中药高效节能环保提取新技术的研究开发

中药高效节能环保提取新技术的研究开发摘要:本文叙述了对现有提取设备进行改进的主要内容，提示了中药高效节能环保提取新技术在药学领域内的应用前景。

关键词：中药提取技术改进环保
药品生产企业的中药高效节能环保提取新技术就是充分利用新的知识，对现有设备进行重新设计改进，从而达到节能增效的目的。

下面浅谈一下新技术改进的内容及要求。

目前国内中药生产企业大多采用的提取方法为常压提取和减压浓缩提取法。

但是常用提取浓缩方法存在以下不足：①中药资源利用率低。

目前，国内绝大多数传统的中药生产企业仍然采用陈旧的中药提取生产技术：原始的水煮法或醇提法，工艺落后，中药有效成分转移率低，一般不超过50%，资源综合利用度低。

②生产周期长。

原始的水煮或醇提均为提取2-3次，为间隙式操作，仅提取耗时就长达4-6小时，造成规模化生产的设备利用率低下，劳动强度加大。

③提取溶媒消耗量大。

原始的水煮或醇提须提取2-3次，每次均须加入新的提取溶媒，提取溶媒利用率低，消耗量大。

产业整体技术水平低，背离了国家提出的高效、节能、环保的科学发展方向。

④高能耗。

提取2-3次，仅提取加热时间就长达3-5小时，加上溶媒的回收加热时间，以及回收溶媒时的溶媒蒸汽的热能无法利用，造成提取时能耗高，能耗比低。

⑤产品性能差。

传统中药提取方法生产过程复杂，生产周期长，操作繁琐，有效成分转移率低，一致性差，必然造成产品稳定性差，纯度低，难于达到国际植物药
通行的质量标准，很难进入国际市场；产业化装备无规范的标准，不利于综合提升产业水平，与国际通行标准差距较大。

⑥高生产成本。

由于传统中药提取的低中药材利用率，长生产周期，高能耗，高溶媒消耗，低产品品质，造成传统中药提取的高生产成本，不利于市场竞争。

⑦违背国家产业发展方向。

随着我国正式签署京都协定，节能减排任务繁重，提出了高效节能环保的科学发展大方向，中药提取技术必将向国家产业发展方向转移。

利用新的知识对提取设备进行适当的改进，将对国内的中药生产产生深远的影响，使国内中药提取技术跃上一个新台阶，提高中药提取物的有效成分含量及产品稳定性，提高中药制剂的疗效，增强中药制剂的市场竞争力，扩大中药市场份额，将会带动国内中药材种植业。

目前国际上中药提取的新技术主要是微波提取、超声提取、高压水提取、超临界提取等。

这些新技术或成熟度不够，或生产成本高，或设备复杂，设备价格奇高，无法普及。

对普通药材的提取无法满足大规模生产的要求。

因此，技术改进势在必行，它仅仅是在传统成熟提取浓缩工艺的基础上进行技术改进，设备简单，生产成本低廉，适合大规模工业生产，可以更好的创造经济效益与社会效益。

新的研究发现，微波提取、超声提取、高压水提取、超临界提取等新兴技术或成熟度不够，或生产成本高，或设备复杂，设备价格奇高，无法普及，只有技术成熟，设备简单，生产成本低廉，适
合大规模工业生产的技术改造才是能够得到合理发展的具有社会使用价值的技术。

它必须具有以下的技术优势：
a)最大化地提高中药有效成份提取转移率；
b)最少量地提取溶媒的使用和消耗量；
c)提取工艺时间应最大化减少；
d)中药提取劳动强度应大幅度降低；
e)低能耗；
f)环保，减少废水、二氧化碳和二氧化硫排放；保证环境不被污染，不造成社会污染。

g)产品质量好、稳定。

对现有提取设备进行改进的主要内容包括了多个方面，以充分达到以上表达的新技术的优势：
一、中药有效成分等提取成分的在线富集、提取溶媒的在线回收、回收溶媒的在线循环使用、回收溶媒二次蒸汽热能再利用和电气智能控制等。

（1）中药有效成分等提取成分的在线富集
传统的中药提取和浓缩富集是两个完全独立的工艺过程，设备独立，互不相干。

中药成分的富集在中药提取完成之后。

新技术中中药有效成分的提取和富集同时进行，在同一装置内完成，回收溶媒作为新鲜溶媒不断加入装置的提取部分进行中药有效成分的提取，同时提取产生的富含有效成分的提取液不断地在装置溶媒回收
部分回收溶媒，产生新的溶媒，如此循环，并随时保证溶媒与被提中药材之间的最大的浓度差，中药材中的有效成分被快速地富集于装置的溶媒回收部分，从而达快速提取的目的。

