3中药制剂生产设备车间工艺 教学课件

中药制剂生产设备赖先荣副研究员教学要求教学内容：中药前处理工艺流程、主要生产设备；中药提取工艺流程、主要生产设备及开展动态；丸剂工艺流程、主要生产设备。教学提示：掌握中药提取工艺流程、主要生产设备构造、工作原理；熟悉中药前处理工艺流程、区域划分；了解中药前处理主要生产设备；了解丸剂工艺流程、主要生产设备；了解中药制剂设备现代化的开展动态。制剂前车间布局粉碎区炮灸区干燥区切制区清洗区粉碎机震动筛炒药机烘干机切药机切片机筛选机洗药机淘洗水池漂洗水池通道通道配料、灭菌、混合中间库通道净选区（人工）净选区（机选）配相关装备挑选台风选机筛选机一、前处理设备一、前处理设备将原药材进行净选、切制、炮制等制作而制成一定规格的炮制品，即饮片，有生品和各种制品之分。将净选后的中药进行软化，再切成片、段、块等的切制品，一般通称为生片。将净药材或生片经炒制、烫制、煨制、煅制等或加人液态辅料〔如黄酒、米醋、姜汁、蜂蜜等〕使渗入组织内部，再经炒制、蒸制、煮制等所得饮片称为制品。中药炮制的目的：使饮片到达一定的净度和纯度；消除或减少中药的毒性或副作用；改变和增强饮片固有的疗效；适用于中药制剂和贮藏。一、前处理设备-净选1净选设备净选是除去药材中的杂质以到达一定净度标准，保证剂量的准确净选的主要方法有：挑选、筛选、风选、洗净、漂净等。洗药机是用清水通过翻滚、碰撞、喷射等方法对药材进行清洗的机器，将药材所附着的泥土或不洁物洗净。目前洗药机以滚筒式为主。一、前处理设备-净选滚筒式洗药机利用内部带有筛孔的圆筒在回转时与水产生相对运动，使杂质随水经筛孔排出，药材洗净后在另一端排出。圆筒内有内螺旋导板推进物料，实现连续加料。洗水可用泵循环加压，直接喷淋于药材。进料出料一、前处理设备-净选滚筒式洗药机适用于直径5～240mm或长度短于300mm的大多数药材的洗涤。履带式洗药机是利用运动的履带将置于其上的药材用高压水喷射而将药材洗净。适用于长度较长的药材的洗净。刮板式洗药机是利用三套旋转的刮板将置于浸入水槽内的弧形滤板上的药材搅拌，并推向前进。杂质通过弧形滤板的筛孔落于槽底。不能洗涤小于20mm的颗粒药材一、前处理设备-切制2切制设备切制是将净选后的中药进行软化〔水冷浸或蒸煮等〕再切成一定规格的片、段、块等。切制品一般通称生片。药材切制的目的是便于煎出药效，便于进一步加工制成各种剂型，便于进行炮制，便于处方调配和鉴别。将制作饮片的药材浸润，使其软化的设备为润药机。对根、茎、块、皮等药材进行均匀切制的设备为切药机。一、前处理设备-切制1润药机药材切制前，对枯燥的原药材均需软化处理。一般采用冷浸软化和蒸煮软化。冷浸软化，可分为水泡润软化、水湿润软化蒸煮软化可用热水燀和蒸煮处理。为加速药材的软化，可以加压或真空操作。一、前处理设备-切制2切药机〔转盘式切药机〕圆盘刀盘式内侧有三片切刀；切刀前侧有一固定的方形开口的刀门。上、下覆带完成送料入刀门，成品由护罩底部出料1．刀盘；2．切刀；3．刀门；4．护罩；5．上履带；6，下履带一、前处理设备-切制2切药机〔往复式切药机〕切刀作上、下运动，药材通过刀床送出时即受到刀片的截切。切段长度由传送带的六种给进速度调节。1.刀片；2．刀床；3．压辊；4．传送带；5．变速箱；6．皮带轮；7．曲轴一、前处理设备-枯燥药材切制后应及时进行枯燥，枯燥温度一般不超过80℃，含挥发性物质的饮片温度不超过50℃。