量多、體積大。

因此，采用微粉藥材和高含量的提取物是提高療效、減少劑量、方便服用的關鍵。

1.3 實施規范化加工的目的

簡而言之，飲片裝備按照GMP要求實現機械化、自動化、智能化和密閉化，有利于提高中藥飲片的質量，減少人為對飲片造成的雜質、微生物污染，是提高百姓健康水平和控制提取物質量的源頭。

2 采用新工藝裝備，提高提取物得率和質量

傳統固態提取物生產工藝有：提取（冷浸、滲漉、熱回流多功能提取罐）、濃縮（蒸汽加熱濃縮單雙三效蒸發）、純化（醇沉、水沉）、二次濃縮收膏（蒸汽加熱球形或下錐體）及干燥（蒸汽加熱常壓或真空）。若提取物為注射劑原料，則在純化后進行精濾、濃縮結晶、過濾、真空干燥，也可以將經濃縮、精制、滅菌的提取液作為配制大小容量注射劑的原料。

熱回流提取使用的藥材粗、液固比大，通過加熱蒸發濃縮、采用多次不同濃度的醇沉純化，采用靜態加熱的二次濃縮收膏及蒸汽加熱真空干燥等工藝裝備導致提取物生產周期長、溫度高、能耗大、物耗多、得率與含量低、污染大、勞動強度高、生產環境差、成本居高不下。因此，《中醫藥發展綱要》指出：“中藥工業生產工藝和工程化技術落后，生產效率和綜合利用能力相對低下，缺乏標準化的專用制藥工業裝備。”時隔7年，一些新工藝促進了新裝備的研制，而新裝備又推動了新藥生產和老工藝的技術改造。

老工藝存在的弊端導致我國絕大多數中藥產品難以進入國際市場，制約了中藥產品的開發和出口創匯。目前，一些企業采用了先進的工藝設備，不但提高了產品產量和質量，還降低了生產成本，使產品在國際市場上提高了競爭力。在浸提方面，加快半仿生提取法（簡稱SBE法）、生物酶解技術、破碎提取技術的試驗研究，有些單位應用超臨界流體萃取技術（簡稱SFE法）、亞臨界提取、超聲波輔助提取、微波輔助提取等技術來提高得率與含量。在濃縮方面，應用了帶熱泵的雙效濃縮器和膜分離濃縮器。在純化方面，采用大孔徑離子交換樹脂器、膜分離純化器或上述兩者的復合裝置。在二次濃縮收膏方面，采用帶攪拌刮板下錐體濃縮器或帶刮板球形濃縮器并配有冷凝回收系統，以回收乙醇。在乙醇回收方面，采用串連的波紋填料塔使酒精濃度達到無水要求。在浸膏干燥方面，以周期短、能耗低、基本無損耗的微波真空干燥箱或帶式微波真空連續干燥器取代傳統的真空干燥箱。除此以外，還在浸膏箱干燥以外引入了一步制粒干燥器、噴霧干燥裝置。針劑中藥原料藥也引入了“三合一”干燥器、噴霧干燥裝置、真空冷凍干燥機。

2.1 中藥浸提新技術裝備

由于半仿生、生物酶解和細胞機械破碎等技術尚屬研發階段，還未見商業裝備投放市場，在此不作重點介紹，而對超臨界、亞臨界提取作一般性介紹，主要介紹較大眾化的先進設備，如超聲波提取、微波提取等技術裝備。

2.1.1 超臨界流體萃取

原理：超臨界流體是指處于臨界溫度（Tc）和臨界壓力（Pc）以上，其物理性質介于氣體與液體之間的流體。這種流體兼有氣液兩重性的特點，它既有與氣體相當的高滲透能力和低黏度，又兼有與液體相近的密度和對許多物質優良的溶解能力。

超臨界CO2萃取是采用CO2作溶劑，超臨界狀態下的CO2流體密度和介電常數較大，物質溶解度很大，并隨壓力和溫度的變化而急劇變化。因此，超臨界CO2萃取不僅對某些物質的溶解度有選擇性，且溶劑和萃取物非常容易分離。其基本流程如圖2所示。

