常用制药设备使用与维护（第2版）课件 第2章 中药前处理设备

常用制药设备使用与维护——中药前处理设备学习目标知识目标：1.掌握中药前处理环节及对应的常用设备名称。2.熟悉常见炮制、提取、浓缩及分离纯化设备的工作原理和结构，以及各设备的特点和适用范围。能力目标：1.能按照SOP正确操作炮制、提取、浓缩及分离纯化设备。2.能按照中药特性及生产要求选择正确的炮制、提取、浓缩及分离纯化设备，并能进行日常维护保养。3.能分析及排除炮制、提取、浓缩及分离纯化设备的常见故障。素养目标：1.规范操作流程，树立质量安全意识，培养严谨、诚信、负责的职业精神。2.传承并弘扬中医药传统文化，提升民族自信。中药炮制设备

中药炮制是按照中医药理论，根据药材自身性质，以及调剂、制剂和临床应用的需要，所采取的一项独特的制药技术。2015版《中国药典》四部收载的“炮制通则”中将中药炮制工艺分为净制、切制、炮炙三大类。一、概述二、常用炮制设备（一）筛药机原理：不同孔径的筛分离药材大小和粉末粗细。组成：筛子、弹性支架、偏心轮和电动机操作：电机带动偏心轮转动，偏心轮与弹性支架相连，支架又带动筛子做往复运动。操作时，只要将待筛选的药材放入振动筛内，启动电机，即可使杂质与药材分离开，达到净选药材的目的。中药炮制设备（一）筛药机特点：结构简单，效率高、噪音小；但缺点是粉尘散发空气中，对环境造成影响。二、常用炮制设备中药炮制设备（二）洗药机原理：将中药材翻滚、碰撞，然后用饮用水对药材喷射洗涤以去除药材表面泥沙、细菌、杂质等。组成：滚筒、导轮、冲洗管、防护罩、电动机、水泵等。操作：将药材从滚筒口放入，打开阀门，启动机器，滚筒以一定速度转动，带动药材在桶内一起翻动，喷淋水不断冲洗药材，冲洗水可经水泵打入作第二次冲洗。经过全面的冲洗和碰撞，使泥沙等杂质与药材分离，随水排出。药材洗净后，打开滚筒后盖，将洗净的药材卸出。二、常用炮制设备中药炮制设备（二）洗药机

特点：该设备可实现连续加料、连续生产，自动出料，结构简单，操作维护方便；对特殊品种可反复精洗，直到洗净为止；配有高压水泵喷淋装置，洗水可用泵循环加压，直接喷淋于药材，洗涤时间短、效率高，适用于3~15cm多种药材的清洗。二、常用炮制设备中药炮制设备（三）真空加温润药机原理：气体具有强大穿透力的性质，向处于高真空下的药材通入水蒸汽，水分即刻充满空间，使药材在低含水量的情况下，快速均匀软化。组成：真空泵、保温真空筒、冷水管及蒸汽管等部件操作：将洗净后的药材投入真空筒内，待水沥干，密封上下两端筒盖，打开真空泵，抽真空直至规定的负压值，4~5分钟后，通入蒸汽，此时筒内真空度逐步下降，当温度逐步上升到规定范围（可自行调节）时真空泵自动关闭，保温15~20分钟（药物软化），润药结束关闭蒸汽，放汽、停机。二、常用炮制设备中药炮制设备（三）真空加温润药机特点：润药速度快，均匀性和软化效果好，水份含量可控，避免了药材有效成分的流失和转化，操作过程自动化程度高。适用于绝大多数中药材。二、常用炮制设备中药炮制设备（四）切药机1.剁刀式切药机原理：传送机构将药材送至刀口，切成一定形状和一定规格的饮片。组成：剁刀式切药机由电机、传动系统、台面、输送带、切药刀等部分组成操作：将药材整齐均匀的堆放在台面，经输送带送入刀床压紧并连续传送至切刀部位，被上下往复运动的切刀裁切，把药材加工为片、段、丝等形状。二、常用炮制设备中药炮制设备特点：适合截切长条形的根、根茎及全草等药材，不适于团块、球形等颗粒状药材的切制。（四）切药机2.旋转式切药机结构：动力部分、药材的送料推进部分、切药部分和调节厚薄的调节部分等组成操作：在该设备旋转的圆形刀盘的内侧固定有三片切刀，刀盘的前侧有一固定于机架的方形开口的刀门，当药材由下履带输送至上下两履带间，药材被压紧送入刀门，被切刀切削成薄片状，成品由底部出料。二、常用炮制设备中药炮制设备特点：使用范围较广，主要适用于切制颗粒状、团块状及果实类药材，也用于硬质根茎类药材的切制，但不适用于全草类药物。（五）炒药机1.卧式滚筒式炒药机原理：将净选或切制后的药物置遇热容器内，利用机器旋转翻动药物，用不同火力连续加热，达到药物炮制的目的。