实现中药提取生产现代化，首先要解决生产过程中各个不稳定的因素，对工艺、设备、控制等都要有相应的要求，其次是企业的资金问题、(要想达到提取生产全部自动控制，设备与自动控系统投入比例为1︰3以上)，生产管理人员的素质问题(编辑、操控人员)等。纵观国内少数厂家提取自动化生产线的运行效果，并未达到设计理想的状态。

我们结合多年来交钥匙工程中积累的丰富现场经验，对制药工艺、设备结构、生产操作、生产管理等各方面的关系及可能存在的问题，进行了深入广泛的研究。特别是对植物药生产现代化在工艺、设备、控制上遇到的问题进行了深入的研究和开发。同时，在厂内建立了植物药提取生产研发中心，通过多次反复的实践，有效的摸索相关数据，对工艺、设备结构、控制等多方面进行不断的完善。

1实行植物药提取生产现代化的制约因素与效果

实现植物药提取生产现代化具有很多优势，如：(1)提高并稳定药品的生产质量(稳定生产工艺，量化过程控制);(2)提高生产效率、节能、降耗(避免过多的人为因素影响产品质量及生产效率);(3)解决人力成本;(4)实现现代化成本管理。

因此，在推行中药生产全自动化过程中举步维艰，也难适应中国国情。要想提高药品质量逐一实现现代化的生产，首先要从管理着手，提高人们的管理意识。

在此情况下，我们提出了数据采集、人工控制技术方案，并已逐渐的应用到传统生产线上，有效地解决了很多问题，达到了如下效果：(1)把现代管理理念融入植物药提取生产中，进行现代化成本管理;(2)规范操作文件，提高工作效率，节能、降耗、创效;(3)平衡投入与产出的关系，采用数据采集、人工控制的办法可避免投资过大，减少人力成本、降低工人劳动强度、降低管理成本;(4)由计算机发出指令指导生产人员严格按SOP进行操作，对于错误通过声光实时进行提示和纠正;(5)生产结束后，报表自动打印，不仅详细汇总生产过程的各项数据，同时，还能对本班次生产人员的操作水平予以评定。

2植物药提取等生产中数据采集、人工控制技术应用

数据采集控制系统：主要用来完成过程控制，它由电源模块、输入模块、输出模块、通讯模块、PLC控制柜以及连接电缆、各类传感装置等组成。主要完成数据显示、设备状态采集和处理、开关量和模拟量的实时控制等基于控制程序的控制功能。图1为数据采集人工控制示意，图2为中控示意，图3为系统框架图。

该系统在原有或新建的设备及工艺管线上加装流量、温度、压力、液位、密度等传感装置，利用它们传输回来的信号和现场指示来提示规范现场操作，从而提高药品生产的质量和产量，提高生产效率。

该项控制技术，已经应用到植物药提取生产过程中，得到了用户的好评。而且，上海市科委、经委也给予大力支持，在我厂建立起一套完整的植物药生产小试机组，通过不断的摸索研发，在以下几个生产工段中得到了有效的实施：

2.1提取

该操作的目的是选用安全廉价的溶媒、用最少的量、在最短的时间内、将植物药中的有效成分最大限度的提取出来，同时避免无效成分的过度提取。

2.2浓缩

该操作的目的是在工艺要求的温度下、用最短的时间将提取液中的溶媒蒸发并得到一定浓度的药液或浸膏。

温度控制：影响浓缩液质量的重要参数是浓缩温度，而影响浓缩温度的参数包括浓缩真空度、蒸汽流量和压力、冷凝器的冷凝效果等。控制系统将自动采集记录浓缩温度、冷凝器冷却水进、出口温度，并对浓缩蒸发温度和冷却器进、出口温度按工艺要求设定上下限且进行超限报警，自动调节或提示操作人员及时进行调整有关阀门。通过对换热器冷却水进、出口温度差进行数据比较，来判定冷凝器的冷凝效果，并为换热器的维护提供依据。

压力控制：浓缩加热蒸汽压力与真空度、蒸发温度及进液流量控制互锁，通过对蒸发量的监控，动态显示记录浓缩的工作效率，操作人员可通过对蒸汽压力和流量及浓缩真空度等参数的分析，调整相关参数，提高工作效率。浓缩的蒸汽压力及真空度决定着蒸发效果，决定着设备运行效果。