圖2 超臨界CO2萃取基本流程

CO2超臨界流體適用范圍：（1）適用于對熱不穩定物質的提取；（2）適用于脂溶性、高沸點成分的提取；（3）加入夾帶劑，改變萃取介質的極性，適用水溶性成分的提取；（4）應用于提取高純度成分，所得的是單一成分純度高、附加值高的產品。

但是，因操作壓力高、設備價格高、運行成本高、技術要求高等問題，超臨界CO2萃取難以普及。圖3為2個超臨界CO2萃取裝置。

圖3 超臨界CO2萃取裝置

2.1.2 亞臨界流體低溫保質萃取

亞臨界流體低溫保質萃取是利用亞臨界流體作為萃取劑，在密閉、無氧、低壓的壓力容器內，依據有機物相似相溶的原理，氣態的萃取劑經冷凝后轉為液態循環使用，再通過減壓蒸發的過程將萃取劑與目的產物分離，最終得到目的產物的一種新型萃取與分離技術。亞臨界萃取工藝流程示意如圖4所示。

亞臨界流體萃取的工藝明顯優于傳統的有機溶劑萃取工藝，在天然產物的提取，如各類植物籽油、部分動物油、中藥材以及生物化工、食品和色素等行業得到了廣泛的研究和應用。圖5為其應用于辣椒紅色素生產線。

圖4 亞臨界萃取工藝流程

圖5 亞臨界流體萃取應用于辣椒紅色素生產線

2.1.3 超聲波輔助提取

超聲波是指頻率高于20kHz、在人的聽覺閾限以外的聲波。

原理：利用超聲波產生的機械作用、空化作用和熱效應，增大分子運動速度和對介質的穿透力，以提取植物的有效成分。這三者的共同作用可使植物細胞破碎，使有效組分溶入浸泡液，達到提取的目的。

特點：（1）不需加熱，避免了中藥常規煎煮法、回流法長時間加熱對有效成分產生的不良影響，適用于對熱敏物質的提取，節省能耗。（2）提取是物理過程，在整個浸提過程中無化學反應發生，不影響大多數藥物有效成分的生理活性。（3）提高藥物有效成分的提取率，節省藥材，有利于中藥資源的充分利用，且溶劑用量少，提高經濟效益。（4）提取物有效成分含量高，有利于進一步精制。

圖6為連續逆流超聲波提取設備。目前，連續逆流超聲波提取設備有罐式和逆流滲漉2種問世，筆者認為連續式有利于實現產業化，但能耗較微波法相對高且噪音污染比較嚴重。

圖6 連續逆流超聲波提取設備

2.1.4 微波輔助提取

微波是指波長在1mm～1m之間、頻率在300～300000MHz的電磁波。微波輔助提取是用其波長12cm、頻率2450MHz波段的電磁波。

原理：利用帶有極性的植物細胞液接受微波能后極性分子不斷改變極性的運動因而發生摩擦、碰撞產生熱量，使細胞膨脹并因受微波射線穿透后，細胞壁應力降低，導致細胞破裂，使有效組分溶入浸泡液，達到提取的目的。目前已有間歇式提取罐及管道式連續提取裝置（圖7）應市。此外，還有真空微波提取及逆流滲漉式微波提取設備研制。

圖7 管道式微波連續提取設備

微波萃取優點：傳統的熱萃取是以熱傳導、熱輻射等方式由外向里進行，而微波萃取是通過偶極子旋轉和離子傳導2種方式里外同時加熱。

與微波輔助提取相比，微波連續萃取具有以下優點：（1）萃取快，對萃取物具有高選擇性，利于保護功能性成分，故產率高、產品質量好。（2）連續化操作，可實現規模化生產。（3）周期短，可節省50%～90%的時間，提取溫度低，可節省能耗70%。（4）微波來自電源，所以其可實現自動控制、程序控制及智能化技術控制。其中，微波的屏蔽技術可達到國際先進水平，安全可靠。（5）物耗少，提取率高。與微波輔助提取相比，微波連續萃取的藥材可減少20%～30%，溶劑用量可減少50%～90%，方便后續處理，直接和間接污染物排放量大大減少。（6）生產線組成簡單，節省投資，生產過程實現連續、自動和智能化，有效降低勞動強度。

