中药制药工程原理与设备
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第一节 中药净选设备

净选是天然来源原料药处理的第一道工序,主要是解决原料药物纯净度问题,便于进一步加工操作。

汉代医学家张仲景在《金匮玉函经》中指出药材“或须皮去肉,或须根去茎,或须花去实,依方拣采,治削,极令净洁”。原料药物中的杂质主要包括有瓦砾、泥块、砂石、铁钉及籽实类药材中的无用空壳和籽粒、秕粒、异物等,此外,每味原料药物都有特定的药用部位,入药时需去除非药用部位,如牡丹皮、远志去心,山茱萸去核,使君子等果实去果壳,一些昆虫和动物药去除头、尾、足、翅等;还有去除霉变品、虫蛀品等。归纳起来就是除杂质、除质次部位、除毒副作用部位,以利于切制和炮灵从而保证用药安全有效。除采用传统的人工挑选办法外,还可根据原料药物与杂质在比重、粒径、磁性、溶解性等物理性质方面的差异,通常采用筛选、风选、磁选等方法去除,以达净选药物的目的。

一、挑选机械

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图2-1 人工挑选工作台

人工挑选是一种建立在人工操作基础上的净选方法的统称。在需要去除的杂质缠绕夹杂在药材中,分离不同药用部位,或将药材按大小、粗细、软硬、颜色等不同档次分类挑选等情况下,一般的机械方法难以完成,这时需要进行人工挑选。人工挑选在工作台上完成,工作台如图2-1所示,一般为1m×2m的不锈钢工作台,台面有平面、凹面、带落料孔三种形式。凹面工作台可防止药材撒落,带落料孔工作台可及时收集被拣出的物料。工作台可配以输送机传送带,如图2-2所示,能够自动上料至台面,传送带前端的上料机使药材均匀地分散在正向输送带上,挑选人员坐在挑选传送带边上,挑拣出的杂物放在反向输送带上,传送带的速度可根据挑选难易程度进行调节。纯净药材由出料口装入料筐,杂物进入杂物收集箱。

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图2-2 带传送装置人工挑选工作台

1—上料机;2—正向输送带;3—反向输送带;4—操作人员;5—出料口

二、筛药机

筛选是根据药物和杂质的体积大小不同,用不同规格的筛或箩,除去药物中的砂石等杂质;或者利用不同孔径的筛分离大小不等的药材和粗细粉末,使其规格趋于一致,以便于进一步加工处理。如半夏、白附子、延胡索、浙贝母等,经过筛选,既可以除去泥土、砾石,又可以大小分等,便于后续的浸泡和煮制;穿山甲、鸡内金等药物,须按大小区分,分别处理,使其达到均匀一致的目的。

传统的筛选多用竹筛、铁丝筛、铜筛、麻筛、马尾筛、绢筛等工具,手工操作,效率低,劳动强度较大,少量加工时仍有采用,目前工业批量生产采用的是筛药机。

振荡式筛药机如图2-3所示,主要结构部件有筛网、筛框、弹性支架、偏心轮和电动机等。筛网固定在筛框上,根据药物的大小不同选用不同孔径的筛网,筛框与弹性支架连接。偏心轮通过连杆结构与一弹性支架相连。当电动机带动偏心轮转动时,筛子开始做往复运动。操作时,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,达到净选的目的。

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图2-3 振荡式筛药机

1—偏心轮;2—筛子主体;3—电动机;4—玻璃纤维板弹簧;5—底座;6—实心刨铁;7—倾斜角度

该机具有结构简单,效率高,噪音小的优点;但粉尘散落空气中,对环境会造成一定的影响。

三、风选机

风选是利用药物与杂质的密度、形状等不同,在气流中的悬浮速度不一,借助风力将药物与杂质分开。如车前子、紫苏子、莱菔子等可采用风选除去杂质,有些药物通过风选还可以将果柄、花梗、干瘪之物等非药用部位去除。目前生产中使用的风选机种类较多,结构不一,但工作原理基本相同。

如图2-4所示,为两级铅垂式风选机。该机的结构主要由风机和两级分离器所组成,装置在负压下工作,负压气流由风机产生。

操作时,用离心抛掷器把药材从第一分离器的抛射口沿圆周切线方向抛入。在第一级分离器中,药材与从下面出药口进入的气流相遇。控制第一级分离器中的平均气流速度,使大于轻杂质和尘土的悬浮速度,而小于药材的悬浮速度,则药材沉降,从出药口进入集药箱中,轻杂质和尘土等则进入第二级分离器。由于风料分离器和上、下挡料器等的阻碍作用,使部分杂质沉降至排杂口;剩余的杂质随气流沿第二分离器的内外筒之间上升,这时,由于圆筒的横截面积增大,气流速度下降;当气流速度大于尘土的悬浮速度,而小于杂质的悬浮速度时,杂质沉降,落入集尘桶内;尘土等粉尘则经风机的吸风管道被抽出。

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图2-4 两级铅垂式风选机

1—集药箱;2—风机;3—药材抛入口;4—第二分离器;5—第一分离器;6—排杂口;7—出药口;8—进风口;9—集尘桶

图注:→空气流方向;☉药材;·灰尘;○杂质

该风选机具有结构简单,两级分离效率较高,性能稳定可靠等特点。

四、磁选机

磁选是利用高强磁性材料除去药材中的铁屑等可被吸引的金属杂物、含有原磁体(能够被磁性材料吸引)的砂石等杂物以净制药材或饮片,保护切制、粉碎等后续加工机械和操作人员。

磁选机目前多选用带式磁选机,结构如图2-5所示,由振动送料和磁选两部分组成。振动送料部分将物料输送到传送带末端的强磁性轧辊处,物料经过强磁性辊轴的过程中铁屑等金属物以及含原磁体的杂质受磁力作用被吸附在强磁性轧辊处的传送带上,沿着辊轴圆周继续旋转,当远离磁性辊轴时,便脱离传送带,下落在杂物出料口排出,而不被吸附的物料在传送带末端在重力作用下就落入出料口排出,实现分离。

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图2-5 带式磁选机结构图

1—振动匀料器;2—电机;3—主动辊轴;4—传送带;5—强磁性辊轴;6—磁性杂物出料口;7—出料口

五、干洗机

干洗是使药材表皮脱落或对药材表面进行机械摩擦、挤压,使吸附、嵌入或夹杂在药材表面、缝隙的杂物分离的一种方法。这种药材清洗方式不用水,避免了有效成分随清洗用水的流失。

转筒式干洗机,结构如图2-6所示,主要由转筒、电机、风管、除尘器组成。将药材投入进料口,转筒正向旋转时,内壁装的螺旋板将药材向前推进,控制转筒旋转速度,使药材在转筒内翻滚,翻滚时药材与药材间、药材与筒壁间发生挤压、摩擦等作用,使药材自身表皮及吸附、嵌入、夹杂在药材表面和缝隙的杂物剥离、脱落。而转筒作反向旋转便将药材和杂物一起推到出料口处排出,最后再经筛选得到净制药材。风管及转筒尾部安装的除尘器,用于除去灰尘、净化作业环境。

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图2-6 转筒式干洗机

1—除尘器;2—风管;3—传动轮;4—电机;5—转筒;6—进料口;7—出料口