饮片枯燥设备常用的有翻板式枯燥器、远红外、微波枯燥器、振动枯燥器、隧道式枯燥器等。隧道式微波枯燥灭菌器一、前处理设备-炮制常用炮炙方法有蒸、炒、炙、煅等。炒制系直接在锅内加热药材，并不断翻动，炒至一定程度取出；炙制系将药材与液体辅料共同加热，使辅料渗人药材内，如蜜炙、酒炙、醋炙、盐炙、姜炙等；煅制一般分煅炭和煅石法。炒药机有卧式滚筒炒药机和立式平底搅拌炒药机，可用于饮片的炒黄、炒炭、砂炒、麸炒、盐炒、醋炒、蜜炙等。一、前处理设备-炮制卧式炒药机药材投入带有抄板的炒药筒，筒外加热，炒毕，反向旋转炒药筒，由于抄板的作用，药即卸出该设备具有中药饮片受热均匀，颜色一致；操作方便，生产效率较高，劳动强度较低等优点。二、粉碎设备二、粉碎设备按产品粒度分类：产品粒度在数毫米以上为粗碎设备数毫米至零点几毫米的为中碎设备零点几毫米至数十微米为细碎设备数微米以下为超细碎设备按对物料所施加的外力分类：以压缩力为主的粉碎机为压缩型以冲击力为主的为冲击型以剪切力为主的为剪切型以磨削力为主的为研磨型

按粉碎机构造分类：机械式粉碎机研磨机气流粉碎机低温粉碎机二、粉碎设备机械式粉碎机是以机械方式为主对药物粉碎的机器。常用的有：锤式粉碎机刀式粉碎机齿式粉碎机涡轮式粉碎机等二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔锤击式粉碎机〕由高速旋转的活动锤击件与固定圈间的相对运动，对药物进行粉碎的机器。锤击件对物料主要作用以冲击力，物料受到锤击、碰撞、磨擦等而粉碎适用于大多数药物，但不适宜于高硬度物料及粘性物料。二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔锤击式粉碎机〕1．圆盘；2．锤头；3．衬板；4．筛板；5．加料器二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔刀式粉碎机〕由高速旋转的刀板与固定的齿圈的相对运动对药物进行粉碎的机器。刀板对物料主要作用以刀板边缘的剪切力和刀板的冲击力，物料受到剪切、冲击、碰撞、磨擦等而粉碎，故此种粉碎机特别适合于中药材的粉碎。由于中药材含大量纤维韧性很高，一般采用多级刀式粉碎机，方可到达所需粒度。刀式粉碎机生产能力较大，机内轴的后端多设有风轮，物料和空气同时进人机内，最后空气携带粉料排出。二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔刀式粉碎机〕1．加料口；2．打板；3．出料口4．风轮F-400二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔齿式粉碎机〕由固定的齿圈与转动的齿盘的高速相对运动，对药物进行粉碎。物料从中心参加，由于离心力的作用被甩向外圈，受到齿的冲击与剪切，并受到内壁的碰撞磨擦而粉碎。细粉经底部的筛孔出料。可粉碎枯燥物料，也可粉碎少量湿润物料和含油物料。有“万能〞粉碎机之称。二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔齿式粉碎机〕齿盘齿圈筛圈二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔涡轮式粉碎机〕由高速旋转的涡轮叶片与固定齿圈的相对运动，对药物进行粉碎。