目前微波提取的裝備試驗階段有微波加壓提取、微波真空提取，并有間歇釜罐式微波提取裝備、管道式連續微波提取裝備、螺旋推進連續滲漉（逆流）式微波提取裝置等連續式設備利于產業化，其中，管道式微波連續提取裝置產業化條件業已成熟。

比較上述幾種中藥浸提的新技術，超臨界適合提取高純度、單一成分、高附加值的產品，亞臨界適合提取油脂類產品，超聲波、微波輔助提取適合于提取植物的同分異構體或復合成分。超臨界屬低溫超高壓設備，程控自控水平高，故裝備加工細而嚴，設備投資費用及

運行成本高，不適合提取低值產品。亞臨界屬于中壓設備，加工單位需持有壓力容器資質證書。超聲波、微波設備則屬于常溫（或低于70℃）、常壓，易于控制，目前已有滿足真空、0.1MPa等工藝的相關設備的研發，此類設備形式有間歇生產的釜罐式、螺旋推進連續滲漉式或管道式微波連續式，不論是間歇式還是連續式，均引入了除各種參數感應、傳感、變頻、程控等智能化技術外，其設備加工均屬于常壓通用技術。因此，設備加工成本較低，操作采用觸摸式，便于操作人員接受，設備性價比較為合理。尤其是連續式提取技術，可實現產品的規模化生產，可促進中藥生產技術現代化。

2.2 中藥提取液的蒸發濃縮技術

2.2.1 中藥提取液的蒸發濃縮

傳統的提取液采用加熱真空濃縮，按加熱器數量可分單效、雙效和三效真空濃縮器，從能耗方面分析，雙效的能耗較三效能源利用效果更好。因此，近些年為節省能耗，在第一效蒸發器的蒸發氣體出口引入熱泵，通過機械壓縮或通過文丘里管通入高壓蒸汽，將一效的蒸汽壓縮后再提供給一效加熱，從而節約一次蒸汽50%的用量，降低能耗成本。

由于使用熱泵，一效蒸發量為總蒸發量的65%～70%，二效蒸發量為總蒸發量的30%～53%；與普通的雙效濃縮器一、二效蒸發量各占50%相比，使用熱泵可節省近70%的蒸汽及30%的二效冷卻循環水量。盡管加熱濃縮引入了節能技術，由于相變且加熱時間較長，仍需消耗大量蒸汽，同時可造成熱敏性成分分解。

2.2.2 提取液濃縮純化新技術

膜分離技術已經廣泛應用于中藥提取液的濃縮與純化，與傳統分離方法相比，膜分離技術是利用壓力差在溶液中通過過濾介質分離不同分子量溶質和溶液的功能。

膜是指能夠把流體相分隔為互不相通的兩部分，這兩部分之間能存在“傳質”的薄的物質。

原理：膜分離是利用天然或人工制備具有選擇透過性膜，以外界能量差（如壓力差、濃度差、電位差等）或化學單位差為推動力，對雙組分溶質和溶液進行分離、分級、提純和濃縮的方法。

圖8 膜濃縮純化設備

膜濃縮純化設備（圖8）的特點有：（1）分離過程是在常溫下進行，條件溫和，無成分破壞，因而特別適宜對熱敏性的物質進行分離、分級、濃縮與富集。低溫使熱敏性、活性成分得到保護。（2）分離過程不發生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學試劑，無污染，是一種節能環保的分離技術。過程可除菌，使所得產品達到無菌狀態。（3）膜分離技術分離效率高，對稀溶液中的微量成分回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。（4）膜分離過程僅采用壓力作為膜分離的動力，因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便，易于控制和維護，成本僅是蒸發濃縮成本的1/20。（5）膜分離法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制劑。對于蛋白質溶液，一般只能達到10%～50%的濃度。

膜的應用：（1）反滲透膜適用于大小在50～400分子量的小分子，還可用于酸性、堿性有機溶液的凈化分離除溶劑的濃縮；（2）納濾膜適用于大小在200～2000分子量的有機酸、黃酮、氨基酸、蛋白質等目標產物；（3）超濾膜適用于大小在500～50000分子量的多糖、果膠目標產物；（4）微濾膜常用于截留0.02～10μm的機械雜質，以保護上述膜分離的正常進行。

