發展中藥制藥工程技術的建議

摘要：本文針對我國中藥制造工業存在的若干制藥工程技術問題，首先對存在的中藥制藥工程技術及工藝問題進行了分析，找出了中藥產品質量達不到穩定均一的原因所在；然后詳細分析了現有中藥粉碎設備、提取設備、制劑設備等中藥制藥裝備的有關技術問題，指出了中藥制造工業和國外存在的差距。最后提出了加快推廣先進適用的高新技術，優先研發中藥制藥過程全程質量控制技術及中藥工業集成制造技術等發展中藥制藥工程技術的建議。

關鍵詞：中藥制藥工程；中藥現代化；中藥質量控制；計算機制成制造

隨著國家《中藥醫藥法》的頒布實施，迎來了中醫藥大發展的良好機遇，中藥制造業必將成為我國醫藥行業中具有國際競爭力并擁有自主知識產權的朝陽工業。然而，目前我國中藥制造業的技術水平與國外相比仍具有較大差距，最主要表現在制藥工程方法、生產工藝以及裝備技術等方面，特別是在制藥過程參數檢測和質量控制上缺乏技術手段，無法保證中成藥產品的化學組成均一和質量穩定性。為使實現中藥制藥工業實現向自主創新為主的戰略轉型目標，提高中藥制造業對醫藥經濟增長的貢獻率，迫切需要運用高新技術改造中藥產品的傳統制造方式，重視發展中藥制造工程技術，提升中藥產品的技術含量，努力建立中藥質量保證體系，實現中藥制造業的跨越式發展。

1. 中藥制藥工程技術及工藝問題分析

近年來，隨著我國工業技術水平的快速提升，中藥制造業也得到了較快發展，但目前中藥生產過程與化學藥品制造、生物制藥相比，依然較為落后，未能完成擺脫粗放型制造模式，在制藥工程方法和制藥工藝方面存在一系列關鍵共性技術問題急待攻克。例如，現有的中藥提取和精制工藝不夠精細和科學。超監界萃取、動態逆流提取、超聲波提取等新技術運用較少；煎煮、浸漬、滲漉、水蒸氣蒸餾、回流提取等仍是最為常用的浸提方法，其中煎煮法比例最高。長期的生產實踐中，這些傳統提取方法暴露出如下缺點：時間長，溶劑及能源消耗大，有效成分提取不完全，夾帶提取的雜質多，工藝條件不穩定，提取物質量波動大等。“水提醇沉”、“醇提水沉”工藝是目前應用最為廣泛的精制方法，但其乙醇消耗量大，生產成本高，安全系數低，生物堿、苷類、有機酸等有效成分的損失較多，尤多糖和微量元素損失最為明顯，不利于保證和提高中成藥的質量。

在提取、分離、濃縮、干燥、制劑等中藥制藥全過程中，各單元制藥設備獨立運行操作模式極為普遍，各單元制藥設備間的集成聯用與智能化控制運用極少，導致物料轉運過程損失、生產效率低等問題；且因敞口暴露時間較長，增加了物料污染及有效成分損失等可能性。此外，由于影響產品質量的制藥工藝參數和質控指標（如溫度、時間、壓力、體積、流量、濕度、密度、粒度、pH值、有效成分的濃度、混和均勻度、硬度、包衣均勻性、殘留溶劑等）缺乏在線檢測和分析設備，沒有實現全過程監控，人工操作的波動因素得不到有效控制，制藥過程參數難以優化，形成中藥質量控制方面的技術盲點，導致不同生產批次藥品間的化學組成差異較大，質量達不到穩定均一，成為制約中藥產品出口的重要因素之一。

2. 中藥工業的裝備技術問題分析

2.1 粉碎設備

粉碎的目的是促進藥材里的有效物質容易溶出或浸出，并為制備混懸劑、散劑、丸劑、膠囊劑等劑型奠定基礎。傳統的“水飛”、“搗”等粉碎方法，主要應用于礦物藥、貴重藥和特殊性質的中藥，處理量極少，不適合大規模工業化生產。目前較普遍采用的錘擊式、球磨式、萬能磨粉式、流動式、截切式、滾筒式等傳統粉碎機械設備在粉末粒度、出粉率、有效成分保存等方面均存某些缺陷；這類傳統粉碎方法所得的顆粒粒徑較大，粒徑分布寬，不利于下游工藝，影響生物利用度。

2.2 提取設備

中藥提取過程主要包括浸提、分離除雜、濃縮、蒸餾等，是中成藥的原料生產階段和首要環節。目前諸多中藥制造企業在進行技術改造時往往只注重制劑車間，而忽視對提取車間的升級改造。大多數中成藥企業的提取車間存在生產設備落后、未實現全封閉生產、車間陰暗潮濕、人流物流交叉混亂、生產流程工段劃分不明晰等問題，大大增加了中間產品受污染、質量發生波動等可能性。

