中藥提取生產(chǎn)過程及自動(dòng)化控制研究

冷胡峰 龍勇濤 萬小偉

摘?要：技術(shù)飛速發(fā)展背景下，中藥生產(chǎn)工藝得到了不斷優(yōu)化，并且取得了較為顯著的成果。而在對(duì)中藥進(jìn)行提取生產(chǎn)的過程中，傳統(tǒng)工作方法雖然有效，但是過于單一，生產(chǎn)效率相對(duì)較低。從提升工藝生產(chǎn)效率的角度，可以在中藥生產(chǎn)過程中引入自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制，這樣一方面能夠提高生產(chǎn)效率，減少人為誤操作，另一方面也能夠創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)效益。本文從提取、濃縮、調(diào)醇以及回流環(huán)節(jié)出發(fā)，就中藥生產(chǎn)的自動(dòng)化控制進(jìn)行了研究和討論。

關(guān)鍵詞：中藥;提取生產(chǎn);自動(dòng)化控制

現(xiàn)階段，在進(jìn)行中藥提取生產(chǎn)的過程中，自動(dòng)化控制系統(tǒng)得到了較為廣泛的普及，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)工序的優(yōu)化控制，保證生產(chǎn)效率的同時(shí)，促進(jìn)生產(chǎn)安全性的提高。而從實(shí)際應(yīng)用的角度，自動(dòng)化控制系統(tǒng)存在有一些缺陷和問題，如控制程序單一等，一旦系統(tǒng)元件出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)化識(shí)別，也就無法對(duì)故障進(jìn)行有效解決。對(duì)此，技術(shù)人員需要做好生產(chǎn)過程與自動(dòng)化控制的研究，改進(jìn)控制程序的同時(shí)，提高生產(chǎn)的整體效益。

1 提取工序

中藥的生產(chǎn)是從各類藥材中提取精華，因此提取工藝在中藥生產(chǎn)中占據(jù)了相當(dāng)重要的位置。而提取環(huán)節(jié)中提取罐的使用是首要環(huán)節(jié)，其自動(dòng)化控制需要從幾個(gè)方面實(shí)施：一是自動(dòng)檢測(cè)控制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于轉(zhuǎn)子流量計(jì)、進(jìn)水閥門等相關(guān)設(shè)備的檢測(cè)與控制，幫助提取罐完成定量進(jìn)檢漏水的自動(dòng)化，對(duì)可能存在的漏水問題進(jìn)行提示;二是溶媒的定量投加，系統(tǒng)能夠控制設(shè)備自動(dòng)完成加水操作，在水量達(dá)到設(shè)定值后自動(dòng)停止;三是人工投料，如果設(shè)備指示燈發(fā)出請(qǐng)求投料的信號(hào)，需要及時(shí)進(jìn)行人工投料，而在投料完成后，需要按下相應(yīng)的按鈕;四是升溫控制，需要控制的儀器包括壓力變送器、溫度變送器、直通閥以及蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于直通閥和蒸汽流量調(diào)節(jié)閥的自動(dòng)化控制，針對(duì)提取罐內(nèi)部藥液的溫度以及夾套壓力進(jìn)行檢測(cè)，如果溫度達(dá)到設(shè)定值，[1]系統(tǒng)會(huì)控制藥液繼續(xù)循環(huán)一段時(shí)間，然后進(jìn)入到恒溫控制階段，如果溫度沒有達(dá)到設(shè)定值，則需要繼續(xù)進(jìn)行升溫;五是恒溫定時(shí)，在針對(duì)藥液溫度以及夾套壓力進(jìn)行檢測(cè)的情況下，自動(dòng)控制調(diào)節(jié)閥開度，將藥液的溫度保持在不超過設(shè)定值±2℃的范圍內(nèi)，確保達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后，可以繼續(xù)后續(xù)作業(yè);六是定時(shí)作業(yè)，包括定時(shí)循環(huán)和定時(shí)攪拌，定時(shí)循環(huán)指提取罐依照設(shè)定好的啟動(dòng)與間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化啟動(dòng)停止循環(huán)操作，定時(shí)攪拌則是依照設(shè)定時(shí)間對(duì)藥液進(jìn)行攪拌，自動(dòng)選擇相應(yīng)的出料路徑，控制出料;七是酒精回流和芳香油的回收，依照系統(tǒng)提示信息，操作人員可以決定是否需要排渣，如果需要，按下排渣按鈕就能夠完成相關(guān)操作;八是反吹及蒸汽控制，需要結(jié)合具體的工藝流程，打開提取罐底蓋，然后利用清洗水泵來對(duì)閥門進(jìn)行清洗，這個(gè)環(huán)節(jié)系統(tǒng)能夠?qū)η逑磿r(shí)間進(jìn)行自動(dòng)控制，清洗完成后，需要將底蓋關(guān)閉;九是煮罐，想提取罐內(nèi)加水直至預(yù)設(shè)值，進(jìn)行升溫、保溫以及循環(huán)，然后切斷蒸汽供應(yīng)，將水排出[2];十是報(bào)警，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到生產(chǎn)過程出現(xiàn)異常數(shù)值，如溫度過高、水流量異常等，會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警信息，提醒操作人員注意，盡可能以最快的速度對(duì)異常進(jìn)行處理，預(yù)防重大生產(chǎn)事故;十一是安全聯(lián)鎖，回流環(huán)節(jié)，如果流量計(jì)無法檢測(cè)到冷卻水流量，或者冷凝液的出口溫度超出設(shè)定值，則系統(tǒng)會(huì)發(fā)出相應(yīng)的告警信息，自動(dòng)將加熱停止。