流量控制：控制好进液流量及蒸汽流量，可达到浓缩最佳蒸发效果，同时控制好浓缩液位，避免跑料，提高工作及生产效率。对浓缩蒸汽加热流量的监控也是对疏水装置的工作状态的监控，过大的流量预示着“跑汽”现象，阀门可能泄露，提示生产检修，避免“跑汽”浪费。蒸汽有压力没有流量，说明管道有堵塞现象，应及时检修避免浪费工作时间，提高工作效率。

液位控制：主要防止高液位生产，避免跑料现象发生，但对皂甙无法进行监控。

密度控制：密度决定浓缩生产的时间，对于下道工序的正常生产起到关键性作用。

报警控制：在浓缩过程中对罐内液位、真空度、蒸发温度及蒸汽压力、流量等相关参数的上下限进行设定，生产过程严格按SOP输入程序操作。故障发生时实施三色报警(黄色提示、橙色警示、红色危险并自动解除)，将红色报警定为事故。

2.3 精馏

该操作的目的是回收乙醇。提高乙醇浓度，最大限度减少乙醇的丢失。

2.4 喷雾干燥

该操作的目的是在保证产品质量的干燥温度下、用最短的干燥时间和最低的能耗将浓缩液干燥成浸膏粉。

确认提示：控制系统内建有数据库，对影响产品质量并且是由产品工艺确定的工艺参数进行“确认提示”，提示操作人员对相关内容进行检查确认，是否符合工艺要求。此类参数包括浓缩液相对密度、粘度、含固量、过滤筛网目数等。

温度控制：干燥温度是对浸膏粉质量影响较大的工艺参数。控制系统将根据工艺设定的排风与进风温度，自动调整进风加热蒸汽流量，以保证进风温度的稳定;自动监测排风温度，并与设定值进行比较，通过自动调整进液量，维持排风温度恒定在设定范围内。为保证干燥温度的稳定，控制系统将根据工艺设定的浓缩液保温温度，自动调整浓缩液加热蒸汽流量，以维持浓缩液温度恒定在设定范围内。

干燥时间控制：干燥时间也是对浸膏粉质量影响较大的工艺参数。干燥时间是由进风风量和排风风量决定的，排风风量大于进风风量，使干燥塔内维持一定的负压，干燥后的浸膏粉在塔内以一定的速度在塔内向下运动，并通过旋风分离器最终和热源脱离。干燥塔内负压间接反应出干燥时间的长短。系统通过对进风风速、排风风速和干燥塔内负压的监控，维持其相对稳定，以稳定干燥时间，并且结合对温度的调整，提高干燥效率。

雾化效果控制:雾化器的雾化效果也是对浸膏粉质量影响较大的工艺参数。雾化器的转速可由控制系统直接设定。

3应用效果

通过对关键工艺操作实现自动化，降低人为操作误差，同时降低人力成本提取重要操作单元(加液、浸泡、升温、提取、循环、打液)以及单元间的衔接均采用自动控制，可以避免人为控制在工艺时间上的不准确和随意性、在温度控制上的不准确和不稳定性。现在每提取1 600 kg药材，需用工3人，用时12 h，耗用工时36 h;如采用数据采集技术(简称)，则每提取1 600 kg药材，需用操作工1人，用时12 h，辅助工(投料和清场)2人，用时3 h，耗用工时18 h，工时节约50%。