（2）提取溶媒的在线回收
改进后装置能极大地减少溶媒使用和消耗量的根本原因在于提取溶媒的在线回收和循环利用。

装置浓缩富集部分产生的溶媒蒸汽不断地流入装置中药提取部分，并作为中药提取的热源，加热中药材及提取溶媒，溶媒失去热能后冷凝成液体，作为新的提取溶媒，新的提取溶媒与中药材中的有效成分达到提取平衡后重新回到装置的浓缩富集部分，富集并回收溶媒，动态循环反复。

（3）回收溶媒的在线循环使用
装置溶媒回收产生的溶媒蒸汽在提取部分失去热能后凝结成液态作为新的提取溶媒，新的提取溶媒与中药材接触并进行物质交换，达到交换平衡后，中药材中的有效成分被传递到提取溶媒中，富含有效成分的溶媒重新进入装置的富集部分，溶媒被重新加热变成溶媒蒸汽。

（4）回收溶媒二次蒸汽热能再利用
传统中药提取与浓缩装置，其提取和浓缩部分是完全独立的，其加热部分当然也是完全独立的，互不相干，互不影响，无论是常压浓缩还是减压浓缩，无论是一效、二效还是三效减压浓缩，其蒸发产生的蒸汽一般都排放到大气中或被冷却水带走，被白白浪费掉；中药材提取液被加热至沸，也含大量热能，传统的中药提取方
法中，与药渣分离后，提取液被置于存储罐中，提取液中所含的热能慢慢地散失于空气中，造成生产环境温度升高，操作环境恶化，不利于操作人员的身心健康，若操作间使用空调系统调温，则会造成大量电能消耗。

新改进的装置，在提取部分只设置辅助加热，达到规定的温度后即停止加热，浓缩富集部分加热开始工作，浓缩富集所产生的溶媒蒸汽作为提取部分的热源，同时富含有效成分的提取溶媒立即被转移到装置的浓缩富集部分，不存在提取液的热能损失，能效非常高，较传统提取浓缩方法节能将显著提高。

（5）电气智能控制
改造后的装置较传统多能提取罐和浓缩蒸发器复杂，控制点多，人工操作易发生误操作，而且人工操作难于达到控制精度。

为提高新技术的科技含量，减少人员劳动强度，提高产品的稳定性和质量，避免人工造成的误操作而引起的重大损失和生产安全事故，装置采用电气智能控制。

控制方式：单片机、plc、cpld或工业控制计算机。

控制方法：pc机上的参数调入、输入、修改和其他控制。

控制内容：
a.加热控制。

包括升温速度、温度、加热时间控制；
b.阀门控制。

包括加热蒸汽阀门、物料管路阀门、清洁阀门及其他控制阀门；
c．电机控制。

包括输送电机、控制电机等。

d．显示控制。

包括温度、压力、时间等。

e.终点控制。

传统终点控制采用规定提取时间的方法，该方法中提取时间受诸多因素的影响而波动较大，采用规定不变的提取时间的方法必然会造成产品质量的大范围波动，质量稳定性差。

为提高产品的品质，提高中药材的有效利用率，本装置采用在线监测和终点控制传感器拾取监测信号和终点信号，由控制系统终止装置的一次提取过程。

2．关键技术
（1）传统中药提取设备和溶媒回收设备的集成化，即提取和浓缩的耦合。

（2）提取生产过程的中药有效成分提取转移在线监测和测量技术。

3．新技术的亮点
中药提取技术和浓缩富集技术的耦合。

通过合理技术改进，将改变我国传统中药提取和浓缩工艺落后的面貌，并为我国中药产业建立新提取和浓缩技术平台，将使我国中药提取物的质量和质量稳定性跃上一个新的台阶，中药材的利用率得到极大提高，从而使中药制剂的质量和中药制剂稳定性得到提高，增强临床疗效，减少中药制剂不良反应发生率，扩大中药制剂的市场占有率，并对改变中药制剂的落后面貌有所贡献。

参考文献：
上海医药工业设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1986年
邝生鲁，应用电化学，武汉：华中理工大学出版社，1994。