一型炮制药材速冷机的设计及制作方法

一型炮制药材速冷机的设计及制作方法

黄涛

太极集团四川天诚制药有限公司  四川省绵阳市621103

摘要：党的十八大以来，党中央将中医药发展上升为国家战略。2016年，国务院印发《中医药发展战略规划纲要（2016—2030年）》，对新时期推进中医药事业发展作出系统部署，明确提出要着力推进中医药创新。中医药的发展创新也将推动中药设备的发展创新与应用，为人民群众的健康作出更大贡献。在这一技术革新浪潮之下，中药设备的快速创新、发展成为了必然趋势。

关键词：制药企业；中药设备；炮制；冷却；自动化

一、引言

在中成药制药过程中，为确保药品品质的可靠性，常常遵循古法，使用较为传统的设备，并伴随大量人工参与。传统工艺及方法经过了上千年的验证，其制成品有效性毋庸置疑，但其人工参与量大，效率低，批间差异大等多种问题也随之凸显，比如炮制药材的冷却等环节，一定程度限制了当代先进科学技术在中成药制药行业的应用，提高了企业生产成本，影响到群众对质优价廉中成药的可及性。为推动中医药的创新发展，我们制药人在保留古法优势的基础上，也需要通过创新推动中医药的高速发展。让中药不仅服务于国人，更能走向世界。

二、问题背景

由于中药材大都有异味，或有毒性，或潮湿不宜于保存等，经过一定的炮制处理，可以达到使药材纯净、矫味、降低毒性和干燥而不变质的目的。另外，炮制还有增强药物疗效，改变药物性能，便于调剂制剂等作用。炮制后的药材目前主要采用摊晾方式冷却降温，摊晾及收纳摊晾药材耗用人工较多，为避免药材堆积自燃还需要人工不定时翻动。正常炮制药材摊晾4个小时左右即可收料，因生产节奏问题也可能出现隔天收料情况，客观拉长了前处理生产周期，造成了后工序缺料情况的发生。摊晾过程存在自燃安全隐患。白班时自燃情况可得到及时处理，但下班前最后几锅炮制药材摊晾后，因夜间无人翻动易产生自燃。遇到阴雨天气不容易干，冷却时间长，效率低，减缓了制药进度。故生产部门亟待一种可取代传统摊晾冷却方式的设备，以适应现代中成药生产的需要。

三、设计目标的确立

    与生产部门沟通，收集用户需求，确定了以下设计目标：

1.炮制药材从出锅高温状态冷却至常温，需从4小时操作时间缩短至不超过半小时，减少该工序的生产周期，提高前处理向下工序供料效率。2.炮制药材快速冷却后需可直接用容器承装，不再有摊、收过程的用工。3.消除摊晾堆积自燃的安全隐患。4.消除药材摊晾对厂房面积的大量占用问题。5.不能对药材造成性状、成分的影响。

四、设备设计、制造及效果的确认

    （一）制冷方式的选择

设计目标确定后，需首先确定设备降温方式。目前主流的降温方式有敞开/密闭水冷方式、冷媒制冷方式、风冷方式等可供选择。中药前处理车间为高温、高湿、高产尘环境，敞开/密闭水冷方式、冷媒制冷方式存在系统复杂、可靠性不佳、能耗高、易出现药品污染等问题，以上方式在中药前处理环境应用局限性较大。经热力学计算，风冷方式即可满足炮制药材的降温需求，同时其结构简易、低能耗、无污染的特点与生产需求较为契合。

（二）设备主体的设计

冷却方式确认后，即可开展设备主体结构设计。为避免结构设计风险，设备主体结构设计中参考了市面主流炒药机的滚筒机构，在此基础架构上进行深化设计：

1.冷却药材的推进与退出：筒体正转，药材被折流板强制推进至筒底部，再通过锥桶底反向折流板向筒内抛洒，增大药材与空气接触面。筒体反转，药材被折流板强制推出筒体出料。

  2.筒体内散热：滚筒尾锥处开通风孔，通风孔处设有气流折流板，将高压防爆轴流风机生成的高压冷却气流通过通风孔经折流板有组织的送入内筒冷却药材，本体静止的风机与滚动筒体的接口采用特殊的动静密封结构，确保不逸散风。

3.筒体外散热：滚筒外壁布设带倾角的铝制散热刺片，滚筒与外壳体形成吸排风腔体，滚筒滚动过程中，冷却风从设备外壳的底部吸入，从外壳顶部的孔板排出。筒壁的快速散热，加速了筒内药材的冷却，同时可有效保证连续生产不因筒体蓄热影响设备的冷却效率。

4.复合门板：设备外门板为复合结构。门板外圈为动结构、中心圆门板为静结构。外圈与筒体保持等速旋转，中心圆门板通过锁门横梁固定，保持静止，中心门板处设有排风口。外圈门板与中心门板设有特殊的动静密封机构，避免漏风与漏尘。门板内设有挡渣孔板，清渣口。冷却药材后的空气由中心门板处的排放通道排出。

5.自动化的控制系统：设备设有筒体转速、风速调速变频器以及运行定时自动控制仪表，可根据不同品种设定不同的筒体转速、风速以及冷却时间等冷却配方。

（三）设备的制造与优化

设备设计方案确认后，制药企业需筛选具备对应技术实力的加工企业签订合同进行设备试制，合同需提前明确知识产权的归属问题，避免后期出现的知识产权纠纷。试制过程中专业加工单位也会结合设备需求，提出更多细节上的有益建议。此型设备试制结束后，设备出厂前需进行结构测试，对与设计文件有偏差的地方进行修正。设备应用到前处理生产前，还需进行大量的需求符合性调整工作。

（四）效果的确认

经批量测试确认后该型设备达到了既定的设计目标。但通过统计数据分析，该设备因为采用风冷冷却方式，部分碎屑较多的药材会出现约1%的损耗，此问题还需要我们不断攻关。

本企业炮制药材速冷机的试制成功，填补了行业内该型自动化设备的空白，目前已取得专利授权。通过此型设备的研制过程，企业锻炼了一批制药工程、设备技术人员的创新能力，使得参与员工的知识结构复合化，摸索出一种区别于单纯引进购买的技术升级模式，让企业在中医药创新发展过程中走出了有益的一步。

参考文献

[1]许力.制药机械设计制造应注意的问题[J]. 设备管理与维修,2017(17):43-44.