随着时代的发展,中药养护的方法与技术也在不断地改进与发展。目前在中药贮存保管中,除了仍使用一些传统的养护方法外,还增加了诸如气调、现代干燥、密封、冷藏、防霉除虫等现代的养护方法与技术。
气调养护技术
气通养护是20世纪80年代初我国推行使用的中药养护新技术。气调意为“空气组成的调整管理”,国外称“CA”贮藏,是 Controlled Atmosphere的缩写,在我国一般称气调养护,
也称作气调贮藏,是利用控制影响中药变异的空气中的氧浓度来进行中药贮存的一种有效方法.
(一)气调养护的原理
气调养护的原理是将药材置于密闭的容体内,对影响中药质变的空气的氧(O2)浓度进行有效的控制,人为地造成低氧状态,或人为地造成高浓度的二氧化碳(CO3)状态。中药在此环境中,新的害虫不能产生和侵入,原有的害虫室息或中毒死亡,微生物的繁殖及中药自身呼吸都受到抑制,延缓药材的陈化速度;并能隔离湿气,防止吸潮、霉变、泛油、变色、挥发、潮解风化等作用,从而保证被贮存的中药品质稳定,防止中药质变。目前应用的方法主要有充氮气(N2)法或二氧化碳法,脱氧剂脱氧法。上述方法都需先将密封帐幕内(或包装内)的空气抽出。
(二)气调养护的防霉杀虫效果及优点
气调养护能灵活调节库内气体成分,充氮降氧,使库房内充满98%的氮气,而氧留存不到2%,使害虫缺氧窒息而死,以达到控制害虫和霉菌的目的,保证库内贮存物不发霉、不腐烂、不变质。此法较之使用化学药剂省钱省事,因为它可以节省熏蒸、干燥、喷酒药剂以及库内通气等操作费用,且节约劳动力、减轻劳动强度、不污染环境、保存质量好、容易管理,故在国内外已广泛应用于粮食、食品、蔬菜、水果等的贮存保鲜。近年来在中药材部门实验和试用已获得成功,证明气调法贮存药材,不仅可以杀虫、防霉,且能保持药材原有的色、味,减少损耗,是一种科学而经济的方法
1. 混合气体的防虫抑霉效果
空气中的氮气是无臭无味无毒、化学性质不活泼的情性气体;氧却是微生物、霉菌及害虫生长繁殖的必需条件;二氧化碳的浓度增高,则不利于霉菌及害虫的发育,抑制其呼吸作用,一切生命活动受到阻止,以至窒息而死亡。
霉菌中的某些青霉和毛霉在空气中二氧化碳浓度达到20%时,死亡率就可达50%~70%,二氧化碳达到50%时将全部死亡。实验表明,在无氧条件下,经过48小时后,米象、长角谷盗、拟谷盗、锯谷盗等害虫全部死亡。又有实验表明,氧浓度降至约2%可使谷象死亡,降至1.7%时拟谷盗就死亡;若含氧量达4%以上时杀虫效果即大为减低。
鉴于此根据库房情况可选用下述方法:①将100%二氧化碳或氮气充满至整个库房内;②用直接引入法将二氧化碳浓度增至30%-70%;③用情性气体发生器将氧浓度降低到1.5%-1.7%均可达到防虫防霉的要求.
