自動控制技術在中藥提取工藝中的應用分析

聶復禮

（浙江惠松制藥有限公司，浙江 杭州 310019）

中藥提取是中藥制藥的基礎步驟。隨著自動化技術日趨成熟，應用范圍不斷擴張，我國的諸多制藥企業逐漸實現了對生產環節的優化和升級，加快了自動化控制技術的應用比重，逐漸減少了人工在中藥提取環節中的參與。實踐證明，自動化控制技術的應用不僅可以切實提高生產效率，提高中藥物料利用率，更能夠幫助企業節約人力資源，控制生產成本。

1 傳統中藥提取工藝

傳統中藥提取工藝在我國的發展時間較為悠久，應用范圍較廣，其主要是指由人工參與操作，使用煎、煮、加熱回流等方式來提取中藥中的精華物質。在自動化技術尚不發達的年代當中，中藥制藥產業在提取中藥時就以傳統提取工藝為主。即便是在今天，傳統提取技術依然在一些中小型的制藥企業當中較為常見。在實際當中，常用的中藥提取工藝主要包括以下兩種：一是煎煮提取工藝。煎煮提取工藝并不適用于全部的中藥藥材，藥材必須具有可溶于水的特性才能使用煎煮提取工藝進行成分提取。顧名思義，煎煮提取工藝即為煎、煮等方式實現物質的提取，其在提取物質的過程當中，除了目標的有效成分之外，提取液中還會含有大量的雜質，即藥渣，這也是煎煮提取工藝不適用于精制工藝的主要原因。而在現代中藥制藥領域當中，煎煮提取工藝一般與提取罐共同進行使用，制藥企業可以根據自身的需求適當調整溫度和壓力。二是加熱回流工藝。加熱回流工藝的短板也在于提取物中含有大量的雜質，且不適合用于提取具有揮發性的藥物。從技術本質來看，加熱回流工藝與冷浸工藝有著一定的相似之處，但由于屬于熱提取，故無論是在提取效率方面，還是在提取時間方面均具有一定的優越性。

2 超聲提取中的自動化

長期以來，超聲提取技術因為受到技術層面的限制，當超聲波發射源與物料之間的距離將直接決定提取的效率，而這一技術缺陷也導致超聲提取技術在實際當中的應用效果不佳，目前仍然處于研究發展階段。而從技術本質來看，決定超聲提取效率的因素眾多，如頻率、時長、次數、溫度等，而自動化控制技術的應用則需要確保為應用超聲提取技術提供諸多的便利，確保各項參數控制的準確性。目前相關領域已經研發設計了雙頻超聲動態逆流提取裝置，其能夠通過高頻率的超聲波，提取出料口處的物料，避免因為能源衰減特性而所造成的提取效率下降等問題。

3 微波提取中的自動化

在微波提取技術當中，自動控制技術的側重點主要集中在萃取溶劑量、壓力控制、微波控制等多個方面。中藥制藥企業一般會使用PLC技術來實現對于微波提取系統的控制，PLC技術的應用可以進一步提高自動化控制的精確性和穩定性，尤其是在微波功率控制方面，PLC技術能夠根據實際生產的需求靈活控制微波輸出功率，確保提取效率保持最佳狀態。

4 超臨界流體萃取中的自動化

作為一種新興的中藥提取工藝，超臨界流體萃取工藝所需要的各項設備均具備實現自動化控制的基礎和條件。在這一過程當中，各項設備主要以反饋控制系統為主，自動控制的重點集中在壓力、溫度、流量等多項參數當中，系統自身能夠將設備的實際控制參數與目標控制參數進行比對，從而減少控制參數當中的偏差。現階段，常用的控制系統以過程檢測儀表控制為主，其主要是對提取設備各個關鍵環節進行過程檢測，從而對收集到的數據參數進行分析，并依托PID來控制數據參數，確保提取系統能夠長期保持穩定狀態。

5 動態逆流提取中的自動化

在動態逆流提取工藝當中，自動控制的要點主要為提取器內部溫度控制、溶媒溫度控制以及壓力控制。為確保能夠達到預期的控制效果，需要在自動化系統中添加多個控制點，以保證數據采集的準確性。

6 中藥提取工藝自動控制技術的優勢

6.1 保證中藥提取的穩定性和唯一性

由于中藥在進行提取時，其中的提取物類型較為復雜，就目前來說，我國大部分中藥所含有的有效成分不止一種，而中藥有效成分難以確定的背景下，為了保證中藥中的有效成分獲得成功，提取相關工作人員僅僅能夠通過對外在參數進行有效控制，才能保證提取質量。而就目前來說，中藥在提取過程中涉及到的外在因素主要包括溫度、濕度、壓強、真空度、流量等多項內容。這些因素一旦出現微小的變化，都有可能導致中藥物中的有效成分無法提取，所以在進行參數的設置時，一定要對參數進行有效且準確的控制，這樣才能在一定范圍內保證中藥提取物的唯一性和穩定性。傳統中要所選擇的人工提取方案在進行實際生產時，中藥提取工作人員通過手工操作的方式對參數進行控制，而參數在進行調控時，其設置具有一定的主觀性和經驗性，這種差異的產生不僅僅是由于機械表盤在準確度上存在一定的差異，更重要的是中藥提取工作人員對于控制參數有不同的理解，這種狀況就會導致在進行參數的調節時存在較為明顯的差異，而這樣的差異會導致最終的提取量也有所不同。將計算機自動控制技術應用于其中，計算機能夠根據大數據分析的方式，確認在以往的經驗中參數設置的準確性，并且結合不同藥物生產工藝的需求能夠自動化的對參數進行準確且有效的控制，而一旦參數出現錯誤，計算機還可以及時報警，并且將參數設置轉變為人工調節方案。通過這種方式能夠大大提高中藥提取的穩定性和唯一性，避免了人工操作中憑借經驗的主觀性誤差。

6.2 具有較高的環保特點，符合可持續發展需求

在進行計算機控制期間，整個工藝流程需要實現管道化的密封安裝，而在進行工藝生產的管道化設計時，為了保證中藥提取的質量，通常需要設置無菌式的氣動隔膜閥，在進行閥門的設計時不會出現任何死角，適合無菌環境以及衛生要求。通過這些合理的方案設置，能夠避免由于傳統手工提取過程中手工放料以及手工操作而產生的各種人為性污染，也可以避免在進行手工操作時人工出現燙傷或者燒傷等危險事故，這種生產線不僅符合我國的藥品生產設計規范，更符合我國目前的可持續發展需求。值得注意的是，在進行現代化的自動控制技術中藥提取工藝的生產線建設時，不同的藥物所需要的生產線也有一定的差異，所以具體藥物的生產線可以在生產過程中將模塊化技術引用于其中，根據不同中藥的提取需求，調整相應的生產參數，借此保證可持續發展，避免出現資源浪費的情況。

7 結語

綜合來看，將自動控制技術應用到中藥提取環節當中已經成為了時代發展的必然趨勢，是中藥制藥企業改革生產流程的有效途徑。而在實現了自動化生產的基礎上，中藥制藥企業還應當尋求多項提取技術的聯合運用，進一步提升提取環節的效率和質量。中藥制藥企業應當明確自動化控制技術對于自身的積極影響和作用，加快自動控制技術的應用和普及。