CN100458337C - 一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法及设备，包括真空系统，加热、冷却系统，进料布料系统，物料输送系统，卸料系统，自动清洗系统及自动控制系统。浸膏物料在进料罐中预热后按设定的进料速度，通过布料器涂布在输送带上，在真空条件下，依次移经各加热区，最后通过冷却区，形成一种多孔、疏松的饼状干燥物，从输送带上剥落，经切断装置切断后落入粉碎器，粉碎后通过出料装置出料。本发明是在真空条件下进行低温连续化干燥，极大提高生产能力，干燥过程温和、时间短、且保持物料的特性，操作环境符合GMP要求。所得产物色泽浅、溶解性好，适用于粘性高、热塑性、热敏性的中药浸膏。本发明实现了全自动控制，大大降低劳动强度，提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法及设备，通过该方法得到的干燥物具有色泽浅、多孔疏松、溶解性好的特点，尤其适用于粘性高、热塑性、热敏性的中药浸膏物料，属于中药制药工业技术领域。
背景技术
中药浸膏干燥是中药制剂生产过程中一个必不可少的工序，目前中药浸膏的干燥方法主要有真空烘箱干燥、真空冷冻干燥和喷雾干燥。这几种干燥方法都存在一定的缺陷和自身的局限性。真空烘箱干燥不可连续化操作，干燥时间长，生产能力小，能耗大；需要在高温下人工翻动和卸料，操作环境恶劣，易造成人与物料间的交叉污染；干燥产品色泽深、易结块、溶解性差。真空冷冻干燥虽然可获得高质量的脱水产品，但因其生产能力小、耗能大而限制了它在中药浸膏干燥中的推广应用。喷雾干燥的缺点是设备结构复杂，占地面积大，造价高；而且中药浸膏含糖量比较高、粘性大，存在严重的粘壁问题，使得喷雾干燥的收率普遍较低，通常只有20％左右。
目前关于膏状物的连续真空干燥设备已有专利报道，实用新型专利ZL200420079264.2“膏状物料真空干燥机主机”和ZL01263428.X“真空稠胶干燥机”公开的真空干燥机虽然可以满足在真空状态下进行连续化操作，但是还存在以下几方面的不足：(1)加热方式不合理，直接蒸汽加热易产生过热、结焦现象，严重影响产品质量；采用导热油作为加热介质不符合GMP要求；采用2段加热区很难满足中药浸膏干燥的需要，而且冷却区的温度可调范围太窄，尤其不能满足热塑性浸膏物料的干燥要求；(2)中药浸膏的溶剂种类多样，可以是水以及低沸点的有机溶剂，上述实用新型没有考虑低沸点的有机溶剂的回收，使得该方法和设备的适用范围受到一定的制约。(3)上述实用新型的自动化程度比较低，并不是真正的连续化生产，出料及排冷凝液都需要人工操作；对于输送带长时间连续运行过程中出现的跑偏问题，没有提取解决方案，难以满足工业化生产的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对目前中药浸膏干燥方法和干燥设备存在能耗大、自动化水平低、干燥产品外观质量差的不足，提供一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法。