2.2.2.1 提取液的濃縮

濃縮一般采用反滲透膜裝置，反滲透用于濃縮除水。

定義：若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力時，濃溶液中的溶劑會向稀溶液方向流動，此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反，這一過程稱為反滲透。反滲透的壓力通常在0.16MPa以上。中藥提取液絕大部分是以水或不同濃度醇為溶劑，且多數屬于稀溶液，需要將多余的溶劑分離掉。如果用于含有機溶媒的濃縮，則較多采用納濾的方式。例如，在茶多酚的提取過程中，膜技術主要應用于2個方面：微濾、超濾膜技術用于澄清過濾；反滲透用于濃縮。對澄清后的茶汁采用反滲透膜濃縮，取代傳統的蒸發濃縮工藝，既能革除蒸汽節約能耗，又可避免氨基酸被破壞，但有黏度高、易吸潮等缺點。傳統分離提取主要采用機械過濾、高速離心及化學處理等方法，傳統方法澄清效果欠佳，易使茶汁中許多有效成分連帶除去，造成嚴重損失，產品質量較差。

2.2.2.2 提取液的純化

傳統的純化采用醇沉分離進行提純，如果需要較高純度，應采用不同濃度的乙醇分離各種雜質，這不僅需消耗大量乙醇，而且導致有效成分損失更大。為克服上述缺點，往往利用微濾、超濾或納濾組合，以分離去除機械雜質和不同分子量的有機物，提高目標組分的含量。以無機陶瓷膜分離技術為基礎的集成膜分離技術處理綠茶汁和紅茶汁可有效除去大部分蛋白質、果膠、淀粉等大分子物質，而茶多酚、氨基酸、兒茶素、咖啡堿等含量損失很少，可有效除去醇不溶性物質（AIS）38%～70%，使澄明度提高92%～95%，口感好，不易二次渾濁、變質。

2.2.2.3 其他

膜分離過去主要應用于純水制備、海水淡化，20世紀90年代開始用于抗菌素的濃縮、提煉，隨后開始逐漸應用于中藥提取液的純化、濃縮，但應用面仍然受到一定限制。目前，可用于純化的膜分離介質有金屬膜、陶瓷膜、有機膜，國產化程度正在逐步提高，應用領域正在擴大，發展潛力巨大。

除此以外，吸附澄清技術在提取液純化上是替代了高成本醇沉工藝的新技術，它運用吸附澄清劑將固液快速分離，以達到精制和提高澄明度的目的。在中藥提取液的應用中，在提取液中加入絮凝沉淀劑以吸附架橋和電中和方式與蛋白質、果膠等發生分子之間的作用，使其沉淀，以達到除雜澄清的目的。

2.2.3 二次濃縮收膏

傳統收膏采用球形濃縮器或帶下錐體濃縮器，此類設備都屬于靜止加熱，因此傳質、傳熱效果都較差。近幾年，利用聚四氟乙烯板制成帶刮板的攪拌器不僅有利于傳質、傳熱，提高蒸發速度，縮短濃縮時間，還能減少浸膏的粘底損耗，提高浸膏得率。

2.3 中藥提取物的干燥

中藥提取物按成品可分為口服、外用和注射劑，按狀態可分為液態和固態。

固態提取物供口服制劑（丸、散、片、顆粒）可利用提取物濃縮至一定濃度，采用一步制粒干燥器或噴霧干燥器制成顆粒，或作為片劑、膠囊的原料；采用流浸膏或干浸膏可作為丸劑原料；浸膏干燥以前采用以蒸汽或電為熱源的真空干燥箱，此設備干燥時間長，易爆沸，沾料損失嚴重。現在，許多企業選用微波真空干燥箱，因其干燥溫度低、時間短、不爆沸、不沾料而深受歡迎。

