自新冠肺炎疫情出现以来,中药材市场价格就开始走高,加之个别地区发生旱涝灾害,部分中药材的产量减少,也导致价格上涨。此外,随着市场监管层面的趋严,以及药典标准的不断完善,中药材质量的提升也需要在价格上体现,从而导致价格走高。
中药材的质量是中医药发展的生命线。没有合格的药材原料,何来合格的中药产品,药为医所用,只有药材好,中医才能好。随着大数据、传感器、人工智能等技术的成熟,智能制造与中药的结合形成了新兴的中药智能产业,成为中药新兴产业的发展方向。近年来随着色选技术的发展,智能色选机在各方面性能和质量稳定性的不断提高,越来越多的适用于不同中药品种的色选机投入一线使用,其应用领域越来越广泛,在中药净制加工的应用也开始普及。
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色选机工作原理
色选机是依据各种不同物料光学特性之间的差异,运用光电探测技术,将不同物料中特定的异色颗粒分拣出来的自动化设备,是一种集光、电、机、气等多种技术于一体的高科技产品。其大量运用于粮食和矿石筛分领域,且因其具有高的选净率、杂质剔除率和带出比而得到迅速推广。
(色选机工作原理图)
(图片来源:王君阳等.智能色选机在中药净选生产中的应用)
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中药色选的工作原理
中药材或饮片首先通过进料斗的缓冲,在进入贮料斗后,通过振动喂料器,进入传送槽,在传动槽末端穿过分选区域时,通过影像成像系统,可得到以一定速度运动的物料图像,并通过高速图像采集卡,将所得到的图像数字化后,传递给计算机,再通过计算机的整形放大等一系列处理后,与仪器预定值进行比较,当信号大于预定值时开启气动装置,喷气系统压缩空气吹出异色粒子,从而达到药材筛选分级的目的。
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中药色选机的结构组成
(1)供料系统
供料系统能部分调节和整理被分选样品,保证物料在机器中的流速与姿态的相对稳定,并在光学系统观察区中可被观察和检测。供料系统主要由进料斗、贮料斗、振动喂料器和传动槽四部分组成。
其中,振动喂料器是供料系统的关键部分,主要由电磁激振器与隔震装置组成。前者主要控制喂料器的振动幅度与频率,使得中药材和饮片能够有序、均匀地落入传动槽中;后者主要防止色选机发生剧烈晃动。值得注意的是,为了提高工作效率,方便调节给料量,需测得电磁激振器与隔震装置、工作频率与主振系统的固有频率之间的最佳比值,不同中药分选有着不同的比值。
(2)光学系统
光学系统是核心部分,通过观察检测中药材或饮片,以获得较理想的分选信息。光学系统主要由背景板、光源和光电接受面阵CCD组成。根据不同类型的中药材或饮片,其光路结构以及接收器也有所不同,从而造成色选机的特点及分选性能也不尽相同。
中药色选机由于样品的特殊性,在观察区内对受测样品的光源要求至关重要,合适的光源照射可以获取清晰的样品图像,从而帮助传感器进行有针对性的分辨。目前国内市场上的色选机光源多使用荧光灯管。对于光电接收器,目前使用最多的是CCD接收器,集光电转换、电待存储和转移等功能于一体。
(3)电控系统
该系统主要用于控制机器各组成部分,并可将光学系统产生的检测信号整形放大,再送至判断电路,把信号交由计算机处理生成功率脉冲信号,去启动电磁气动装置,从而达到分选效果。
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色选机在中药净选生产的应用举例
(1)色选机在通渭金银花质量等级划分上的应用
金银花是连花清瘟胶囊、金花清感颗粒这两种药物的主要成分,金银花质量严重影响药物的临床疗效,其质量控制对人类大健康需求以及金银花产业发展至关重要。郭然等采集通渭11个乡镇经色选机分级后的金银花44份,并进行色泽、黄条(含开放花)率、黑头(含黑条)率和枝叶率4项外观指标检测,绿原酸、异绿原酸A、异绿原酸C、木犀草苷和3种酚酸总量5项成分含量指标以及水分、总灰分和酸不溶性灰分3项常规理化指标的测定及分析。结果显示经色选分级后的44份金银花可以被聚为4类,且相同等级归为同一类别的样品数占总样品数的93.18%。因此,用色选机对金银花进行质量等级划分具有可行性。
(2)色选机智能化分选助力枸杞产业
枸杞,药食同源,对人体的养生价值非常高,具有抗衰老、滋肾润肺、补肝明目、补充气血等功效。由于枸杞的采摘周期较长,在晾晒过程中易受气候与环境影响。而且生长条件的不同,导致枸杞成品形态不一、色泽混杂等,一定程度上影响了枸杞的品质。因此,在加工过程中,需要根据枸杞的色泽和形态进行分选。色选机可根据需求定制不同分选算法,智能化挑选出枸杞中的虫害,霉变,发黑及枝、叶、杆等杂质,分选精度高,色选+形选,分选更出色,大大提高工作效率和经济效益。
中药材专用色选机
(图片来源:合肥安晶龙电子股份有限公司)
小结
目前各种智能色选机已广泛运用于中药材及其饮片的色选除杂,特别是果实种子类:枸杞、花椒、酸枣仁、补骨脂、半夏、车前子、菟丝子、莲子、马楝子、女贞子、山茱萸、蛇床子和五味子等。中药色选机的研发与使用,不仅满足现代化加工潮流的需要,而且随着其性能和稳定性的不断提高,将成为中药净制分选的理想设备。参考来源:
安晶龙色选机:药材好,药才好
安晶龙色选机致力于中药材分选
安晶龙