中藥提取工藝節能降耗設計探討

謝松林

（中國醫藥集團聯合工程有限公司廣州分公司，廣東廣州 510641）

中藥提取工藝節能降耗設計探討

謝松林

（中國醫藥集團聯合工程有限公司廣州分公司，廣東廣州 510641）

中藥提取的能耗在中藥生產中占主要部分。當前，能源消耗、環境污染問題與中藥企業快速發展存在的矛盾越來越大。我國提出醫藥產業集約化發展，作為能耗大戶的中藥企業節能降耗意義重大。對中藥提取工藝節能降耗必要性進行了論述，分析了中藥提取過程中的主要能耗，從中藥提取工藝中節能設備的應用、節能工藝的應用以及生產管理等方面對提取節能降耗措施進行了詳細探討，為設計節約技術型中藥企業提供思路。

中藥提??；提取工藝設備；工藝設計；節能降耗

中藥產業是我國醫藥工業的重要組成部分，對保護和增進人民健康、提高生活質量及促進經濟發展等具有十分重要作用。近幾年中藥快速發展的同時，能耗高、環境污染、生產成本高等問題日益突出。新修訂的《環境保護法》自2015年實施以來，環保標準進一步提高，環保監督檢查日益加強，對中藥產業的綠色發展提出新要求，環保及能耗問題的解決既要開源，又需要節流。中藥提取在中藥生產中的能耗占比非常大，降低中藥提取能耗對企業的意義非常重大?；谙冗M的工藝技術、生產設備以及管理，使得提取工藝的能耗降低，既降低成本，又保護環境，增加企業的經濟效益與社會效益。

1 中藥提取節能降耗的必要性

1.1 中藥提取節能降耗適應中藥企業的可持續發展需要

伴隨經濟發展和人民生活水平提高，對能源的需求日益增加。我國能源資源有限，特別是天然氣、石油等能源存在結構性短缺，很多中藥生產企業的動力蒸汽由燃煤或燃油鍋爐轉為燃天然氣鍋爐生產，中藥提取生產企業受到天然氣供應緊張影響特別大。另外，過去政府從片面追求GDP 的經濟發展模式轉變到現在人類與自然環境和諧可持續發展，環境問題逐漸成為決定中藥企業生存的關鍵因素之一。因此，節能降耗對于中藥企業而言意義重大，為中藥企業的可持續發展提供保障。

1.2 中藥提取節能降耗能夠使得中藥企業經濟效益提高

中藥提取生產過程中，中藥提取的能耗成本占整個中藥生產非常高，可達70 %左右，控制好能耗至關重要。因此節能降耗使得企業的成本降低，提升中藥企業在日趨激烈的醫藥市場中的競爭力具有深遠的意義。

1.3 中藥提取節能降耗對環境保護有利

中藥提取節能能夠使得能源的消耗降低，使得鍋爐尾氣的排放減少。通過增加有機溶媒回收及減少有機廢氣廢液的排放，有利于減輕環保處理壓力和成本。因此，在保護環境和增加效益方面節能降耗的作用巨大。

2 中藥提取工藝的能耗分析

通常，中藥提取工藝可分為提取、過濾、分離、濃縮、醇沉、干燥以及收粉包裝等環節。其中提取、濃縮需要使用大量的蒸汽以及循環冷卻水，是中藥提取能耗最大最集中的生產工序，能否降低提取濃縮的能耗直接影響到中藥生產企業的效益。中藥生產過程中的能耗主要包括兩方面，一方面，理論最小功，受工藝限制的最小功，是為了使生產推進得到保證產生的推動力，這部分能耗不能控制，當前也缺乏相應節能措施[1]。另外一方面，中藥提取生產過程中，因為落后的設備裝備、不合理的生產工藝以及不規范的人為操作等原因造成的能耗損失及污染物排放，基于對生產設備改進、生產工藝的改善、強化人員管理等措施使得能量損耗降低。