2.2.1 浸提設備

浸提是利用溶劑將中藥材里的有效成分提取出來的傳質過程，它關系到三個問題：其一，是否能最大限度地從藥材中獲取有用的成分；其二，在最大限度地獲取有用成分的同時，無用物質是否能不被轉移到提取液中；其三，是否能盡量使提取物相對均一。這三個問題分別涉及到浸提的產率、效率和工藝條件的穩定性。如果能有效地解決了這些問題，就為后續生產環節制成高質量的中藥產品創造了條件。

目前，中藥浸提設備仍較落后，中成藥廠采用不銹鋼制造的多能提取罐和滲漉罐極為常見。從其結構和功能看，多能提取罐優于以前的煎煮鍋，但基本保留著傳統煎煮工藝的特點，存在浸出出液數量大、雜質含量高、能耗大、收率低、浸提不夠徹底、上清液分離困難等一系列問題。且多能提取罐的加料、出料及整個浸提過程控制仍以人工操作為主，藥液質量受人為因素影響較大，難以保證中藥產品質量。使用滲漉罐浸提雖比多能提取罐提取要進步一些，可在室溫下操作，但操作周期長、溶劑用量大、生產成本高，并依然存在傳統浸提工藝的根本性弱點。籃式提取設備已有國產，但目前使用的企業極少，且其本質上仍為傳流的浸提工藝。

此外，目前大多數中成藥企業仍是小批量多品種生產及采用間歇操作方式浸提，其生產設備頻繁周轉，清洗設備方法簡單，清洗效果缺乏必要的檢測標準，造成交叉污染的可能性很大。

2.2.2 藥液回流設備

藥液回流設備主要為列管式冷凝器及蛇管式冷卻器。在使用中受水質影響易結垢，影響傳熱效果，且冷卻水的進出溫度和流量無法自控，冷卻效果不穩定，受人為因素制約。

2.2.3 提取芳香油水的分離

芳香油水分離使用自然靜置分離法，目測取油，隨意性大，收得率低。

2.2.4 藥液分離設備

藥液分離方法主要有自然沉淀法或機械分離法兩大類。自然沉淀法存在占用面積大，沉淀周期長、易污染、雜質去除不完全等缺點。三足式離心機是傳統的機械分離設備，部分中成藥企業仍在使用；這種離心機采用敞口操作，易污染物料，且設備運行時揮發性氣體溢出，易對環境造成污染。蝶片式離心機彌補了三足式離心機的一些缺陷，是目前常用的機械分離方式，但當藥液為熱態時，分離效果差，且存在排渣困難和清洗不方便等缺點。管式離心機雖分離效果較好，但存在處理能力較低，雖人工停機除渣等缺點。

2.2.5 藥液濃縮設備

目前常用的濃縮設備有真空濃縮反應鍋、薄膜濃縮蒸發設備、雙效及三效濃縮設備等。其中雙效或三效已成為中成藥企業的主流濃縮設備，具有蒸發速度快、能得到較大密度浸膏等優點，其存在：各效的密度無法自動檢測，進出料均需人工操作，無溫度、壓力和真空自動控制系統，真空及冷凝系統能耗大，設備清洗不方便等缺點。

2.3 制劑設備

2.3.1 制粒設備

制粒主要有濕法制粒、干法制粒、沸騰制粒（一步制粒）等。對片劑、膠囊劑和顆粒劑生產來說，制粒是一個極為重要的生產過程，它所制備的半成品質量直接影響到后續工序所生產的藥品質量。

目前中藥行業中用得較多的是濕法制粒，常用設備為搖擺顆粒機。在濕法制粒中，乙醇用量及濃度直接影響到制粒質量，搖擺制粒機的篩網易堵塞且極易破損，導致制粒困難和產品質量不穩定。一步制粒機是較為理想的制粒設備，國產一步制粒機存在的主要問題有：易發生塌床，進、出風口的溫度、進風口濕度及蒸發室內真空度不能自動調節，噴頭的進料量及霧化度對產品質量影響較大，但無法自動控制。快速制粒機集物流混合與制粒一體，但仍未能系統性解決物流的自動計量與密閉加入問題。

2.3.2 干燥設備

目前使用較多的干燥設備有真空干燥箱、熱風循環烘箱、沸騰干燥床等。真空干燥箱和熱風循環烘箱的干燥效果不理想，不僅干燥不均勻、易結塊、效率低和干燥時間長，而且進出料均需人工操作、易受污染、操作環境惡劣。沸騰干燥床干燥效率高，但易結塊且噪聲大。噴霧干燥是目前較先進的干燥裝備，但設備結構復雜、占地面積大、造價高；還存在難以處理粘度較大的浸膏、傳熱系數小、干燥強度低、返料比較大等缺陷。微波干燥設備已有運用，但其存在可能造成部分中藥成分降解或增加固體制劑（片劑）成型難度等問題。

