摘要:簡要介紹直筒式提取罐在中藥制劑生產中的問題,并對設備的拓展應用作一介紹,供制藥生產企業在設備選型及安裝使用時參考。關鍵詞:中藥提取;設備;直筒式提取罐現代中藥制劑生產過程離不開中藥材的提取,而根據中醫藥理論采用復方制劑是中醫用藥的顯著特色,如何將復方中各組成藥物的有效部位或有效成分及輔助成分盡可能多地提取出來,而無效成分及組織物質盡可能不提取出來,這與選擇何種提取設備,以及如何正確應用這些設備是有密切聯系的。本文就中藥制劑生產企業中最常用到的提取設備——直筒式提取罐在實際生產中的常見問題以及設備的拓展在中藥制劑生產中的應用作一介紹,供中藥制劑生產企業在設備選型以及改造方面參考。1直筒式提取罐的結構和性能1.1 常見的直筒式提取罐的結構
直筒式提取罐(如圖1所示)采用內罐體全直形式,其為提取罐常用結構形式,出渣部位一般采用環狀鎖扣裝置,有雙氣缸控制,比傳統的鎖扣裝置更安全。由于罐體結構是細而長的,而且受限于出渣門尺寸,罐體較高對廠房高度有要求。現在大多設備制造企業生產的直筒式提取罐從中試設備到生產型設備有50L~6m3等多種規格。除主提取罐外,還備用有泡沫分離、冷凝器、冷卻器、油水分離器和過濾器等附件,用于提取芳香油和回收溶媒。主體提取罐和附件等與物料接觸部分都是采用不銹鋼材質,出渣門內裝不銹鋼席型過濾網。出渣門的啟閉和鎖緊由氣缸控制,為保證動作的正常進行,氣缸所需壓縮空氣要求在0.6~0.7MPa,氣路的控制可根據用戶要求進行配套。通常中藥生產企業在此基礎上還要配置共用的真空泵、空氣壓縮機等輔助設施。這些設備占具整個中藥提取精制工藝流程中的關鍵的初始階段。1.2直筒式提取罐的性能特點(1)設備適用于中藥制劑企業、保健品生產企業以及天然藥提取物企業等對中藥材以及其他植物和動物的常壓、加壓水煎、熱回流、溫浸、強制循環滲漉、芳香油的提取及有機溶媒的回收等多種工藝操作。(2)主體采用直筒式結構,投料、排渣極為輕松方便。(3)出渣門采用普通雙氣缸起閉或三氣缸卡箍旋轉式。卡箍旋轉式出渣門采用單氣缸起閉,雙氣缸旋轉推動卡箍,氣壓密封,徹底解決了因壓縮空氣氣源壓力不穩引起的滲漏或脫鉤事故,使用安全系數高,密封性能好。(4)設備與物料接觸部分均采用不銹鋼制造,外表面拋光或磨砂處理,罐內配備CIP系統等,符合GMP要求。可組合成動態提取系統。2 常見直筒式提取罐產品規格參數常見直筒式提取罐產品規格如表1所示。表1 常見直筒式提取罐產品規格 規格 型號 TQ-T-1.0TQ-T-2.0 TQ-T-3.0 TQ-T-6.0 容 積/L 1 200 2 300 3 200 6 300 罐內設計壓力/MPa0.09 夾層設計壓力/MPa 0.3 壓縮空氣壓力/MPa 0.6~0.7 加料口直徑/mm 400 400 400 500加熱面積/m2 3.0 4.6 6.0 7.5 冷凝面積/m2 4 4 5 5 冷卻面積/m2 1 1 1 2 過濾面積/m2 3 33 5 排渣門直徑/mm 800 800 800 1 000 耗 能/kg/h 240 340 340 640 設備重量 /kg 1800 2 400 2 400 3 000