2. 气调养护中药的优点
①无残毒,而且能保持药材原有的色泽和气味,效果明显优于化学熏蒸法。
②适用范围广,对不同质地和成分的中药均可使用。对大到数十立方米的药垛、小到数立升的药袋均适用。
③操作安全,无公害。
④比用化学熏蒸剂节省费用
(三)气调养护的密闭技术
气调养护的基础是密闭。只有具备能控制气体成分的仓容或贮存容体(如塑料薄膜罩帐),才能使气调养护顺利进行。气调的密闭方法分地下、地上和水下三种密闭形式。目前国内多采取地上密闭法。地上密闭按性质又有硬质结构和软质结构之分。在药材养护系统中,软质结构目前多采用塑料薄膜罩帐,硬质结构则是利用库房改建为气调密闭库。
君合百安中药材堆垛气调养护考察现场
1. 又称塑料薄膜帐幕,或简称塑料薄膜帐(塑料帐),也有按结构性质称为“软质仓”。采用这种密闭方法气调养护中药,简便易行,具有投资少、方法简单、收效快等特点,但不耐久用,不便充分利用仓容。
2. (1)薄膜选择供作气调养护的塑料薄膜应具备:①对氧和二氧化碳的密闭性能高透过率小,透湿性小;②价低且耐久;③便于加工制帐。如聚氯乙烯(PVC)0.3mm层压膜,气密性较好,不渗湿,耐腐蚀,抗压力、抗拉力强,较为经济,便于制帐,是目前较好的一种软质气密材料
(2)革株制备制帐时首先根据货垛体积计算薄膜用料,一般100m的药材堆操,做源帐(五面密闭)约需上述薄膜77kg裁料时罩帐的长、宽、高应比药材堆操各大出30-50cm。下料由三幅组成,主幅包括前、背、顶面,左右两面为侧幅,这种下料方法能节省材料,减少制作时的热合焊接,有利于保持密闭性能。因塑料薄膜可能存在“微孔或“沙眼”,运输贮存中也可能受到损伤,故下料以后还须对光检查,如有小洞,用塑料小块以化学胶水、塑料浆糊、涤纶胶带等粘贴补漏,然后再用高频热合机,或300W调温电熨斗熔封。PVC薄膜的热合温度为140℃-180℃。依气调及管理的需要,在罩帐离地面1m处,热合直径3cm,长10cm的塑料软管为充气口,并选择适当位置设热合测气嘴、测温测
湿接线柱、查药口等。制作充二氧化碳的罩帐,在对罩帐面的下侧和帐顶上焊接“衣袖式塑料薄膜筒,供抽气、排气用。罩帐底部四个边角处焊接热合一块直角三角形薄膜,以便罩帐下缘平铺地面,利于密封。制成后仍应检查是否漏气,对漏气处要焊补
(3)密封堆垛 对药材堆垛的密封分为六面密封和五面密封,前者有薄膜铺底,后者直接将帐罩与地面接合密封。①六面密封:首先在地面或操底铺一层苇席(或旧苦布),再铺上一层旧麻袋,盖上塑料帐底,再在帐底上铺一层麻袋,以防止堆时将薄膜底穿破。货操堆码要求牢固,严密紧实,并按上、中、下层不同位置事先埋好热敏电阻,堆垛上层埋上
测湿用电阻,将导线引出垛外。将药材堆垛后,应对质硬不平的筐、箱,篓三类药材包装先用苇席或麻袋等软质物料将其复盖,以防抽气时包装将罩帐扎破,然后罩上罩帐,将测温测湿导线与罩帐上的接线柱连接,备用热合夹将罩帐下缘和底部热合焊接牢固,从而形成对堆垛的密封。最后将抽气“袖口”、测气嘴、充气管反折夹紧或直接使用胶塞堵塞,从而达到完全密闭。②五面密封:因底面不用塑料,对地面要求较严格,应当具有一定的密闭性能水泥地面、严格的“三合土”地面或一般“三合土”地面经过沥青处理的,也可以作为五面密封的底面,药材堆垛的罩帐方法及罩帐过程中的注意事项均与六面密封相同。五面帐与
