用于单一处方中药汤液的微型化多剂型制剂设备及方法

技术领域

本发明属于中药制剂设备技术领域，具体涉及一种用于单一处方中药汤液的微型化多功能制剂设备及方法。

背景技术

中华医药发展历史源远流长，中药理论博大精深，是中华民族传统文化的重要部分，为中华民族的繁衍、生息和医疗、保健都起到了不可磨灭的作用。追溯中医药的发展和应用历程，已有近五千年的历史。中药制药工业，是以中医药相关理论为指导的，同时利用现代科学技术，基于中药制剂的基本理论、处方设计、制备工艺、质量控制与合理应用的一门综合性应用技术，同时要以药学、药剂学、GMP、工程学为基础，形成系统性、规范性、综合性的工程性学科。安全性、可靠性和规范性是中药制剂工艺的重中之重。制药设备恰是制药工业生产中非常重要的组成部分，在整个工业化生产中起着举足轻重的作用。

自古以来，煎剂一直都是中药饮片的基础，故中药服用主要采用煎剂口服的方式。但是随着社会的不断发展与患者对中药剂型多样性需求的增多，用水煎药口服的方式已经不能满足现代人的生活方式和习惯。根据相关调查表明，已经有多数患者不愿意服用饮片煎煮汤药。

尽管部分医院或药房向患者提供中药煎煮服务，但是所煎煮的中药汤液口味差、不易携带、难以贮存。

在另一方面，现有技术中的制药工艺设备通常为大型设备，受技术和机械设备尺寸的限制，难于用于对小剂量原料、例如单一处方中药汤液进行制剂。而且，医院、药房或诊所存在场地数量有限、场地规模小、噪音要求等限制，导致市售的工业化制药机械无法安装在这些场所。

因此，期待提供一种能改善中药汤液的便携性、保存性和口感的、且能安装在医院、药房或诊所内的用于处理单一处方中药汤液的设备。

发明内容

为了达到这一目的，本发明提出在将单一处方中药汤液提供给患者前对中药汤液进行制剂，并进一步提出了一种微型化多剂型制剂设备，其能将单一处方中药汤液制备成两种或更多种剂型的中药制剂，从而解决了目前一人一病一证一方的中药小剂量制剂生产困难、不同工艺难以成功衔接、生产不同中药剂型效率低的问题。

在一方面，本发明提出了一种微型化多剂型制剂设备包括：

冷却及过滤子组件，其具有适于冷却中药汤液的冷却装置和适于过滤中药汤液的过滤装置；

连接于冷却及过滤子组件下游的浓缩子组件，其包括适于将中药汤液浓缩成中药浓缩液的卷式膜浓缩装置；

连接于浓缩子组件下游的干燥子组件，其包括适于将中药浓缩液干燥成膏状或固状干燥产物的薄膜蒸发器；

与干燥子组件和浓缩子组件的输出口连接的灌装子组件，其适于将中药浓缩液或者膏状干燥产物灌装在包装容器中；以及

控制子组件，其配置成适于控制冷却及过滤子组件、浓缩子组件、干燥子组件和灌装子组件的运行。

在此需要说明的是，在本文中，术语“单一处方中药汤液”是指以医师开具的、药量为3天至30天的单一药剂方子为原材料经过例如煎药机的高温煎煮而获得的料液。

根据一可选实施例，制剂设备还包括连接于干燥子组件下游的成型及烘干子组件，成型及烘干子组件包括适于将所述固状干燥产物挤压成条状物料的螺杆输送机构和将条状物料制备成丸粒的搓丸装置。

根据一可选实施例，成型及烘干子组件借助于Y型分流器与灌装子组件连接，Y型分流器的第一输入口与螺杆输送机构的出口连接，Y型分流器的第二输入口与搓丸装置的出口连接，Y型分流器的输出口与灌装子组件的入口连接。