2.3.1 微波真空干燥

2.3.1.1 微波真空干燥特點

微波真空干燥的特點：（1）浸膏直接吸收微波而整體加熱；（2）在真空狀態下，微波的傳遞不受影響；（3）干燥過程中不會形成“堅實的外殼”；（4）浸膏中的水分容易排出；（5）干燥溫度低，時間短，藥物的有效成分損失小，沒有損耗，收率幾乎100%，節約能源。

2.3.1.2 微波真空干燥設備

微波真空干燥設備分動態（圖9）和靜態（圖10）2種，尤其是靜態干燥箱，它是將物料在靜態下干燥，物料無需運動即可實現干燥，每次裝量大，干燥質量易控制。靜態干燥比動態干燥能耗減少10%，產量提高1倍，設備故障率大大降低，不會出現卡盤、翻盤、掉盤等問題，易于清洗。

圖9 動態微波真空干燥設備

圖10 靜態微波真空干燥設備結構

提取物的干燥除靜態、動態微波真空干燥箱外，還有帶式真空微波連續干燥器，研制的連續式微波真空干燥設備可保證物料的干燥溫度在40℃左右，干燥速度是真空熱風干燥的數十倍，極大提高了生產能力，而且干燥的產品可有效地保持色、香、味、形和營養成分，提高了產品品質。

2.3.1.3 帶式真空微波連續干燥器的關鍵技術

帶式真空微波連續干燥器的關鍵技術有：

（1）在真空度和微波功率的給定范圍條件下，應合理設計確定微波真空干燥室的結構和尺寸，使室內的空氣擊穿場強在安全范圍之內。微波真空干燥室的結構還應保證微波場的均勻性，避免物料介質某部分會由于場強很強而過熱，而另一部分卻由于弱電場而受熱不足。同時微波真空干燥室的結構還應滿足壓力容器的設計要求和規范。

（2）微波真空密封結構在微波真空干燥設備各連接處需要同時進行微波和真空的雙重密封，將微波泄漏量控制在安全標準范圍內，真空度還應達到相應的設計要求。

（3）連續式進出料結構可保證設備的連續化生產，由于進出料動作頻繁，所以該結構需具有較好的密封性來保持整個系統的真空度并防止微波泄漏，所以保證密封性是該部件的關鍵。

2.3.2 其他干燥設備

提取物若為注射劑原料則可采用“三合一”干燥器、噴霧干燥器或真空冷凍干燥器。

2.3.2.1 雙錐“三合一”干燥器

雙錐“三合一”干燥器（圖11）是集真空過濾、洗滌、干燥等多功能于一體的干燥機，其生產系統實現了流程全密閉，能完全避免生產過程中溶劑對操作環境空氣的污染，同時能減少因與毒性物質接觸而導致操作人員中毒事故的發生。藥品回收率高，溶媒回收完全，避免因物料遺漏、遺留和溶劑揮發而引起的浪費。

圖11 雙錐“三合一”干燥器

工作原理：設備為雙錐形罐體，一頭為過濾板，另一頭為淋洗及出料口，夾套內可通入蒸汽或熱水對內膽進行加熱。罐體通過主軸置于兩側機架上。主軸兩端一頭為蒸汽及冷凝水接口，通入蒸汽完成加熱過程；另一頭為抽真空口，通過真空泵或真空系統，使罐內呈真空狀態，完成抽濾過程，并在干燥過程中抽走蒸發出來的水汽。電機或減速機置于機架內，通過齒輪轉動，帶動罐體正反轉，使物料不斷上下、內外翻動。在洗滌過程中可使物料充分均勻混合，徹底完成洗滌過程。在干燥過程中，可不斷地更換受熱面，使物料受熱均勻，達到平衡干燥的目的。

2.3.2.2 中藥浸膏噴霧干燥機

中藥浸膏專用噴霧干燥機是適用于熔點低、含糖高的中藥產品的干燥機械，并具有不粘壁、物料不焦化、不易吸潮等特點。該裝置根據干燥產品的特點和性質確定噴霧干燥的工藝條件，自動化程度高，操作方便。設備解決了多年來許多熔點低、含糖高的中藥產品不能用噴霧干燥的技術難點，也是對噴霧干燥在中藥制藥中的應用技術研究的新發展。

