二、中药制药分离工程技术的耦合(集成)

(一)分离过程技术间的优化与集成

传统的分离技术如蒸馏、萃取、结晶和吸附等,在处理中药粗品时,往往由于其原料液浓度低,组分复杂,回收率要求高,而难以达到理想的效果。解决这一问题的途径,一是研究新型分离技术;二是利用已有和新开发的技术进行组合,来实现过程优化,这种多技术的组合称为耦合或集成。目前的耦合或集成技术主要分为两大类:一是分离过程与分离过程的耦合;二是反应过程与分离过程的耦合。在中药制药分离工程领域,后者的应用较为广泛。例如多种膜分离过程的耦合,超临界流体技术与分子蒸馏技术的耦合,分子印迹与固相萃取的耦合等。

以膜分离耦合或集成技术为例,膜分离与其他分离方法耦合,目的是提高目标产物的分离选择性系数并简化工艺流程。目前研究较多的有膜分离过程的耦合,膜分离与树脂吸附技术的联用,膜分离与萃取、蒸馏技术的联用。比如膜过程和液液萃取过程耦合所构成的“膜萃取”技术,可避免萃取剂的夹带损失和二次污染,拓展萃取剂的选择范围;使过程免受“返混”影响和“液泛”条件的限制,提高传质效率和过程的可操作性。该技术已用于从麻黄水提液中萃取分离麻黄碱和从北豆根中分离北豆根总碱,后者在优化条件下的平均萃取率达到86.0%。

(二)工业数字化引领的智能制造系统集成

在多种技术集群的综合作用下,中药制药分离技术还将以绿色理念为前提,逐步走向智能制造。智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节,具有自感知、自学习、自决策、自适应等功能的新型生产方式。智能化制造具有以智能工厂为载体,以关键制造环节智能化为核心,以端到端数据流为基础,以网通互联为支撑的四大特征,可有效缩短产品研制周期,提高生产效率,提升产品质量,降低资源、能源消耗。当前,首先迫切需要形成一个智能化制造理论体系架构,以功能架构模型描述构成智能化制造理论体系的各个组成部分,明确各部分的主要内容及其相互关系,从而为智能化制造的进一步研究和实践提供指导;其次,中药智能化制造技术发展的重点在于推进中药工业数字化、信息化、智能化融合,加强技术集成和工艺创新,加速中药分离技术生产工艺、流程的标准化、现代化;再次,需避免在落后的工艺基础上搞自动化,在落后的管理基础上搞信息化及在不具备数字化、网络化基础时搞智能化。因此,需要通过攻克中药全产业链制造过程中所涉及的分离技术工程问题,创建现代中药国际化的智能化制造模式,打通智能化制造的关键技术路径,构建中药制药分离技术产业智能化平台体系。