本发明一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法通过以下技术方案实现：在真空条件下将中药浸膏均匀地涂布在输送带上，进行低温连续化干燥，中药浸膏在进料罐预热，进料温度控制在30～60℃，然后由螺杆进料泵按1～10kg/h的进料速度，通过布料器均匀地涂布在输送带上，输送带按3～24m/h的移动速度运行，在真空条件下，浸膏物料依次移经各加热区，最后通过冷却区，形成一种多孔、疏松的饼状干燥物，，加热区热水介质的温度可调范围为40～80℃，冷却区冷却水介质的温度可调范围为20～-1℃，其中5～-1℃的冷却水由冷水机组提供，当干燥物到达设备的末端时，被产品剥落器从输送带上刮下来，经切断装置切断后落入绞笼粉碎器，粉碎后的干燥物通过带有两个气动碟阀的出料装置出料，即得多孔疏松的中药浸膏干燥物。
本发明的另一个目的是提供实现上述方法的全自动、全封闭、可连续化操作的低温真空干燥设备，包括真空系统，加热、冷却系统，进料布料系统，物料输送系统，卸料系统，自动清洗系统和自动控制系统。真空系统具有罗茨水环真空机组和连接在真空腔体上的冷凝器，真空腔体带有保温层，在真空机组和冷凝器之间连接有真空缓冲罐和冷凝液收集罐；加热、冷却系统具有三段加热区和一段冷却区；进料布料系统具有带温控和搅拌器的进料罐，螺杆进料泵通过进料管与布料器连接，布料器摆杆的摆动角度为10～50°；物料输送系统具有聚四氟乙烯输送带，输送带的前端、后端分别固定在从动轴、主动轴上，主动轴由电机减速机构带动旋转，从动轴固定在输送带张紧装置上，并与自动纠偏机构相连；卸料系统具有处于真空腔体后端的产品剥落器、切断装置、绞笼粉碎器，真空腔体的出料口与出料装置连接；自动清洗系统具有增压泵和两根清洗管路，每根清洗管路带有12只可360°旋转的清洗喷头；自动控制系统有PLC电气控制柜和触摸屏操作界面。
所述的真空腔体的前后两端具有两只气动密封门，并在气动密封门上安装有行程开关，用于实现两只密封门不能同时开启的联锁控制，以满足GMP的要求。
所述的冷凝器的冷却介质可以是自来水(20℃)或工业冷冻水(5～-1℃)，工业冷冻水由冷水机组提供，适用于以低沸点有机溶剂作为溶剂的浸膏物料的干燥过程。
所述的冷凝液收集罐上具有光电液位开关、冷凝液进液阀、平衡阀、放空阀、冷凝液排液阀，实现机组运行过程中的自动排冷凝液。
所述的自动纠偏机构具有光电式接近开关和气缸，通过气缸推动输送带张紧装置来调节输送带的水平位置，防止输送带在运行过程中发生跑偏现象。
所述的出料装置具有与真空腔体的出料口连接的干燥物中转罐、与干燥物中转罐相连的干燥物收集罐以及它们之间的气动碟阀，以实现在真空状态下进行产品出料而不影响整个干燥过程的连续性操作；并且干燥物中转罐带有冷却系统，适用于热塑性的块状固体干燥物的进一步冷却，提高干燥物的脆性。
整个自动低温连续真空干燥设备带有PLC电气控制柜和触摸屏操作界面。
本发明的有益效果是：
(1)采用在真空条件下进行低温连续化干燥，整个干燥过程温和(工作温度40-80℃)、干燥时间短，可以最大限度的保持物料的物性，通过该方法得到的干燥产品具有色泽浅、多孔疏松、溶解性好的特点，尤其适用于粘性高、热塑性、热敏性的中药浸膏物料。
(2)解决了目前膏状物连续真空干燥设备存在的问题，使其使用范围更广，真正实现了机组的全自动控制，包括自动纠偏控制、密封门联锁控制、自动排冷凝液控制、自动清洗控制等，而且输送带速度、进料速度、温度和真空度等参数均可在线调节。
(3)本发明方法及所用设备设计合理，操作简便，设备制作成本低。
附图说明
图1为本发明的设备结构图。
图2为本发明的工艺流程图。
图3为自动纠偏机构的示意图。
图4为出料装置的示意图。
具体实施方式
本发明结合附图和实施例作进一步的说明。
实施例1
