药学业毕业论文三七药物生产工艺与设备匹配关系研究.doc
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1、毕 业 论 文题目:三七药物生产工艺与设备匹配关系研究专 业:药学业姓 名: 考 号: 指导教师:【关键词】中药 前处理 生产工艺 设备 进展如果说生产工艺是生产的核心,生产装备设计则是实现其核心思想的工具。先进的生产装置与其匹配,才能使工艺得以实现,生产出高质量的中药工业产品。我国近几年高度重视中药工业的技术改造,但与中药工艺相适应性的差距仍较远,中药前处理设备在应用方面感觉装置配套差,实现中药生产装置的标准化任重而道远。 1、 中药前处理设备中药前处理设备一般是指在中成药生产过程中,位于提取或制剂工序前对药材进行预加工的设备,包括风选、筛选、水洗、浸润、切制、干燥等加工设备,加工目的是提高
2、药材的净度,改变外观形态,为生产准备原料。 我国GMP第31条规定:设备的设计、选型、安装应符合生产要求,易于清洗、消毒或灭菌,便于生产操作和维修、保养,并能防止差错和减少污染;第32条规定:与药品直接接触的设备表面应光洁、平整、易清洗或消毒、耐腐蚀,不与药品发生化学变化或吸附药品。从中药前处理设备的设计与材质方面来看,重点应考虑易清洗、耐腐蚀、不污染药物。由于药材产地缺乏加工药材的净度标准或标准水平较低,药材的包装物、自身夹带的泥沙、灰尘等杂质易污染设备、环境和药材自身,加上前处理设备需要加工的药材种类多,药材的形态、质地等差异大,不同品种、批次药材加工后都需要清洗设备,药材的前处理属于粗加
3、工范畴。尽管易清洗是制药设备的普遍技术要求,但前处理设备的加工对象和设备所处的工序,决定了其易清洗的要求和清洗方式不同于其他制药设备,最常见的方式是用水擦洗或冲洗设备,主要特点是快速、低成本、易操作、易洗净,这种清洗方式也适合中药前处理的生产环境。设备的材质主要应考虑耐水和大气腐蚀,与药材直接接触和需要擦洗的零部件应采用奥氏体不锈钢制造。 GMP附录第七部分规定:中药材筛选、切制、粉碎等生产操作的厂房应安装捕吸尘等设施。这是由于当前中药前处理设备普遍不具备净化功能而采取的补救措施。事实上,粉尘是因设备加工药材产生的,前处理设备配置适宜的净化装置,从源头消除粉尘对于净化前处理生产环境是十分必要的
4、。 关于前处理设备的安全问题,应从设备的外观、结构与电气控制设计3方面考虑。构成设备的外观部件应避免擦洗或冲洗需要拆装时造成人身伤害,如外壳的边角伤及手指、外凸的部件碰伤人体等。设备的运动部件,如切刀、飞轮等必须有防护罩或避免人体触及的措施,可能造成意外的部位须设置安全警示标志,避免运动部件暴露于机身外部。在电气控制方面,应设置多处紧急停机按钮,出现意外时便于紧急停机;外壳防护罩应设置连锁开关,防止设备擦洗、检修时意外启动设备。 在前处理设备的安全方面,使用人员必须遵循先培训再上岗的原则,必要时还要请专业技术人员进行示范、指导,要制定每种设备的安全操作规程,严格按规程进行操作。尤其是切制、筛选
5、等动态投料的设备,最好实行上岗证制度。对于带压力操作的浸润设备,必须严格按压力容器的有关规定进行操作。 2、中药前处理设备的材质,要根据用户具体的物料成分选择所相对应的材质,如常用的304、316L等,对有些特殊要求的,可采用PVC、陶瓷等,也可以在接触物料的表面喷涂相应合适的材质。 对设备的外观,可进行亚光、镜面、电解抛光等相应处理。根据不同的需求,选择合适的处理形式,达到最合理的性价比。而对于设备的净化,清洁,一般都采用CIP系统,可纯水洗、亦可酸/碱洗,在相应的工作周期后进行设备的清洁及维护。对设备的灭菌,现在常用的为通入罐内纯蒸汽进行灭菌操作。设备设计时就要预留相应的管口。 3、中药前
6、处理设备材质最好为不锈钢,可有效防止生锈,因为中药材前处理过程中经常需要使用水,如果生锈会污染药材,对药品质量造成影响;设备最好易拆卸、少死角、易于清洗,在生产结束后能彻底清洗,以免造成不同品种间的交叉污染;设备最好为封闭式的,具有安全防护设施,尽量减少人员使用过程中的安全隐患。 4、 目前按照国家的管理规定,结合企业的实际情况来说,中药前处理的设备材质只要能满足基本功能需要就可以了。不同企业、不同品种对于中药前处理的方式、方法都不一样,各家企业都有自己的特色,不像制剂工序,有现成的先进国家的制剂设备、方法等可以借鉴,尤其是中药炮制设备,可以说是中医药特色非常明显,比如中药炒制设备炒药锅,由于