喷雾干燥生产过程自动控制，如按3台喷雾干燥同时运转，手动控制则需6人，自动控制，只需1人，工时节约80%以上，且自动控制工艺参数稳定。

4植物药提取等生产中数据采集、人工控制技术能解决的实际问题

(1)科学的采集生产相关数据，对采集信号进行分析汇总，智能化地指导生产。进而完善生产SOP文件，规范生产操作，针对每一台设备对其工作中最佳压力、温度、流量等进行数据摸索，进一步规范操作程序。例如：外循环浓缩器ZWN-1000在生产过程中，最佳的工作状态是：进液流量1 100 kg/h左右(保持进液与蒸发速度相同)、进液温度90 ℃左右，外循环加热蒸汽压力0.03 MPa、蒸汽流量550 kg/h左右，真空度-0.08 MPa，药液沸点温度60 ℃，连续进液连续浓缩，效率最高，直至完成单班提取液的浓缩。然后根据药液比重的要求停机出液或出膏。在进液流量和蒸汽压力、流量及真空度上的控制是决定设备正常运行的关键，液位或皂甙过高有跑液现象，一出现就要采取措施，要回复到正常工作状态就得需要很长时间，也就保证不了设备的正常使用，以至造成恶性循环，真空度、冷却水温度不稳定，延长工作时间，出膏率下降等问题。

(2)对操作者是否严格按设定的SOP文件操作进行监督很关键，通过语音提示，指导纠正现场生产人员的操作，解决了技术人员匮乏问题，避免了跑、冒、漏给企业造成的损失)。例如：使用蒸汽设备的提取、浓缩等，通过蒸汽流量能够判断阀门是否正常运行。在浓缩ZWN-1000的使用过程中蒸汽压力接近于零，流量>600 kg/h以上，这时计算机马上报警，语音提示阀门有泄露，经检查疏水器旁通阀门泄露，维修及时解决，避免了能源的浪费。

(3)对操作违规或不按语音提示采取正确措施的员工要进行再培训才能上岗(通过计算机数据有针对性的)。同时对操作者进行每班综合考评。

(4)故障报警：对设定范围的上下限分三色预警，最后一道(红色)预警有安全措施，能自动解除(泄压、溢流)故障，保障人员及设施安全。例如：在提取过程中罐内为常压生产，在沸腾瞬间往往会出现爆沸堵塞二次蒸汽管道，逐渐使设备带压形成危险操作的现象，这时语音会提示停止蒸汽加热并报告罐内已经带压，同时报警灯闪烁，从黄色开始逐渐过渡到橙色直至进入红色，进入红色报警后罐顶完成自动泄爆，计算机记录事故1次。管理者可随时从计算机中调出生产记录对事故者有据进行处理。

(5)对人为失误操作影响生产的、对设备损坏的完全可以通过计算机数据分析判定责任人，解决了过去职责不清，生产操作与设备管理之间的扯皮现象，提高工作效率。例如：我们在东北某企业调试生产过程中，企业负责人针对浓缩设备提出了异议，员工讲设备不好用，蒸发速度慢，出膏率和调试数据不符等等问题。就此问题我们通过计算机调档，检查XXX操作人在XX年X月X日操作记录，浓缩设备ZWN-1000上午11点15分开机，30 min内蒸汽压力最大0.15 MPa，药液温度升温10 ℃，蒸汽流量为0;并在整个操作过程中停机36 min，蒸汽压力、流量、真空度、进液流量等都为0。通过与操作者核实，开机时没有开疏水器，中间经常不在现场以至语音提示等都没有及时采取措施，造成跑料、停机等现象，为推卸责任编排了以上问题。通过计算机分清了责任，为有效的实施管理提供了帮助。

(6)通过数据分析及时进行设备、阀门、仪表维护和保养。例如：ZWN-1000浓缩冷却装置正常情况下的冷却水进口温度25 ℃，出口温度43 ℃，溶媒回收量平均900 kg/h，经过一段时间的生产，冷却水出口温度为32℃，溶媒回收量平均不足500 kg/h，溶媒温度超过50 ℃，通过对温度进行比较，判断设备因结垢造成冷却效果低，采取了除垢措施解决问题;通过蒸汽流量的变化发现有泄露或堵塞现象，从而判断疏水器或相关阀门的工作状态，可准确的解决问题)。

(7)实现现代化成本管理：通过数据采集，对生产各项能耗、工时、材料、设备折旧等数据进行汇总，准确的提供出生产成本，对如何降低生产成本提供管理依据。还可链接财务管理软件，计入管理费、税金、利润等数据，形成成品出厂价格，为市场销售价格的定位提供参考。

(8)可进行异地监视、监督，使管理者无论在哪里，只要进入互联网就可以了解车间的生产状况，便于管理，提高工作效率。