地面接合密封的方法有粘贴法、压合法和粘贴与压实相结合的三类方法。粘贴法可用热熔沥青、化学浆糊等将罩帐下缘粘贴地面,形成密封。压合法可用细沙或细沙条袋密实压住罩帐下缘,从而形成密封。也可用纸条或胶纸带先将帐下粘贴地面,再用细沙或细沙袋压实帐下
缘,构成对罩帐的密封等。
以上堆垛密封法,六面帐密闭性好,但多耗材料和人力;五面帐密闭性较差,但节省材料和人力,简单易行。五面帐若操作严格仔细,同样能达到气调养护的较好效果
2.气调密闭库 气调密封库养护中药,具有性能良好、节省仓容、方便管理、成本较低、经久耐用的特点,能较全面地防止中药的质变,在应用范围上,还可用于密封贮存、吸混贮存等。
对于旧库房采用一定技术处理后,也可进行气调养护。旧库房改建为密闭库的技术要求是:库房结构通常系钢筋混凝土,以承受气体置换中形成的库内外的压差;密封材料的选择
要兼顾气密性和隔湿性;密封层的组成和处理,用沥青和塑料薄膜作为气调库密封材料取“沥青一塑料薄膜一沥青”组成密封层(实施须防燃),处理在库房内壁,以治仓虫及隔气、防腐的作用。现以一旧库房改建为例
(1)原库房结构改造前原库房为单砖墙,厚度23cm,仓基是“三合土商,物,其孵时,它能板条结构,库房面积64m3,仓容(长10m、宽6.4m、高3.7m)为236.8m3,六面面为29.9差很大
(2)改建用料改造原房需用的材料主要有0.03mm厚聚对苯二甲酸乙二醇脂(m范围内,249.36m2塑料薄膜16kE,10°沥青600g.煤油82,1kg,涤纶胶带(5cm×1000m0)5卷,仓虫死。200g.水泥1袋(100g),木板门1mx2.07m一扇,自行车内胎3个,胶皮适量度为29
(3)改建方法进行清洁消毒之后,先嵌补四壁和上面的裂缝及不平之处。加热成虫致的沥青,冷却至温度120℃时,用煤油稀释(8:1-8:05)。刷沥青时,贴薄膜均应能命迅速进行。薄膜先截成1m的小张,先上面后四壁,沥青敷刷应均匀无漏,贴好的每张角对之间,用涤纶胶带黏合连接成为整体,然后再敷刷一层沥青,厚度同前均为2mm左右。虫的后清平地面,按上述方法处理仓基,完成密闭层。当表面沥青冷却变硬之后,按以上顺序<白层来刀,干至话度时再抹白灰,二者厚度为2m左右,最后仓基打“三合士为加封时干燥,掺入2袋水泥,从而完成吸潮层及库房的建成
(4)库门处理库门背面除应作相应的“两沥两塑”处理外,库门框及库门四周还应用胶皮封垫,然后再用自行车内胎接成的胶管环粘贴,使与库门密闭层紧密连接,当库门关虫的闭以后,将自行车胎环打气,使其紧塞于库门和门框之间,从而阻隔气体的内外渗漏区
(5)气调设备与库内装置通入库内的电源线,充、抽、测气的导管,测温测湿导线观察窗等设备的安装,均应在密闭层处理之前进行。为了了解库内不同层次的气体变化,应分上、中、下安装测气管,可使用铁管与库内相通,并装上测气阀门,以便开关密闭库房建成以后,应经干燥才能使用。为了加速干燥,可采取一些吸潮及散湿措施如闭门后用生石灰、空气去湿机吸潮等
(四)气调养护的降氧技术
降氧是气调养护的中心环节,实际上是施行气调养护中药的基本手段,是在密闭的基础上改变气体成分,使氧浓度降低面稳定,从而达到防霉杀虫的养护效果。目前采用的降氧方法主要有充氮降氧、充二氧化碳降氧和自然降氧。目前市面应用比较方便的是君合百安研发的专利产品气调剂。现分别介绍如下
1.充氮降氧氮气是一种惰性气体,无色、无臭,比重0.976,难溶于水,化学性质定。以氮气或以氮气为主进行气体置换,将氧浓度降至低限,以至临近绝氧状态,是保持药材品质不变的一个重要因素。
