微波乾燥滅菌技術的特點及其在中藥生產中的應用

微波乾燥滅菌技術的特點

長期以來，我國中藥產業中的乾燥滅菌工藝始終停留在較落後的方式上，蒸汽加熱和烘箱乾燥仍然作為主要手段，其弊端在於：①消耗能量大，利用率僅為30%左右，大大增加瞭生產成本；②由於消毒滅菌采用高溫（110℃）處理，使得某些藥品如口服液中的有效成分或營養成分遭到嚴重破壞，無法得到應有的療效，且口感變差；③生產環境惡劣，工人勞動強度大，生產周期長等。而微波技術不同於傳統工藝，它用於藥物的加熱、乾燥、滅菌時有如下的優點：

⑴微波對藥物加熱迅速而均勻、乾燥速度快、時間短。由於是在濕物料內部加熱，熱傳遞方向與濕分傳遞方向一致，水分從物料中心向兩側擴散，路程比傳導加熱要少一倍，有利於提高物料乾燥速率、縮短乾燥時間。由於微波能直接為水分所吸收，物料內部和表麵的水分能同時獲得微波而被加熱，所以加熱均勻、且乾燥時間短，不影響被乾燥物料的色香味及組織結構。例如將含水量從80%烘乾降至20%時，用熱空氣乾燥需20h，而用微波乾燥僅需2h即可。又如用傳統烘房乾燥400~500kg的丸藥，水丸需20h左右，蜜丸平均約需6h，而采用微波加熱乾燥，水丸僅需4~5h，蜜丸約需1h。烘乾阿膠時，原工藝至少需20d，而微波工藝隻需7d。且有一定膨化作用，更利於人體吸收。

⑵選擇性加熱，乾燥溫度低，產品清潔，乾燥及滅菌效果好、質量高。在微波乾燥中不同物質吸收微波的能力亦不相同，其中水分比其他一些固體物料具有更大的吸收能力，所以利用微波對含水物料的乾燥特別有利，濕物料中水分獲得較多能量而迅速汽化，而固體物料因吸收微波能力小，溫度不會升的很高。而且在乾燥的同時兼有滅菌殺蟲等效果，從而提高瞭產品質量。獲得的成品含水量均勻，清潔無菌，表麵不結殼、皺皮或開裂等，乾燥效果較理想。經微波處理後的丸藥，含菌數比未處理者降低瞭78%~99%，比烘房處理者降低15%~90%。用微波對藥物進行低溫滅菌一般僅需幾十秒至幾分鐘，而且乾燥溫度一般在80℃以下，主要成分基本不受影響，可保證療效。如雞骨草丸制劑顆粒經微波滅菌前後的紫外吸收光譜和熒光光譜基本一致，說明微波乾燥對藥物的主要成分無明顯影響。又如在很多口服液中都含有營養物質，經高溫滅菌後雖然達到瞭衛生學檢查的要求，但同時大都破壞瞭其中的營養成分，易產生沉淀，並帶有較濃的焦苦味。而用微波進行處理，可以保持原營養成分，口感好，色澤澄清，無沉淀，滅菌效果好。

⑶耗能少、成本低  由於熱量直接生產於濕物料內部，所以熱損失少、熱效率高，一般可達80%左右。如用電熱乾燥某物料耗電100KW，而用微波乾燥同量同濕度的物料，耗電20KW即可達到同樣乾燥程度。微波耗能僅占傳統蒸汽和烘箱耗能的1/3，節約大量能源，生產成本降低。

⑷環境好、無污染  微波加工無環境和噪音污染，加工車間內無悶熱的高溫和蒸汽彌漫，大大改善瞭工人的工作環境。

⑸操作簡便、生產效率高。 用微波處理藥物可以連續操作，提高瞭生產效率，便於自動化生產和企業管理。改善瞭工作環境和條件，設備操作方便、控制靈敏。因微波是由電能轉換而來，開通電源熱即產生，進行乾燥，斷開電源，熱源立即消失。不需預熱、亦無餘熱。而且微波設備結構緊湊，占地小，減少瞭配套設施。

基於以上特點，微波用於含水物料的乾燥特別有利，利用微波技術可以對中藥材原料、丸劑、片劑以及粉粒狀制劑等進行脫水乾燥、殺蟲防腐、滅菌等加工處理，不僅乾燥迅速快，而且可提高產品質量，方便藥物的貯存和保管。但不適於熱敏性物料的乾燥。