7、环保及卫生需要,虽然目前有各种各样的电加热炒药、蒸汽加热等方式,效果始终不如原始的炉火加热,对于文火、武火、时间等火候情况容易掌握,经验还是占据主导地位,而且安全上存在隐患较大,如果发生停转等故障,很容易发生火灾等更大的事故。 二、随着中药精制技术的发展,目前中药前处理设备存在哪些不相适应的地方?如何改进和创新?1、中药工业有着众多的操作单元,例如:炮制是中药工业基础区别于其他工业的最显著的单元操作,是中药制剂中必不可少的一个重要部分。炮制技术有独特的理论体系和操作工艺技术。炮制有着悠久的历史,方法很多,如炮、炙、煨、炒、煮、浸、漂等,虽然在发展过程中已得到不断改进提高,使炮制加工生产逐步摆脱
8、手工操作而进入工业化生产的行列,但炮制的原理和机制还不甚清楚。欲使炮制发展有一重大突破,必须应用现代科学和技术对炮制的每一种方法都进行深入的研究,找出规律并建立起炮制工程的模型。模型的建立既要保持古老炮制的特色,又要吸取先进的技术,推出新的炮制工艺,使中药炮制技术真正达到中药工业生产现代化要求。总之,要致力于研究中药生产中的单元操作理论和工艺技术,建立起适合中药体系的单元操作模型,丰富中药工程学的基础理论。 2、 精制技术顾名思义就是去粗取精,以减少中药制剂服用量大,运输、携带不便的缺点,主要使用在中药提取工艺中,在精制过程中往往需要去除所谓的“杂质,无效成分”,而几千种中药复方,处方配伍不同
9、,成分千差万别,生产工艺多种多样,对一个药厂来讲品种也不少,工艺不尽相同,有些品种改变了工艺和剂型“精制”后,疗效并不理想,原因是多方面的,主要的原因是中药配方是在中医理论下形成的,讲究“君臣佐使,四气五味”。在传统的煎煮过程中药材之间会相互作用,即“君臣佐使”目的是增加主要药物的疗效,引导药物归经,减少毒副作用。用现代的理论解释就是相互成分的“互溶,增溶,产生新的成分”。要做到“去粗取精”恰到好处,对工艺和设备的要求很高,传统的中药精制方法用的大多是物理方法,如离心、冷冻、改变溶解度(醇沉、水沉)等,去除的是一些大分子物质(如多糖、淀粉、胶质等),现在看来这些大分子物质部分是有生理活性作用的
10、,完全去除是不合适的。日本人当年在“精制”这方面走了很多弯路,他们曾经花费很大力气将单味中药中他们认为的活性成分提取分离出来,然后按照处方的组成配伍,结果组合出完全不同于传统方剂功能主治的东西,现在又回归原始,回到中医中药(日本称汉方汉药)理论的指导下。有很多的经验和教训非常值得我们借鉴和总结。中药前处理设备在针对不同品种、不同的生产工艺的精制方法应以工艺与设备结合来保持中药复方的“君臣佐使”,传统剂型与现代剂型的加工方法存在的疗效差异等方面不相适应,应该从精制专业化设备制造角度入手,考虑使用者的工艺要求,分清精制的对象,开发专业性精制设备。同时还要考虑中药复方的成分复杂性,及设备的适应性、通
11、用性要求。 3、中药精制技术中,主要说说提取工艺。在中药生产中提取是一个重要的操作单元。但是,传统的药材提取工艺通常都存在煎煮温度高、时间长、耗能多、有效成分损失较多等问题。随着工艺技术的发展,在既不改变传统提取的原有特点又可保证中药有效组分群基本不变的情况下,动态提取具有节能、得膏率高、可实现全自动化控制等优点,在解决中药提取工艺中不适应中药现代化生产的问题上,不失为一个有效的手段,其提取效率明显提高。随着工艺的不断改进,一些工厂在用的老式设备可能已经跟不上现在越来越严格的各种指标要求,就要及时做出相应的工艺及设备结构的调整。 4、 随着中药现代化进程的不断深入,传统的分离方法面临挑战:以中
12、药药效物质精制为目标的分离体系而言,其原料液浓度低,组分复杂,回收率要求较高,但现有的化工分离技术)如蒸馏、萃取、结晶、吸附和离子交换等)是以浓度差为传质推动力实现待分离组分,其是由高浓度向低浓度扩散的,但中药往往难以满足上述分离体系的要求。 从现代分离技术的研究发展趋势来看,目前现有的设备大多属于传统的提取、浓缩设备,提取液浓度低,组分复杂,效率低。针对上述问题,除了研究适用于中药药效物质分离的新技术外,利用已有的和新开发的分离技术进行有效组合,或者把两种以上的分离技术合成为一种更有效的分离技术,即多种技术的耦合,有可能达到提高产品选择性和收率、实现过程优化的目的。耦合技术因此成为中药制药工