根据一可选实施例，冷却装置包括彼此串联和/或并联连接的液-液换热器和所述薄膜蒸发器。

根据一可选实施例，干燥子组件还包括位于薄膜蒸发器上游的搅拌罐，搅拌罐上设有用于添加辅料的辅料添加口。

根据一可选实施例，薄膜蒸发器的进料口和出料口之间通过循环管道连通。

根据一可选实施例，螺杆输送机构位于薄膜蒸发器的出料口正下方，以使得薄膜蒸发器输出的固状干燥产物能落入螺杆输送机构内。

在另一方面，本发明提出了一种将单一处方中药汤液制备成两种或更多种剂型的中药制剂的方法，该方法借助于根据本发明的制剂设备来实现并包括下述流程：

流程一：经过煎药机煎煮的单一处方高温中药汤液进入冷却及过滤模块A中进行冷却后经过两级过滤进入浓缩模块B中进行浓缩环节，当浓缩倍数满足产品要求以后中药浓缩液由管道进入暂存罐并添加处方规定的辅料后形成高倍浓缩汤液，经过灌装形成口服液剂型。

流程二：经过煎药机煎煮的单一处方高温中药汤液进入冷却及过滤模块A中进行冷却后经过两级过滤进入浓缩模块B中进行浓缩环节，经过低倍浓缩后中药汤液由管道进入搅拌罐中暂存，加入成型辅料后进入干燥模块C中进行干燥工艺，当蒸发倍数或物料流动性满足处方规定后灌装，形成胶状膏方剂型。

流程三：经过煎药机煎煮的单一处方高温中药汤液进入冷却及过滤模块A中进行冷却后经过两级过滤进入浓缩模块B中进行浓缩环节，经过低倍浓缩后中药汤液由管道进入搅拌罐中暂存，加入成型辅料后进入干燥模块C中进行干燥工艺，经过充分干燥形成的粉状固体通过计量、烘干和灌装得到散剂。

流程四：经过煎药机煎煮的单一处方高温中药汤液进入冷却及过滤模块A中进行冷却后经过两级过滤进入浓缩模块B中进行浓缩环节，经过低倍浓缩后中药汤液由管道进入搅拌罐中暂存，加入成型辅料后进入干燥模块C中进行干燥工艺，经过充分干燥形成的块状固体通过计量、成型、烘干和灌装得到丸剂。

在上述各个流程中，可利用控制模块F人工手动或通过系统指令自动地调整工艺参数，对接不同处方高温中药汤液四种剂型制备的工艺流程，实现设备总体的自动化、智能化。

薄膜蒸发器虽然属于已知设备产品，但是将其用于膏方、丸剂、散剂三种剂型物料的浓缩、干燥，一器多用是本发明的创新之处，实现了：通过物料投放量、温度、压力、真空度、转速等一系列参数的整合，获得含水量完全不同的三种状态，如蜂蜜状（即膏剂）、面团状（用于后续搓丸）、与粉末状（即散剂）。

本发明的有益效果在于：

（1）可以把难喝的汤药在30分钟之内变成普遍可接受的丸散膏丹及口服液，解决了消费者的汤药厌恶和携带不便问题；

（2）可以把药厂生产的中成药变成一证一方随证加减的丸散膏丹，把药厂生产的单煎混合配方颗粒变成一人一方共煎化合的配方颗粒，提高了中医疗效，方便百姓携带与服用，并把中医药丸散膏丹文化发扬光大；

（3）通过中药制剂制备过程中不同工艺的集成，提高了制药流程的效率和可靠性；

（4）实现了制剂设备的微型化和自动化；

（5）利用设备由中药汤液分别向口服液、散剂、膏剂、丸剂几种不同剂型产品制备的多功能思想，实现中药制药的智能化、多元化。

（6）基于PLC电控系统实现了中药制剂全流程闭环控制。

从说明书、附图和权利要求书中，本发明主题的其他优点和有利实施例是显而易见的。

附图说明

图1示出根据本发明的微型化多剂型制剂设备的结构框图；

图2示出根据本发明的一示例性实施例的微型化多剂型制剂设备的工作流程图；以及

图3示出根据本发明的一示例性实施例的微型化多剂型制剂设备的结构示意图。

附图中：1-换热器；2-暂存罐；3-卷式膜浓缩装置；4-陶瓷膜过滤装置；5-电磁阀；6-管道；7-第一电磁三通阀；8-第三电磁阀；9-第一泵；10-薄膜蒸发器；11-搅拌罐；12-搓丸装置；13-第二泵；14-螺杆输送机构；15-Y型分流器；16-灌装机构；18-管道；19-循环管道。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。在附图中，相同或类似的附图标记指代相同或等价的部件。