微波乾燥滅菌技術應用實例

通過正交實驗對影響丸藥質量的因素進行瞭考察，結果發現采用微波乾燥的丸藥質量比采用烘箱乾燥的好，其水分含量均勻，溶散時限一次檢驗合格率高。

采用微波乾燥滅菌工藝對不同丸劑類型的5種產品進行實驗，考察微波乾燥效果和產品質量。所選藥品為水丸型的腦力清丸（含芳香性成分）、水蜜丸型的臟連丸（含動物膠、動物臟器成分）、麻仁丸（含油脂類成分）、五子衍宗丸（含糖、脂類成分）、濃縮水蜜丸型的輕身消胖丸（含浸膏），以上藥品均采用泛制法制備。根據丸劑不同品種的特性和濕丸含水率，控制丸藥進料厚度在3cm以下，調節傳動裝置輸送帶的速度分別為80r/min、100r/min 、200 r/min，以乾丸含水率為工藝控制指標，進行乾燥滅菌實驗。所得乾丸進行質量檢查，其性狀、鑒別、重量差異、溶散時限、水分以及微生物限度檢查等各項質量指標均符合要求。結果表明，微波乾燥效果與丸劑中所含的藥材成分有關，含糖類、油脂類、動物膠、動物臟器以及浸膏成分的水蜜丸，內部水分擴散速度較慢，宜采用低轉速、長時間的乾燥工藝；含揮發性成分的水丸，內部水分和揮發性成分擴散速度較快，宜采用高速轉、短時間的乾燥工藝，避免揮發性成分的損失，必要時可進行二次乾燥使水分達到要求。由於微波乾燥時，丸藥內部蒸汽壓力大於外部，丸藥產生一定的膨化，加快瞭丸藥的溶散速度，一般丸劑在1h內完全溶散，如麻仁丸和輕身消胖丸的溶散時限，藥典規定不得超過2h，經過微波乾燥的成品均在1h內溶散，中試結果顯示，微波滅菌的成品與生藥原粉比較，細菌總數下降1~2個數量級，微波作用時間長、滅菌效果好。

應用微波對中藥進行滅菌的效果好壞主要取決以下幾個因素。①物料的含水量越高，吸收微波能就越好，滅菌效果也越好。如水丸和新鮮藥材飲片的滅菌乾燥效果一般優於水蜜丸和藥粉，同一種物料的含水量與滅菌效果基本呈正比。有時為瞭取得較好的效果，需向物料中添加適量的水分。②物料的類型不同則微波滅菌效果也不同。一般認為蜜丸滅菌率高於水丸，含蜜量大的制劑滅菌率優於含蜜量小者。原因可能在於蜜吸收微波能多於水，因此在加熱功率和時間相同的前提下，密丸比水丸吸熱多、升溫快、滅菌率高。但由於水丸含水量高於蜜丸，而要求的成品含水率低於蜜丸，因此水丸所需的乾燥時間長，當達到乾燥要求時，則水丸滅菌率高於蜜丸。③藥物滅菌效果與微波輸出功率和照射時間呈正比。應根據藥物劑型、含水量、組成成分等，選擇適宜的微波功率和照射時間。

因此，在使用微波乾燥時，應對被乾燥物料進行加工工藝實驗，以保證取得良好的乾燥滅菌效果。如對中藥丸劑的乾燥應使用小功率、快速、長距離的乾燥方法，以防丸劑的爆裂，影響其質量。一般微波乾燥處理過的丸劑比傳統方法處理的丸劑，保質期要長1/3以上。

此外，在選擇微波乾燥滅菌設備時，應根據實際生產中藥物的處理量應用適宜功率的設備。可以用估計法，按照熱功當量理論和實際操作情況，一般按每kW/h脫水量0.9kg進行測算。例如，需要處理的丸藥量為200kg/h，要求含水率從20%脫水降至8%，則總脫水量為24 kg/h，需要配置的設備功率為26kW，即需配置26kW左右的微波設備方能滿足生產需求，一般配以32 kW額定功率。

可見，微波技術用於中藥制劑的乾燥滅菌，不僅乾燥速度快，能源利用率高，乾燥滅菌效果好，成品質量高，而且可以進行連續化、自動化生產，工作效率高、生產環境好，符合GMP要求，值得推廣應用。

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