组成：炒药筒、动力系统、热源等部件。操作：将药材从上料口投入炒药筒，盖好盖板，启动滚筒，借动力装置使炒药滚筒顺时针旋转，滚筒内壁炒板将药材翻动，均匀受热。炒到规定程度，启动卸料开关，反向旋转炒药筒，卸出药材。二、常用炮制设备中药炮制设备特点：物受热均匀，饮片色泽一致；结构简单，操作方便，劳动强度小。炒药温度可据药材及炒制方法的不同调节，应用范围广。适用于多种药材的炒黄、炒炭、砂炒、麸炒、盐炒、醋炒、蜜炙等。（五）炒药机2.立式平底炒药机组成：电机、搅拌装置、加热装置和炒锅操作：先启动机器预热，然后将待炒的药物从炒药锅上方投入，炒药浆连续旋转翻动药材使药物均匀受热达到炒制效果，炒制结束后，打开出药门，将炒好的药物排出炒锅。特点：该设备适合清炒、加辅料炒以及炙法类药材的炮制。二、常用炮制设备中药炮制设备（五）炒药机3.中药微机程控炒药机组成：炒药锅、加热装置、搅拌装置、手动控制柜、上料装置特点：该设备与其他设备不同在于采用微机程控方式控制的炒药机，既能手工炒制，也能自动操作，采用烘烤与锅底双给热方式炒制，使药材上下均匀受热，炒制时间短，工作效率高，用于炒制批量较大的药物，更具优越性。二、常用炮制设备中药炮制设备中药提取设备中药提取是采用适宜的溶剂和方法，将中药中有效成分或有效部位转移至溶剂中的操作过程。提取的目标是尽可能的提出药材中的有效成分，降低或消除无效或有害成分，从而简化分离精制工艺，降低药物服用剂量，增加制剂的稳定性。一、概述（一）提取罐是目前生产中普遍采用的一种可调节气压、温度的密闭间歇式多功能提取设备，可用于水煎煮提取、有机溶剂回流提取、强制循环提取、挥发油提取、有机溶剂回收等操作。分类：罐体形状不同-底部正锥式、底部斜锥式、直筒式、倒锥形、蘑菇形、翻斗式及罐底加热式

提取过程性质不同-静态提取罐和动态提取罐组成：罐体、加料口、出渣门、气动装置、夹套。中药提取设备二、常用提取设备（一）提取罐操作：从罐体的上部加入待提取的物料及提取溶媒，浸泡一段时间，打开夹套蒸汽加热或直接从底部通入蒸汽加热提取，提取完毕后，提取液从罐体下部经滤网过滤后排出。中药提取设备二、常用提取设备（二）浸渍器组成：容器、搅拌装置、滤材、阀门操作：开浸渍器的盖子，将药材饮片或碎块加入浸渍器中，再加入溶媒，密闭，室温下或者进行水域或蒸汽加热，在此过程中经常开启搅拌装置进行搅拌，若容量大难以搅拌时，可在下端出口处装一个离心泵特点：适用于黏性药物、无组织结构药材、新鲜极易膨胀的药材、价格低廉的芳香性药材。不适用于贵重药材、毒性药材及高浓度的制剂。中药提取设备二、常用提取设备（三）渗漉罐组成：罐体、加料口、出渣门、筛板、筛网操作：将浸润过的药材装入渗漉器中，一般不超过罐体2/3，加入溶媒，尽量排除药材间隙空气，溶剂高出药材面。密闭浸渍至规定时间，打开进液阀和出液阀进行渗漉，渗漉时控制适当的速度，并不断补充溶剂，药液流入接收罐中，渗漉结束回收乙醇，打开排渣门进行排渣，排渣时要注意避免损坏底部滤网。中药提取设备二、常用提取设备特点：属于动态提取，有效成分提取完全，因此适用于贵重药材、含毒性成分药材、无组织结构药材的提取。不适用于新鲜及易膨胀的药材，无组织结构的药材。（四）超声波提取设备组成：提取罐、超声装置、加料口、冷凝器、冷却器、出料口、控制系统操作：将物料和提取液从投料口放入，打开电源，开启循环泵，如果需要加热就进行温度设置，开启加热系统。在超声波设置页面设置超声时间、间隙时间及超声功率，启动超声波发生器。当提取结束，先关闭超声，再关闭温度控制。将提取液接出，再关循环控制。中药提取设备二、常用提取设备特点：集超声波、热回流为一体，可用于水提，也可用于其他有机溶剂的提取。提取时无需高温，不破坏中药材中某些具有热不稳定，易水解或氧化特性的药效成份。超声波能促使植物细胞地破壁，提高有效成分的提取率，提高了药材的利用率。工艺简单，操作简便。（五）超临界流体提取装置组成：萃取器、分离器、压力调节装置、二氧化碳贮罐、换热器操作：将欲进行提取分离的物料装入提取器，排除杂质和气体，注入超临界流体，在高压泵的驱动下，使其在提取器和分离器之间循环。