“綠色設計”理念驅動下的中藥制藥膜分離工藝分析

李志元

（安徽省醫藥設計院，安徽 合肥 230000）

圍繞著膜技術所應用的制藥分離工藝技術同綠色藥物制造之間有著密不可分的聯系，在當前綠色設計理念在各個行業和領域中廣泛應用的背景下，若想實現中藥制藥的可持續發展，勢必要強化對于膜分離工藝的科學應用。但從實際情況來看，其在實踐應用的過程中仍面臨一定的局限性，在極大程度上影響了中藥制藥領域可持續發展的成效，基于此，有必要對其展開更加深層次的探究。

一、“綠色設計”理念下中藥制藥的核心——分離

對于中藥制藥來說，分離有著至關重要的地位，與此同時，其多尺度效應也是工藝流程整體所具有的本質特征，在中藥生產的各個階段勢必會涉及到至少一個混合物的分離操作，此舉能夠將有效物質保留下來，并最大限度消除那些有害或者是無效的物質。在中藥制藥的過程中，其所面對的待分離體系中包含著在天然藥物及其在生產階段所產生的混合物，具體有固相、液相和氣相幾個相態，其空間尺度覆蓋較廣，整體構成了一個多尺度復雜物系統。制藥分離過程中所采用的中藥綠色制造技術有著極為豐富的內涵，但結合實際情況來看，我國在中藥制藥工業中普遍面臨著以下幾方面問題。當前應用最廣泛的是水醇法，其在實際應用過程中存在著過大的消耗，具體體現在能耗高以及周期長等方面，難以完全除盡提取液中所包含的樹脂、淀粉等高分子物質，所以其成品有著相對較大的黏度，并且其質量整體呈現出不穩定的特點。濃縮工段的主要工藝便是蒸發，其所產生的蒸汽耗量在全廠中有著大概60%左右的占比。中藥制藥生產所產生的廢水在水質方面有著成分過于復雜的特點，與此同時，其還面臨著眾多的有機污染物種類，無法使用常規的技術對其進行治理。

膜科技的應用可以實現對于中藥制藥分離過程多尺度效應的全面兼容，除此以外，膜分離技術本身所具有的反滲透、納濾、超濾以及微濾等多尺度效應的產生還能夠同中藥制藥過程共同構建起一個多尺度復雜體系，可以體現出更加全面的兼容性，未來在中藥制藥領域中有著極為廣闊的應用前景。篩分效應基礎上所進行的微濾以及超濾等膜過程能夠在原有的基礎上，對水醇法工藝進行更新和升級，從本質上來看，膜過程其實屬于一種高效濃縮技術，在當前中藥制藥工業中，膜生物反應器技術的應用可以為當下污染物排放標準提供技術層面的參考。膜過程是否可以達到商業化的目標直接受到其經濟性能的影響，膜過程并不能夠直接替代常規的分離過程，但充分將常規過程和膜過程結合起來便能夠在原有的基礎上得到更加優質的方案，而膜分離過程最主要的優勢之一便在于集成和放大。過程集成可以進一步實現分離工藝中目的產物收率的提升，并在極大程度上降低副產物的產生，有助于從根本上保障排放物的質量，使得過程集成能夠更好地產生緩解環境污染的效果，尤其是其同膜相關的過程集成在實際應用的過程中，能夠產生諸多的優勢。近些年來，我國在各個領域持續推動可持續發展的落實，在當前節能減排的要求下，中藥制造也要積極適應當下綠色設計理念的發展趨勢，在這一時代背景下，積極探究過程集成以及新興分離技術等是中藥制造領域的重要內容之一，強化對于膜集成工藝的科學應用，能夠同中藥制作的各項基本流程相互兼容，進而構建起一套更加系統化和規范化的一體化膜工程，助力清潔生產工作的高質量完成。

二、基于“綠色設計”理念的中藥制藥膜分離工藝應用

（一）分離工藝的選擇

“綠色設計”理念基礎上的中藥制藥應當注重對于分離工藝的科學選用，分離過程主要指的是通過對于分離劑的應用對于混合物中組分分級、濃縮、純化、精制以及隔離的過程。在以往應用傳統工藝時，其對于分離過程的工藝設計，主要是將樣品處理體積、生產周期、可靠性、重現性、生產率以及生產總成本等作為重點關注指標。而在“綠色設計”理念下，還應當在原有的各項指標中融入環境要求的內容，具體指的是盡量降低其在生產中所產生的能源和資源的不必要消耗，減少廢棄物，以高效避免安全和健康風險的出現，在分離工藝技術選擇時需要綜合考慮上述指標。分離工藝成熟度的判定需要分析各個分離單元操作所具有的工業應用度以及成熟度之間所具有的近似關系曲線，結合目前的實際情況來看，膜分離工藝作為一個新興單元操作正處在飛速發展中，無論是在理論還是在應用層面均有著極為廣闊的發揮空間，而這也是在中藥制藥分離工藝中選用膜技術的重要原因之一[2]。

