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新型一体化烘干装置在中药材炮制中的应用效果分析

2021-09-15 69 上传者：管理员

摘要：目的介绍一种药用中草药快速烘干装置及技术。方法阐述刚申请实用新型专利的一种药用中草药快速烘干装置的特点、工作原理和实验效果。结果几种典型中药材处理前含水量为(17.92±8.76)%,处理后含水量为(10.24±2.76)%;平均脱水量达(7.33±3.85)kg;处理时间仅(3.14±1.34)h,少于晒场摊晒的(49.14±14.62)h,差异有统计学意义(t=-8.2883,P<0.01)。结论这种新型的快速烘干装置在技术上是可行的,通过扩大了中草药的受热面积,使热量均匀分布,从而大大提高了中草药的烘干效率,并有效保持中草药的性味及有效成分,可在中药材炮制生产中推广应用。

关键词：
中药干燥
实用新型专利
干燥设备
应用效果
烘干装置
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中药材是防病和康复保健的重要物质，中草药生产不仅特别讲求栽培技术，还要做好采收加工，存储与使用前还要作干燥处理，将其干燥至安全水分以内，否则，不仅严重影响产品外观、色泽，还会改变中药原来的成分和香味，甚至出现劣变，产生对人体危害极大的霉菌毒素[1]。传统中药材的干燥处理多以摊晒和烤房烘干为主，这不仅耗时过长，效率较低，而且干燥不均匀，使中药材的外观品相及质量难以得到充分保证，其药用价值及经济效益受到很大影响[2]。兰州大学第二医院牛恒立发明了一种药用中草药快速烘干装置（专利申请号CN201821958281.1），该装置克服了原有烘干机在不能对中草药进行旋转烘干的弱点，通过圆筒匀速转动进行烘干处理，体现了加热干燥均匀、脱水快，耗能少、热效率高的特点，能满足多种中药材烘干要求，极大地提高中草药的烘干效率，现介绍如下。

1、烘干装置的结构及工作原理

1.1 结构

这套快速烘干装置包括机箱、烘干炉膛、弧形隔板、转杆、转盘、动力电机、翻动机构和箱盖8个部分，如图1所示，烘干炉膛底部紧靠机箱内壁底部，上方连着弧形隔板底部，两侧分别与机箱内壁的两侧连接，转杆的右端通过轴承与机箱左侧的顶部相插接，与转盘中心连接，转盘左侧的顶部和底部分别与两个滑块的一侧连接，且机箱内壁的左侧连接有配合滑块使用的滑轨，转杆的左端与动力电机的输出端连接。翻动机构位于机箱的内部，箱盖的底部与机箱右侧的顶部通过折页活动连接，箱盖的左侧与凸起封闭的右侧连接，左侧外边缘的四周分别与四个转动套的一侧连接，转动套的中间位置开设有卡槽，机箱的左侧开设有出口，且出口的底部与弧形隔板的左侧连接。凸起封闭与箱盖为一体成型。

翻动机由圆筒、连接盘、限位杆和卡块四部分组成，圆筒外表面开设有漏孔，左侧与连接盘的右侧连接，四个限位杆的左端分别与转盘右侧外边缘的四周连接，右端通过圆孔贯穿连接盘的右侧，限位杆右端分别与四个卡块的一侧连接，且四个卡块分别与四个卡槽的内侧壁相卡接，圆筒内侧壁的右侧与凸起封闭左侧的外侧壁搭接。详见图2。

1.2 工作原理

在使用烘干装置时，首先将需要炮制的中药材进行放入圆筒内，让卡块与转动套上的卡槽相卡接，然后通过动力电机转动，使转杆带动转盘和圆筒进行匀速转动，圆筒内的中药材随之进行连续的均匀翻滚，其热量呈均匀分布，随着受热面积扩大，中药材的不同面得到均匀烘干，反复不断重复相同操作，直至需要炮制的药材内部的水分含量达规范标准。保证了中药材的烘干质量和效果。

此套烘干装置的脱水过程主要体现在两个方面：一是装置中的烘干炉膛中的热空气作用于药材表皮，在湿热交换中使需要炮制的药材的水分不断汽化挥发；二是圆筒内药材本身通过脱离、翻转由外至内通过传导热量，使内部水分热汽化，通过温度平衡水分挥发，水分蒸发中止。圆筒的外表面开设有漏孔，弧形隔板的材质为热导性金属材料，且呈倾斜设置，能够使整个烘干炉膛的热量进行均匀分布，避免热量过高而导致中药材出现焦灼现象，圆筒内的中药材在翻滚时所产生的碎屑通过漏孔掉落至弧形隔板上，再通过弧形隔板滑落进收集箱的内部，从而避免了碎屑飘散在空气中或者落积在机械设备上现象的发生，保证了整个机箱内部的整洁。滑块和滑轨的相互配合，能够使整个转盘在转动时保持稳定，避免转盘在转动时出现轨迹错位，从而保证了设备运转的安全性。

