探索研究中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取智能化連續(xù)生產(chǎn)新技術(shù)——在傳統(tǒng)的中藥提取罐提取過程中，可能出現(xiàn)藥液過濾裝置堵塞造成藥液排液困難，影響浸膏收率，藥材架橋造成排放藥渣困難不易生產(chǎn)操作等問題，這就需要對設(shè)備進行智能化設(shè)計。本次研究以中藥材蜜款冬花的連續(xù)逆流動態(tài)提取為例，以浸膏收率、綠原酸含量轉(zhuǎn)移率等為考察指標，對新設(shè)計的連續(xù)逆流動態(tài)提取機組進行了性能確認。最終，各成分轉(zhuǎn)移率高，得到的提取實驗數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，證明新設(shè)備的性能優(yōu)良，為中藥提取提供了一種可行的新方法。
中藥提取是中藥制劑生產(chǎn)的重要操作單元，目前業(yè)內(nèi)多采用多功能提取罐進行間歇式提取，提取物料在提取過程中多為“靜態(tài)”，僅提取溶媒有一定的流動，存在受熱不均勻、提取溶媒流動性差、有效成分提取率低；藥液過濾裝置易堵塞造成排液困難，從而影響浸膏收率；藥材架橋造成排藥渣困難等問題。本研究結(jié)合《中醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃綱要（2016—2030年）》提出的促進中藥工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推進中藥工業(yè)智能化建設(shè)，加強技術(shù)集成和工藝創(chuàng)新，提升中藥裝備制造水平，建立中藥綠色制造體系，以及《中國制造2025》提出向制造業(yè)強國轉(zhuǎn)變的強國戰(zhàn)略[1-4]，根據(jù)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》及《藥品記錄與數(shù)據(jù)管理要求（試行）》等法規(guī)對制藥行業(yè)智能制造的要求[5-7]，采用連續(xù)逆流提取機組自動化控制管理平臺V1.0計算機軟件對中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取設(shè)備進行了智能化連續(xù)生產(chǎn)設(shè)計建造[8]。并以蜜款冬花的提取為例，以浸膏收率、綠原酸含量轉(zhuǎn)移率、蘆丁含量轉(zhuǎn)移率、浸出物等為考察指標，對中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組新設(shè)備的性能進行了確認。
1、連續(xù)逆流動態(tài)提取智能化設(shè)計
1.1連續(xù)逆流動態(tài)提取新方法概述
本次研究采用的中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組新設(shè)備屬國內(nèi)原創(chuàng)，入選科學(xué)技術(shù)部國家火炬計劃項目、江蘇省重點推廣應(yīng)用新技術(shù)新產(chǎn)品，擁有天然植藥物有效成分高效連續(xù)逆流提取機組的攪拌葉片、一種植物藥物生產(chǎn)用逆流提取機的過濾裝置等21項國家專利[9-10]。原始取得“連續(xù)逆流提取機組自動化控制管理平臺”計算機軟件著作權(quán)（登記號:2021SR2198302）。
設(shè)備工作原理為：中藥材粗粉通過連續(xù)逆流提取機組投料口螺旋定量投料，物料在潤藥機內(nèi)接受浸潤，再從投料端以螺旋推進方式被推向出料端，提取溶媒則從進液口由流量計按工藝要求定量加入。設(shè)備通過溫控裝置控制提取溫度，藥材與提取溶媒兩者均呈單向流且流向相反，在螺旋槳有孔葉片推進下，中藥材連續(xù)翻轉(zhuǎn)動態(tài)向前與提取溶媒逆流充分接觸、置換，取得較大的濃度差以進行提取，藥渣經(jīng)擠汁機擠干后出料，整個提取流程如圖1所示。中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取工藝水提取料液比為1∶6～11∶10，醇提取料液比為1∶2～1∶4，提取溫度為40℃～100℃，具有提取溶媒用量少、藥材受熱均勻、受熱時間短、可不間斷連續(xù)生產(chǎn)[11-12]，可更好地保留熱敏性有效成分，有效成分轉(zhuǎn)移率高，使藥液色澤和口味更加純真等優(yōu)點。此外，計算機系統(tǒng)具有實時打印、數(shù)據(jù)貯存等功能，可保證提取數(shù)據(jù)的可追溯性。機組與藥材接觸部位均采用SUS304L和SUS316L優(yōu)質(zhì)不銹鋼制造，機組筒體形狀為圓缺“U”形設(shè)計，打開門蓋清洗方便、清潔效果好，可防止多產(chǎn)品共線可能引起污染、交叉污染等質(zhì)量風險[13-15]。
圖1 中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取流程
1.2智能化設(shè)計與計算機化系統(tǒng)權(quán)限分級設(shè)計
運用信息技術(shù)與制造技術(shù)，采用華泰制藥設(shè)備自動化控制嵌入式軟件V1.0對連續(xù)逆流動態(tài)提取機組（如圖2所示）進行智能化設(shè)計。計算機化系統(tǒng)采用三級權(quán)限設(shè)計（Ⅰ級為管理員Admin、Ⅱ級為工藝員Technicians、Ⅲ級為操作員Operator），對工藝中的中藥材加料螺旋推進轉(zhuǎn)速（1～10?r/min）、提取螺旋推進轉(zhuǎn)速（1～10?r/min）、提取溶媒加入流量（單位為l/h，料液比為1∶10）、提取溫度（40℃～100℃）、提取時間（30～120?min）等關(guān)鍵工藝參數(shù)進行控制，使關(guān)鍵質(zhì)量屬性如含量、鑒別、浸膏收率等符合標準要求，保障藥品安全、有效和質(zhì)量可控。
