中药制药设备与车间设计(全国中医药行业高等教育“十四五”规划教材)
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二、中药制药设备发展趋势

(一)集成化与模块化

集成化是指将制药过程的几个单元工序进行集成,并尽可能在一个设备中完成。

模块化是指为了实现对系统的整体控制并让装备满足客户的某种特定功能,通过模块组合,将具有特定功能的管路、设备和有传送等功能的小型装置连接起来,人机界面操作更趋向于人性化,易操作和维护。

中药制药过程不仅包括与化学药品相同的制剂生产工艺,还包括复杂的中药材前处理工序,如药材的水洗、切制、干燥、粉碎、灭菌、提取、浓缩及干燥等,这也是中药制药设备区别于化学药制药设备的特点之一,决定了中药制药设备的复杂性和特殊性,同时也造成了传统中药制药设备之间相互脱节,工艺之间的连续性较差。中药制药设备的集成化与模块化能够克服工序衔接带来的污染,减少人员操作带来的繁杂,更有利于对制药过程的质量控制。

(二)自动化与智能化

自动化是指机器设备、系统或过程(生产与管理过程)在没有人或较少人的直接参与下,按照人的要求,经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制,实现预期目标的过程。

智能化是指事物在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下,所具有的能动地满足人的各种需求的属性。

自动化和智能化发展可以降低劳动强度和人工操作比例,同时减少制药过程的污染及人工操作带来的误差,切实提高生产效率、节约成本。良好的智能控制及远程监测控制是目前制药装备未来发展的重要方向。在线监控与控制功能主要指设备具有分析和处理系统,能自主完成几个步骤或工序,这也是设备连线、联动操作和控制的前提。先进的制药设备在设计时,就应考虑设备的随机控制、即时分析、数据显示、记忆打印、程序控制、自动报警、远程控制等功能。

(三)高效化与低碳化

高效化是指药品生产的效率高,单位时间内生产的产品多。高速设备可以提高人均产值和降低生产成本,增强竞争优势,实现规模效应。

低碳化是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新等方式,尽可能地减少高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种模式。主要包括节能减排、绿色制造和循环利用。

采用快速、高效的中药前处理技术和设备是实现制药行业高效和低碳化的重要途径。如前处理过程中的提取技术,包括多级逆流提取法、微波提取法、超声提取法、超临界提取法等,浓缩技术如减压浓缩、多效升降膜低温浓缩等,干燥技术如微波干燥、低温振动干燥等,灭菌技术如微波瞬时灭菌等。实现自动化连续生产,能够大大降低能量的损耗,节省大量的溶剂、热能和电能,提高能量的利用率和生产效率。