2 濃縮工序

提取出的藥液需要通過濃縮處理來強(qiáng)化效果，具體的濃縮生產(chǎn)過程如下：

將濃縮真空器啟動(dòng)后，關(guān)閉外界閥門接口，進(jìn)行抽真空操作，等到設(shè)備內(nèi)部的真空度達(dá)到預(yù)定值后，可以將設(shè)備啟動(dòng)，對(duì)藥液進(jìn)行吸取。系統(tǒng)會(huì)設(shè)置相應(yīng)的液位值，當(dāng)藥液達(dá)到該數(shù)值后，進(jìn)藥閥門會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，蒸汽閥門自動(dòng)開啟，推動(dòng)濃縮系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，確保其能夠處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的運(yùn)行靠自己。在真空濃縮環(huán)節(jié)，為了避免藥物發(fā)泡的問題，技術(shù)人員必須對(duì)系統(tǒng)中的泡沫控制程序進(jìn)行優(yōu)化，[3]確保程序能夠具備較高的靈敏度和可靠性，如果發(fā)現(xiàn)藥液出現(xiàn)發(fā)泡的現(xiàn)象，必須立即停止作業(yè)，采取有效措施將泡沫消除，避免其對(duì)于藥液品質(zhì)的影響。濃縮過程中的自動(dòng)化控制表現(xiàn)在三個(gè)環(huán)節(jié)：一是進(jìn)料環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于進(jìn)料路徑的自動(dòng)控制，保證路徑最優(yōu)的同時(shí)，也可以就進(jìn)料批號(hào)進(jìn)行追蹤管理，完成對(duì)于藥液傳輸過程的有效控制;二是定量進(jìn)料控制，需要確保三效濃縮器處于準(zhǔn)備狀態(tài)，開啟真空泵以及相應(yīng)的閥門后，能夠完成進(jìn)料路徑以及進(jìn)料量的有效控制，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到進(jìn)料量達(dá)到相關(guān)設(shè)定值后，會(huì)自動(dòng)控制進(jìn)料閥關(guān)閉，將進(jìn)料途徑阻斷，避免進(jìn)料超標(biāo)的情況;三是加熱器的蒸汽壓力控制，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到蒸發(fā)室內(nèi)部的藥液密度達(dá)到設(shè)定值后，會(huì)自動(dòng)控制蒸發(fā)工序停止，并且提示操作人員進(jìn)行最后的收膏操作。

3 噴霧工序

噴霧干燥是中藥生產(chǎn)中一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，其基本原理，是將溶液、懸蝕液等在熱風(fēng)中噴霧，形成細(xì)小液滴，在液滴下落的過程中，水分會(huì)被熱風(fēng)蒸發(fā)，得到顆粒狀或者粉末狀的產(chǎn)品。中藥生產(chǎn)中的噴霧干燥設(shè)備與一般類型的干燥器完全不同，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各種流體物料的直接處理。在進(jìn)行噴霧干燥的過程中，因?yàn)殪F滴群表面積較大，物料干燥時(shí)間極端，而且由于處于高溫氣流中，表面潤濕溫度不會(huì)超出干燥介質(zhì)的濕球溫度，對(duì)于熱敏性物料的干燥有著良好的適用性。

4 結(jié)語

總而言之，中藥提取生產(chǎn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，涉及工序較多，單純采用人工操作的方式，不僅效率低下，還容易出現(xiàn)問題，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。通過將過程控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)集成的方式，能夠就生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，幫助中藥生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，降低成本投入。

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作者簡介：冷胡峰（1986-），漢族，江西九江人，本科，助理工程師，研究方向：生物制藥設(shè)備技術(shù)。