中药制剂提取生产线设备的选择与GMP

中药制剂提取生产线设备的选择与
GMP
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摘 要：提高中药制剂生产技术应用水平，则要求对 目前的制剂生产情况进行研究，尤其是要对中药提取 生产设备和技术进行比较探索，按照GMP来规范中药 制剂前处理的实际生产，并为人们提供参考。 关键词：中药提取；设备；GMP 中药现代化 是指以中医药基础理论为指导，运用现代科学技术， 按照国际认可的标准和规范，对中药的科属种源、物 质基础、炮制工艺、组方原理、制剂开发、制剂标 准、质量控制等进行研究，以适应当代医疗需求的一 项系统工程。目前，我国实行的中药GMP管理的重点 是中药制剂过程，其要求非常严格，最突出的特点在 于认证检查时对于制剂过程的检查既详细又规范，但 是对于中药提取阶段的要求仍相对较低。由于中药原 料的质量差别悬殊，如何才能确保从不同质量等级的 原料药中生产出合格的成药。因此，在进行制剂过程 之前，必须对各种药材进行前处理提取，以满足现代 制剂技术的要求。然而，在对中药有效成分的研究中 发现，药材的有效成分只占药材重量的10%以下，药 材的提取工序复杂，加之其提取生产涉及的设备品 种、型号、规格等面广量大。本文从常规的中药提取 工艺流程和生产线出发，介绍涉及的相关设备，以及 生产过程中关于设备应用方面的具体要求，为新开办 中药企业在设备选型方面提供参考。
表2
外循环蒸发器与酒精蒸馏塔回收乙醇的比较
设备 相同点
功能特点 不同点
(1)回收的乙醇浓度在85％～90%；(2)可以
外循环蒸发 器
回收药 减压回收，回收速度快； 材提取 (3)酒精部分浪费，被真空带走。残液中乙 乙醇液 醇含量较高，达30%以上；(4)设备占用空间
或废乙 小、集中，便于安装，操作方便。
醇的纯 (1)回收乙醇浓度可达90％～95%；(2)常压
化回 回收，回收速度较慢，时间较长；(3)酒精
酒精蒸馏塔 收。 浪费少，残液酒精含量低，可达10%以下；
(4)设备占用空间，设备需要独立空间。
1.4 干燥设备 对于中药浸膏的干燥，目前采用较多的方式除了
拌软材干燥，就是喷雾干燥、真空干燥等方式。
（4）外循环式蒸发器用于浓缩浪费能源的缺点 太明显，一般情况下不用于药液浓缩，有的企业将其 应用于乙醇的回收，回收速度快，但是设备设计的时 候要考虑冷凝器的冷凝面积要适当加大，不然浪费乙 醇的现象更明显。
1.3 乙醇回收设备 乙醇回收设备使用较多的是外循环式蒸发器和酒 精蒸馏塔，酒精蒸馏塔由塔釜、塔身、冷凝器、冷却 器、缓冲罐、高位贮罐6个部分组成，如图8所示，适 用于制药、食品、轻工、化工、等行业的稀酒精回 收，该设备可将30～50 ℃的稀酒精蒸馏到93～95 ℃，残液排放含醇度低符合环保要求。外循环式蒸发 器和酒精蒸馏塔的比较如表2所示。
3 结语
1 以产品工艺流程确定设备的选择
中药制剂提取生产线常见的生产工艺流程如下： 中药提取→浓缩→干燥→半成品（中间体）。涉及的 主要设备类型有多能提取罐、双效浓缩器、多功能醇 沉罐、酒精蒸馏塔、喷雾干燥机以及相关的过滤、除 尘等辅助配套设施。
1.1 多能提取罐 大部分中药企业选用的多能提取罐根据形状分 为：正锥式（图1）、斜锥式（图2）、直桶式（图 3）、蘑菇头式（图4）、倒锥式（图5）等。
1.2 浓缩设备 虽然已经有许多中药制剂和设备方面的专家学者 对于浓缩工序提出了很多的方式方法，如薄膜蒸发、 烘箱干燥等。但目前大多数中药企业由于生产量大， 采用较多的还是双效浓缩器（图6）、外循环式蒸发 器（图7）、三效浓缩器，其他诸如薄膜蒸发器、旋 转蒸发仪等还只是在个别厂家的特殊工艺中使用。常 用设备在使用中如果能进行有效的组合，是可以为企 业增加经济效益作出贡献的，但是许多企业由于先天 设计不到位，导致浪费现象很突出。主要有以下几方 面：
于不同品种的生产，结果在工艺改进或者更换品种后
往往导致设备不能满足生产需求的情况发生。所以，
在设备调研阶段要注意企业的长期发展规划，预留部
分接口，便于和新的设备进行对接。此外，注重批
量、产品质量的配套设计和应用。
表1
不同类型多能提取罐的区别
设备 类型
结构不同点
功能特性
相同点
不同点
缺点
正锥wenku.baidu.com式
罐体下部为正 锥形，罐体中 大下小。
常压、微压、水 煎、温浸、热回 流、强制循环渗 漉作用、芳香油
提取药材量 大；设备占用 空间相对小。
药材提取不完 全，受热不均， 内部有效成分提 出慢。
提取及有机溶媒
斜锥 式
与正锥式类 似，罐体下口 偏向一侧。
