药材及浓缩丸在线水分测量初探(附件)
本人签名： 日期： 摘 要中药材及制剂里水分所占的比例，是中药在储存中，保证质量的一项基准，同时也是影响中药材质量变化的重要因素，也对质量变化起着主导作用。根据药材的来源和不同剂型的药品,对其含水量的严格把控，一直是中药材有关监管部门和高等院校有关研究单位密切关注的课题。传统的水分测定方法大多操作繁琐、费时费力，一直以来,国内仍未发现生产中有比较实用的在线检测控制装置的应用。基于目前的现状，本课题采用先进的时域发射技术，对中药材及制剂在干燥过程中的水分在线、准确检测这一问题进行研究。结果表明：（1）荆芥（茎类）：室温下，对五批不同含水量的荆芥药材进行研究，得出时域反射仪的反射值与其水分间的线性方程为y=0.069x+1.0038（R2=0.9864）。结果表明用时域反射法测试荆芥的水分是可行的；（2）蛤粉（矿物类）：室温下，对五批不同含水量的蛤粉药材进行研究，得出时域反射仪的反射值与其水分间的线性方程为y=0.0771x-10.861(R2=0.992)。结果表明用时域反射法测试蛤粉的水分是可行的；（3）南瓜子（种子类）；室温下，对五批不同含水量的南瓜子药材进行研究。得出时域反射仪的反射值与其水分间的线性方程为y=0.662x-2.613(R2=0.994)。结果表明用时域反射法测试南瓜子的水分是可行的；（4）虎杖（根茎类）：室温下，对五批不同含水量的虎杖药材进行研究，得出时域反射仪的反射值与其水分间的线性方程为y=0.0669x=0.9546(R2=0.993)。结果表明用时域反射法测试虎杖的水分是可行的；（5）黄连上清丸（中药制剂）：室温下，对五批不同含水量的黄连上清丸制剂进行研究，得出时域反射仪的反射值与其水分间的线性方程为y=0.3767x-30.2666(R2=0.9743)。结果表明用时域反射法测试黄连上清丸的水分是可行的。本次实验研究结果证明在线水分检测控制装置在医药行业有很好的应用前景。 目录
1绪论
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 2
1.3 中药材含水量与中药质量的关系 2
1.3.1 霉变与含水量的关系 2
1.3.2 虫害与含水量的关系 3
1.3.3 走味与水分的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
上清丸的水分是可行的。本次实验研究结果证明在线水分检测控制装置在医药行业有很好的应用前景。 目录
1绪论
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 2
1.3 中药材含水量与中药质量的关系 2
1.3.1 霉变与含水量的关系 2
1.3.2 虫害与含水量的关系 3
1.3.3 走味与水分的关系 4
1.3.4 水分与变色的关系 4
1.3.5 水分与风化的关系 4
1.3.6 水分与潮解、软化等的关系 4
1.4水分测量方法研究进展 5
1.4.1传统方法 5
1.4.2现代仪器方法 6
1.5时域反射技术研究进展 7
1.5.1时域反射技术原理 7
1.5.2时域反射技术的应用 8
2 实验部分
2.1试药和仪器 10
2.1.1试药 10
2.1.2仪器 10
2.2试验方法及结果 10
2.2.1药材及制剂的处理 10
2.2.2水分测定方法 10
2.2.3用传感器对几种饮片水分测定模型初步摸索 10
2.2.4利用传感器对黄连上清丸水分初步模型建立 14
2.3现场实验照片 15
2.4小结 16
结论 17
参考文献 18
致谢 20
1绪论
中药材的种类丰富，具有多种属性，以植物、动物、矿物三大类为主，植物类的药材占得比重最多[1]。环境的影响再加上其自身属性的关系，每个药材内部都存在一定的水分。中药在储藏的过程中，含水量既是严格把关的标准之一，同时也是左右中药材质量上下波动的主要因素，对质量的稳定性起决定性作用[2]。对其含水量的严格把控 ,一直是中药材有关部门和高等院校研究单位密切关注的课题[3]。
含水量测定方法及其制备条件是无菌的，非接触，精度高，由于传统水分测定方法（直接干燥法、真空干燥法、甲苯法、蒸馏法）测定周期较长,人为干扰因素多,且不能进行在线测量，而且长期以来,我国仍未证明有实用性的在线检测控制装置得到良好地应用。基于目前现状，本课题针对中药材及制剂对于干燥过程中水分在线、准确检测这一问题,依照中药材及其制剂水分与其电阻之间的相关性,选用先进的时域发射技术，通过反射微波的时间差（皮秒级）来表征物料中的水分，并且开发一套实用性地时域反射快速水分检测仪,而且将干燥的功能模块编程成控制系统，达到智能化的干燥目的，使其实现中药材、中间体及其制剂水分的在线检测及控制。此外在线水质监测和控制系统的干燥模块功能也适用于技术研发人员，干燥设备的研究与开发人员，以及生产工人，对干燥工艺的优化、调试和生产智能型干燥设备，既提高了工作效率，也节约了能源。