1.3計算機化系統(tǒng)三級權(quán)限
1.3.1?管理員一級權(quán)限
輸入管理員用戶名及登錄密碼，登錄管理員操作權(quán)限界面，可對工藝員二級權(quán)限、操作員三級權(quán)限、賬戶進行分置，具有修改、變更、禁用和刪除，設(shè)置用戶名和登錄密碼，時間校準設(shè)置以及系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)的備份恢復(fù)，重新安裝等權(quán)限。
1.3.2?工藝員二級權(quán)限
輸入工藝員用戶名及登錄密碼，進入工藝員操作權(quán)限界面，可進行中藥材加料螺旋推進轉(zhuǎn)速、提取螺旋推進轉(zhuǎn)速、提取溶媒加入流量、提取溫度、提取時間等關(guān)鍵工藝參數(shù)的設(shè)置，具有查閱系統(tǒng)輸入信息，對系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)的備份進行修改、刪除，查看歷史數(shù)據(jù)等權(quán)限。
1.3.3?操作員三級權(quán)限
輸入操作員用戶名及登錄密碼進入操作員操作界面，可通過計算機化系統(tǒng)監(jiān)控中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組設(shè)備的生產(chǎn)運行發(fā)布。
2、中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組性能確認
2.1實驗設(shè)計
取蜜款冬花10?kg經(jīng)前處理粗碎，控制粒徑為0.1?cm～0.5?cm。工藝員設(shè)定關(guān)鍵工藝參數(shù)：中藥材加料螺旋推進轉(zhuǎn)速為5?r/min，提取螺旋推進轉(zhuǎn)速為3?r/min，提取溶媒加入流量為100?l/h（料液比為11∶10），提取溫度為100℃，提取時間為90?min。管理員對設(shè)定參數(shù)、運行參數(shù)的一致性進行復(fù)核。操作員進行中藥材的粗碎、提取的進料、連續(xù)逆流動態(tài)提取生產(chǎn)過程監(jiān)控、藥渣出料等具體操作。連續(xù)3次進行連續(xù)逆流動態(tài)提取，以浸膏收率，綠原酸含量轉(zhuǎn)移率、蘆丁含量轉(zhuǎn)移率、浸出物等作為考察指標，確認中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取設(shè)備計算機化系統(tǒng)控制功能的有效性。
2.2實驗結(jié)果檢查
按高效液相色譜法分別測定蜜款冬花藥材、浸膏、藥渣的綠原酸含量、蘆丁含量[14]，按《中華人民共和國藥典（2020年版）》中照醇溶性浸出物測定法下的熱浸法測定浸出物，對浸膏收率、綠原酸含量轉(zhuǎn)移率、蘆丁含量轉(zhuǎn)移率、浸出物等指標進行檢查，以確認蜜款冬花連續(xù)逆流動態(tài)提取工藝的重現(xiàn)性。
2.3結(jié)果評定
按擬定的連續(xù)逆流動態(tài)提取工藝加料螺旋推進轉(zhuǎn)速：5?r/min，提取溶媒加入流量：100?l/h，提取螺旋推進轉(zhuǎn)速：3?r/min，提取時間：90?min，提取溫度：100℃，連續(xù)3次進行驗證，所得浸膏收率檢查均值為50.71%，浸出物檢查均值為17.02%，藥渣檢查綠原酸含量最高為0.126?mg/g，蘆丁含量最高為0.017?mg/g，說明提取后的藥渣有效成分幾乎無殘留。對含量轉(zhuǎn)移率進行檢查，所得綠原酸含量轉(zhuǎn)移率均值為69.10%、蘆丁含量轉(zhuǎn)移率均值為77.07%，含量轉(zhuǎn)移率高。檢查結(jié)果證明連續(xù)逆流動態(tài)提取工藝穩(wěn)定，各項檢查數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組性能良好。
3、結(jié)論
最大限度提取中藥材的藥效成分是中藥提取的目標，為了保障中藥材藥效成分不被破壞，選擇提取設(shè)備和優(yōu)選提取工藝尤為重要。中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組具備一系列智能化連續(xù)生產(chǎn)的獨特功能，如螺旋定量投料，提取溶媒定量加入，螺旋槳有孔葉片推進藥材連續(xù)、翻轉(zhuǎn)、動態(tài)向前與提取溶媒逆流充分接觸、提取，以換取更大的濃度差；藥渣經(jīng)擠汁機擠干后出料等，解決了傳統(tǒng)的中藥提取罐間歇式生產(chǎn)，藥液排液困難影響浸膏收率，藥材架橋造成藥渣排除困難、人工出藥渣困難的問題。
經(jīng)實驗證明，中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取工藝溶媒用量少、有效成分提取率高、能源用量少，工藝適用性強、實驗數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，設(shè)備計算機化系統(tǒng)控制功能有效、性能良好，實現(xiàn)了中藥提取的操作步驟程序化、工藝流程標準化、產(chǎn)品質(zhì)量均一化的智能化連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)計目標。這為中藥提取提供了新設(shè)備、新方法，為推進中藥連續(xù)逆流動態(tài)提取機組新設(shè)備的智能化連續(xù)生產(chǎn)新技術(shù)、新方法在我國中藥、食品行業(yè)的應(yīng)用，提供了原始的參考依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。
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