2.3.3 混合設備

顆粒混合是一個較復雜的隨機過程，涉及混合物料的物性、混合設備及混合過程中的隨機因素等。目前國內較常用的混合設備有槽型混合機、V型混合機及三維混合設備。

槽型混合機是目前較常用的混合設備，進出料均為人工操作，混合的均勻性差，且為敞口混合，易引起污染。V型混合機密封性好，混合效果較槽型混合機佳，但清洗不方便。三維混合設備的性能較為理想，但未能解決自動進出料和自動清洗等問題。

2.3.4 壓片、膠囊填充和顆粒灌裝設備

壓片是片劑生產過程中的一個重要工序，壓片前的半成品質量（顆粒質量）、壓片機的機械性能及自動控制系統等是影響壓片質量的主要因素。國產壓片機的性能已能滿足制藥工藝的基本要求，壓片質量也較理想。但多未加裝預壓系統及廢片自動剔除系統。

國產膠囊填充機的性能已較理想，若能增加重量檢測裝置并控制各種物料的填充，則可使性能進一步提升。

國產顆粒分裝機的質量也已較佳，但如能將容積式計量方式改為重量式計量方式，增加自動加料、裝量差異自動檢測及廢品自動剔除裝置，將大幅度提升整體性能及質量保障能力。

2.3.5 制劑的洗、灌、封設備

洗、烘、灌、封（軋蓋）聯動線運用已較多，但也有用單機甩水機、隧道烘箱、灌封（軋）機組成的生產線。聯動線比單機方式有較大進步，但仍未能實現裝量、封（軋）蓋質量在線自動控制、檢測及廢品自動剔除。

3. 發展中藥制藥工程技術的建議

中藥制藥工程是一門邊緣交叉性學科，和中藥產業的發展息息相關。當前應加速發展該學科，以解決制約中藥工業發展的關鍵技術問題。

3.1 研發和推廣中藥制藥新技術與新工藝

傳統中藥工業迫切需要采用現代制藥工程技術，進行第二次制藥技術革命。可喜的是，中藥制藥單元工藝已在不斷地引進一些高新技術，如：超微粉碎技術、超臨界萃取技術、MVR節能濃縮技術、膜濃縮技術、逆流提取技術、大孔樹脂吸附分離純化技術、膜分離技術、絮凝澄清技術、高速離心分離技術、低壓無氧干燥技術、微波滅菌技術等。在引進這些高新技術，研發新的中藥單元制藥設備時，應當重視采用數字化檢測與控制技術，提高中藥制藥裝備的自動化水平，發展形成具有自主知識產權的中藥制藥設備設計與制造成套技術。為搶占技術制高點，中藥科研和生產企業應在新藥研發過程中大膽應用高新技術，加速發展中藥制藥新工藝。

3.2 研發制藥過程全程質量控制技術

中藥質量控制技術是中藥沖出國門、走向國際市場的關鍵技術之一，所以應盡快研發制藥過程全程質量控制技術。中藥制藥過程包括提取、分離、濃縮、制劑等，其中的每一個環節都對中藥質量產生影響。因此，應研究中藥生產關鍵工藝參數與產品質量的相關性，確定關鍵環節并建立質控方法，嚴格控制關鍵工藝參數，在線檢測和監控生產過程，以保證產品的穩定和均一。要實現中藥制藥過程全程質量控制，必須研發以下幾個方面的關鍵技術：一是原料藥材的質量控制技術，利用指紋圖譜分析技術和模式識別技術，對藥材質量進行監控，保證投料的均一性；二是生產過程的質量控制技術，綜合利用在線檢測技術、軟測量技術、自動控制技術及統計過程控制技術，對生產過程涉及的溫度、壓力、濃度、流量、PH值等眾多主要工藝參數進行在線測量，建立整個制藥過程的實時控制圖，保證生產過程平穩和可控。

3.3 研發中藥生產計算機集成制造技術

計算機集成制造系統技術，是信息時代的先進產物，是當今世界各發達國家都在競相研發的先進制造工程技術，是21世紀組織和實施制造業先進生產流程的新模式。

國內外在制藥工程技術特別是在計算機應用技術方面的巨大差距是我國中藥制造工業落后的主要原因之一。我國中藥制造工業要在短時間內實現跨越式發展的戰略目標，應當引進集成制造技術理念改造中藥傳統生產方式，推進中藥工業的技術進步。

4、結束語

為推動中藥生產工藝技術的升級換代， 加快推廣先進適用的高新技術，優先研發中藥制藥過程全程質量控制技術及中藥工業集成制造技術等發展中藥制藥工程技術，引導中藥制造業步上先進產業臺階，應加快中藥制造工業向數字化、網絡化、自動化及智能化綜合技術方向發展，促進中藥生產企業達到工藝優、物耗低、資源利用度高、產品質量可控及療效顯著等現代制藥企業的要求，提升中藥制造業的事體水平提升，讓中醫藥這一傳統產業真正成為具有自主知識產權及國際競爭能力的優勢產業。