自動控制技術(shù)在中藥提取工藝中的應(yīng)用分析

聶復(fù)禮

（浙江惠松制藥有限公司，浙江 杭州 310019）

中藥提取是中藥制藥的基礎(chǔ)步驟。隨著自動化技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用范圍不斷擴張，我國的諸多制藥企業(yè)逐漸實現(xiàn)了對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的優(yōu)化和升級，加快了自動化控制技術(shù)的應(yīng)用比重，逐漸減少了人工在中藥提取環(huán)節(jié)中的參與。實踐證明，自動化控制技術(shù)的應(yīng)用不僅可以切實提高生產(chǎn)效率，提高中藥物料利用率，更能夠幫助企業(yè)節(jié)約人力資源，控制生產(chǎn)成本。

1 傳統(tǒng)中藥提取工藝

傳統(tǒng)中藥提取工藝在我國的發(fā)展時間較為悠久，應(yīng)用范圍較廣，其主要是指由人工參與操作，使用煎、煮、加熱回流等方式來提取中藥中的精華物質(zhì)。在自動化技術(shù)尚不發(fā)達的年代當(dāng)中，中藥制藥產(chǎn)業(yè)在提取中藥時就以傳統(tǒng)提取工藝為主。即便是在今天，傳統(tǒng)提取技術(shù)依然在一些中小型的制藥企業(yè)當(dāng)中較為常見。在實際當(dāng)中，常用的中藥提取工藝主要包括以下兩種：一是煎煮提取工藝。煎煮提取工藝并不適用于全部的中藥藥材，藥材必須具有可溶于水的特性才能使用煎煮提取工藝進行成分提取。顧名思義，煎煮提取工藝即為煎、煮等方式實現(xiàn)物質(zhì)的提取，其在提取物質(zhì)的過程當(dāng)中，除了目標(biāo)的有效成分之外，提取液中還會含有大量的雜質(zhì)，即藥渣，這也是煎煮提取工藝不適用于精制工藝的主要原因。而在現(xiàn)代中藥制藥領(lǐng)域當(dāng)中，煎煮提取工藝一般與提取罐共同進行使用，制藥企業(yè)可以根據(jù)自身的需求適當(dāng)調(diào)整溫度和壓力。二是加熱回流工藝。加熱回流工藝的短板也在于提取物中含有大量的雜質(zhì)，且不適合用于提取具有揮發(fā)性的藥物。從技術(shù)本質(zhì)來看，加熱回流工藝與冷浸工藝有著一定的相似之處，但由于屬于熱提取，故無論是在提取效率方面，還是在提取時間方面均具有一定的優(yōu)越性。

2 超聲提取中的自動化

長期以來，超聲提取技術(shù)因為受到技術(shù)層面的限制，當(dāng)超聲波發(fā)射源與物料之間的距離將直接決定提取的效率，而這一技術(shù)缺陷也導(dǎo)致超聲提取技術(shù)在實際當(dāng)中的應(yīng)用效果不佳，目前仍然處于研究發(fā)展階段。而從技術(shù)本質(zhì)來看，決定超聲提取效率的因素眾多，如頻率、時長、次數(shù)、溫度等，而自動化控制技術(shù)的應(yīng)用則需要確保為應(yīng)用超聲提取技術(shù)提供諸多的便利，確保各項參數(shù)控制的準(zhǔn)確性。目前相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)研發(fā)設(shè)計了雙頻超聲動態(tài)逆流提取裝置，其能夠通過高頻率的超聲波，提取出料口處的物料，避免因為能源衰減特性而所造成的提取效率下降等問題。

3 微波提取中的自動化

在微波提取技術(shù)當(dāng)中，自動控制技術(shù)的側(cè)重點主要集中在萃取溶劑量、壓力控制、微波控制等多個方面。中藥制藥企業(yè)一般會使用PLC技術(shù)來實現(xiàn)對于微波提取系統(tǒng)的控制，PLC技術(shù)的應(yīng)用可以進一步提高自動化控制的精確性和穩(wěn)定性，尤其是在微波功率控制方面，PLC技術(shù)能夠根據(jù)實際生產(chǎn)的需求靈活控制微波輸出功率，確保提取效率保持最佳狀態(tài)。

4 超臨界流體萃取中的自動化

作為一種新興的中藥提取工藝，超臨界流體萃取工藝所需要的各項設(shè)備均具備實現(xiàn)自動化控制的基礎(chǔ)和條件。在這一過程當(dāng)中，各項設(shè)備主要以反饋控制系統(tǒng)為主，自動控制的重點集中在壓力、溫度、流量等多項參數(shù)當(dāng)中，系統(tǒng)自身能夠?qū)⒃O(shè)備的實際控制參數(shù)與目標(biāo)控制參數(shù)進行比對，從而減少控制參數(shù)當(dāng)中的偏差?，F(xiàn)階段，常用的控制系統(tǒng)以過程檢測儀表控制為主，其主要是對提取設(shè)備各個關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行過程檢測，從而對收集到的數(shù)據(jù)參數(shù)進行分析，并依托PID來控制數(shù)據(jù)參數(shù)，確保提取系統(tǒng)能夠長期保持穩(wěn)定狀態(tài)。