涡轮高速旋转〔3000～4000r／min)由强大气流产生涡流以及由此产生的超声高频压力振动，并有冲击、剪切、研磨作用。由于机械和气流的双重作用使物料得到均匀良好的粉碎，细粉经筛网分出。二、粉碎设备-机械式粉碎机机械式粉碎机〔涡轮式粉碎机〕二、粉碎设备-研磨机研磨机〔球磨机〕以磨球为研磨介质的机器。假设球罐缓慢转动时，各层磨球有相对运动，称为滑落。球罐转速的增加，表层球沿着外层球向下泻落，泻落时对物料的粉碎主要是研磨作用。转速提高后，一局部磨球随罐体上升至更高的高度，然后沿抛物线抛落，此时物料的粉碎是冲击和研磨联合作用。假设球罐转速过慢或过快均会减弱甚至失去粉碎作用二、粉碎设备-研磨机研磨机〔球磨机〕FQ×2型YQB型GQM型干法高效滚筒式球磨机二、粉碎设备-研磨机研磨机〔乳钵研磨机〕由立式磨头与乳钵的相对运动对药物进行研磨乳钵研磨机可采用干磨或水磨法操作，目前多应用于中药材细料〔麝香、牛黄等〕的研磨和各种中成药药粉的套色及混合等。1.磨头；2.乳钵二、粉碎设备-研磨机气流粉碎机通过粉碎室内的喷嘴把压缩空气形成的气流束变成速度能量促使药物之间产生强烈冲击、磨擦到达粉碎的机器。产品粒度可达200～325目。加料粒度应在0.15mm以下。特点是粉碎过程温度不升高，故适合于热敏性物料的超细碎，其缺点是动力消耗较大。二、粉碎设备-气流粉碎机气流粉碎机工作原理：利用高速气流来实现干式物料超微粉碎的设备。它由粉碎箱、截止分级机、喂料装置、气源系统、捕集系统等组成。物料通过喂料装置进入粉碎室、压缩空气通过特殊工艺设计的喷嘴向粉碎室高速喷射，物料在高速射流中加速，并在喷嘴交汇处反复冲击、碰撞，到达粉碎。被粉碎的物料随上升气流进入分级室，由于截止分级机的高速旋转，粒子即受到分级转子产生的离心力，又受到气流粘性作用产生的向心力，当粒子受到离心力大于向心力，即分级径以上的粗粒返回粉碎室继续冲击粉碎，分级径以下的细粒子随气流进入旋风别离器，捕集器收集，气体由引风机排出。二、粉碎设备-气流粉碎机1、入料系统；2、气流粉碎机；3、旋风收集器；4、脉冲除尘器；5、引风机；6、电控柜HS系列气流粉碎机二、粉碎设备-气流粉碎机QLDJ系列流化床气流粉碎机三、筛分设备三、筛分设备筛分系借助于筛网将粒度不均匀的松散物料别离为二种或二种以上粒级的操作。制药工业通过筛分可达如下目的。〔1〕筛除粗粒或异物;〔2〕筛除细粉或杂质;〔3〕整粒：筛除粗粒及细粉以得到粒度较均一的产品。中国药典规定了药筛的九个筛号。英、美等以每英寸筛网长度上的孔数作为各筛号的名称，通称为目。三、筛分设备三、筛分设备-前处理用筛选机药材前处理用筛选机主要用于：一是切制后去除饮片中碎屑；二是药材净选除去夹杂的泥沙、石屑等。前处理筛选常用往复式摆动筛。物料在筛中以往复直线运动为主，以振动为辅。摆动频率常在600次／min以下。1．偏心轮；2．弹簧板；3．连杆；4．筛网

三、筛分设备-制剂用筛分机