中藥浸膏噴霧干燥的工作原理（圖12）：中藥浸膏高速離心式噴霧裝置是離心式噴霧干燥技術在特定物料干燥中的應用，也是利用高速離心式霧化器使物料分散，與熱空氣充分接觸，完成瞬間干燥，形成粉狀成品的干燥裝置。

圖12 中藥浸膏噴霧干燥原理

設備特點：該干燥設備有效地解決了原高速噴霧干燥機在中藥浸膏干燥中出現的粘壁、焦化、收粉率低、產量低等問題。具體如下：（1）干燥速度快，一般只需十幾秒鐘，能夠瞬間干燥；（2）干燥過程中液滴的溫度比較低，特別適用于熱敏性物料的干燥，能夠保持產品品質；（3）為防止干燥塔產生粘壁現象，設有夾層套冷卻結構，有效地杜絕產品的粘壁、焦化現象，提高產品質量和收率；（4）特有的成品風送系統將干燥成品與系統內的熱濕空氣及時分離，避免了干燥成品的吸濕或結塊的可能性；（5）進入干燥系統的風均經過濾處理，與物料接觸部位采用不銹鋼制作。

2.3.2.3 真空冷凍干燥器

真空冷凍干燥（以下簡稱凍干）是將含水的物質先凍結成固態，再使其中的水分從固態直接升華變成氣體排出，以除去水分而保存物質的方法。

原理：溶液狀態的產品經冷凍處理后，先經升華和解吸作用，使產品中的溶劑減少到一定程度，從而阻止微生物的生成或阻止溶質和溶劑間發生化學反應，使產品得以長期保持原有性質。真空冷凍干燥法是液態→固態→氣態的過程，在凍干過程中，溶質顆粒之間的“液態橋”已凍成“固態橋”，兩顆粒間的相對位置已被固定下來，且兩顆粒間不存在氣液界面的表面張力，隨溶劑的不斷升華，“固態橋”不斷減少，但兩顆粒之間的相對位置已不發生變化，直至“固態橋”完全消失。

冷凍干燥與其他干燥方法相比，具有以下優點：（1）藥液在凍干前分裝，分裝方便、準確，可實現連續化；（2）處理條件溫和，在低溫低壓下干燥，有利于熱敏物質保持活性，可避免高溫高壓下的分解變性，以保證蛋白質不會變性；（3）含水量低，凍干產品含水量一般在1%～3%，同時可在真空甚至通N2保護情況下干燥和保存，產品不易被氧化，有利于長途運輸和長期保存；（4）產品外觀優良，為多孔疏松結構且顏色基本不變，復水性好，凍干藥品能迅速吸水還原成凍干前狀態；（5）凍干設備為封閉操作，安裝環境潔凈度高，有效減少雜菌和微粒的污染，干燥中和封裝后的缺氧可起到滅菌和抑制某些細菌活力的作用。缺點：設備造價高、生產成本高、干燥周期長、能耗大、工藝控制要求高，溶劑不能隨意選擇，只限于水或冰點較高的有機溶媒。

2.3.3 各種干燥工藝設備的有關參數對比

各種干燥工藝設備的有關參數對比如表1所示。

傳統提取方法由于熱回流提取罐、真空雙效濃縮器、靜態球形濃縮器和蒸汽真空干燥箱等生產過程中使用蒸汽為加熱源，因而需要燃燒大量的標準煤，易造成嚴重污染，這可從煤燃燒產生的污染物匯總表（表2）的一組數據得到論證。據悉，中國提取物的年產量為60000～70000t，表2中以60000t計算。

筆者推薦盡可能采用微波連續提取、膜濃縮、膜分離、帶刮板收膏濃縮器和靜態微波干燥箱組成的生產線，不僅可以大大節約能耗、縮短生產周期、降低產品成本，且能夠大大降低煤燃燒對環境造成的污染。

2.4 中藥制劑

中藥制劑可分為傳統的散劑、膏劑、蜜丸、水蜜丸、水丸和中藥西制的片劑、膠囊（硬膠囊、軟膠囊、滴丸）、小容量注射劑、大容量注射劑、粉針劑等。中藥西制基本上采用西藥制劑設備，本文著重就中藥丸劑近些年的發展略作簡介。