图1示出根据本发明的微型化多剂型制剂设备100的结构框图。制剂设备100用于将单一处方中药汤液制备成两种或更多种剂型的中药制剂并包括沿物料流动方向依次布置的冷却及过滤模块A、浓缩模块B、干燥模块C、成型及烘干模块D和灌装模块E。制剂设备100还包括控制冷却及过滤模块A、浓缩模块B、干燥模块C、成型及烘干模块D和灌装模块E的运行的控制模块F。

冷却及过滤模块A用于对输入制剂设备100的、来自煎药机的高温中药汤液进行冷却和过滤处理。冷却及过滤模块A包含用于存储中药汤液的暂存罐、冷却装置和过滤装置。暂存罐用于在冷却前、冷却后、冷却间隙、冷却过程中、过滤前和/或过滤后存储中药汤液。过滤装置用于去除中药汤液中的杂质和药渣并可以包含微滤过滤装置、超滤过滤装置和纳滤过滤装置中的一种或多种。在包括多种级别的过滤装置的情况下，可以基于待过滤的中药汤液的特点（比如中药分子的大小）选择合适的过滤装置。冷却/过滤时间可被人工设定或被控制模块F预先确定。可选地，可以通过检测滤出的药液或药渣的特性来控制冷却及过滤模块A的运行，例如控制冷却、过滤时长，冷却装置的工作参数，过滤装置的工作参数。

浓缩模块B用于对经冷却及过滤模块A冷却和过滤的中药汤液进行浓缩，以去除中药汤液中的水分，从而获得呈口服液剂型的中药制剂或者是将被进一步处理的中间产品。浓缩模块B中的浓缩装置可以是以下中的一种或多种：常压浓缩装置，比如膜浓缩装置、离心浓缩装置；减压浓缩装置，比如真空减压浓缩装置、分子蒸馏装置、薄膜蒸发装置、旋转蒸发装置。控制模块F可根据待浓缩的处分中药的特性（例如沸点、分子大小）和要制备的剂型控制浓缩模块B的运行，比如控制浓缩时长和浓缩装置工作参数。

干燥模块C用于对经浓缩模块B浓缩的中药汤液进行干燥，以获得呈膏剂剂型的中药制剂或几乎不含水分的固态中药物料，固态中药物料作为中间产品将被进一步处理。干燥模块C中的干燥装置可以是以下中的一种或多种：采用物理干燥技术的干燥装置，比如喷雾干燥装置、流化床干燥装置、真空冷冻干燥装置、滚筒干燥装置、带式干燥装置、薄膜蒸发干燥装置；采用热辐射化学干燥技术的干燥装置，比如微波干燥装置、远红外干燥装置。控制模块F可根据待干燥的处分中药和要制备的剂型控制干燥模块C的运行，比如控制干燥时长、干燥装置工作参数（如干燥温度）以及辅料的种类和添加比例。

成型及烘干模块D用于对干燥模块C输出的固态中药物料进行成型和烘干处理，以获得呈丸剂或散剂剂型的中药制剂。控制模块F根据丸剂、散剂含水量、松散度、辅料添加种类、辅料添加量、丸剂尺寸等产品参数要求控制成型及烘干模块D的运行，比如改变成型及烘干模块的工作参数。

灌装模块E用于将浓缩模块B、干燥模块C和成型及烘干模块D输出的各种中药制剂灌装在包装容器内。

控制模块F包括电控柜、客户端以及PLC控制系统，本发明中不同的工艺流程所涉及的设备都包括相应的用于人工手动操作的控制系统及客户端、阀门、显示屏等，通过交换机将各个组件接口与上位机通信的方式，将系统集成到一个PLC上进行操作指令的自动控制，并对整个系统进行参数管理和监测，针对不同处方的中药实现智能化、参数化生产工艺过程。

