旋转喷淋带式洗药机的创新设计及应用

刘晓光 赵留柱

（周口制药机械厂有限公司，河南周口466001）

0 引言

洗药工序是中药材净制加工的重要组成部分，常用中药材约有500余种，按药典规定需洗净加工的约300种。中药材在产地采收时，多附着泥土且夹带砂石。这些杂质的存在，势必对中药饮片和中成药的质量和疗效造成影响。特别是根和茎类、块和叶类药材，因生产地域、土质和栽培不同，如东北黑土地产的人参、四川红土地产的羌活、中原黄土地产的桔梗等，大多具有根系旺、枝叉多的特点，如果用传统的手工淘洗方法和目前广泛使用的滚筒式洗药机（以下简称桶洗机）加工，效果不太理想。随着中医药在世界范围内影响的不断扩大，国内医疗水平日益提高，人们对中药材及其深加工制品的质量要求也不断提高，为此对洗药设备的质量要求也更高。

我公司自20世纪80年代起已批量生产过链板式洗药机和桶洗机，并在国内饮片厂和中药厂中广泛使用。多年来，经过对用户的调查走访，听取用户意见，针对链板式洗药机和桶洗机存在的缺陷和不足，加上在凉茶保健品行业的拓展使用，2010年我公司决定试制新型洗药机。第一，定出目标——创新实用；第二，定出目的——洗净高效；第三，定出方案——人、财、物及完成时间。从此，我公司先后对多种药材和物料进行小试和中试，并多次修改设计方案。经过2年多的努力，于2011年9月我公司试制成功了新型洗药机（图1），并正式命名为XYD型旋转喷淋带式洗药机（以下简称带洗机）。其主要性能和技术指标都达到了设计和工艺要求，具有创新设计的主要结构，已成功申报了一项国家专利技术。

图1 旋转喷淋带式洗药机结构图

1 创新设计1：组合旋转喷淋机构

带洗机在国内首次将喷水结构创新设计为组合旋转喷淋机构，大大提高了药物洗净程度和水的利用率。

目前，国内洗药机以桶洗机为主，全为固定管下喷方式，这一结构形式几十年没有改变。在洗药过程中，桶洗机由于翻动死角大，翻动不均匀，易造成药物洗不干净或枝叉内仍夹有泥砂及与洗药桶导料板勾挂缠绕现象。带洗机则采用新颖的组合式多管活动喷淋结构（图2），在输送带上下各安装4组喷淋管、头，旋转喷淋，协调动作，可对物料进行上下左右、全方位、无死角冲洗，一次性达到根和茎类、块和叶类药材的洗净要求。曾先后对玄参、生姜、白芷、山药、黄芪、银杏叶进行过试验，试验结果令人满意。使用的检验方法简单易行：将在带洗机上洗过的药物随机取出2kg，在桶装饮用水中再次淘洗，让水静置1h，底部未发现泥砂和杂质。在试验对多根叉类药材，如玄参、黄芪、白芷经带洗机加工后，现场目测，其枝叉内确无泥砂残存。为方便清洗网带和机身，独特设计了长孔偏心机构，扩大了喷淋角度的可调范围。用下喷水管的水压略高于上喷水管水压的方法，消除了下喷水管因网带阻滞减压而影响洗净效果的因素。

图2 单套喷淋管组结构

2 创新设计2：不锈钢网带输送

带洗机在国内首次将螺旋导料板输送物料的方式创新设计为不锈钢网带输送，送料速度由固定改进为可调。桶洗机送料速度约为200mm/s，而带洗机最高可调至600mm/s，提高洗药产量1.5倍。根据物料不同，可更换使用相应目数的网带。

带洗机输送网带的机械运转稳定可靠，不跑偏走斜，不跳跃进给，避免了物料的贴附、勾挂、缠绕。满足贵重药材特殊要求，如鲜人参、鲜当归等根系发达、枝叉较多的品种，不得出现原药材外形破损、少根断须的现象，以达到精装、出口或泡保健酒的标准。在银杏叶的洗净工序中，以前用桶洗机加工，经常遇到贴附、堵塞、废水难排的情况，而带洗机由于银杏叶面与网带接触面小，加之下喷水管的向上水压高于上喷水管向下喷淋的压力，减小了银杏叶贴附、堵塞的可能性，保证了生产的正常运行。

3 创新设计3：脱水技术

带洗机在国内首次将风力脱水技术应用到中药洗净工序上，为下道工序的切制、粉碎、干燥提供了方便。药物经带洗机加工后，在出料口上部装有强风脱水装置，将附着在药物表面的多余水分吹掉（烘干）清除。脱水装置配有常温凉风和热风的切换开关，根据物料不同和工艺要求，用户可自行调节风量和风压，选择凉风或热风脱水。风力脱水时间约为10s，药物用凉风脱水后，水的附着量不大于5%，药物用热风脱水后，水的附着量不大于3%，在试验玄参用凉风脱水及山药用热风脱水后，经数据计算，都达到了设计要求。检测方法：进料前测定物料的含水率，脱水后再测物料的含水率，两者之差就是水的附着量。

4 创新设计4：节水设计

洗药用水量和被洗物料量之比是衡量洗药机成功与否的重要指标之一。洗药耗水率过高的洗药机是不合格的设备，因为它会加大生产成本，浪费资源。我们在喷管、喷头的结构上下功夫，解决了耗水率高的关键问题。根据对用户的调查和试验，用桶洗机加工洗净药物的比例是单位物料（kg）/用水量（kg）的结果平均约为1:3，即平均每1kg药材消耗3kg水才能洗净，特殊品种要达1:4。面对用户对节水的迫切要求，选择了几种具有代表性的药材进行试验，从进水管直径、水压、流量到喷水管组件、喷头数量、喷口直径一步步计算试验，进行分析对比，逐个优化，最终确定最佳方案。其中喷淋管组优化装配形式如图3所示，达到了用较少的水洗净较多药物的目的。在试验洗净玄参、山药、泽泻、生地等药材时，带洗机洗药量和用水量比为1:0.8；在洗净银杏叶、黄芪时，带洗机洗药量和用水量比达到1:1.2，比桶洗机平均节水40%。据了解，此比例在国内属较先进水平。

图3 喷淋管组的优化装配形式

5 创新设计5：方便和上下道工艺的衔接匹配

利于组合成新的中药前处理加工生产线或专用生产线（图4）联配的主要设备之一就是带洗机。生产线上的控制电气系统采用电气柜集中控制，各种仪表、指示灯、按钮、漏电保护器等在一块仪表板上集成安装，运行一目了然。另外，单机上分别装有急停按钮、声光提示装置、安全接地标识和接点，这为操作调控方便及安全生产提供了保证。

图4 中药饮片加工联动线

6 结语

带洗机严格按照新版GMP设计制作，设计时优先采用06Cr19Ni10不锈钢和尼龙66为主材进行设计制造。带洗机因加工品种复杂，每次用过后都会有极少尘土、药渣残存，于是设计了易清洗装置，由喷管和旋转毛刷解决尘土、药渣残存问题。进水管和喷管接头采用了快装卡箍，拆装方便，保证水管畅通。为满足凉茶行业加工量大的需要，在标准型带洗机的后部预留有加长洗净段的接口，供用户选用。对特别难清洗的药物，可添加浸泡装置，以利于软化污物，方便清洗。

药品质量关系着国计民生，牵动着千家万户，为此药机企业和制药企业都要作出极大的努力。中药材净制加工，是保证药品质量的关键节点之一。带洗机的试制成功，为中药质量的提高提供了净制工序上的保证。