中药连续逆流动态提取智能化设计与性能确认探微

中药连续逆流动态提取智能化设计与性能确认探微

章作巧，章新豪，章子熙，章锦宏

温州市利宏机械科技有限公司，浙江温州，325024

摘要：提取工序是当前中药生产中最为关键的单元之一，提取流程、提取工艺、配置设备的合理性会对中药生产效益、生产质量与质量管理成效形成直接的影响。连续逆流动态提取技术能够有效应对传统间歇式提取技术存在控制困难、能耗高、作业效率低的局限性，可通过智能化设计来进一步提高提取环节的生产质量。本文首先对中药生产中使用的连续逆流动态提取技术与主要设备进行介绍，而后提出了智能化设计要点，并对智能化设计下的机组性能进行验证，发现通过对机组参数的智能化控制可切实提高绿原酸等重要成分的转移率，减少中药生产中的质量风险。

关键词：中药生产；连续逆流动态提取；智能化设计；性能

中药工业在长期发展过程中面临着产业结构复杂、产业链长、产品质量标准化与可控性不足等问题，数智化发展逐步渗透到现代中药领域中并为其提供发展动力。借助智能制造技术来精准控制中药产品质量，实现绿色、高效、可持续发展目标是中药数智化发展的重要路径。结合当前中药产品生产的提取技术应用情况可知，不少企业都借助多功能提取罐设备来展开间歇式提取活动。在静态提取过程中常常会出现排液受阻、有效成分提取效果不佳、溶媒流动性不足、受热不够均匀等问题。企业可尝试对提取装备展开智能化升级，从而提高提取技术水平。现探讨中药连续逆流动态提取智能化发展相关内容。

1中药连续逆流动态提取智能化设计

1.1连续逆流动态提取技术原理

药材粗粉利用机组投料口可实现螺旋定量投放，通过润药机设备完成浸润处理，继续运用螺旋推送的方法将物料从投料端转移到出料端。在流量计的支持下，进液口处将严格按照工艺标准，定量添加提取溶媒。温控设备可精准把控提取温度，提取溶媒与药材都保持单向流动，二者的流向完全相反。药材在螺旋桨叶片的持续推动下，可连续不断地进行翻转，充分接触并有效置换处于逆流状态的提取溶媒，形成的浓度差也相对更大。挤汁设备挤干药材后即可出料。

在该提取机组中，醇提取工序的料液比是1:2至1:4，水提取工序中的料液比是1:6至1:10,提取温度范围在40℃至100℃之间。其优势体现在能够满足连续不间断的提取处理需求，受热时间相对更短，药材能够得到均匀加热，还有助于节省提取溶媒，具有热敏性质的有效药物成分可以得到充分保留并保持较高的转移效率，经过提取处理的药液可保持更为纯正的口味与色泽。计算机系统可提供保存数据、实时打印等服务，支持追溯生产数据。设备接触药材的部位由优质不锈钢材料制成，筒体形状被设计为“U”形结构，更容易进行清洗，能够有效预防交叉污染情况。

1,2主要设备

预浸器采用双螺旋式结构，配备蒸汽喷淋装置与溶媒装置，能够有效混合药材的有效成分与溶剂，充分软化药材，并将浸出周期缩短，预防药材出现缠绕螺旋与漂浮的情况。借助夹套可确保工艺温度符合生产标准。

挤压器采用串联两段螺旋的结构，通过变距与变径来形成膨胀与挤压作用，调整螺旋轴转速差后，可改变挤压力，以此有助于增强机组的适用性，提升操作弹性，并缩减机组设备的长度。

动态逆流提取器同样采用双螺旋结构形式，利用液位差与螺旋转动来促使溶剂与药材保持逆向运动状态，以此满足逆向提取需求。传质作用下可形成更大的浓度梯度，最大限度提升有效成分的实际转移率，传质速度也被加快，有效缩短了浸提时间。

1.3智能化设计

依托智能制造技术与信息系统，将自动化控制系统向机组中嵌入，设置三级控制权限，智能、精准把控提取时间、提取温度、提取溶媒添加流量、提取螺旋转速等各项重要参数，确保浸膏收率、含量等重要质量属性与标准要求保持一致。

管理人员拥有一级权限，可删除、禁用、变更、修改二级与三级权限，可对登录密码与用户名进行设置，其他权限还包括重新安装系统、校准设置时间与备份、恢复系统数据等。

工艺人员拥有二级权限，可设置与调整提取时间、加料螺旋转速、提取温度、提取螺旋转速、提取溶媒添加流量等工艺参数，可查看输入信息与历史信息，删除、修改、备份系统数据。

操作人员拥有三级权限，可对机组设备运行信息进行记录并监控生产过程。

2中药连续逆流动态提取智能化机组性能分析

2.1实验方法

选择蜜款冬花作为实验对象，分析该机组的实际性能情况。对10kg蜜款冬花药材实施粗碎等前处理工艺，将粗粉粒径控制到0.1cm至0.5cm之间。工艺人员负责完成对主要工艺参数的设定，将加料螺旋转速设置成5r/min，将提取螺旋转速设置成3r/min，按照1:10的料液比将提取溶媒添加流量设置成100l/h，将提取时间与提取温度分别设置成90min与100℃。而后由管理员复核参数设置结果，确认运行参数与设定参数是否保持一致，从而及时发现错误参数。操作人员需要完成并监控粗碎药材以及后续提取处理等工序的生产过程。连续3次运行机组执行提取任务，统计与分析浸出物、芦丁成分含量转换率、绿原酸成分含量转换率、浸膏收率等数据，以此确认智能化机组是否能够实现提高提取工艺应用质量的目标。

2.2实验结果分析

测定药渣、浸膏、药材中的芦丁、绿原酸等有效成分含量时可运用高效液相色谱技术。检测后发现浸出物结果均值达到17.02%，浸膏收率结果均值计算为50.71%，药渣中的芦丁与绿原酸含量最大值分别为0.017mg/g与0.126mg/g。由此可知，经过提取处理后，药渣中基本没有残留有效成分。分析含量转移率时发现，芦丁成分与绿原酸两种有效成分的转移率分别是77.07%与69.10%，均形成了相对较高的含量转移率。

3结论

中药连续逆流动态提取机组凭借其定量投料、定量添加溶媒等智能化控制功能，克服了以往间歇式提取存在的局限性，有效节省溶媒，促进中药重要成分提取率有效提升，表现出良好的适用性。中药企业应继续开展智能化建设，将智能制造技术运用到物料分配、搬运、投送、能源管理以及质量控制等环节中，使提取工序实现操作行为规范化、设备运行自动化、管理信息化的高质量发展目标。

参考文献

[1]孙艺方.基于模糊PID的多功能中药提取设备自动化控制研究[J].自动化与仪器仪表,2023,(10):232-236.

[2]赵波,张剑波,刘华强.中药提取车间工艺联锁改造实施应用[J].化工安全与环境,2023,36(08):21-23+39.

[3]费翼城,王谷洪,周友华,等.智能制造技术在中药提取中的应用[J].机电信息,2021,(30):66-68.