提取器顶部离开的溶有提取物质的高压气体经节流阀节流，使其降压将溶质析出，并进入分离器，溶质自分离器底部排出，超临界流体则进入冷凝器液化，经高压泵升压，再流经换热器时被加热，重新达到超临界状态，进入萃取槽再次进行提取。中药提取设备二、常用提取设备（五）超临界流体提取装置特点：该设备操作参数易于控制，溶剂可循环使用，特别适合于分离热敏性物质，且能时限无溶剂残留，萃取、分离一次完成，提取速度快、效率高。中药提取设备二、常用提取设备（六）多级逆流提取装置组成：由5-10个渗漉罐、加热器、溶剂罐、贮液罐、输液泵等部件组成操作：将药材按顺序依次装入1-5号罐中，用泵将溶剂送入1号罐中，1号罐的渗漉液经加热器后流入2号罐，再依次送到5号罐，药液达到最大浓度，导入贮液罐中。当1号罐中的药材有效成分渗漉完全后，用压缩空气将1号罐内的液体全部压出，1号罐即可去药渣，装入新药，成为最末一罐，原来的5号罐变为第4罐，此时，来自溶剂罐的新溶剂进入2号罐，最后从5号罐（原1号罐）出液至贮液罐中，依次类推，直至提取完成中药提取设备二、常用提取设备（六）多级逆流提取装置特点：在整个提取过程中，始终有一个渗漉罐进行卸料和加料，溶剂从第1罐流入最末罐多次使用，从末罐流出的渗漉液浓度达到最大，罐中的药物经多次浸出，最大程度的提取出了有效成分，溶剂用量减少，大幅度提升了提取效率。中药提取设备二、常用提取设备浓缩是指采用适宜的方法，使溶液中的部分溶剂气化或被分离并被移除，以提高溶液的浓度或使溶液达到饱和而析出溶质的过程。浓缩的手段有反渗透、超滤及蒸发。中药浸出液浓缩的主要方法是蒸发蒸发是指溶液受热，借气化作用从溶液中除去部分溶剂而获得高浓度药液的工艺操作。中药浓缩设备一、概述（一）蒸发锅组成：锅体、夹套、支架、搅拌装置由于用此设备进行浓缩加热时间长、温度高，浓缩时产生的蒸汽是直接排放到大气中，所以要求待浓缩液中有效成分耐热，且溶剂无燃烧性，无毒无害，无经济价值。所以现在制药生产中已经很少使用。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（二）真空浓缩罐组成：罐体、蒸汽供热装置、气液分离器、水流抽气泵、水槽等部分中药浓缩设备二、常用浓缩设备（二）真空浓缩罐操作：洗净罐内各个部分，然后通入蒸汽消毒，打开出料阀及放气阀，使空气溢出，然后关闭两个阀门。开启水流抽气泵抽真空，真空度到86kPa抽入药液，至浸末加热管后，停止抽液，通入蒸汽进行加热。药液受热后产生的二次蒸汽进入气液分离器，其中夹带的液体又流回罐内，蒸汽由水流抽气泵抽入冷却水池中，形成减压浓缩。浓缩完毕，先关闭水流抽气泵，再关闭蒸汽阀，打开放气阀，恢复常压后，打开出料阀，放出浓缩液。注意：操作时注意真空度不能太高，否则药液会随二次蒸汽进入水流抽气泵，造成损失。该设备主要用于以水为溶剂的药液的浓缩。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（三）减压蒸馏装置组成：蒸馏器、冷凝器、接收器及附设的真空装置中药浓缩设备二、常用浓缩设备（三）减压蒸馏装置操作：先开启真空泵，抽出蒸馏器内部分空气，将待浓缩液自进料口吸入，并继续减压至规定范围，打开蒸汽阀通入蒸汽加热，开启废气阀，放出不凝性气体，并开启夹层排水口排除回气水，然后关闭废气阀，关小夹层排水口，继续通入蒸汽，让蒸馏器内保持适度沸腾，待浓缩液产生的蒸汽经气液分离器后，进入冷凝器，冷凝液流入接收器中。蒸馏完毕，先关闭真空泵，打开放气阀，恢复常压后，放出浓缩液。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（四）球形浓缩罐组成：浓缩罐主体、冷凝器、汽液分离器、冷却器、受液筒操作：将待浓缩液从进料口放入球罐内，蒸汽进入球形罐夹套将料液加热沸腾，物料中水分或其他有机物汽化，从而达到汽液分离，蒸发出来的蒸汽经除沫器消除泡沫后由冷凝器冷却成液体进入贮液筒，最后不凝气体排入大气或真空泵带走。