自动真空带式干燥机在制药行业中的应用分析

自动真空带式干燥机在制药行业中的应用分析
摘要：中药制药工业化生产一般分为中药前处理、中药浸膏生产、中药制剂与包装三个阶段，其中中药浸膏生产阶段包含提取、浓缩、干燥等工段，是中药工业化生产的核心过程。

自动化是实现我国中药制药现代化的必走之路，随着中药制药装备标准化和中药质量控制体系的逐步完善，本文具体探讨了自动真空带式干燥机在制药行业中的应用。

关键词：自动真空带式干燥机；制药；中药；标准化
Abstract: Chinese medicine pharmaceutical industrial production are generally classified into traditional Chinese medicine preparation, traditional Chinese medicine, Chinese medicine preparations and extract production packing three stages, including extract of traditional Chinese medicine production stage contains extraction, concentration, drying section, is the core of Chinese traditional medicine industrialized production process. Automation is to realize the modernization of Chinese medicine will be beaten road, with traditional Chinese medicine and traditional Chinese medicine pharmaceutical equipment standardized quality control system gradually perfect, this paper probes into the concrete automatic vacuum belt drying machine in the pharmaceutical industry application.
Keywords: automatic vacuum belt drying machine; Pharmaceutical; Traditional Chinese medicine; standardization
我们知道，中药质量控制技术是中药冲出国门、走向国际市场的关键技术之一，所以应尽快研发制药过程全程质量控制技术[1]。

因此，应研究中药生产关键工艺参数与产品质量的相关性，确定关键环节并建立质量控制标准体系，严格控制关键工艺参数，在线检测和控制生产过程，以保证产品的稳定性和一致性[2]。

就中药制药装备及其控制而言，当前的目标是尽快实现中药制药生产装备标准化，特别是自动真空带式干燥机的合理应用，解决中药制药生产信息化和集成化生产的问题。

1 当前中药制药中的主要干燥技术
目前我国中药干燥主要采用的是晒干、烘干工艺。

1.1 晒干
晒干中药在我国已有悠久的历史，这是最经济的方法，成本很低，但是存在着许多工艺上的问题，如干燥时间长、有效成分破坏大、遇到阴雨天气容易霉烂变质、易被尘、蝇、鼠干燥污染等缺点。

1.2 烘干
传统烘房主要由砖、水泥结构建造，以燃烧煤、柴为热源，通过抽风或鼓风进行湿热传递干燥中药，成本低廉。

主要缺点是温度不易控制、烘干不均匀、能耗高、时间长、产品品质差。

厢式烘干机结构简单，对小批量中药干燥，应用十分广泛[3]。

干燥过程较费时、费人工，且单位水分蒸发费用也较高。

在隧道式干燥机中，烘干时将装有中药的料盘放在小车搁架上，随小车由隧道的一端进入，从另一端出来，在移动过程中得以干燥。

该装置具有结构简单、半自动化操作、投资省、处理量大的特点，广泛应用于中药的干燥作业[4]。

2 自动真空带式干燥机在制药行业中的应用
2.1 自动真空带式干燥机应用目的与目标
当前中药药材干燥过程中自动化程度不高，不能分时间段对中药的含水率、水分活度，以及干燥介质的温度、湿度、流速等进行自动控制，都造成干燥品质不佳，最终含水率不符合要求，严重地影响中药产品的品质。