2、试验分析

为检验这套烘干装置的使用效果，2018年9月～11月，我们在中药材大面积采收的季节，利用该装置进行了多次干燥试验，所选取试验的中药材均产自道地药材主产区、素有“千年药乡”之称的甘肃定西市，品种包括岷县当归、陇西黄芪、渭源党参、款冬花、大黄、黄芩、板蓝根等7种，这是几种需要炮制且含水量不同的中药材，需要保留的成分包括生物碱类、甙类、挥发油、有机酸、油脂、无机盐等，同时要去除无效和有害成分。有适宜在阴坡湿地生长的药材，也有适宜在干旱当阳之地生长的植物，所以有一定的代表性，由于药材的种类不同，炮制要求不同，其用于干燥试验的时间和处理前后含水量各异，详见表1。

7种需炮制的中药材经过1～5h的干燥处理，都能使其含湿量达到了安全水分的要求。

为检验对照效果，我们另选择同品种、同批次、同数量的需要炮制的中药材进行了晒场摊晒方式的干燥处理，摊晒均选择在晴朗天气下的白天（9:00～18:00），当时的环境为气温28℃～35℃，风力3～6级，太阳辐射强度平均值约740w/m2。处理前后的含水量和重量基本与烘干装置相当，但用时差异有统计学意义（t=-8.2883,P<0.01），详见表2。

3、结论与探讨

中药材的干燥处理除晒场摊晒外，还包括设备处理，干燥设备有多种类型，干燥原理各不相同，目前常用的干燥设备有烘房、流化床和干燥机，干燥机又分厢式、翻转式、振动式、隧道式和网带式等不同种类[3]。就处理效果而言，还是晒场摊晒这种自然方式品质最佳，但晒场摊晒受天气制约较大，耗时较长，常需摊晒数天，效率极低，收进摊出重复劳动，劳动强度大，人工成本高。干燥设备处理不受气候影响，可全天候使用，尤其在忽晴忽雨的梅雨季优势更明显，但干燥设备多采用热风干燥原理，水分脱离、挥发较均衡，难以区别满足药物本身的不同温度和湿度要求，也不能灵活作变速处理，不同季节和时段采收的药材水分活度和含水率存在差异，难以区分烘干，结果往往会造成脱水量和干燥程度不一影响药材品质，甚至导致有效成分损失大[4]。

近年来，一些运用现代科技改进的干燥设备，如真空冷冻干燥、热泵以及微波干燥、远红外干燥，大大提高了温度、风量自控水平[5]，但设备昂贵，加工成本高，相比之下，本文介绍的这种干燥新型一体化烘干装置吸收了晒场摊晒和设备处理的共同特长，不用使用能源提温，也不会因温度聚变导致药材物理结构发生变化，能够较好地保障药材固有的性味不变，保持有效成分不被破坏，同时又没有晒场摊晒的麻烦，可改善工人劳动条件及解放生产力，提高工作效率，还有不污染环境、操作方便、节约成本等优点。经试验对比，使用这种烘干装置，处理前后含水量、重量及脱水量都与晒场摊晒干燥处理基本相当（P>0.05），在很好地保持药材本身的外观形态、色泽，保障药材品质不变，有效成分不减少的前提下，用时却大大减少（P<0.01），可连续操作，表明使用新型专利的药用中草药快速烘干装置在技术上是可行的，在去水分、保持干燥度和节约能源方面，行之有效，值得推广应用。

需要指出的是本文只介绍了烘干装置，在实际应用中需要增加进料、出料的自动控制，并需要增加必要的温度、热量监控装置，以进一步保障质量，提高效率。

总之，与其他方法相比，实用新型专利的药用中草药快速烘干装置在中药材干燥方面，有明显的优势，可应用于中药材炮制的干燥处理中。对存在的不足之处，可进一步完善相关设计，使其实用性不断增强。

参考文献:

[1]王学成,伍振峰,李远辉,等.低温干燥技术在中药领域的应用现状与展望[J].中国医药工业杂志,2019,50(1):42-47.

[2]罗小军,成燕,徐华英.中药炮制品检验中的问题及解决措施分析[J].中国医药科学,2018,8(10):254-256.

[3]詹娟娟,伍振峰,尚悦,等.中药浸有干燥工艺现状及存在的问题分析[J].中草药,2017,48(12):2365-2370.

[4]张芳,康三江,张永茂,等.当归微波干燥灭菌工艺优化研究[U].中国现代中药,2017,19(10):1461-1465.

[5]赵丹丹,陈冬,彭郁,等.枸杞热风干燥过程动力学模型及品质分析[J].中国食品学报,2018,18(3):114-124.

文章来源：牛恒立,成亚峰.新型一体化烘干装置在中药材炮制中的应用效果分析[J].中国处方药,2021,19(09):161-162.