冷却及过滤模块A、浓缩模块B、干燥模块C、成型及烘干模块D和灌装模块E中的一个或多个设有测量装置，测量装置包括以下中的一种或多种：流量传感器，流速传感器，液位传感器，压力传感器，温度传感器，重量传感器。测量装置与控制模块F通信连接，以将其测量数据传输给控制模块F。控制模块F基于来自测量装置的测量数据控制各模块的运行。

附加地或替代地，制剂设备100还包括计量装置，其基于工业计量原理实现中药汤液及各剂型的精确计量。计量装置例如可以至少部分地集成在冷却及过滤模块A、浓缩模块B、干燥模块C、成型及烘干模块D和灌装模块E中的一个或多个中。

附加地或替代地，制剂设备100还包括运输管路，所述运输管路实现了制剂设备100中从中药汤液的输入到形成各种剂型产品之间物料在不同部件和装置的之间的转移。运输管路可以集成在冷却及过滤模块A、浓缩模块B、干燥模块C、成型及烘干模块D和灌装模块E中的一个或多个中或连接在这些模块之间。

图2示出根据本发明的一示例性实施例的微型化多剂型制剂设备100的工作流程图，图3示出根据本发明的一示例性实施例的微型化多剂型制剂设备100的结构示意图。

在该实施例中，冷却及过滤模块A包括暂存罐2、陶瓷膜过滤装置4以及充当冷却装置的换热器1和薄膜蒸发器10。可以利用换热器1和薄膜蒸发器10中的一个或两者冷却进入制剂设备100的中药汤液。

冷却及过滤过程

具体而言，单一处方中药经煎药机例如以100℃高温煎煮后，所形成的中药汤液流入暂存罐2中。在利用薄膜蒸发器10冷却的情况下，使第二电磁三通阀8处于使管道6与搅拌罐11连通、而循环管道19与搅拌罐11断开的第一位态，使第一电磁三通阀7处于使循环管道19与薄膜蒸发器10的底部出料口连通、而管道18与薄膜蒸发器10的底部出料口断开的第一位态，并打开第一泵9，在这种情况下，中药汤液从暂存罐2经过管道6向上传输并流入搅拌罐11并进而流入薄膜蒸发器10中。薄膜蒸发器10此时不加热，而是利用旋转离心工作原理将中药汤液分散成薄膜以进行散热。待中药汤液全部进入薄膜蒸发器10后，将第二电磁三通阀8切换成使循环管道19与搅拌罐11连通、而管道6与搅拌罐11断开的第二位态，并打开第二泵13，使从薄膜蒸发器10的底部出料口流出的中药汤液经由循环管道19重新回到薄膜蒸发器10中被再次冷却，如此循环若干次，直至中药汤液的温度下降至预设阈值以下，然后打开电磁阀5，使经冷却的中药汤液流回。

冷却结束后，使第一电磁三通阀7处于循环管道19与薄膜蒸发器10的底部出料口断开、而管道18与薄膜蒸发器10的底部出料口连通的第二位态，使经冷却的中药汤液进入陶瓷膜过滤装置4中进行两级过滤，第一级为粗过滤，第二级为细过滤。

在一示例中，所述预设阈值为60℃。

在一示例中，通过调整薄膜蒸发器10的电机转速来加快或减缓中药汤液的冷却速度。

在另一方面，在利用换热器1冷却的情况下，可使得待冷却的中药汤液流过换热器1而被冷却。换热器1可布置在暂存罐2的进液管中。在这种情况下，来自煎药机的中药汤液在输入暂存罐2过程中就可以被换热器1冷却。然后，使经冷却的中药汤液进入陶瓷膜过滤装置4中进行两级过滤。

在一示例中，冷却介质、例如冷水可通入换热器1中以与换热器1中与中药汤液间接换热。

进一步而言，在该实施例中，浓缩模块B可包括卷式膜浓缩装置3。

浓缩过程

经冷却和过滤处理的中药汤液被送入卷式膜浓缩装置3中进行去水浓缩。从卷式膜浓缩装置3输出的浓液可被再次送入卷式膜浓缩装置3进行重复浓缩。如此循环若干次，直至当前的浓缩程度达到目标浓缩程度，则可结束浓缩过程。