表1 各種干燥工藝設備的有關參數對比

表2 煤燃燒產生的污染物匯總表

2.4.1 20世紀中藥丸劑設備狀況

丸劑是一種或多種藥物細粉與適宜的賦形劑混合制成的球形或橢圓形的固態制劑，一般供內服用。千百年來，中成藥以“丸、散、膏、湯”為主，丸藥制作一直沿用手工和坨、柱塞壓條、手工搓丸、籮筐泛丸等落后的生產方式，至20世紀90年代由手工推向半機械化，經MJJ-3型滅菌攪拌機利用夾層中的過熱蒸汽和直接通入攪拌體內的蒸汽給藥物加熱，使流浸膏與藥材粉末在攪拌下混合，達到和坨的目的。然后，將可塑性軟材取出放入YT-120型煉合壓條機內壓擠，由螺桿推出成條狀制品。其條狀物由輸送帶送入ZTM80-3型三輥蜜丸機進行切條、推條，然后在丸模中滾成蜜丸，或采用自動制藥丸機將軟材送入進料槽內，經加壓桿輸送其圓條狀，并推送至前端以供切動桿將圓條狀的原料打成塊狀，掉落至成型裝置的主動轉盤上，經主動轉盤與固定轉盤的配合，便可形成圓球狀的藥丸。

佳木斯藥機廠推出的ZW-120型中藥自動制丸機可適用于蜜丸、水蜜丸、濃縮丸的制作，它由存料盤、料斗、物料推進器、出條片、導輪、導向架、制丸刀等組成。藥坨從存料盤送至料斗內，在螺旋推進器的擠壓下，經出條片推出藥條（8條）。藥條在自動導輪的控制下同步進入制丸刀，受制丸刀的滾動和搓動作用，連續制成大小均勻的藥丸。藥坨投入料斗后，機器自動連續完成制丸工序，且丸形圓整，大小均勻，無需篩選。該設備所生產的水丸崩解時限符合藥典規定，性能穩定、運行可靠、適用范圍廣、清洗方便。

與此同時，廣東惠陽機械廠也推出了ZWJ-76型制丸機，其工作原理與結構特點：將煉合成黏塑狀的原料通過送料機構喂入下槽軸凹槽內，由取料刀取出，推料刀將其推落在搓丸滾桶表面，滾桶轉動，又將料胚帶至搓丸板上，往復搓動，制出光滑的球丸成品。

隨后，啟東混合器廠也推出了高效混合制丸機，它由攪拌器、絞碎器、攪拌桶、出料閥、桶架及升降機組成。其中，與攪拌桶形狀相吻合的攪拌器所作的有規則運動使物料充分混合并形成小粒，同時有助于消除死點并完全混合材料。絞碎器可將加工過程中的團塊絞碎，同時由于它與攪拌器之間的互相配合作用，使藥物得到最佳粒度。堅固的圓形容器沒有轉軸、密封圈或葉輪，不會暗藏和積留污物，使物料混合。此外，用于水丸、濃縮丸和糊丸的滾筒篩也應市，利用糖衣鍋泛制水丸、拋光及對其他丸劑進行包衣、拋光等。

上述加工機械對提高丸藥產量、減少手工污染和降低勞動強度有較大的作用，但接觸藥材的零部件材質依然為45號鋼，設備內表面粗糙，外觀都是敞開式，設備之間的半成品仍然是手工傳遞，距GMP對防污染、少偏差的要求還有相當差距。我國中成藥產品與植物藥強國的最大差距在于生產工藝、裝備及質量標準和質量控制技術。這就要求設備結構盡可能簡單，不可存在不易清洗滅菌的死角。設備盡量密閉，引入自動控制、程序控制等技術，實現單機自動化和多機組智能控制的聯動生產線，可避免人為差錯和污染。