3 中藥提取節能降耗的措施

3.1 中藥提取節能設備的應用

第一，水提濃縮工藝過程中MVR（機械式蒸汽再壓縮技術）的應用。濃縮設備是中藥提取必不可少的重要設備，從能耗方面來看，濃縮工序一直也是中藥提取能耗的最大部分。MVR是利用設備蒸發系統產生的二次蒸汽，經蒸汽壓縮機壓縮做功，二次蒸汽的熱能提升，并循環向蒸發系統供熱，從而降低對外界能耗需求的一項節能技術[2]。MVR技術已成功應用于中藥提取濃縮，通過壓縮原料液蒸發出來的二次蒸汽，提升二次蒸汽熱焓后進入蒸發器加熱原料液，這樣不但可以回收余熱、降低能耗，而且整個蒸發過程溫和，能夠最大限度的保證藥品質量。MVR系統只需要在預熱物料啟動時消耗少量蒸汽，且對比真空濃縮消耗的冷卻水小的多，相比傳統中藥提取的單效濃縮蒸發器，可以節約運行費用70 %以上；對于雙效濃縮蒸發器，節約運行費用60 % ～ 70 %；對于三效濃縮蒸發器，節約運行費用約40 %[3]，MVR具有顯著的節能效果。

第二，醇（沉）提濃縮工藝過程中CLHPE（閉環式熱泵蒸發機組）的應用。MVR蒸發裝置的出現雖然可以在一定程度上降低能耗，但由于MVR的壓縮機采用高速離心式壓縮機或風機，對于常見的中藥醇提或醇沉藥液濃縮則存在較大的防爆安全隱患，現行業內也尚沒有MVR直接蒸發有機溶媒的成功案例。針對現有蒸發裝置的不足，CLHPE利用壓縮機驅動工質在閉合循環過程釋放和吸收的能量作為原料蒸發和二次蒸汽冷凝所需能量，也即工質冷凝時釋放的能量作為原料蒸發時吸收的能量，原料蒸發產生的二次蒸汽冷凝時釋放的能量為工質蒸發時吸收的能量。系統通過工質吸熱放熱不斷進行熱力循環，實現原料蒸發濃縮及二次蒸汽的冷凝。閉環式熱泵蒸發機組適合各種液體原料的蒸發濃縮，特別是含乙醇等有機溶媒的中藥濃縮工藝，低能耗、低成本、清潔環保，成本低，與常規單效濃縮蒸發器比較，2.5 m3/h的閉環式熱泵蒸發機組每年節省運行費用70 % ～ 80 %，節能增效優勢明顯。

第三，隨著中藥干燥設備發展，傳統能耗大的廂式干燥設備已慢慢被新式干燥設備取代，目前主流選用的干燥設備為噴霧干燥和真空干燥兩種，特別是真空帶式干燥因在真空條件下降低物料蒸發溫度，既能避免高溫對藥物質量的影響，也能減少加熱能耗，在中藥提取收膏干燥生產中應用越來越廣泛。

第四，有機溶媒真空濃縮過程中的干泵應用。醇（提）沉液常規采用單效濃縮器，醇沉液產生的二次乙醇蒸汽經列管冷凝器冷凝后，一部分乙醇被冷凝下來，一部分被真空抽走當尾氣排走，由于傳統采用的水環真空機組，含乙醇的尾氣不能被回收，既增加溶劑損耗也增加環保處理壓力。相比使用水環真空機組，采用干泵使被真空抽走的乙醇經壓縮后冷凝回收，乙醇回收率理論上基本可達百分之百，增加了乙醇的回收利用率和減少有機廢液的排放。

3.2 中藥提取節能工藝的應用

3.2.1 提取工藝優化

目前中藥提取環節最常用的提取設備為多功能提取罐，該裝置密封性好、廢渣排放方便而應用最廣，但也存在能耗大，溶劑使用多等缺點。熱回流提取濃縮機組用于中藥材的提取濃縮工序，改變了傳統先提取后濃縮的工藝。該設備視提取物的種類不同，最多可縮短生產時間50 %左右，節約蒸汽50 %以上，減少溶劑投入量50 %左右，收膏比率比傳統工藝提高10 % ～ 20 %[4]。