回收等多种工艺 操作，药液受热 传递快，加热时
同正锥式
罐体上下内径 间短，提取效率 罐体太长，易
（3）双效浓缩器是目前使用最广泛的中药浓缩 设备，使用中遇到的最大困难就是中药浸膏（尤其是 含有皂苷类成分时），容易产生泡沫，不易及时消 除，当浸膏相对密度达到1.20以上时，很容易跑料， 导致有效成分的损失。如果能在蒸发室增加一个机械 的消泡装置，如高速离心装置或者压缩空气（间断） 气吹装置，及时破坏过程中产生的大量气泡，或许能 解决这个难题。
（1）三效浓缩器经过多年的使用比较，第三效 的作用有限，占地面积大，增加工人的操作负荷，从 经济节能上看，浪费人员劳动力，还不如双效浓缩器 经济实用。
（2）据调查，不少企业的冷却水要么是用循环 水，要么就是直接排掉，导致资源浪费，循环水长时 间运行会导致积垢，堵塞冷凝器，降低冷却效果，笔 者曾经遇到过冷却器被全部堵死的情况，结果不得不 请专业清洁公司进行设备清洁，浪费了大量的资源。 如果设计好的话，冷却水完全可以用来作为提取用水 的预热用，或者其它更合适的用途。
对于提取设备生产线的联动性一定要和产品工艺 相适应，同时要注意在线质量监控，辅助设施的安装 要注意管道的死角，避免出现盲管，避免出现药液滞 留管道中间。目前从GMP要求来看，生产联动线存在 的最大问题就是设备的在线清洁，因为涉及到工艺用 水、清洁方法、污水处理，在实际应用中发现问题较 多的也是这些。
中药浸膏离心喷雾干燥设备（图9）有以下特 点：（1）干燥速度快，料液经离心喷雾，表面积大 大增加，在高温气流中，瞬间就可蒸发95%～98%水 分，完成干燥时间仅需数秒钟；（2）适用于热敏性 物料，由于液滴与热风并流方向流动，虽然热风的温 度较高，但物料在水分蒸发时不会过热；（3）适用 范围广，大批性质差异很大的物料都能用此设备生 产。同时，其生产的产品具有良好的分散性、流动性 和溶解性；（4）由于在瞬间完成干燥，产品能保持 均匀的细小粒状。生产过程简化，操作控制方便。能 一次干燥成粉状产品，干燥后不需要再进行粉碎和筛 选，减少了生产工序，提高了产品纯度；（5）对于 产品的粒径、松密度、水分，在一定范围内可改变操 作条件进行调整，控制、管理都很方便。
直桶 一样，部分设 较高。
产生提取假沸
出渣困难，有的 药材会停留在罐 壁上，形成桥 架。
式 有双加热套。 出渣门采用普通 腾；对厂房有
双气缸启闭式或 特殊要求。
三气缸旋转式。 加热面积小于
蘑菇 头式
罐体上大下小
旋转安全门采用 单气缸启闭，双
正锥式，罐体 长会产生假沸
气缸旋转推动锁 现象。
紧，斜面楔块自
锁，彻底解决了
因压缩空气气源
压力不稳引起的 底部相对较
倒锥 式
罐体上小下大
渗漏或脱钩事 故，使用安全系
数高。
大，导致上部 沸腾空间相对 减少，易跑
出渣门上设有底 料。
部加热，使药材
提取更加完全。
表面看已经沸 腾，可是罐底的 温度不够。
出渣门较大、 重，容易发生变 形、密封不严、 漏液等故障；出 料时药渣对出 渣车等设备的 瞬间冲击力较 大。
而真空干燥的浸膏需要敲碎后进行粉碎才能达到 喷雾干燥颗粒要求，干燥时间较长，干燥的方法要求 高，易跑料等。对于小量实验性的物料适用。
2 以GMP规范设备的生产线的配套组合和施工
中药GMP实施手册中对中药提取设备选型要求： （1）其和中成药多品种小批量的特点相适应，设备 生产能力应与生产规模及批量相适应；（2）设备结 构要简单，要求密闭，药液输送管道应易于清洗、消 毒和灭菌，防止药液滞留；（3）干燥设备的进风口 要有过滤装置、出风口要有防止倒流装置；（4）设 备应按照工艺流程合理布局等需要达到的标准，但是 对于具体如何做没有详细具体的要求。
此类设备的共性特征是用于中药、食品、化工行 业的常压、微压、水煎、温浸、热回流、强制循环渗 漉、芳香油提取及有机溶媒回收等多种工艺操作。其 具有效率高、操作方便等优点。由于形状等差异，生 产使用效果上也存在一些差异，多能提取罐的区别见 表1。
中药企业由于生产品种多，工艺复杂，为了扩大
生产能力同时又节约生产成本，会购置一样的设备用
所以，生产企业应根据本企业中药产品提取的特 点，选择合适的设备。如产品中大部分是藤蔓类和全 草药材的，提取罐不适合用斜锥形，容易架桥，不好
出料；如含淀粉类较多的药材，容易糊化，则提取罐 的底部筛网容易堵塞，尤其是循环提取时更容易发 生，导致药液滞留在提取罐中，出渣时容易发生安全 事故，应在提取罐的出液装置上进行改进；如渗漉工 艺适合用直桶式提取罐的话，装料时要注意松紧适 宜，防止药材吸液涨肚现象导致堵塞，药液滞留罐 内。