1.1 研究的背景
中药材的水分主要来自于两个方面：其一是本身所含有的，只是不同的药材由于其组织成分和内部结构不同而所含的量不同而已。这些水分在药材中主要以结构水、结晶水、游离水等形式存在[45]。其二是吸湿水，多数中药都具有吸附周围空气中水分的能力，而吸附能力的大小与外界条件及本身性质有关。中药材的含水量是中药材在仓储养护过程中的关键，由于中药材本身都有一定的含水量，在采收、加工方面不得当，势必给仓储工作带来一定的困难。为了确保中药材的质量，重视和研究中药材在仓储过程中的水分含量是十分必要[6]。因此，从虫害、霉变、走味、变色、潮解、风化等方面谈谈水分与药材质量的关系，重视水分的研究和管理。目前随着中药的发展，作为中药饮片重要指标的水分含量也越来越受到重视[7]。中药材在干燥过程中所发生的质量变化，绝大多数与药材的含水量有直接关系，因此重视水分的研究和管理，是中药材干燥过程的关键。
1.2 研究的意义
本课题针对中药材及其制剂干燥过程中水分在线、准确检测这一问题,依照中药材及其制剂水分与其电阻之间的相关性,选用先进的时域发射技术，通过反射微波的时间差（皮秒级）来表征物料中的水分，开发一套时域反射快速水分检测仪,并将干燥的功能模块编程成控制系统，以达到智能化干燥目的，实现中药材、中间体及其制剂水分的在线检测及控制。此外在线水质监测和控制系统的干燥模块功能也适用于技术研发人员，干燥设备的研究与开发人员，以及生产工人，对干燥工艺的优化、调试和生产智能型干燥设备，既提高了工作效率，也节约了能源。
德国近些年提出过工业4.0国家发展战略，带领各个国家进入了一个崭新的工业时代，工业生产的方向朝着自动化智能化的方向发展，各种传感器争先进入了工业生产的领域，很多依靠经验判断的生产工艺逐步被数字化自动化所取代而淘汰。中德双方签署了《中德合作行动纲要》明确提出中国和德国在智能制造方面加深合作。中国国务院2015年8月份颁布的《中国制造2025》也从国家战略层面提出了分三步走将中国制造引入智能化道路上去。基于物联网的各种传感器将出现井喷时代，依托传感器将形成更多智能化操作系统。因此，本课题的研究不仅是中药行业发展的需求，也是时代发展的需要。
1.3 中药材含水量与中药质量的关系
1.3.1 霉变与含水量的关系
霉菌广泛存在于自然界中，特别是空气和土壤中。霉菌是真菌中不形成的子实体的全部丝状菌类，常寄生在动物体上进行繁殖生长。由于大气中存在许多真菌孢子，当落于药材表面后，在适当的温度和湿度下即萌发为菌丝，在饮片表面或内部滋长，从而大量分泌出酶来溶蚀药材的组织，以致中药材变质霉烂，同时还产生酸气、酒糟气、霉气、臭气等气味，致使饮片有效成分发生变化变质失效[8]。由于空气中有大量的霉菌孢子，散落在药材的表面，在遇到适宜的条件如温度25℃，湿度（空气中相对湿度在85%以上或药材含水量超过15%）及足够的营养物质等条件，即萌发成菌丝（发霉）。霉菌对人体的危害极大，如果服用了大量的发霉的中药，霉菌就会在人体内寄生，引发各种顽固的且无特效药可以治疗的疾病。霉菌生长的条件是所附着的药材中有其必需的营养物质和水分。水是一切微生物躯体中不可缺少的组织成分，水在微生物细胞中含量很大，其中霉菌细胞平均含水70% —80% 。霉菌细胞主要是
1绪论
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 2
1.3 中药材含水量与中药质量的关系 2
1.3.1 霉变与含水量的关系 2
1.3.2 虫害与含水量的关系 3
1.3.3 走味与水分的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
上清丸的水分是可行的。本次实验研究结果证明在线水分检测控制装置在医药行业有很好的应用前景。 目录
1绪论
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 2
1.3 中药材含水量与中药质量的关系 2
1.3.1 霉变与含水量的关系 2
1.3.2 虫害与含水量的关系 3
1.3.3 走味与水分的关系 4
1.3.4 水分与变色的关系 4
1.3.5 水分与风化的关系 4
1.3.6 水分与潮解、软化等的关系 4
1.4水分测量方法研究进展 5
1.4.1传统方法 5
1.4.2现代仪器方法 6
1.5时域反射技术研究进展 7
1.5.1时域反射技术原理 7
1.5.2时域反射技术的应用 8
2 实验部分
2.1试药和仪器 10
2.1.1试药 10
2.1.2仪器 10
2.2试验方法及结果 10
2.2.1药材及制剂的处理 10
2.2.2水分测定方法 10
2.2.3用传感器对几种饮片水分测定模型初步摸索 10