(1)充氮降氧的技术指标
①气体指标:主要是指氧浓度。一般氧浓度在8%以下能简虫,2%以下能使害虫脱氧室息死亡,1%以下能加快害虫死亡速度,0.5%以下可以杀螨和抑菌。目前使用的制氮机充氮,氧浓度降至1%左右时,氮含量为85%左右,比正常空气增加约7%;二氧化碳约14%,比正常空气含量增加40多倍,故其防止药材质变的作用除降低氧外,氮气和二氧化碳的作用也是不容忽视的。在有效气体指标范围内,氧浓度愈低,防治仓虫及防止其他质变的效果就愈好;反之,则效果差。
②温度因素:仓虫是一类变温动物,其孵化、生长、发育、生活、繁殖、休眠和死亡都与温度有着直接关系。当环境不适应时,它能发生兼性休眠,在越过不良环境后能增加抗逆性能。据报道,氧浓度3.1%,温度
为20.9℃和20.8℃时,赤拟谷盗的致死率依次为100%和15.3%,说明温度不同,效果相差很大。当氧浓度在2%以下,温度应在25℃-28℃才具有可靠的杀虫效果。在适应的温度范围内,当温度升高,仓虫会加速新陈代谢,因而也利于低氧致死。即在低氧高温条件下仓虫死亡率高。③湿度作用:湿度过高,会降低杀虫效果;反之,则增强杀虫效果。如氧浓
度为2%,温度30℃,密闭48小时,相对湿度分别为52%和100%(即饱和湿度),玉米象成虫致死率分别为100%和5%。
④时间要求:氧浓度配合温湿度的作用,还必须以一定的时间作为保证,否则仍然达不到致死仓虫的养护效果。如氧浓度2%,温度25℃,赤拟谷盗、烟草甲虫3天全部死亡,咖啡豆象4天全部死亡,玉米象5天全部死亡,从而说明时间对不同虫种的致死作用。
⑤不同虫种的抗逆表现:按虫种对低氧的适应性程度不同,常见仓
虫的死亡时间,从短到长一般顺序是米扁虫<锯谷盗<咖啡豆象<玉米象<谷<烟草甲虫白腹皮蠹<赤拟谷盗等。因此,在使用气调养护中,应根据危害药材的不同虫种,区别密封时间的长短,在同时存在致死时间长短不同的品种时,应以致死时间长的虫种决定密封时间。
综上所述,降氧浓度及相关因素的指标应为:当氧浓度为8%以下时,能有效地防止仓虫的产生;当氧浓度2%以下,温度25℃-28℃,密封时间15-30天,对于全国大部分地
区,可有效地杀灭幼虫、蛹和成虫。
(2)氮气的来源及机器构造:
1)氮气来源:一是使用工业生产的钢瓶氮气,二是使用氮发生器(制氮机)产气般采用制氮机产气。目前使用的制氮机类型有两种,
一 是中国科学院山西煤化所设计的氮气发生器,有榆次仪表厂RSL-180型、重庆仓储机械厂DF-180型等;
二 是自贡天然气化工所设计制造的TH-100制氮机。这两种制氮机均以煤油为燃料,也可用液化石油气。煤油是由多碳氢组成的混合化合物,可用C2H3来代表。下面以BSL-180型氮气发生器为例在充分供氧的条件下,煤油完全燃烧时,按此计算,煤油在空气中完全燃烧后,除氮全部保存外,还可以产生水和含量14.5%的二氧化碳,剩下0.2%-1%的氧。其中除气态水在冷凝后随下水排除外,其余的即是气调置换的气体。
2) 制氮机的主要构造:
①燃烧喷嘴:使煤油雾化,喷成极细的油雾,并与空气充分混合,在温度1500℃以下使液体燃料完全燃烧,喷嘴采用的是离心式预混喷嘴。
②燃烧炉
高0.9m,外有水夹套的炉体,炉内衬有耐火筒炉膛,炉顶装有喷嘴和电点火装置以及者火灭火、温度指示等装置,炉体下部有一气体导出管,③油缸:装煤油用,可容25kg,供燃 烧4-6小时之用。
④冷却:是用冷水冷却生成气的设备。