在選擇制藥分離工藝的過程中，應當加強對于分離技術原理的重視，混合物中所包含的各組分本身所具有的生物學、物理以及化學性質等之間至少存在一種性質有著一定的差異性，這也是實現分離的重要基礎。從生物學、化學以及物理等性質出發對這些差異展開科學的分類工作，其所形成的能夠進行實際操作的技術手段便是分離工藝。但工藝設計的根本目的便是達到最優的分離效果，所以其勢必要從對于分離科學本質產生深刻認識的基礎上出發，具體指的是針對各種制藥分離技術原理進行深層次的認識、破解以及消化，繼而結合相應的分離目標對科學合理的工藝方案以及分離技術路線進行優化制定和設計。

（二）清潔工藝

清潔工藝主要是從根本上治理工業污染的角度出發提出相應的方法，其在設計思想方面具體指的是實現對于污染防治以及生產工藝的統籌兼顧，進而在工藝過程中有機融入消滅或者是減少污染物的各項舉措，強化對于科學生產設備以及技術路線的應用。科學采用清潔工藝能夠有效起到保護生態環境的作用，并實現環境保護和經濟建設的協調發展，此舉能夠高效落實“防優于治”的目標并達到減少能源和資源不必要消耗的效果，促進企業經濟效益的進一步提升。立足于當前我國工業化進程中污染的實際情況來看，制藥工業所產生的污染在其中有著極大的比重，中藥制藥所產生的污染來源主要包括以下幾方面。首先便是原料本身所具有的雜質以及存在于植物類中藥中的非藥用部位。其次便來源于固態廢棄物藥渣、半固體廢棄物和液態廢棄物制藥廢水當中。最后便來源于工藝應用過程所產生的物料損耗當中，例如干燥裝置、濃縮設備、精制介質以及提取罐有可能會在進行中藥物料干燥、濃縮、精制和提取的過程中對中藥物料起到一定的黏附和吸附的作用，針對該類設備進行清洗或者是介質的再生過程便會產生由于物料損耗所造成的污染。對于制藥工業來說，清潔工藝的應用最根本的目的便在于通過對資源的合理應用，降低廢料產生的可能性，制藥清潔工藝需要從各方面實際情況出發對原料進行科學合理的選擇，同時優化選用相應的分離工藝技術，并對最佳的工藝參數和工藝流程進行確定。

清潔工藝應用需要合理應用閉路循環系統，其在應用的過程中最大的作用便是能夠充分實現對于生產廢棄物的回收和循環應用，以達到降低生產廢棄物排放量的效果。通過對于系統優化理論的應用，中藥制藥生產工藝的實施可以將多項膜分離技術結合起來共同作為支撐。這樣便可以基于膜集成工藝系統實現對于重要物料的高質量分析，最終得到相應的終端產品以及能夠實現資源化應用的物流[3]。本文主要是針對復方川芎膠囊展開深層次的研究，在該中藥復方中，重要的藥效物質包括當歸和川芎揮發油，二者是充分發揮其自身療效的重要基礎。但通常情況下來說，在使用常規揮發油提取工藝的過程中大多只能得到一定的油水混合體，并不能夠直接獲得揮發油。但若是能夠合理使用膜集成工藝，比如采用將反滲透和超濾結合起來的技術路線便能夠在獲取高濃度揮發油的同時產生一定的多元揮發性成分，包括阿魏酸等等，而反滲透的應用在對于阿魏酸的截留率最高可以達到90%。反滲透和超濾集成工藝技術路線如圖1 所示。

圖1 反滲透和超濾集成工藝技術路線

三、結論

綜上所述，科學應用膜技術能夠充分展現出制藥分離工藝技術的實際成效，對于中藥制藥領域生態保護和經濟建設兩方面的綜合發展有著積極的促進作用。因此，相關工作人員應當加強對于膜分離工藝應用的重視，并在實踐過程中不斷總結經驗教訓，為中藥制藥領域的可持續發展創造良好的條件。