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（四）球形浓缩罐特点：由于采用减压浓缩，适合用于药液的浓缩、蒸馏及有机溶媒的回收等工艺。浓缩时间短，不会破坏热敏性物料的有效成分。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（五）升膜式蒸发器组成：蒸发器、气-液分离器、预热器和简易分离器操作：浓缩液经输液管，通过流量计，先进入预热器，从上口流出，经列管蒸发器底部进入蒸发器，被蒸汽加热沸腾汽化，形成大量泡沫，生成的泡沫及二次蒸汽沿加热管高速上升。料液呈膜状高速上升的过程中，以泡沫的内外表面为蒸发面迅速蒸发。泡沫与二次蒸汽的混合物自气沫出口进入气液分离器中，此时气沫分离为二次蒸汽与浓缩液，浓缩液经连接于分离器下口的导管流入接受器中，收集。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（五）升膜式蒸发器特点：该设备加热室的管束很长，而加热室中的液面维持较低，适用于蒸发量较大、有热敏性、粘度不大于0.05Pa·s，以及易产生泡沫的料液。高粘度、有结晶析出或易结垢的料液不宜选用。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（五）降膜式蒸发器组成：与升膜式蒸发器基本一致与升膜式蒸发器比较：料液是从蒸发器的顶部经液体分布装置均匀分布后进入加热管中，在重力作用下沿管壁成膜状下降。随着液膜的下降，部分料液被汽化，蒸出的二次蒸汽由于罐顶有料液封住，所以只能随着液膜往管低排出，然后在分离器中分离，浓缩液由分离器底部放出。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（五）降膜式蒸发器特点：该设备可蒸发浓度较高、粘度大的料液。不适用于蒸发易结晶或易结垢的料液。并且没有静压强效应，沸腾传热系数与温度差无关，在较低的传热温度差下传热系数也很大，所以对热敏性物料的蒸发，比升膜式更为有利。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（六）刮板式薄膜蒸发器组成：具有一搅拌轴，轴上附有若干块刮板，下段为加热蒸发段，具有加热夹套，上段为汽液分离段，有扩大的截面和固定的叶板中药浓缩设备二、常用浓缩设备（六）刮板式薄膜蒸发器操作：液料从液料管以稳定的流量进入随轴旋转的分配盘中，在离心力作用下，通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，同时受重力作用下流，另一块刮板将浓缩料液翻动下推，并更新液膜，这样物料不断形成液膜蒸发浓缩，直到药液离开加热室流到蒸发器底部，完成浓缩过程。特点：对物料的适应性很强，适用于高粘度浓缩液，热敏性料液，或处理易结晶、易结垢的溶液，尤其对处理热敏性的中药提取液效果良好。但是该设备结垢复杂，动力消耗大，受夹套传热面的限制，处理量很小。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（七）离心式薄膜蒸发器结构：离心转鼓和外壳，叠放着一组碗形空心碟片组成转鼓，碟片之间隔开一定空间。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（七）离心式薄膜蒸发器操作：转鼓高速旋转，经滤过后的料液从蒸发器顶部进入，由喷嘴分别喷入空心碟片下面，在离心力作用下，料液向外流动迅速分散形成极薄的液膜（厚度小于0.1mm）在极短时间内迅速蒸发浓缩，浓缩液在离心力作用下流至外缘，汇集到环形液槽，由吸液管从蒸发器上段抽出进入浓缩液槽。特点：传热系数高、受热时间短、设备体积小、浓缩比高、浓缩时不宜起泡和结垢、设备便于拆洗等优点，特别适用于中药浸出液、热敏性物料的处理。但对粘度大、有结晶、易结垢的料液不适宜，且设备周边配制较多，价格昂贵。中药浓缩设备二、常用浓缩设备（八）多效蒸发器组成：加热器、蒸发器、循环管、冷凝器、接受槽、真空系统原理：基于能量守恒定律关于低温低压（真空）蒸汽含有的热能与高温高压含有的热能相差很小，而汽化热反而高的原理设计。