专利名称：一种中药提取过程中的在线检测方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种中药提取过程中的在线检测方法与装置，具体涉及液体溶剂提取 中药过程中的一种在线检测方法和装置。
背景技术：
中药提取是“存其精华，去其糟粕”的过程，也是中药制药的关键所在。中药传统的 提取方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法等，随着技术的进步，近年来在提取工艺方面引入了一 些新技术、新方法，如超临界流体萃取法、超声提取法、酶法提取、微波提取法、荷电提取法、 半仿生提取法等，这些技术及其装备的应用大大地提高了中药制药工程技术和装备水平， 促进了中药产业的发展。但是，中药的提取工艺过程仍有一些不足。中药实验室研究所得的工艺参数与工业规模生产的工艺参数难以达到基本一致。 目前的实验室工艺研究以玻璃烧瓶、旋转蒸发仪等为主要设备，由此而提供的工艺参数过 于简单；而工业生产所用提取罐的提取过程、加热方式与实验室工艺过程不同，因而实验室 的工艺研究不能为生产提供必要的支持。工业生产过程中在线检测方法匮乏，生产过程可控性差。由于中药的复杂性，在目 前中药成分难以确定的情况下，为了保证中药有效成分的成功提取，只能依靠对其外在参 数的有效控制，以确保有效成分的提取，一定范围内保证了中药提取的唯一性和稳定性。目 前对中药提取过程进行控制的外在参数有温度、压力、相对密度、流量等。而提取液中有效 成的含量则需提取完成后测定，不能及时反映提取效果；同时提取生产过程中自动控制化 不强，生产过程不连续，生产工人对现场参数的控制存在着差异，造成生产过程可控性差。国内发明专利申请号为02137234. B的发明专利提供了一种中药生产工艺产品质 量指标在线检测方法，该方法采用近红外光谱仪与工业控制计算机进行在线检测，运用偏 最小二乘法和神经网络方法进行在线实时分析预测中药生产过程的质量指标，并提供数据 分析。首先获取工艺过程的中间步骤的提取液标定样和测得的标定样近红外光谱、以及标 定样的质量控制指标值，接着建立标定样的质量控制指标值与近红外光谱的相关联预测模 型，其后测定中间步骤受试样的近红外光谱，利用预测模型进行质量的在线检测。该专利适 用于不同中药生产车间。而本发明则是针对中药的液体溶媒提取过程，采用适当的吸收光谱进行在线检 测，计算简单，实时性好，针对性强。
发明内容
本发明的目的是克服现有中药生产提取过程中的缺点，提供一种有效解决提取过 程中药液实时测定其指标参数的问题的方法。重点解决提取液由提取罐中引出经检测器后 导入提取罐的循环过程以及提取液的过滤、吸收光谱的测定等关键问题。本发明的是通过以下技术方案实现的一种中药提取过程中的在线检测方法，是对中药提取液的质量控制指标实施在线检测，其特征在于，所述方法包括如下步骤 (i)、首先获取实验室最佳工艺过程步骤的提取液的吸收光谱和温度、粘度、PH值、 相对密度等参数数据；(ii)、然后将生产提取罐与在线检测装置连接，形成提取液的罐外循环通路，所述 在线检测装置包含有提取液进口，提取液进口经过A阀门后连通离心机，离心机通过上升 输送管道后连通过滤装置，过滤装置内设有切向微孔过滤芯，微孔过滤芯切向出口通过滤 液输送管道后连通滤液经分流器，滤液经分流器导通少量滤液向检测器流动，检测器上设 有流通池，检测器连接计算机数据处理系统，检测器经过检测液输送管连通提取液进口的A 阀门后面形成一循环回路，过滤装置的出口经过B阀门后连通提取液出口 ；(iii)、提取时将提取罐的出液口与提取液进口连接，提取罐的入液口与提取液出 口连接，开启离心机使提取液进入提取罐外循环，通过微孔过滤芯对提取液进行切向滤过， 滤液经分流器调节少量滤液向检测器方向流动，滤液流入流通池中进行吸收光谱测量，测 定提取液的温度、粘度、PH值、相对密度，经检测后的滤液由检测液输送管再次传送入罐外 循环中；(iv)、以实验室的吸收光谱和参数为标准参考，与提取液的吸收光谱、参数进行对 比，进行提取液质量的在线检测。