自动真空带式干燥机能实现对湿度和温度的双向控制，计算机软硬件技术的发展为数据的自动采集、显示和保存及参数的自动控制提供了强大的便利条件[5]。

采用上、下位机来实现对真空干燥系统运行过程中各个重要工况参数的监测、调控，可以减少人工监测、调控的失误，减少系统调节滞后，提高系统的调节精度和灵敏度。

因此，将检测、传感及控制技术结合起来应用于真空干燥加工，能够实现对干燥加工过程的全自动控制，从而降低操作成本和干燥能耗，提高药品品质。

同时，实时记录干燥过程失水量的多少，从而掌握其平衡含水率[6]。

2.2 自动真空带式干燥机的结构
自动真空带式干燥机由真空系统、全封压缩机、冷凝器、辅助冷凝器、蒸发器、辅助蒸发器、节流装置等、离心风机和干燥室等组成。

按照循环系统的组成部件和它的作用分别由四个过程来实现。

压缩过程：从压缩机开始，制冷剂气体在低温低压状态下进入压缩机，在压缩机中被压缩，提高气体的压力和温度后，排入冷凝器中。

冷凝过程：从压缩机中排出来的高压高温气体，进入冷凝器中，将热量传递给外界空气或冷却水后，凝结为液态制冷剂，流向节流装置[7]。

节流过程：又称膨胀过程，冷凝器中凝结后的液体制冷剂，在高压下流向膨胀阀，由于膨胀阀能进行减压节流的作用，从而使通过膨胀阀后进来的液体制冷剂压力下降。

蒸发过程：从膨胀阀出来的液体压力是低压，当这种低压液体流向蒸发器中，即行吸收外界的热量而蒸发为气体，从而使内温度降低，蒸发后的低温低压气体又被压缩机吸回，进行再压缩、冷凝、膨胀、蒸发，依次不断地循环干燥过程中，空气吹过干燥室中物料表面，吸收物料中的水分而达到干燥物料的作用。

2.3 自动真空带式干燥机的PLC控制
可编程控制器(PLC)作为通用的工控设备，可针对具体的设备，用户要求而编制软件，具有多种控制方式，特别是可以设计出适合现场条件的控制策略，从而达到优化、节能的目的；适应于工业环境、可靠性高；并可根据用户要求提供多种显示方式和操作方式供操作时选择，配置组态灵活。

在本系统中，PLC把传
感器采集的有关参量如温度、湿度、重量、风量等转换为数字信号，并把这些数据暂存于PLC中，然后与给定值进行比较，经一定的控制算法后，给出相应的控制信号进行调控，并将数据送至上位机。

上位机主要完成数据控制、管理，对现场数据进行实时显示、编辑、存储、归档、报警等。

2.4 自动真空带式干燥机通讯方式
在本系统中，主站通过将其输出区来的信息发送给从站的输出缓冲区与其每个从站交换数据。

从站将其输入缓冲区的数据返回给主站的输入区，以响应从主站来的信息。

EM277可用DP主站组态，输入和输出缓冲区驻留在S7-200 CPU 的变量存储器内。

当用户组态DP主站时，应定义存储器内的字节位置。

用户也要定义I/O配置，它是写入到S7-200 CPU的输出数据字节数和从S7-200 CPU返回的输入数据字节数。

EM277从I/O配置确定输入和输出缓冲区的大小。

DP主站将参数和I/O配置信息写入到EM277 PROFIBUS-DP模块，然后EM277将存储器地址和输入输出数据长度传送给S7-200CPU。

2.5 自动真空带式干燥机干燥效果
取同一批物料分别在小型红外线干燥箱、燃煤热风炉及本实验设备中做干燥实验。

后者因箱内温度波动小，循环气流降湿效果较好，含氧量低，致药材变形小和色泽保持好，提高了药品品质。

3 中药制药干燥技术的应用与发展
干燥是中药制剂生产中的重要环节，广泛应用于药剂辅料、原料药、中间体及成品的生产，干燥操作的好坏直接影响产品的性能、质量、外观和生产成本。

目前自动真空带式干燥机在向中药制药工业化的推广中存在一些问题和技术难点，有待进一步完善，特别是新技术对于控制的要求高。

利用先进控制技术和计算机技术，必将进一步推动我国的中药生产。

参考文献：
[1] 瞿海斌，程翼宁．论加速建立现代化中药制造工业的若干制药工程技术问题[J]．中国中药杂志，2009，28(10)：904-906．
[2] 邓修．中药制药工程与技术[D]．华东理工大学出版社，2008：14-16．
[3] 汪涛，孙亮，等．中药超微粉碎的研究进展与应用前景[J]．中国粉体技术．2008，14(4)：31-36．
[4] 李焕杰．中药提取分离技术的进展[J]．中国药房，2007，18(1)：1429-1432．
[5] 黄挚雄．中药生产过程优化控制策略的研究[D]．中南大学博士学位论文，2006．
[6] 刘国光．基于Fuzzy-PID的自适应温度控制系统[J]．中国仪器仪表，2009，(5)：19-22．
[7] 胡社教，李小冰，杨柳，等．温度控制仪表的模糊PID控制[J]．合肥工业大学学报自然科学版，2008，(10)：151-153．。