3 直筒式提取罐在提取生產應用中的利與弊(1)順流強制循環操作,用設在罐底部出口的輸液泵抽出中藥液,從提取罐罐頂部灑下,使藥材中的有效成分提取出來。最常見的問題就是藥材在水壓力的作用下,中藥材越來越緊,導致提取液不能順利通過藥材,不能形成有效的濃度梯度并導致堵塞。而且直筒式的內徑較小,不適合裝攪拌器。(2)逆流強制循環操作,在罐體中間設出口,用輸液泵將提取液抽入罐蓋底部形成壓力式向上推動,既有循環效果,又能更好地松動罐內藥材,大大了增加提取效率。但是,中部出口的設置比較關鍵,而且由于中藥材的不同,藥物性質有別,導致中間出口的位置的選擇比較困難。有的企業采用的是活動出口,但易發生活動出口的密封處理不好,漏液現象嚴重。(3)動態提取是罐體底頂部增加一臺減速攪拌器,藥材在罐內煎煮,中間進行攪拌,其涉及攪拌器的位置、大小、功能、密封等設計和使用要求更高。(4)提取過程采用這三方面方式具有時間短、速度快、藥液含量高的優點。當提取芳香油時,二次蒸汽通過冷凝、冷卻后,油水進入油水分離器,輕油在分離器上部排出,重油在下部排出,水通過溢流排放或回流。煎煮結束需要進行真空出液,這樣不但可縮短出液時間,而更主要的是能將渣中有效殘液抽盡,避免浪費。(5)設備在工作狀態時,上鉤鎖緊系統氣路的閥門亦處于工作狀態,工作時必須將保險汽缸用上,以免泄壓脫鉤而發生事故。(6)提取加熱溫度不均勻,尤其是在水提取的時候,一般中藥材的提取監控除了溫度要求,實際應用主要看液面的沸騰狀況,這在這種類型的提取罐中表現最明顯。如中藥材水提取時,如果是根莖類或者礦物類等質重的藥材,在提取時是沉在罐體下部,而提取液在藥材的中上部,在加熱過程,由于中藥材中含有的皂甙類成分易產生泡沫,導致表面雖然是嚴重沸騰,但是實際的藥材部分的溫度很低,根本達不到提取有效成分的效果。(7)設備設計安裝錯誤,一般的提取罐加熱部分都是分成2~3個部分,每個部分可以單獨控制加熱,有的設備安裝企業為了節約成本,施工時將加熱部分串聯起來,只裝了一個閥門來控制,反而導致提取不完全等浪費。(8)操作錯誤,設備使用加熱操作開始時宜將所有加熱裝置都打開,達到一定溫度時,要關閉上加熱裝置,只保留最底部的加熱裝置,這樣才能保證提取液全部加熱,盡可能避免提取液的假沸情況的發生。(9)設備應用拓展,除了常規的水煮提取外,設備還可以應用到提取揮發油,逆流萃取,還有一個更好的應用就是中藥滲漉提取,以及乙醇的回收等。如果企業有多個類似設備,完全可以在設備安裝時把逆流提取等新的提取工藝方式配套安裝進去,便于對藥物提取工藝的更新和改進。4直筒式提取罐使用時的注意事項(1)在帶壓操作或設備內殘余壓力尚未泄壓之前,嚴禁擺弄加料口手柄。當關閉加料口時,必須使定位銷進入鉤槽內。罐內加料加液必須檢查出渣門保險汽缸是否處于鎖定保險狀態。(2)提取罐氣動元件操作完畢(開、閉出渣門后),操作人員應及時關閉進氣總閥,以免較高壓力的空氣長期作用使罐體產生疲勞變形。(3)酒精提取時,車間設計要符合防爆標準,車間內要絕對禁止吸煙及其他明火存在。在操作進出酒精時要采用真空操作,或由冷凝器、冷卻器冷卻后流入罐內,不能采用水泵強制循環。(4)使用開啟蒸汽進入夾套時慢開啟蒸汽閥門,使用壓力不能超過0.2MPa,安裝時必須設有減壓閥、安全閥、壓力表。(5)使用完畢后,罐內要清洗干凈干燥,以便下次投料生產使用。5結語細節是設備制造、使用的關鍵部分,本文從設備的結構特點,生產應用中的細微問題著手,詳細地分析了設備使用的一些細節要求,結合國家對于制藥機械的一些新的規定以及設備使用中的常見問題,充分分析了這些設備的個性特點,為制藥設備廠家在如何更好地服務于藥品生產企業,如何更有利于中藥制劑的現代化提供一些參考,同時也便于制藥企業生產人員在應用這些設備時能揚長避短,避免造成一些不必要的損失。