进一步，所述提取液的提取方法，其特征是可选自下列任一方法冷浸法、温浸法、 回流法、超声提取法、微波提取法等，提取溶媒可选用水、乙醇、丙酮等液体溶剂，提取液罐 可选用多功能提取罐、动态提取罐、双动态提取罐等。进一步，所述的吸收光谱和参数，吸收光谱的特征是以光谱吸收原理为基础，经 各种光谱测量仪器测得的吸收光谱，包括紫外吸收光谱、可见光吸收光谱、荧光吸收光谱 等；参数包括提取液的粘度、PH值、温度、相对密度等外在参数。一种中药提取过程中的在线检测装置，包含有提取液进口，提取液进口经过A阀 门后连通离心机，离心机通过上升输送管道后连通过滤装置，过滤装置内设有切向微孔过 滤芯，过滤装置内设有切向微孔过滤芯，微孔过滤芯把提取液进行切向滤过，切向微孔过滤 芯切向出口通过滤液输送管道后连通滤液经分流器，滤液经分流器经过分流管道后通过D 阀门调节少量滤液向检测器方向流动，检测器通过检测液输送管连通提取液进口的A阀门 后面形成一循环回路，检测器上设有提取液参比池与流通池，检测器连接计算机数据处理 系统，过滤装置的出口经过B阀门后连通提取液出口。进一步，所述切向微孔过滤芯装有可拆卸的过滤芯，提取液流动方向与过滤方向 垂直，滤芯的滤孔大小为0. Imm 0. 01mm，滤芯的材质可以是陶瓷、钛合金等中药生产技术 领域中膜过滤可以接受的材质述。进一步，所述可调节分流装置由具有耐酸碱盐及乙醇等、耐温、强度高的特点，中 药生产技术领域中可以接受的材质制成，可以调节分流流量，控制分流比，可调分流比可达 1 1000。进一步，所述检测器由吸收光谱检测仪组成；或由吸收光谱检测仪与粘度计、PH 计、相对密度测定计等外在参数测定计的一个或多个经串联或并联组成；用于测定提取液 中各种相关参数。进一步，所述吸收光谱检测仪，其特征是以光谱吸收为原理，反映光谱吸收特征的分析检测仪器。检测器由流通池、提取液参比池、光路等组成，并连接计算机，可通过计算机程序控制检测器的数据采集，并对采集的信息进行处理；包括紫外吸收光谱仪、见光吸 收光谱仪、荧光吸收光谱仪、外吸收光谱仪、近红外吸收光谱仪、原子吸收光谱仪等。进一步，所述过滤装置上设有感应器，感应器连接参数显示器，A阀门与离心机之 间设有检测液输送管、滤液输送管道。进一步，所述检测器上设有提取液参比池，检测器连接计算机数据处理系统，可调 节分流装置与滤液输送管道导通，滤液输送管道经过C阀门连通冲洗管道入口。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的一种中药提取过程中的在 线检测方法与装置，是利用离心机将提取罐中的提取液由在线检测装置入口经过切向过滤 器后，从在线检测装置出口传送入提取罐中，形成提取液的罐外循环；同时，切向滤液经分 流器分流后流经吸收光谱检测器，进行动态实时吸收光谱检测，其检测后的溶液又流入罐 外循环中而进入提取罐。利用本发明方法和装置可检测提取液的温度、粘度、PH值以及吸 收光谱等参数，对提取液进行在线检测，通过标准提取液做参比或以实验室工艺研究提供 的参比数据，可在线控制提取罐的提取过程。本发明的在线检测过程在封闭管道中进行，过程连续，实时进行在线检测，适用于 以液体溶剂为提取液溶媒的中药提取，同时为中药提取过程的自动化控制提供基础。
图1所示为本发明实施例在线检测装置的结构示意图。图中相关结构主要包括以下零部件(或装置)提取液进口 1、A阀门2、离心机3、 上升输送管道4、过滤装置5、参数显示器6、感应器7、微孔过滤芯8、B阀门9、提取液出口 10、滤液输送管道11、可调节分流装置12、分流管道13、D阀门14、提取液参比池15、检测器 16、检测液输送管17、计算机数据处理系统18、冲洗管道入口 19、C阀门20、流通池21。
具体实施例方式为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，解析本发 明的优点与精神，藉由以下结合附图与具体实施方式