将前效产生的二次蒸汽引入后效作为加热蒸汽，组成双效蒸发器。将二效的二次蒸汽引入三效供加热用，组成三效蒸发器。同理，组成多效蒸发器。中药浓缩设备二、常用浓缩设备分离纯化的实质和最终目的是在除去各种杂质的同时将目标药物成分进行富集和浓缩。分离的方法一般有三种：沉降分离法、滤过分离法和离心分离法。中药分离纯化设备一、概述（一）转鼓真空过滤机结构：主体是一个由筛板组成的水平圆筒，表面有一层金属丝网，网上覆盖滤布，转筒下部浸入滤浆槽中，上方有洗水喷下，一侧有刮刀。圆筒内沿径向被均匀的分为若干个互不想通的扇形格，每格端面上的小孔与分配头相通，凭借分配头的作用，转筒在旋转一周的过程中，每格可按顺序完成过滤、洗涤、卸渣等操作。中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（一）转鼓真空过滤机操作：处于过滤区的扇形格浸入滤浆中，并和真空源相通，滤液在负压作用下穿过滤布进入扇形格内，再经分配头上的管道排出，滤布上则形成一层逐渐增厚的滤渣，当离开滤浆槽，滤渣在真空下被吸干。经过洗涤区，洗涤水对滤渣进行冲洗。吸干区的扇形格也处于负压状态，它使滤渣完全脱水干燥。在吹松区域内，高压空气把滤渣吹松。由于转筒的旋转，滤渣随同滤布在通过刮刀时，因机械力的作用使滤渣剥离。扇形格最后经过滤布复原区，再次通过分配头与压缩空气罐相通，压缩空气从扇形格内部向外，将滤布上残留滤渣吹净，为下一轮做好准备。这样就完成一个过滤循环。每旋转一周，就经历了一个操作循环。中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（一）转鼓真空过滤机特点：优点是能连续自动操作，节省了人力，适用于处理数量大且容易过滤的料浆。缺点是过滤面积不大，结构复杂，投资费用高。对于颗粒不太细、黏性不大的混悬液比较适用。由于真空过滤，所以液体温度不宜太高。中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（二）板框式压滤机结构：由多个滤板、滤框、压紧装置、压紧板、止推板、横梁等组成滤板和滤框结构：1.止推板；2.压紧装置；3.横梁；4.压紧板；5、7.滤板；6.滤框；8.滤布滤板、滤框结构简图中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（二）板框式压滤机操作：，离心泵将料浆送入1号通道，料浆流进框内，滤液穿过框两侧滤布，进入相邻滤板的凹槽流道，顺着垂直相通的暗道流过滤液通道而排出滤液。滤渣则留在框中。当框内积累了一定的滤渣后，停止输送料浆，关闭连接1号通道的5号阀门，用清水泵从3号通道输入清水，对框内滤渣进行洗涤，洗涤完成后，卸开板与框，除去滤渣，更换滤布后重新装合，方可进行下一轮过滤。中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（二）板框式压滤机特点：构造简单，过滤面积大，推动力大，过滤速率高，对物料的适应性强，应用广泛。适用于含少量固体的混悬液，也可用于温度较高的混悬液过滤。但是该设备滤渣需要拆卸洗涤，劳动强度大；由于经常拆卸和在压力下操作，滤布磨损严重。中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（三）板框式压滤机结构：上盖、底盘、多孔筛板、垫圈操作：将微孔滤膜至于筛板上，夹在上盖和底盘中间，垫圈密封，将上盖与盘用螺丝固定，即成完整滤器。料液用泵从上盖料液进口管压入，固体微粒被截留在微孔滤膜上，滤液由底盘中部滤液出口管流出。特点：容纳滤渣的容积少，只适用于含少量沉淀的料液。中药分离纯化设备二、常用分离纯化设备（四）过滤式离心机（人工上卸料三足式离心机）结构：柱脚、底盘、主轴、机壳、转鼓操作：转鼓被转动系统驱动绕主轴轴心转动，滤袋内的料液随转鼓一同旋转，在离心力的作用下被抛向转鼓壁，液体透过滤布和鼓壁上的滤孔被甩出转鼓汇集在底盘内，经滤液出口排出，而固相被截留在滤布上形成滤饼，