13、程中一个崭新的研究领域。 随着中药工业的发展,中药精制技术已经接近或达到西药制药的技术水平,但中药前处理设备的发展相对迟缓,成为制约中药工业发展的因素之一,主要表现在以下方面:(1)设备的功能单一、技术含量低,缺乏净化功能,易污染生产环境;(2)部分设备制造质量低,影响用户使用。如筛选机的筛床未进行动平衡试验,设备运行噪音大、零部件易磨损。切药机的切刀与刀门的间隙大,切制时易产生碎末和粉尘,降低了成品得率,浪费了药材资源;(3)个性化设备少,不能满足生产工艺要求。如洗药机几乎只有滚筒式清洗一种方式,难以满足不同形态和质地药材清洗的需要,以致于许多药材仍然由人工在水池中进行清洗;(4)缺乏可组合
14、使用的成套设备,不能满足大批量中药生产的需要。 根据上述情况,应在对中药前处理设备进行改进和技术创新。(1)应设计和使用吸风式风选设备,可有效地避免药材粉尘污染环境。早期设计、制造的变频立式和卧式风选机都是“吹风式”,无法避免药材粉尘进入大气,吸风式风选设备不仅可以避免粉尘飞扬,还能提高风选效果;(2)设计开发一种可移动式除尘设备,该除尘设备的吸尘罩可以改变高度、调节角度,以便对切制、挑选等加工进行就地除尘;(3)应根据药材的形态、种类和加工要求进行分类,设计个性化前处理设备和自动化成套设备。如:设计花草类药材的切制、风选、筛选自动化机组,专用于花草类药材进行批量切制、净制;设计根茎、果实类药
15、材的自动切制、筛选、回切机组,专用于颗粒状提取投料药材的加工;设计槽式或履带式超声波洗药机,以满足不同药材清洗的要求;(4)应该加强行业管理,执行已经制定的前处理设备国家行业标准,规范产品市场。 当前中药提取液的浓缩方式存在着诸多不合理之处,主要有几点:(1)长时间的常压浓缩,如敞口浓缩、常压薄膜浓缩等,蒸发时间长、加热温度高、消耗能量大,药物中的有效成分易被破坏、碳化而影响药品质量,且设备易结垢,管道易堵塞;(2)水提取液直接用减压设备浓缩时,由于提取液温度高于减压浓缩设备中药液的沸腾温度,药液在设备中易引起瀑沸而跑料,影响产品质量和收得率。如果采用增多储罐、自然或强制其降温后再进行减压浓缩
16、,则不仅会增加储罐的设备投资,增加能耗,而且药液在贮存等待浓缩的过程中容易被污染、变质发酵、夏季尤甚;(3)中药乙醇提取液采用真空蒸发器回收溶剂,损失率较大,回收乙醇浓度较低,需要进一步浓缩才能再次利用。 因此,降低浓缩时间的温度、缩短浓缩时间是中药提取液浓缩单元操作的首推原则和要求。不破坏有效成分,能保证料液的质量,浓缩效果好,能连续浓缩,缩短生产周期,节约能源,储罐少,减少投资,符合GMP。 魏增余连云港中医药高等职业技术学校药物制剂实训中心工程师 目前中药前处理设备还是处于原始阶段,由于国家对于中药前处理的管理要求还处于初级阶段,所以相关制药设备的发展也很原始,对于中药炮制的研究也不是很
17、多,对于如何将中药炮制现代化的研究就更少了,毕竟中药制剂过程可以参考西药的制剂过程,而前处理设备没有参照,需要较大的投入,又看不到明显的经济效益,愿意在这些方面增加投入的企业不多。而且中药现代化的一个误区就是将中药单体成分的精制提取,明显脱离了中药治病的本来特色,也直接形成了中药前处理设备发展的导向性错误。 中药前处理设备发展的方向还是要回归到中药的本来面目上,而不是单纯的中药成分的精提,或中药西化。中药提取不只是单纯的有效成分的分离,成分协同作用也是在提取中要重点研究的内容。这些都是在设备设计、选型时要重点考虑的内容。 3、中药的粉碎是至关重要的环节,如何根据工艺及环境要求选择粉碎设备? 中
18、药粉碎主要是借助机械力将大块固体药材变成适用程度的固体颗粒,以增大表面积的操作过程。由于大块的固体药物(或中草药的根、茎、叶和果子等)无法直接制成制剂,不能有效地发挥其作用,必须进行粉碎操作获得一定大小的固体颗粒来保证所制药品的稳定性和有效性,因此药物粉碎是中药工程的一个重要的、必不可少的单元操作。 根据工艺及环境要求选择粉碎设备时,要注意以下几点:(1)处理量大小;(2)被粉碎药物的颗粒大小和粒度分布要求。不同的剂型,要求粒度分布也不同;(3)被粉碎药物内不能有金属等杂质;(4)对粉碎的控制和环境卫生要求很高,应符合GMP;(5)粉碎机内的温度控制严格,尤其是对热敏性药材及易燃、易爆性物料;
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