对本发明的详述得到进一步的了解。本发明涉及在中药生产提取过程中对提取液的质量控制指标实施在线检测。该 方法包括首先在实验室工艺研究过程中，获取最佳提取工艺提取液的吸收光谱。接着在中 药生产提取过程中，通过中药提取罐的出液口、进液口和本发明提供的在线检测装置，一起 组成提取液的循环通路；或由如实用新型专利申请所述的动态提取罐中提取液的两个出口 (专利号=200720058787. 2)，与本发明提供的在线检测装置连接而成提取液的循环通路。 提取液在循环过程中，经流动方向的切向方向过滤而得到的过滤液，再由可调节分流装置 12使适量的滤液流经检测器16，直接测量滤液的吸收光谱，以实验室最佳工艺提取液的吸 收光谱为参考进行质量的在线检测。本发明所述的中药提取生产过程涉及以液体溶剂进行中药提取生产。本发明所述的试验室最佳提取工艺提取液的吸收光谱是指按中药新药研究指南 要求，以中药有效成分的转移率为指标，经试验研究和统计学方法处理，而考察确定中药提 取工艺的最佳参数；并按照提取工艺的最佳参数提取，利用可测定吸收光谱的分析检测仪器设备对多批提取液进行测定而获得的标准吸收光谱。
本发明所述的吸收光谱分析检测仪器设备涉及以光谱吸收为原理，反映光谱吸收 特征的分析检测仪器。本发明所述的在线检测装置可以连接多功能提取罐、双动态提取罐等液体溶剂为 提取溶媒的中药提取液罐。本发明的在线检测装置主要包括提取液进口 1、提取液出口 10:分别与提取罐中的提取液出口、进液口连接，使提 取罐与本在线检测装置形成提取液在提取罐外的循环通路。提取液的过滤装置5 装有可拆卸的微孔过滤芯8，在提取液流动传输方向的切向 方向进行微孔过滤，使过滤液无不溶颗粒而保持澄清，可通过检测器而不会堵塞通路、损坏 检测器；连接有温度、粘度感应器7，可测定流经过的提取液的温度、粘度。微孔过滤芯8滤 芯材质可以是陶瓷、钛合金等中药生产技术领域中膜过滤可以接受的材质。可调节分流装置12 将经过微孔过滤芯8的滤液进行分流，调节滤液流经检测器 的流量。检测器16 由流通池21、提取液参比池15、光路等组成，并连接计算机，可对采集 的信息进行数据处理。吸收光谱检测器可以是包括紫外一可见吸收、荧光吸收、原子吸收等 反映光谱吸收特征的检测器。配备其它检测装置还可检测滤液的粘度、PH值等外在参数。离心机3 提供在线检测装置中提取液流通的动力。结构器件如附图1所示，系为本发明之在线检测装置的结构示意图，本发明包含 有提取液进口 1，提取液进口 1后面设有一 A阀门2，提取液进口 1经过A阀门2后连通离 心机3，A阀门2与离心机3之间依次设有分流管道检测液输送管17、滤液输送管道11，滤 液输送管道11上设有可调节分流装置12，可调节分流装置12与滤液输送管道11相导通， 滤液输送管道11经过C阀门20连通冲洗管道入口 19，冲洗管道入口 19经过C阀门20连 通滤液输送管道11，再通过滤液输送管道11上的可调节分流装置12连通到过滤装置5，离 心机3通过上升输送管道4后连通过滤装置5的进口，过滤装置5内设有切向微孔过滤芯 8。微孔过滤芯8把提取液进行切向滤过，切向微孔过滤芯8切向出口通过滤液输送 管道11后连通滤液经分流器12，滤液经分流器12经过分流管道13后通过D阀门14调节 少量滤液向检测器16方向流动，检测器16经过检测液输送管17连通提取液进口 1的A阀 门2后面形成一循环回路。检测器16上设有提取液参比池15与流通池21，检测器16连接计算机数据处理系 统18，过滤装置5的出口经过B阀门9后连通提取液出口 10，过滤装置5上设有感应器7， 感应器7连接参数显示器6。实施例一复方丹参滴丸提取中，实验室按照复方中丹参、三七的比例取适量药材，照制备工 艺方法8倍量加水煎煮提取1. 5小时，提取液过滤定容至一定体积，按质量标准方法测定提 取液中丹参素含量，并测定提取液在203nm、281nm处的吸光度、粘度、以及pH值等。生产提取过程中，按处方比例投料，加8倍量水，于多功能提取罐中加热提取。提 取时将提取罐的出液口与本发明所述的在线检测装置提取液进口 1连接，提取罐的入液口与本装置的提取液出口 10连接，打开A阀门2、B阀门9，关闭C阀门20，开启离心机3使提 取液进入提取罐外循环。