3.2.2 提取溶媒回收重復利用

中藥提取使用大量溶媒使藥用成分從中藥溶解出來，如水提中藥與水的比例為1∶( 10 ～ 25 )不等，傳統落后的提取工藝除了需花費大量能耗濃縮有效中藥成分外，分離出的溶媒因含有一些提取物成分，直接排放既加大溶媒損耗，也大大增加污水環保處理壓力，如對這些溶媒進行收集處理，達到提取溶媒的標準要求，經GMP驗證不影響產品質量的條件下重復回收利用，既減排又降成本。

3.2.3 加大蒸汽加熱過程中的冷凝水回收

中藥提取車間的飽和蒸汽使用量大，使用點比較集中，蒸汽基本都是通過設備換熱器進行換熱，產生的冷凝水比較干凈，有利于冷凝水回收利用，達到節能減耗增效目的。

3.2.4 提取工藝優化布局

根據中藥提取工藝，車間垂直化布置，利用重力輸送物料及料液，減少各個環節之間物料，時間以及動力的損耗。減少真空使用點，輸送泵的使用數量和管道的橫穿，既符合物料輸送路程宜短的原則也達到節能的宗旨[5]。提取濃縮等設備散熱大的區域，在工藝布局時盡量使散熱設備靠外墻，或把車間設計成南北通透，充分利用自然補風散熱，降低機械排風帶來的能耗，也減少通排風管路。

3.3 加強中藥提取生產管理

中藥企業對新設備、新技術的使用，基于生產工藝的進步使得能耗降低。中藥生產企業的新設備改進、新工藝的應用都是通過人的操作實現，因此，中藥生產中需要重視管理工作，強化人員的培訓，提升員工綜合素質，增強生產人員的專業技術水平，從而減少或避免中藥生產過程中人員操作失誤，減少能耗損失與廢棄物排放，同時也保證了中藥生產質量的一致性要求。制定崗位責任執行，做到權責明確，規范中藥生產過程中的管理，建立科學完善的獎懲制度，使得中藥企業生產人員生產積極性提高，從而提高生產人員對中藥過程節能降耗的支持。

4 結束語

中藥提取生產企業為了實現可持續發展，在滿足GMP規范要求的同時改善中藥企業的生產工藝，構建技術型、節約型企業。將傳統中藥的優勢特色與現代科學技術相結合，降低中藥企業生產過程中的能耗，一方面降低經營成本，另外一方面，減少環境污染，實現節能減排，提高經濟與社會效益。中藥生產中新設備、新技術以及新工藝應用的同時，加強對人員的培訓管理，實現中藥生產節能減排的目的，保證中藥企業的可持續發展。

[1]趙峰.化工過程中節能降耗工藝設計探究[J].化工管理，2016（15）：160.

[2]李偉.機械蒸汽再壓縮技術（ MVR）研究現狀[J].現代化工，2016（11）：28-29.

[3]侯超.中藥提取液蒸發濃縮過程采用機械蒸汽再壓縮技術特性研究[J].現代化工，2016（11）：172-174.

[4]王可.簡述中藥提取車間的設計[J].機電信息，2015（8）：44-47.

[5]王志祥. 制藥工程學[M]，北京：化學工業出版社. 2003.

Discussion of Energy Saving and Emission Reduction in Design of Chinese Medicine Extraction Process

Xie Songlin
（Guangzhou Branch, SINO PHARMENGIN Corporation, Guangzhou510641）

Energy consumed in extraction is main part of energy consumption in Chinese medicine production. Currently, the contradiction between energy consumption and environment protection is becoming apparent. It was signi fi cant in energy saving as the enterprises with large energy consumption to develop integration of Chinese medicine productions. In this article, the necessity of reducing energy consumption in Chinese medicine extraction process was expounded, and the main energy consumption in the process was analyzed. From the aspects of production management and applying energy saving equipment and processes, the measures of energy saving and emission reduction were discussed in detail, which may be referenced by some Chinese medicine enterprises focused on saving technology.

Chinese medicine extraction; equipment used in extraction process; process design; energy saving and emission reduction

TQ 461

A

2095-817X（2017）06-0053-003

2017-08-28

謝松林（1987—），男，碩士研究生，主要從事醫藥工業廠房的工藝設計。