5 動態(tài)逆流提取中的自動化

在動態(tài)逆流提取工藝當(dāng)中，自動控制的要點主要為提取器內(nèi)部溫度控制、溶媒溫度控制以及壓力控制。為確保能夠達到預(yù)期的控制效果，需要在自動化系統(tǒng)中添加多個控制點，以保證數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

6 中藥提取工藝自動控制技術(shù)的優(yōu)勢

6.1 保證中藥提取的穩(wěn)定性和唯一性

由于中藥在進行提取時，其中的提取物類型較為復(fù)雜，就目前來說，我國大部分中藥所含有的有效成分不止一種，而中藥有效成分難以確定的背景下，為了保證中藥中的有效成分獲得成功，提取相關(guān)工作人員僅僅能夠通過對外在參數(shù)進行有效控制，才能保證提取質(zhì)量。而就目前來說，中藥在提取過程中涉及到的外在因素主要包括溫度、濕度、壓強、真空度、流量等多項內(nèi)容。這些因素一旦出現(xiàn)微小的變化，都有可能導(dǎo)致中藥物中的有效成分無法提取，所以在進行參數(shù)的設(shè)置時，一定要對參數(shù)進行有效且準(zhǔn)確的控制，這樣才能在一定范圍內(nèi)保證中藥提取物的唯一性和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)中要所選擇的人工提取方案在進行實際生產(chǎn)時，中藥提取工作人員通過手工操作的方式對參數(shù)進行控制，而參數(shù)在進行調(diào)控時，其設(shè)置具有一定的主觀性和經(jīng)驗性，這種差異的產(chǎn)生不僅僅是由于機械表盤在準(zhǔn)確度上存在一定的差異，更重要的是中藥提取工作人員對于控制參數(shù)有不同的理解，這種狀況就會導(dǎo)致在進行參數(shù)的調(diào)節(jié)時存在較為明顯的差異，而這樣的差異會導(dǎo)致最終的提取量也有所不同。將計算機自動控制技術(shù)應(yīng)用于其中，計算機能夠根據(jù)大數(shù)據(jù)分析的方式，確認在以往的經(jīng)驗中參數(shù)設(shè)置的準(zhǔn)確性，并且結(jié)合不同藥物生產(chǎn)工藝的需求能夠自動化的對參數(shù)進行準(zhǔn)確且有效的控制，而一旦參數(shù)出現(xiàn)錯誤，計算機還可以及時報警，并且將參數(shù)設(shè)置轉(zhuǎn)變?yōu)槿斯ふ{(diào)節(jié)方案。通過這種方式能夠大大提高中藥提取的穩(wěn)定性和唯一性，避免了人工操作中憑借經(jīng)驗的主觀性誤差。

6.2 具有較高的環(huán)保特點，符合可持續(xù)發(fā)展需求

在進行計算機控制期間，整個工藝流程需要實現(xiàn)管道化的密封安裝，而在進行工藝生產(chǎn)的管道化設(shè)計時，為了保證中藥提取的質(zhì)量，通常需要設(shè)置無菌式的氣動隔膜閥，在進行閥門的設(shè)計時不會出現(xiàn)任何死角，適合無菌環(huán)境以及衛(wèi)生要求。通過這些合理的方案設(shè)置，能夠避免由于傳統(tǒng)手工提取過程中手工放料以及手工操作而產(chǎn)生的各種人為性污染，也可以避免在進行手工操作時人工出現(xiàn)燙傷或者燒傷等危險事故，這種生產(chǎn)線不僅符合我國的藥品生產(chǎn)設(shè)計規(guī)范，更符合我國目前的可持續(xù)發(fā)展需求。值得注意的是，在進行現(xiàn)代化的自動控制技術(shù)中藥提取工藝的生產(chǎn)線建設(shè)時，不同的藥物所需要的生產(chǎn)線也有一定的差異，所以具體藥物的生產(chǎn)線可以在生產(chǎn)過程中將模塊化技術(shù)引用于其中，根據(jù)不同中藥的提取需求，調(diào)整相應(yīng)的生產(chǎn)參數(shù)，借此保證可持續(xù)發(fā)展，避免出現(xiàn)資源浪費的情況。

7 結(jié)語

綜合來看，將自動控制技術(shù)應(yīng)用到中藥提取環(huán)節(jié)當(dāng)中已經(jīng)成為了時代發(fā)展的必然趨勢，是中藥制藥企業(yè)改革生產(chǎn)流程的有效途徑。而在實現(xiàn)了自動化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，中藥制藥企業(yè)還應(yīng)當(dāng)尋求多項提取技術(shù)的聯(lián)合運用，進一步提升提取環(huán)節(jié)的效率和質(zhì)量。中藥制藥企業(yè)應(yīng)當(dāng)明確自動化控制技術(shù)對于自身的積極影響和作用，加快自動控制技術(shù)的應(yīng)用和普及。