参见图1～4，本发明的全自动低温连续真空干燥设备包括真空系统(1)，加热、冷却系统(2)，进料布料系统(3)，物料输送系统(4)，卸料系统(5)，自动清洗系统(6)和自动控制系统(7)。真空系统(1)具有罗茨水环真空机组(1-1)和连接在真空腔体(1-2)上的冷凝器(1-3)，真空腔体带有保温层，在真空机组(1-1)和冷凝器(1-3)之间连接有真空缓冲罐(1-4)和冷凝液收集罐(1-5)，干燥过程中的水汽或有机溶剂蒸汽经冷凝器(1-3)冷凝后进入冷凝液收集罐(1-5)。加热、冷却系统(2)具有三段加热区(2-1、2-2、2-3)和一段冷却区(2-4)，加热区热水介质的温度可调范围为40～80℃，冷却区冷却水介质的温度可调范围为20～-1℃，其中5～-1℃的冷却水由冷水机组(2-5)提供。进料布料系统(3)具有带温控和搅拌器的进料罐(3-2)，(3-1)为浸膏物料，螺杆进料泵(3-3)通过进料管(3-6)与布料器(3-4)连接。物料输送系统(4)具有聚四氟乙烯输送带(4-1)，输送带的前端、后端分别固定在从动轴(4-2)、主动轴(4-3)上，主动轴(4-3)由电机减速机构带动旋转，从动轴(4-2)固定在输送带张紧装置(4-4)上，并与自动纠偏机构(4-5)相连。卸料系统(5)具有处于真空腔体(1-2)后端的产品剥落器(5-2)、切断装置(5-3)、绞笼粉碎器(5-4)，真空腔体(1-2)的出料口与出料装置(5-5)连接。自动清洗系统(6)具有增压泵(6-1)和两根清洗管路(6-2)，每根清洗管路带有12只可360°旋转的清洗喷头(6-3)。自动控制系统(7)带有PLC电气控制柜(7-1)和触摸屏操作界面(7-2)。
参见图1，冷凝液收集罐(1-5)上具有光电液位开关(1-6)、冷凝液进液阀(1-7)、平衡阀(1-8)、放空阀(1-9)、冷凝液排液阀(1-10)，实现机组运行过程中的自动排冷凝液。当冷凝液收集罐(1-5)内的冷凝液到达设定的液位时，光电液位开关(1-6)开启，启动自动排冷凝水系统，关闭冷凝液进液阀(1-7)和平衡阀(1-8)，打开放空阀(1-9)和冷凝液排液阀(1-10)；当冷凝液排尽后，关闭放空阀(1-9)和冷凝液排液阀(1-10)，打开冷凝液进液阀(1-7)和平衡阀(1-8)，继续进行冷凝液收集。
参见图3，自动纠偏机构(4-5)具有光电式接近开关(4-5-1)和气缸(4-5-2)，当光电式接近开关(4-5-1)检测到位移信号时，通过气缸(4-5-2)推动输送带张紧装置(4-4)来调节输送带(4-1)的水平位置。
参见图4，出料装置(5-5)具有与真空腔体(1-2)的出料口连接的干燥物中转罐(5-8)、与干燥物中转罐(5-8)相连的干燥物收集罐(5-9)，并且干燥物中转罐(5-8)带有夹套，可以与冷水机组(2-5)相连，适用于热塑性的块状固体干燥物的进一步冷却，提高干燥物的脆性。
全自动低温连续真空干燥设备可根据需要设置多组进料布料系统(3)、物料输送系统(4)和加热、冷却系统(2)，以扩大设备的生产能力。
整个自动低温连续真空干燥设备带有PLC电气控制柜(7-1)和触摸屏操作界面(7-2)。
实施例2
参见图1-4，本发明的多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法，是在真空条件下将浸膏物料(3-1)均匀地涂布在输送带(4-1)上，进行低温连续化干燥。浸膏物料(3-1)在进料罐(3-2)中预热，进料温度控制在30～60℃，当真空腔体(1-2)中达到设定的真空度(一般为400pa)后，由螺杆进料泵(3-3)按1～10kg/h的进料速度，通过布料器(3-4)将浸膏物料均匀地涂布在输送带(4-1)上，输送带按3～24m/h的速度运行，依次移经各加热区(2-1、2-2、2-3)，最后通过冷却区(2-4)。