制剂用筛分机制剂中固体粒子的粒度中国药典分为六级：最粗粉、粗粉、中粉、细粉、最细粉、极细粉。对各种剂型的粒度药典也作了规定，如制备丸剂的药粉应通过六号筛；外用散剂应通过七号筛；冲剂的颗粒一般应通过一至三号筛，通过四号筛者不应超过全量的5%；片剂的原辅料经80～100目筛网筛除粗粒，软材经14～16目筛网制颗粒，枯燥颗粒经12～14目筛网整粒，并经40～60目筛网去除细粉。三、筛分设备-制剂用筛分机制剂用筛分机〔振动筛〕筛箱的振动是采用两端不同质量的偏心块，产生离心、纵向、横向的复合作用。物料在筛面上既有纵向弹跳，又有由筛面中心向外发散的抛射运动。1．筛箱2．消振装置3．支承装置4．动力装置三、筛分设备-制剂用筛分机制剂用筛分机〔旋转筛〕常用于粉碎后中药材的筛分。圆形筛筒固定于筛箱内，筛筒外表统有筛网，主轴上固定有刷板和打板打板起分散和推进物料的作用刷板起清理筛网和促进筛分作用。物料由推进器从筛筒一端进人，粗粉和细粉分别收集，筛网目数20～200目。三、筛分设备-制剂用筛分机制剂用筛分机〔旋转筛〕FTS型旋转筛1．筛筒；2．刷板；3．主轴；4.打板

三、筛分设备-制剂用筛分机振动筛具有密闭操作，粉尘飞扬少；物料分道筛出，操作方便；振动噪声低的优点。旋转筛操作方便，适应性广，筛网更换容易，对中药细粉筛分效果较好。四、浸出设备工艺设备布置平面图工艺设备布置平面图四、浸出设备-提取原理提取原理浸润扩散溶解置换溶剂性质压力浸提温度药材内毛细管状况比表面积药材表面状态浸润速度四、浸出设备-提取原理影响提取的因素被提取物质的理化性质原料的粉碎度原料的枯燥程度温度时间溶液的浓度差溶媒四、浸出设备-提取原理1、被提取物质的理化性质原料结构提取溶媒通过多孔的细胞壁进行提取时，溶媒和以分子状态散于溶媒中的化学成分，很容易通过薄膜细胞膜。如果细胞壁木质或为木栓质，那么扩速度较慢。原料的化学性质由于扩散系数与扩散物质的分子半径成反比，在溶解度相同情况下，分子小的化学成分先溶解，先扩散；大分子成分，那么后溶解，后扩散。扩散的条件还在于其溶解度的大小。易溶性的化学成分，即使分子大，也能先扩散。四、浸出设备-提取原理2、原料的粉碎度根据扩散〔Ficks〕定律，植物原料粉碎得越细，扩散面积就越大，扩散速度也就越快。然而，粉碎过细，大量细胞被破坏，许多可溶性的高分子化合物即杂物很容易进入提取溶媒中，增加了提取液粘度，从而防碍了溶媒进入细胞继续进行提取。杂质过多，也会给过滤带来困难。在渗漉提取工艺中，原料粉碎过细，容易产生堵塞，影响提取效果。因此，选择原料粉碎度，既要考虑提取方法，也要考虑溶媒的性质等其他条件。如水为溶媒时，原料可以粗些；浓醇为溶媒时，原料可以细些。原料含粘液质多，原料可粗些，原料含粘液质少，可以粉碎细些。四、浸出设备-提取原理3、原料的枯燥程度原料枯燥程度直接影响细胞的吸水力，原料越枯燥那么细胞的吸水力就越大，对溶媒的吸收越快，提取速度也越快；反之，原料越湿那么细胞吸水力小，提取速度也就慢。新鲜植物原料，原生质层没有被破坏，因而它只选择性的允许一些物质透过，几乎不允许溶解于细胞内化学成分的渗出，影响提取效果。四、浸出设备-提取原理4、温度、时间从扩散〔Ficks〕定律可看出，温度越高，扩散物质的量就越多，其原因可能是温度升高后，降低了浸出液的粘度，同时使植物组织软化，增加化学成分的溶解和扩散。但是，许多药物在高温中易被破坏，挥发性成分在高温中挥散，均造成有效成分的损失。从扩散〔Ficks〕定律可看出，提取量与提取时间成正比。在一定的条件下，时间愈长那么提取出的物质愈多，但是，时间过长，扩散系数小、粒径大的胶质物质，也可被提取出来。四、浸出设备-提取原理5、溶液的浓度差从扩散〔Ficks〕定律可看出，提取量与溶液的浓度差成正比。