提取车间设计

中药提取是中成药生产过程中很重要的一环,它直接影响成品制剂的产量和质量。

提取车间的设计除了应当满足现代药品生产的需要外,还应考虑中药所具有的特殊性。

提取车间设计的优劣,对整个中药制药厂的生产至关重要。

本文从植物药材的提取生产工艺及提取车间特点出发浅谈对中药提取车间设计的几点体会。

在提取车间设计前,首先应确定其在厂区总平面中的位置。

在总体布局上,应将提取车间原料进口靠近前处理车间,浸膏和半成品出口靠近制剂车间,出渣间门前应留有货流通道,中药提取车间的设计,要根据其投资的多少,来进行综合考虑。

设计程序依次为:设计准备、厂区总平面设计、生产工艺的选择与方框流程图的确定、物料衡算、能量计算、生产工艺流程设计、设备设计与选型、设备平面与立面布置设计、非工艺设计、设计说明书编制、概(预)算书编制等[1]。

由于许多中药提取是多品种、小批量的生产,而且缺乏提取实验研究报告以及物料、工艺参数,在设计方面存在着许多困难。

在当前条件下可以参照以上设计程序,根据中药提取生产的许多共同点及国产提取设备的特点,做能适应当前生产的较粗放设计。

中药提取生产包括中药的提取,提取液的分离、纯化、浓缩、干燥等工艺过程,向外散发水、酒精等溶媒蒸汽,影响周围环境,因此,在总图设计时将其尽可能布置在制剂车间的下风向。

并且车间有大量的药材运进,又有大量的药渣运出,故将其尽量靠近厂区物流出入口,最
好专门设置药渣的运出口
提取车间布置要满足GMP规范要求,车间人流物流应满足总图对人流物流的要求,还要满足消防、环保、职业安全卫生的要求,同时要尽量减轻劳动强度。

车间布置应遵循一般工业厂房的布置原则,还要处理好以下问题:
(1)提取车间一般有醇提和醇沉,应考虑车间的防爆;
(2)提取车间产热产湿岗位较多,应考虑车间排热排湿;
(3)提取车间运输量较大,应考虑减轻劳动强度;
(4)浓缩液的后处理工艺。

由于池爆和排热排湿的原因,提取车间宽度一般不宜设计得太宽,产热产湿设备和需要采取防爆措施的设备尽量靠外墙布置。

提取车间药材处理量较大,为了管理和运输方便,一般将原药材库、净药材库、药材的前处理与提取车间建在一个联体建筑内或建在一个建筑内。

为了减轻劳动强度和保障安全,原药材及净药材运输应电梯运输,提取投料设投料层或真空吸料,出渣设出渣间。

浓缩液应在30万级洁净环境下精制。

洁净区设计应满足GMP规范要求。

车间应设冷藏库,以储存浓缩液,如果在洁净区内设冷藏库,冷藏库口应设洁净缓冲间。

毒性药材提取应设专用设备,并在专用区域内提取,以防止交叉污染。

提取车间设计应考虑为以后发展预留空间。

车间地面、墙面及顶棚应耐酸碱腐蚀、防霉。

防爆域区内的电器开关应为防爆型,产热产湿区域灯具及开关应为防水型。

中药常用的提取方法较多,不同方法适用于不同类型或不同性质化学成分中药的浸提。

常用的提取方法有:水提取、有机溶媒提取、酸性或碱性有机溶媒提取、水蒸汽蒸馏、酶解或抑制酶解、化学处理、升华法提取、超临界萃取、超声萃取、微波辅助萃取[2] 。

设计时要根据中药材的理化性质,选用先进、合理的中药提取工艺。

中药提取多采用搅拌提取或泵循环动态提取等提取工艺。

因为搅拌及流动性溶媒浸提能提高浸出效果与浸提速度,由于提高了浓度差,并使药材毛细管内端的压力大于外端压力,从而使药材内部的
浸提液不断通过毛细管流到溶媒中去。

分离纯化是将中药提取液与药渣、沉淀物和固体杂质进行分离,进而采用先进、合理的分离纯化工艺除去无效成分,保留有效成分和辅助成分的技术[3]。

常用的分离方法有滤过分离、沉降分离和离心分离。

由于中药成分复杂,含量有高有低,分离纯化方法的选用,应根据药材所含成分理化性质、制剂所选剂型及成型工艺等要求综合考虑,并需进行必要的工艺验证才能确定。

根据中药中有效成分溶于水或溶于乙醇的性质,中药提取分离最常用的方法为水提醇沉法和醇提水沉法。

根据药材所含有效成分的性质及制剂所选剂型及成型工艺的特点,还可以选用絮凝沉淀法、膜分离法、透析法、盐析法、离子交换法、大孔树脂吸附法、聚酰胺吸附法、硅胶吸附层析法,分子蒸馏法、酶解法等分离方法对中药提取液进行分离纯化。

浓缩分为自然蒸发与沸腾蒸发,在中药提取浓缩中大多采用沸腾蒸发。

浓缩操作一般可在常压及减压条件下进行操作。

在中药提取浓缩中过去通常采用常压操作,即采用敞口浓缩锅,夹套通蒸汽加热浓缩;现在大多采用减压浓缩;经济的浓缩方法是多效节能浓缩。

在中药提取生产中最常用的干燥方法有:真空干燥、喷雾干燥、冷冻干燥等,另外微波加
热干燥促进了物料内部水分的扩散速率,使干燥时间缩短,所得到的干燥产品均匀而洁净。

因此微波加热干燥在中药提取生产中具有很好的发展前景。

设备选型是否合理,对产品的质量及以后厂家的长远发展起着重要的作用,设备生产能力应以生产纲领为依据,并比生产纲领略大。

设备选型应根据产品的生产工艺、制药厂家的承受能力,尽量选用国内外先进、成熟、高效、节能、适用性强、自动化程度高、劳动强度小的密闭设备。

提取车间首选直筒式多能提取罐组成的提取成套设备,因其具有既适用于水及(酸性、碱性)有机溶剂提取、水蒸汽蒸馏等多种方式的提取,又能将几个提取罐串联组成连续式的动态逆流提取线,还能方便设备出渣和清洗,并且可以对提取过程和出渣过程进行自动控制的特点;过滤设备尽量选用网袋式过滤器、离心机、板框过滤器等;浓缩设备尽量选用双效真空浓缩器;水沉、醇沉、絮凝沉淀选用沉淀罐;干燥设备尽量选用真空干燥、微波真空干燥和喷雾干燥等设备,以方便粉碎和制剂车间制粒。

设备和工艺管道选材应满足GMP要求及所接触药液性质的要求。

如果药液为腐蚀性,应选用耐腐蚀的材料;如无特殊要求,设备和管道选材应选304不锈钢,设备及管道内外应光洁无死角。

随着现代制药工业的发展,本文所提及的观点和方法仍需在实践中检验并加以修正和提高。