开启感应器7，测定提取液的温度、粘度、pH值；切向微孔过滤芯8 采用钛合金材质，提取液切向滤过，滤液经分流器12调节少量滤液向检测器16方向流动， 开启D阀门14，滤液流入流通池21内，测定其在203nm、281nm处的紫外吸收值，经检测后的 滤液由检测液输送管17再次传送入罐外循环中。取适量实验室所得的提取液置于检测器 16的提取液参比池15中，测定其在203nm、281nm处的紫外吸收值，对比提取液的吸收值，实 施在线检测功能。提取过程中，检测器中测定的在203nm、281nm处的紫外吸收值将逐渐接 近实验室测定的吸收值，当提取时间接近1. 5小时，在线检测的吸收值达到实验室的吸收 值并保持相对稳定，可以判定提取液达到实验室的提取效果，提示提取完全，此时连接感应 器7的参数显示器6显示的粘度、pH值等参数也与实验室提取液的参数基本一致。这时可 以停止多功能提取，关闭在线检测装置入口 A阀门2，开启C阀门20，引入适量清洁水对在 线检测装置管道进行清洗，清洗液也输入提取液罐中与提取液合并，提取液进行下一步工 艺操作。实施例二 复方丹参片的丹参乙醇提取过程中，实验室取处方比例的丹参药材，加8倍量 95%乙醇回流提取1. 5小时，提取液过滤，定容至一定体积，按质量标准方法测定提取液中 丹参酮II A的含量，并测定提取液的粘度、pH值等参数。生产提取过程中，按处方比例投料，加8倍量95 %乙醇，于双动态高效提取罐中， 进行加热动态提取。提取时将双动态高效提取罐的上下两个出液口经适当的管道分别与本 发明所述的在线检测装置提取液提取液进口 1、提取液出口 10连接，打开A阀门2、B阀门 9，关闭C阀门20，开启离心机3使提取液进入提取罐外循环。开启感应器7，测定提取液的 温度、粘度、PH值；离心机3通过微孔过滤芯8连通滤液输送管道11，微孔过滤芯8采用陶 瓷材质滤膜，提取液切向滤过，滤液经分流器12调节少量滤液向检测器16方向流动，开启 D阀门14，滤液流入流通池21，测定其在270nm处的紫外吸收值，经检测后的滤液由检测液 输送管17再次传送入罐外循环中。取适量实验室所得的提取液置于检测器的提取液参比 池15中，测定其在270nm处的紫外吸收值，对比提取液的吸收值，实施在线检测功能。双动态提取过程中，可以通过调节阀门而使提取罐的上出液与在线检测的提取液 进口 1相连接、下出液与在线检测的提取液出口 10相连接；也可以使提取罐的下出液与在 线检测的提取液进口 1相连接、上出液与在线检测的提取液出口 10相连接。当提取时间接近1. 5小时，检测器16中流通池21与提取液参比池15中提取液吸 收值接近一致并保持相对稳定，可以判定提取液达到实验室的提取效果，提示提取完全，此 时参数显示器6显示的粘度、pH值等参数也与实验室提取液的参数基本一致。这时可以停 止双动态提取，关闭在线检测装置入口 A阀门2，开启C阀门20，引入适量清洁95%乙醇对 在线检测装置管道进行清洗，清洗液并入提取液罐中提取液，提取液进行下一步工艺操作。本发明所述的在线检测方法和装置是专为满足现代中药提取在线检测、自动控制 而设计的，其装置也满足GMP认证要求。本发明还适用于食品、化工等技术领域中以液体溶 剂为提取溶媒的提取工艺的在线检测。
权利要求
1.一种中药提取过程中的在线检测方法，是对中药提取液的质量控制指标实施在线检 测，其特征在于，所述方法包括如下步骤(i)、首先获取实验室最佳工艺过程步骤的提取液的吸收光谱和温度、粘度、PH值、相对 密度数据；(ii)、然后将生产提取罐与在线检测装置连接，形成提取液的罐外循环通路，所述在线 检测装置包含有提取液进口(1)，提取液进口(1)经过A阀门( 后连通离心机(3)，离心机 (3)通过上升输送管道(4)后连通过滤装置(5)，过滤装置( 内设有切向微孔过滤芯(8)， 微孔过滤芯(8)通过滤液经分流器(1 导通少量滤液向检测器(16)流动，检测器(16)上 设有流通池(21)，检测器(16)经过检测液输送管(17)连通提取液进口(1)管道形成一循 环回路，过滤装置(5)的出口经过B阀门(9)后连通提取液出口(10)；(iii)、提取时将提取罐的出液口与提取液进口(1)连接，提取罐的入液口与提取液出 口(10)连接，开启离心机C3)使提取液进入提取罐外循环，通过微孔过滤芯(8)对提取液 进行切向滤过，滤液经分流器(1 调节少量滤液向检测器(16)方向流动，滤液流入流通池 (21)中进行吸收光谱测量，测定提取液的温度、粘度、PH值、相对密度，经检测后的滤液由 检测液输送管(17)再次传送入罐外循环中；(iv)、以实验室的吸收光谱和参数为标准参考，与提取液的吸收光谱、温度、粘度、PH 值、相对密度进行对比，进行提取液质量的在线检测。
