净制是指中药材在切制、炮制或调配、制剂前,按照生产需要,挑选特定的药用部分,去除非药用部位、杂质及霉变品、虫蛀品等,使中药材达到药用要求的工艺过程。由于中药材本身常会夹杂有非药用部位和灰、泥、石等杂质,这对药材的质量、疗效和用药安全造成了极大的影响,因此净制过程主要是解决药材纯净度问题,以利于后续的切制和炮制,从而确保用药安全有效。中药材种类繁多,净制方法和工艺条件各不相同。目前,部分中药材的净选生产仍是采用人工挑选的方法,除此之外也有按照药材与杂质物理性质如密度、粒径、溶解性等方面的差异,选择筛选、风选和磁选等机械设备去除杂质。
当中药材中需要去除的杂物是夹杂或缠绕在药材中、非药用部分或者须要对药材进行分类挑选等情况时,很难用一般的机械设备除去,因此,目前挑选工作主要通过人工操作完成。
常见的人工挑选工作台多为台面1m×2m的不锈钢工作台,如图2-1所示。根据台面的不同分为平面、凹面、带落料孔三种形式,凹面的工作台用于防止药材洒落地面,带落料孔工作台可及时收集被分拣的物料。
图2-1 人工挑选工作台
人工挑选工作台上配以药材输送器、送料器及输送带等设备即可组成机械挑选机组。中药材通过药材输送机自动上料到工作台面,再经过送料器将待挑选的药材均匀分散在正向输送带上,挑选工人坐于工作台两侧,把挑选出的杂物放在反向输送带上,挑选好的药材从出料口装入料框,杂物则随着反向输送带进入杂物收集箱。根据待挑选药材的难易程度,可调节上料机的上料速度和挑选输送带速度。图2-2是机械挑选机的工作原理图。
图2-2 机械化挑选机
1.进料装置;2.送料器;3.拣药人员;4.反向输送带;5.物料方向;
6.正向输送带;7.出料口
筛选是利用物料与杂质粒径差异的特点,将待分离的物料分散在筛网上,通过筛网的往复振动或平面回转运动,使得物料与筛网之间产生相对运动,体积较小的物料通过筛网孔落到筛网面下,体积较大的物料则留在筛面上,从而达到分离物料的目的。筛选主要有以下用途:一是对中药材进行分级,二是去除药材中含有的泥沙、碎屑等杂物,三是分离出较大的中药饮片进行二次加工,四是分离经过炒制的饮片中夹杂的固体辅料、药屑等。筛选设备的筛选效果主要体现在筛选速度与筛选率这两个指标上。通常,物料与筛网的相对位移越大则筛选率越高;在一定限度内,速度越高则筛选越快,但当速度达到某一极限时,筛选率反而会下降,因此需根据待筛选物料的实际情况选择合适的筛选速度。常见的筛选设备有往复振动式筛选机和平面回转式筛选机两种:一般体形较小饮片的筛选适用于往复振动式筛选机;平面回转式筛选机由于其运行频率相对较低而运行幅度较大,适合体形大、与筛网面摩擦系数大的药材或饮片的筛选,如原药材筛选、切制过程中的分级筛选。
往复振动式筛选机如图2-3所示,主要由筛网、电机、支撑弹簧、机架等构件组成。工作时,电机带动曲柄连杆装置使得筛网在支撑弹簧的垂直方向来回振动,物料在筛网的震动下,体积较小的物料经筛网孔落于底板上,体积较大的物料则留在筛网面上,可根据待分离的药材大小不同选择不同孔径的筛网,从而达到筛选分级或除去杂物的目的。振动筛在工作的过程中会产生粉尘,影响工作环境,因此在进行车间设计时,应充分考虑减少扬尘,以免对车间环境造成污染。
图2-3 往复振动式筛选机
1.筛床;2.弹簧;3.连杆机构;4.电机;5.出料口;6.底板;7.筛网
风选净化药材是根据物料之间存在质量或体形(如形状和尺寸大小)的差别,通过一定风力的作用产生不同的位移使得物料分离,达到净化药材的工艺过程。中药材与杂物在体形、质量上存在的差异越大,其在风力的作用下所产生的位移差别也就越大,则中药材与杂物也就越好分离。因此,风选效果的好坏往往和药材与杂物之间的差异性大小密切相关。风选分离设备往往采用水平气流风选和垂直气流风选两种方式,水平气流风选常用于药材的净制与分级,垂直气流风选则用于饮片包装前的净制,垂直气流风选的净制效果通常优于水平气流风选。
常用的风选机械是变频式风选机,有卧式及立式两种机型。变频卧式风选机如图2-4所示,由风选机和物料上料机组成。工作时,风机产生的气流经风管匀速进入风选箱,物料经振动送料器均匀地落在风管上,随气流带入风选箱。通过物料流量的调整,控制风量与风速,可以满足特性不同的物料风选的需要,实现连续自动化操作。
图2-4 变频卧式风选机
1.上料机;2.混料器;3.风机;4.物料;5.空气流;6.吸风罩;7.吸风口;8.风选箱;9.挡板;10.出料口
变频立式风选机如图2-5所示,由风选机和物料上料机组成。工作时,风机产生的气流通过立式风管底部自下而上匀速进入风选箱,物料经振动送料器送入立式风管中间开口位置,密度较大的物料从立式风管底部的下出料口排出,密度较小的物料随着风机送来的上升气流进入风选箱后,经分级后从风选箱下侧的上出料口排出。
图2-5 变频立式风选机
1.上料机;2.物料;3.混料器;4.空气流;5.风选箱;6.风管;7.风机;8.除尘器
将待选的药材通过多次风选,或者将卧式与立式风选机联合使用,可有效提高风选的效果。相较于其他分离机械,风选机械可以有效除去药屑、灰尘等杂质,且对车间环境产生的影响较小。
磁选是利用中药材本身不存在原磁体,不会被磁性材料吸引的原理,通过磁性材料的吸附作用将中药材与磁性杂质分离的方法。磁选的目的主要是为了除去药材或饮片中的铁屑、铁丝及部分含有原磁体的砂石等杂物,砂石中的原磁体含量较低,因此需要用强磁性的材料才能除去。
常用的磁选机械有带式和棒式两种类型,结构如图2-6、图2-7所示。磁选机主要由送料和磁选两部分组成。工作时,待净制的药材经送料部分传送到传送带上,药材中带有磁性的杂物在强磁性辊轴的作用下被吸附于传送带上,而药材则在传送带的末端落入料框中,从而实现药材与杂物的分离。
图2-6 带式磁选机
1.匀料器;2.电机;3.主动辊轴;4.输送带;5.杂物出料口;6.强磁性辊轴;7.出料口
图2-7 棒式磁选机
1.匀料器;2.磁棒;3.出料口