2.2.4利用传感器对黄连上清丸水分初步模型建立 14
2.3现场实验照片 15
2.4小结 16
结论 17
参考文献 18
致谢 20
1绪论
中药材的种类丰富，具有多种属性，以植物、动物、矿物三大类为主，植物类的药材占得比重最多[1]。环境的影响再加上其自身属性的关系，每个药材内部都存在一定的水分。中药在储藏的过程中，含水量既是严格把关的标准之一，同时也是左右中药材质量上下波动的主要因素，对质量的稳定性起决定性作用[2]。对其含水量的严格把控 ,一直是中药材有关部门和高等院校研究单位密切关注的课题[3]。
含水量测定方法及其制备条件是无菌的，非接触，精度高，由于传统水分测定方法（直接干燥法、真空干燥法、甲苯法、蒸馏法）测定周期较长,人为干扰因素多,且不能进行在线测量，而且长期以来,我国仍未证明有实用性的在线检测控制装置得到良好地应用。基于目前现状，本课题针对中药材及制剂对于干燥过程中水分在线、准确检测这一问题,依照中药材及其制剂水分与其电阻之间的相关性,选用先进的时域发射技术，通过反射微波的时间差（皮秒级）来表征物料中的水分，并且开发一套实用性地时域反射快速水分检测仪,而且将干燥的功能模块编程成控制系统，达到智能化的干燥目的，使其实现中药材、中间体及其制剂水分的在线检测及控制。此外在线水质监测和控制系统的干燥模块功能也适用于技术研发人员，干燥设备的研究与开发人员，以及生产工人，对干燥工艺的优化、调试和生产智能型干燥设备，既提高了工作效率，也节约了能源。
1.1 研究的背景
中药材的水分主要来自于两个方面：其一是本身所含有的，只是不同的药材由于其组织成分和内部结构不同而所含的量不同而已。这些水分在药材中主要以结构水、结晶水、游离水等形式存在[45]。其二是吸湿水，多数中药都具有吸附周围空气中水分的能力，而吸附能力的大小与外界条件及本身性质有关。中药材的含水量是中药材在仓储养护过程中的关键，由于中药材本身都有一定的含水量，在采收、加工方面不得当，势必给仓储工作带来一定的困难。为了确保中药材的质量，重视和研究中药材在仓储过程中的水分含量是十分必要[6]。因此，从虫害、霉变、走味、变色、潮解、风化等方面谈谈水分与药材质量的关系，重视水分的研究和管理。目前随着中药的发展，作为中药饮片重要指标的水分含量也越来越受到重视[7]。中药材在干燥过程中所发生的质量变化，绝大多数与药材的含水量有直接关系，因此重视水分的研究和管理，是中药材干燥过程的关键。
1.2 研究的意义
本课题针对中药材及其制剂干燥过程中水分在线、准确检测这一问题,依照中药材及其制剂水分与其电阻之间的相关性,选用先进的时域发射技术，通过反射微波的时间差（皮秒级）来表征物料中的水分，开发一套时域反射快速水分检测仪,并将干燥的功能模块编程成控制系统，以达到智能化干燥目的，实现中药材、中间体及其制剂水分的在线检测及控制。此外在线水质监测和控制系统的干燥模块功能也适用于技术研发人员，干燥设备的研究与开发人员，以及生产工人，对干燥工艺的优化、调试和生产智能型干燥设备，既提高了工作效率，也节约了能源。
德国近些年提出过工业4.0国家发展战略，带领各个国家进入了一个崭新的工业时代，工业生产的方向朝着自动化智能化的方向发展，各种传感器争先进入了工业生产的领域，很多依靠经验判断的生产工艺逐步被数字化自动化所取代而淘汰。中德双方签署了《中德合作行动纲要》明确提出中国和德国在智能制造方面加深合作。中国国务院2015年8月份颁布的《中国制造2025》也从国家战略层面提出了分三步走将中国制造引入智能化道路上去。基于物联网的各种传感器将出现井喷时代，依托传感器将形成更多智能化操作系统。因此，本课题的研究不仅是中药行业发展的需求，也是时代发展的需要。
1.3 中药材含水量与中药质量的关系
1.3.1 霉变与含水量的关系
霉菌广泛存在于自然界中，特别是空气和土壤中。霉菌是真菌中不形成的子实体的全部丝状菌类，常寄生在动物体上进行繁殖生长。由于大气中存在许多真菌孢子，当落于药材表面后，在适当的温度和湿度下即萌发为菌丝，在饮片表面或内部滋长，从而大量分泌出酶来溶蚀药材的组织，以致中药材变质霉烂，同时还产生酸气、酒糟气、霉气、臭气等气味，致使饮片有效成分发生变化变质失效[8]。由于空气中有大量的霉菌孢子，散落在药材的表面，在遇到适宜的条件如温度25℃，湿度（空气中相对湿度在85%以上或药材含水量超过15%）及足够的营养物质等条件，即萌发成菌丝（发霉）。霉菌对人体的危害极大，如果服用了大量的发霉的中药，霉菌就会在人体内寄生，引发各种顽固的且无特效药可以治疗的疾病。霉菌生长的条件是所附着的药材中有其必需的营养物质和水分。水是一切微生物躯体中不可缺少的组织成分，水在微生物细胞中含量很大，其中霉菌细胞平均含水70% —80% 。霉菌细胞主要是
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