2.根据权利要求1所述的一种中药提取过程中的在线检测方法，其特征在于所述提 取液的提取方法是冷浸法、温浸法、回流法、超声提取法、微波提取法；提取溶媒选用水、乙 醇、丙酮；提取液罐选用多功能提取罐、动态提取罐、双动态提取罐。
3.根据权利要求1所述的一种中药提取过程中的在线检测方法，其特征在于所述吸 收光谱是紫外吸收光谱、可见光吸收光谱、荧光吸收光谱。
4.一种中药提取过程中的在线检测装置，包含有提取液进口(1)，其特征在于所述 提取液进口(1)经过A阀门( 后连通离心机(3)，离心机C3)通过上升输送管道(4)后连 通过滤装置(5)，过滤装置(5)内设有切向微孔过滤芯(8)，过滤装置(5)内设有切向微孔 过滤芯(8)，微孔过滤芯(8)把提取液进行切向滤过，切向微孔过滤芯(8)切向出口通过滤 液输送管道(11)后连通滤液经分流器(12)，滤液经分流器(1 经过分流管道(1 后通过 D阀门(14)调节少量滤液向检测器(16)方向流动，检测器(16)通过检测液输送管(17)连 通提取液进口(1)的A阀门( 后面形成一循环回路，检测器(16)上设有流通池(21)，过 滤装置(5)的出口经过B阀门(9)后连通提取液出口(10)。
5.根据权利要求4所述的一种中药提取过程中的在线检测装置，其特征在于所述切 向微孔过滤芯(8)装有可拆卸的过滤芯，提取液流动方向与过滤方向垂直，滤芯的滤孔大 小为0. Imm 0. 01mm，滤芯的材质是陶瓷、钛合金。
6.根据权利要求4所述的一种中药提取过程中的在线检测装置，其特征在于所述可 调节分流装置(1 具有耐酸碱盐及乙醇等、耐温、强度高的特点，可以调节分流流量，控制 分流比，可调分流比可达1 1000。
7.根据权利要求4所述的一种中药提取过程中的在线检测装置，其特征在于所述检 测器(16)由吸收光谱检测仪与粘度计、PH计、相对密度测定计的一个或多个经串联或并联 组成。
8.根据权利要求4所述的一种中药提取过程中的在线检测装置，其特征在于所述过 滤装置(5)上设有感应器(7)，感应器(7)连接参数显示器(6)，A阀门⑵与离心机(3)之 间设有检测液输送管(17)、滤液输送管道(11)。
9.根据权利要求4所述的一种中药提取过程中的在线检测装置，其特征在于所述检 测器(16)上设有提取液参比池(15)，检测器(16)连接计算机数据处理系统(18)，可调节 分流装置(1 与滤液输送管道(11)导通，滤液输送管道(11)经过C阀门00)连通冲洗 管道入口(19)。
全文摘要
本发明涉及一种中药提取过程中的在线检测方法与装置，特别涉及中成药提取生产及植物提取生产过程中以水、不同浓度乙醇进行提取时的在线检测装置及方法。该装置包括提取液进、出口，切向微孔过滤器，可调节分流器，检测器，以及离心机等。该方法包括由提取罐与该装置连接形成提取的罐外循环通路，提取液通过时，经切向微孔过滤器得滤液，滤液经过可调节分流器后输入检测器中进行吸收光谱测量，测量后的滤液回入循环通路而又进入提取罐。本发明可以实现中药提取在线检测，整个过程在封闭管道中进行，实时进行在线检测，可为中药提取自动化控制提供基础。
文档编号G01N21/80GK102128800SQ20101059291
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月16日 优先权日2010年12月16日
发明者王德杭, 蒋东旭, 谢友良, 赖小平 申请人:东莞广州中医药大学中医药数理工程研究院