⑤浮动阀:用作自动控制水位,完成水和气的分离。
⑥配用设备:空气压缩机(3W-0.97,即三缸风冷,排气量0.9mmin,最大气压7kg/cm2)和吹尘器或真空泵
(3) 气体置换技术以制氮机为产气来源。
①塑料帐的气体置换:通常采用“先抽充”的方法。即先用吹尘器的反向作用或真空泵将帐内气体抽至薄膜紧贴药材货垛,并验查是否漏气,然后再充入氮气,充至薄膜胀满为度。
若用于防虫,氧浓度宜在8%以下。当未达到指标,应重复数次抽气和充气,直到符合标度;每次重复抽、充气时,应有一间最间以利帐内气体渗和平衡,提高置换效率;每次充气胀满罩帐后,停止充气,同时用测氧仪测试氧浓度,若用于防虫,氧浓度至少应在8%以下,若用于杀虫,氧浓度应在2%以下达到要求以后就封闭气管,进入管理阶段。充气达到的低氧浓度还应小于指标,如氧浓度为2%的指标,应降至1.5%以下。
因气体充帐后,有一个渗和平衡过程,反之,渗和稳定后就会超标而达不到养护要求。气体渗和平衡需要的时间,一般薄膜罩帐需1-2天,小型密封库2-3天。
②密闭库的气体置换:由于气调密封库系硬质结构建筑物,空气分子运动与地球重力场(吸引力)综合产生的大气压力,在库外大气和库内气体之间的不平衡中,库内过高的正压会使库房崩裂,库内过低的负压也会使库房塌垮,因而不能任意抽气和充气通常采用“先充后抽”,比例限量10%-15%的方法保持一次平衡。即按库内空间先充气10%-15%,再抽气10%-15%。反复充抽气平衡,逐渐把库内氧浓度降低,直至达标为度。根据先充后抽的原则,充气可先于5分钟,每抽气1小时后停止5分钟。使用吸尘器抽气率为100-120m3/小时。
检查库内正负压的简单做法,是在测气的小胶管口上,涂以能产生气泡的液体(如肥),正压时就会产生气泡,当平衡转入负压后,则气泡消失。这种气体置换方法,据用U”形曲管压差表测试,充气的正压可在0.39kPa(40mmH2O)以内,抽气平衡以后,可到-0.10kPa(-10mm10)的负压,正负压之间的差值为0.49kPa(50mmH2O)以内。若建筑结构与该密闭差有别,应随它承受压力的强弱,增减正负压差,进行库内的气体置换。这种气体置换方法,经反复实践证明是安全可靠的。
提高密封库气体置换比例的条件主要是:
①密封库必须气密性好,从而使气体渗漏小;
②充气和抽气之间,应在相反的方向、不同层次进行,并在库内分设充、抽气导管,变换充、抽气的不同位置,从而使气体渗和快;③提高对制氮机的操作水平,使生成气含氧指标为0.2%-0.5%,以确保充气效果良好
2充二氧化碳 二氧化碳为无色、无臭气体,比重1.53,比空气重。在温度20℃时,体积水能溶解0.88体积的二氧化碳。二氧化碳在高压或低温下为无色液体或白色固体。当二氧化碳浓度高到40P%时,霉菌就会受到抑制而很难生长,害虫就会很快死亡药材呼吸强度也会显著降低,因而对药材防霉、杀虫以及防止泛油、变色、变味等都能起到良好的作用。
(1)二氧化碳的来源可分工业产品二氧化碳钢瓶和二氧化碳自制发生器,中药材养护则使用钢瓶装二氧化碳液化气体,纯度997%,用于薄膜罩帐内。
(2)克二氧化碳防治仓虫的技术指标高浓度二氧化碳是防治仓虫的主要因素。此外,还有温度、湿度及时间。①防虫指标:防虫的二氧化碳浓度应在20%以上。如:款冬花和白芷在二氧化碳浓度由38.6%降至15.8%时,温度随自然波动在26.5℃-33℃间,相对湿度88%-93%;菊花在二氧化碳浓度由332%降至25.6%时,温度在25相对湿