在一示例中，可基于卷式膜浓缩装置3输出的淡液量计算当前的浓缩程度。

在一示例中，可通过改变泵的压力来改变卷式膜浓缩装置3的膜浓缩速率。

进一步而言，在该实施例中，干燥模块C可包括充当干燥装置的薄膜蒸发器10。

干燥过程

使第一电磁三通阀7和第二电磁三通阀8均处于第一位态，启动第一泵9，使经浓缩的中药汤液被抽吸至搅拌罐11中，并与添加在搅拌罐11中的用于成型或改善口感的辅料混合，然后混合物输送至薄膜蒸发器10中，此时，薄膜蒸发器以常规的加热蒸发模式工作，以干燥混合物；然后将第二电磁三通阀8切换至第二位态，使得从薄膜蒸发器10的底部出料口排出的经干燥的物料经由循环管道19被再次送入薄膜蒸发器10中以进行重复干燥，如此重复若干次，直至达到期待的干燥度，则可结束干燥过程。

在一示例中，通过外部观察薄膜蒸发器10中料液的流动性来判断是否结束干燥过程。为此，薄膜蒸发器10设置为至少部分透明的。

进一步而言，成型及烘干模块D包括充当成型装置的螺杆输送机构14和搓丸装置，螺杆输送机构14输出的条状物料被搓丸装置制备成丸剂。

下面来说明借助于根据本发明的制剂设备100实施的由单一处方中药汤液制备口服液、膏剂、丸剂和散剂的流程。

口服液制备流程

对输入制剂设备100的中药汤液依次实施上文解释的冷却及过滤过程和浓缩过程，以获得具有目标浓缩率的中药浓缩液。然后，利用第二泵13将中药浓缩液输送给灌装机构16，并利用灌装机构16将中药浓缩液灌装在包装容器中，以形成可以直接提供给患者的口服液产品。

在一示例中，用于形成口服液的目标浓缩率为70%。

膏剂制备流程

对输入制剂设备100的中药汤液依次实施上文解释的冷却及过滤过程、浓缩过程和干燥过程。在干燥过程中，在物料达到第一目标干燥度时或者在观察到薄膜蒸发器10内的物料呈膏状时，结束干燥过程，将第一电磁三通阀7切换至第二位态，呈膏状的物料通过第二泵13被输送给灌装机构16，并利用灌装机构16将膏状物料灌装在包装容器中，以形成可以直接提供给患者的胶状膏方产品。

丸剂制备流程

对输入制剂设备100的中药汤液依次实施上文解释的冷却及过滤过程、浓缩过程和干燥过程。在干燥过程中，在物料达到高于第一目标干燥度的第二目标干燥度时或者观察到薄膜蒸发器10内的物料呈泥状时，结束干燥过程，并使物料竖直落入螺杆输送机构14，同时开启Y型分流器15的后端阀门，使泥状物料通过螺杆输送机构14的螺杆推出为条状并进而进入搓丸装置12，经过搓丸的物料经过Y型分流器15输送至灌装机构16进行灌装和烘干，从而得到可以直接提供给患者的丸剂产品。

散剂制备流程

对输入制剂设备100的中药汤液依次实施上文解释的冷却及过滤过程、浓缩过程和干燥过程。在干燥过程中，在物料达到高于第二目标干燥度的第三目标干燥度时或者观察到薄膜蒸发器10内的物料呈粉状时，结束干燥过程，并使物料竖直落入螺杆输送机构14，同时开启Y型分流器15的前端阀门，使物料通过螺杆输送机构14的螺杆的精确计量并经过Y型分流器15输送至灌装机构16进行灌装和烘干，从而得到可以直接提供给患者的散剂产品。

在一示例中，第一和第二泵为蠕动泵。

尽管一些实施例已经被说明，但是这些实施例仅仅是以示例的方式予以呈现，而没有旨在限定本发明的范围。所附的权利要求和它们的等价形式旨在覆盖落在本发明范围和精神内的所有改型、替代和改变。