浓度差越大，那么提取量越大，当浓度差等于零时，那么提取过程完全停止。可经常更新溶媒，来保持较高的浓度差。亦可以在提取过程中进行搅拌。搅拌能够使高浓度的提取液尽快地离开植物细胞，而以新的溶媒或稀浓度提取液与植物原料接触，造成植物内外保持较高的浓度差，从而增加了提取速度。四、浸出设备-提取原理6、溶媒理想的提取溶媒应符合以下条件：能大量地提取中草药的有效成分，而不提取或极少量地提取杂质；性质稳定，不应与有效成分发生化学反响；廉价易得，或可以回收；使用方便，操作平安。水、乙醇、其它有机溶媒四、浸出设备-提取原理6、溶媒水优点：穿透力强，能够溶解和提取很多化学成分〔生物碱盐、甙类、有机酸盐、鞣质、蛋白质、糖类、多糖类及无机盐等〕，且廉价易得，使用方便操作平安。缺点：〔1〕不具有防腐性，故水提取液易发霉变质，不易长时间保存。〔2〕某些有效成分，在水中易水解而失效。〔3〕某些含大量淀粉、果胶、粘液质等多糖类大量进入水中，造成过滤困难。〔4〕大局部游离生物碱、挥发油等不溶于水，故不适合用水作提取溶媒。四、浸出设备-提取原理6、溶媒乙醇优点：对植物细胞有较强的穿透力；能够溶解和提取很多物质，如生物碱及其盐类、甙类、挥发油、内酯类、有机酸盐等；具有防腐性，其提取液不易发霉，可以保持较长时间；化学性质较稳定，毒性较小，价格较廉价；可以回收，反复使用。缺点：低沸点，易挥发；容易燃烧，使用不平安；需要回收及回收设备；本钱比水高，且来源较困难。四、浸出设备-提取原理6、溶媒其它有机溶媒优点：〔1〕能溶解和提取游离生物碱、酚类、内酯类、甾醇、挥发油等。〔2〕选择性较强，提取的有效成分较纯。〔3〕蛋白质、酶、鞣质及大局部甙类，完全不溶于上述有机溶媒。缺点：低沸点，挥发性大，使用不方便，易燃烧，使用不平安，需格外注意；长时间接触，对人体有毒害；价格贵，来源困难，不适合大量应用。四、浸出设备-提取方法提取方法煎煮法浸渍法渗漉法回流法蒸馏法四、浸出设备-提取流程四、浸出设备-提取设备多能提取流程由提取罐、冷凝器、油水别离器、滤渣器等组成。提取罐夹层通入蒸汽加热，料液中的蒸汽经冷凝、冷却，经油水别离器别离挥发油，或直接回流入罐，可进行浸渍、温浸、回流等操作可将料液泵回提取罐内进行循环提取可进行水提、醇提多能提取流程多能提取流程四、浸出设备-提取设备多能提取罐四、浸出设备-提取设备渗漉流程药材湿润溶胀后，参加提取罐，参加乙醇，浸渍规定时间后按规定流量放出渗漉液，同时缓加乙醇使罐中乙醇保持一定液位，当规定量乙醇加完，渗漉液全部漉出。渗漉一般在常温下操作，也可加温、加压下提取。渗漉溶媒除乙醇外，还可以使用其它溶媒。四、浸出设备-提取设备加温连续回流渗漉加压连续回流渗漉加温多级回流渗漉四、浸出设备-提取设备四、浸出设备-提取设备超临界流体萃取〔SFE〕利用超临界流体作为溶剂，从固体或液体中萃取有效组分。超临界流体〔SF〕是指某种气〔液〕体在操作压力和温度均高于临界点时，其密度接近液体，其扩散系数和黏度接近气体，其性质介于气体与液体之间的流体。〔1〕超临界流体的密度接近于液体，使超临界流体具有与液体溶剂相当的萃取能力〔2〕超临界流体的扩散系数介于气态与液态之间，其黏度也接近气体，其在超临界萃取时的传质速率远大于其处于液态下的溶剂萃取速率〔3〕流体在其临界点附近的压力或温度的微小变化都会导致流体密度相当大的变化，从而使溶质在流体中的溶解度也产生相当大的变化。