(3)气体置换技术以制氮机为产气来源。①塑料帐的气体置换:通常采用“先抽充”的方法。即先用吹尘器的反向作用或真空泵将帐内气体抽至薄膜紧贴药材货垛,并验查是否漏气,然后再充入氮气,充至薄膜胀满为度。若用于防虫,氧浓度宜在8%以下。当未达到指标,应重复数次抽气和充气,直到符合标度;每次重复抽、充气时,应有一间最间以利帐内气体渗和平衡,提高置换效率;每次充气胀满罩帐后,停止充气,同时用测氧仪器测试氧浓度,若用于防虫,氧浓度至少应在8%以下,若用于杀虫,氧浓度应在2%以下达到要求以后就封闭气管,进入管理阶段。充气达到的低氧浓度还应小于指标,如氧浓度为2%的指标,应降至1.5%以下。因气体充帐后,有一个渗和平衡过程,反之,渗和稳定后就会超标而达不到养护要求。气体渗和平衡需要的时间,一般薄膜罩帐需1-2天,小型密封库2-3天。②密闭库的气体置换:由于气调密封库系硬质结构建筑物,空气分子运动与地球重力场(吸引力)综合产生的大气压力,在库外大气和库内气体之间的不平衡中,库内过高的正压会使库房崩裂,库内过低的负压也会使库房塌垮,因而不能任意抽气和充气
通常采用“先充后抽”,比例限量10%-15%的方法保持一次平衡。即按库内空间先充气10%-15%,再抽气10%-15%。反复充抽气平衡。
君合百安2020年湖北蕲艾气调养护开仓现场
(五)气调养护的管理技术与注意事项
密闭是基础,降氧是中心,管理是气调养护的根本保证。
1.查漏在气调管理中,对薄膜罩帐应经常检查,检测鼠咬或其他损伤造成的漏气。
凡发现有漏气之处,应立即将其补妥。如气体指标达不到养护要求,还应补充氮气或二氧化安装在密封库门和门框之间的充气胶管圈,也应经常检查。若漏气变软,阻气不严,能补充气,使其保持密封性能
2.测气是检测密封容器内气体成分变化情况、判断气调养护效果的主要方法。充气时的测气,是为了达标而进行的;管理中的测气,是为了保持指标而进行的。充气时的气,只发生在当时;管理中的测气,则经常定期地进行,直至养护结束。气调初期,应每天一次;气体稳定以后,可3~7天一次定期进行。在管理中,被检测的主要气体成分,除正常地自然增减外,都应仔细检查漏气原因,及时采取措施。检测气体的仪器主要有奥氏气体分析仪,CH-2型氧气、二氧化碳测定仪等。
3.测水分水分是药材中最不稳定的成分。含水量高的药材,会使密封货垛内温湿度增大,有利于微生物生长繁殖,严重则造成药材“冲烧”变质。因此,气调养护的药材水分含量应在安全范围内。为了掌握药材水分含量的变化,气调密封之前和启封以后,均应进行药材水分的测定,以便及时采取技术措施
4.测温测温在气调管理期间必须系统地观察药材密封罩帐或库房内外温湿度的变化认真做好记录。分早、中、晚定时观察,得出日平均温湿度,以及温度的最高和最低值的变化。
5.预防结露在气调养护药材管理期间,薄膜罩帐内壁,因温湿度变化而出现的水气结现象,称之“结露”。在我国南方地区尤易产生。当露水积聚过多而不能消散时,就会浸入药材,引起局部霉烂变质。按结露的状况不同,又可分为可逆性结露与不可逆性结露两
种。
预防方法:
①密闭养护的药材含水量应较低;
②防止温度的急剧变化
;③避免在室外气调养护药材;
④在空气相对湿度低时密封;⑤在结露前抽出帐内过湿气体,充入较干燥的气体。
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