2.4.2 中藥丸劑生產設備現況

近10年來，黑龍江迪爾、天水華圓在中藥丸劑單機設備的改進和實現中，在制藥丸劑生產線聯動化方面做了不少工作，在探索縮短生產工藝流程、合并操作工序的同時，在新型單機及聯動生產線中引入先進技術，優化設備材質，改進觸藥表面的加工精度，簡化設備結構，安裝變頻調速裝置，引入自動化、參數PLC程控化設定、人機界面觸摸屏智能化控制，以提高設備的密閉程度和設備多能化。此外，為了避免人為差錯和污染，減少了生產操作空間面積，采用平面式和提升式帶水冷或氣冷及透明有機玻璃罩的傳送帶以解決工序之間的物料輸送問題。目前，已經可組成聯動生產線的丸劑類型有大蜜丸、小蜜丸、水蜜丸、濃縮丸、水丸等產品。

黑龍江迪爾制藥機械公司開發的丸劑聯動生產線（圖13）包括主機和連接輸送帶，其設備流程為：XQJ-2型強力攪拌混合機→GSL-450型雙層高效精煉機（或單層高效精煉機）→WZ-180型制丸機（SDW-I型三扎棍中藥大蜜丸機、DW-I型五軋輥大蜜丸機、ZW-120 ZW-40立式中藥自動制丸機或全自動速控制丸機）→WCZ-300型往復式搓丸整形機→GF-300型布粉機→XW-I型離心式自動選丸機（SWJ-Ⅱ型滾筒式自動篩丸機）→SWG隧道式微波干燥滅菌機（可由1、3、5層輸送帶輸送）→QGZ系列滾筒式中藥丸整形上光機組（或PGY-4-1000型組合式拋光機組）→XZK-Ⅱ扣殼機（大蜜丸）→ZLJ-Ⅲ（ZLJ-90）全自動大蜜丸沾蠟機（大蜜丸）→包裝（大小蜜丸數粒裝盒）。各單體設備之間由平面式和提升式帶水冷或氣冷及透明有機玻璃保護罩的傳送帶輸送。全自動中藥丸劑聯動生產線按光、機、電、氣一體化設計。該生產線便于實現規模化、產業化生產。

圖13 丸劑聯動生產線

天水華圓微型臺式丸粒生產線（圖14）流程為：將不同種類的干性或濕性粉狀物料由CHJ-10槽型混料機混合均勻送到YUJ-10A臺式中藥制丸機料倉內，在螺旋推進器的擠壓下，制成1根或2根直徑相同的藥條，經導輪、順條器同步進入制丸刀輪中，經過快速切搓，制成大小均勻的藥丸，再將藥丸送入SWG-220微型丸滾筒篩3次分選，將合格丸粒送入WMG3W小型微波滅菌機入口內，由輸送帶傳輸經微波加熱箱體，進行干燥滅菌后的合格藥丸送入BYJ-300荸薺式包衣鍋，對其表面拋光或包衣，完成微型丸粒的生產。此生產線比較適合醫院或規模小的產品應用。

圖14 微型臺式丸粒生產線

3 結語

總之，近10年來，中藥的生產裝備和檢測儀器有了巨大進步，但與國際上植物藥生產強國比較還存在差距，不少檢測儀器和設備監控系統的元件還依賴進口。眾所周知，制藥裝備是制劑科研和生產的重要手段，中藥前處理、制劑生產離不開制藥裝備，新制劑的研發也需要新的裝備與之配套，科研成果若沒有相配套的裝備，其成果就如紙上談兵，就不可能實現產業化。新工藝、新技術的推廣應用阻力不小，新工藝的研發與新裝備推出嚴重脫節，科研成果只能束之高閣。往往有些人常常以標榜某某核心部件由西方某國進口為榮，讓用戶放心，這足以說明自我配套能力較差，自我創新能力較弱，亟待提高自我配套能力。

所以說，中藥工業現代化需要多行業的配合，需要主管部門的支持，不能停留在克隆他人設備，國家與人民需要從仿制走向創新。新產品的產業化依靠制藥裝備及質量可靠的測控元件來實現。設備的在線控制功能取決于機、電、儀一體化技術的運用，隨著工業PC機、計量、顯示、分析儀器的設計應用，多機控制、隨機檢測、即時分析、數據顯示、記憶打印、程序控制、自動報警等新功能的開發使得在線控制技術得以推廣。制藥裝備由單機作業邁向高性能的單機組成聯動線生產，這是防止生產過程中出現差錯與污染的必由之路。