四、浸出设备-提取设备生产设备〔100-1000L〕中试设备〔25-50L〕实验设备〔0.1-5L〕四、浸出设备-提取设备CO2临界温度接近于室温〔31.1℃〕，适合于别离热敏性物质，可防止热敏性物质的氧化和逸散，使高沸点、低挥发度、易热解的物质远在其沸点之下萃取出来。临界压力〔7.38Mpa〕处于中等压力，目前工业水平其超临界状态一般易于到达。CO2具有无毒、无味、不燃、不腐蚀、价格廉价、易于精制、易于回收等特点。因而，SF-CO2萃取无溶剂残留问题，属于环境无害工艺。SF-CO2还具有抗氧化灭菌使用，有利于保证和提高天然物产品的质量。四、浸出设备-提取设备使用夹带剂的超临界萃取单一组分的超临界溶剂对溶质的溶解度和选择性常有较大局限性，例如：非极性的CO2只能在效萃取分子量较低的非极性的亲脂性物质，且选择性不高，萃取物常常是混合物。尤其在用CO2萃取带有极性溶质时，溶解度太小，一次萃取量很低。因此，提高单一组分的超临界溶剂对溶质的萃取能力，依待萃溶质的不同，适量参加适当的非极性或极性溶剂做共同试剂，即夹带剂〔改性剂，modifier〕，拓宽SFE技术应用范围。〔1〕增加被别离组分在超临界流体中的溶解度；〔2〕在参加与溶质起特定作用的适宜夹带剂时，可使该溶质的选择性〔或别离因子〕大大提高。四、浸出设备-浸出液处理设备分子蒸馏技术在高真空度条件下进行别离操作的连续蒸馏过程，由于在分子蒸馏过程中操作系统的压力只有0.133Pa，混合物可以在远低于常压沸点的温度下挥发，组分在受热情况下停留时间很短〔约0.1～1s〕，已成为别离目的产物最温和的蒸馏方法。在物料沸点差足够大的情况下，分子蒸馏更适合于对高沸点、高黏度及热敏性物质的别离。一套完整的分子蒸馏设备主要包括：分子蒸发器、脱气系统、进料系统、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统。分子蒸馏装置的核心局部是分子蒸发器，型式主要有两种：刮膜式蒸发器和离心式蒸发器。四、浸出设备-浸出液处理设备低沸点组分首先从薄膜中挥发，径直飞向中间冷凝面，并冷凝成液相，冷凝液流向蒸发器的底部，经馏出口流出；不凝气从真空口排出。不挥发组分从残留口流出；目的产物既可以是易挥发组分，也可以是难挥发组分。四、浸出设备-浸出液处理设备液固别离设备蒸发浓缩设备〔离心薄膜浓缩〕四、浸出设备-浸出液处理设备四、浸出设备-浸出液处理设备蒸发浓缩设备四、浸出设备-浸出液处理设备蒸发浓缩设备料液流向从第一效进入，浓缩液底部出液，依次输送至后一效进行连续浓缩，最终浓缩液从第三效中排出；蒸气流向从第一效至第三效四、浸出设备-浸出液处理设备蒸发浓缩设备料液流向从第三效进入，依次泵输送至前一效，浓缩液从第一效中排出蒸气流向从第一效至第三效四、浸出设备-浸出液处理设备蒸发浓缩设备料液分别参加每一效中，相同的浓缩液分别从各效中排出蒸气流向从第一效至第三效四、浸出设备-浸出液处理设备蒸发浓缩设备加热室与别离室分开，采用较长的加热管四、浸出设备-浸出液处理设备浸膏枯燥设备喷雾枯燥是液体工艺成形和枯燥工业中最广泛应用的工艺。最适用于溶液、乳液、悬浮液和可泵性湖状液体原料中生成粉状、颗粒状产品。空气经过滤和加热；进入枯燥器顶部空气分配器；热空气呈螺旋装均匀地进入枯燥室。料液经塔体顶部的高