在真空环境下，浸膏物料吸热后迅速蒸发，水汽或有机溶剂蒸汽经冷凝器(1-3)冷凝后进入冷凝液收集罐(1-5)。干燥后的干燥物(5-1)被产品剥落器(5-2)从输送带(4-1)上剥落，经切断装置(5-3)切断后落入绞笼粉碎器(5-4)，粉碎后的干燥物通过出料装置(5-5)出料。整个干燥过程的进料和出料处于全封闭、连续化的操作状态，并由自动控制系统(7)对输送带速度、进料速度、温度和真空度等操作参数进行实时控制和调节。
实施例3：
参见图1-4，本发明的多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法及设备，操作过程如下：打开全自动低温连续真空干燥设备的自动控制系统(7)，完成进料罐温度、加热区温度、冷却区温度、冷凝器的冷却介质温度、进料速度、输送带速度、布料角度等工艺参数的设定，当进料罐温度、加热区温度、冷却区温度达到设定值后，真空系统(1)开始启动，当真空腔体(1-2)的真空度达到400pa时，启动进料布料系统(3)和物料输送系统(4)，将浸膏物料均匀地涂布在输送带(4-1)上，浸膏物料随着输送带依次经过三段加热区(2-1、2-2、2-3)和一段冷却区(2-4)，形成一种多孔、疏松的饼状物料(5-1)。当输送带(4-1)在运行过程中发生跑偏现象时，启动自动纠偏机构(4-5)，使输送带(4-1)重新回到正常位置。当干燥物料到达真空腔体(1-2)的后端时，开启卸料系统(5)，将饼状物料从输送带(4-1)上剥落，被切断装置(5-3)切断后落入绞笼粉碎器(5-4)内。此时气动碟阀(5-6)处于开启状态，气动碟阀(5-7)处于关闭状态。粉碎后的干燥物落入出料装置(5-5)的干燥物中转罐(5-8)内，当干燥物积累到一定程度时，关闭气动碟阀(5-6)，打开气动碟阀(5-7)，干燥物进入收集罐(5-9)，然后关闭气动碟阀(5-7)，打开气动碟阀(5-6)，取下装有干燥物料的收集罐(5-9)，换上空的干燥物收集罐。整个干燥过程如此连续进行，直到结束。当整个干燥过程结束后，启动自动清洗系统(6)，完成设备清洗。
实施例4：
该实施例是在上述实施例1-3的基础上，对丹参浸膏(溶剂为水)进行低温连续真空干燥，其数据如下：
丹参浸膏(溶剂为水)
密度：1264kg/m3； 含水量：40％；
进料罐温度：45℃； 加热区一温度：60℃；
加热区二温度：65℃； 加热区三温度：60℃；
冷却区温度：20℃； 冷凝器的冷却介质温度：20℃；
真空度：400pa； 进料速度：6kg/h；
输送带速度：6m/h； 布料角度：45°；
干燥物含水率：2.91％； 生产能力：3.0kg/h。
实施例5：
该实施例是在实施例1-3的基础上，在不同工艺条件下对丹参浸膏(溶剂为水)进行低温连续真空干燥，其数据如下：
丹参浸膏(溶剂为水)
密度：1306Kg/m3； 含水量：35％；
进料罐温度：55℃； 加热区一温度：55℃；
加热区二温度：60℃； 加热区三温度：55℃；
冷却区温度：20℃； 冷凝器的冷却介质温度：20℃；
真空度：400pa； 进料速度：2kg/h；
输送带速度：3m/h； 布料角度：45°；
干燥物含水率：2.70％； 生产能力：1.30kg/h。
实施例6：
该实施例是在实施例1-3的基础上，对三七浸膏(溶剂为40％乙醇)进行干燥的情况，其数据如下：
三七浸膏(溶剂为40％乙醇)
密度：1298Kg/m3； 进料罐温度：40℃；
加热区一温度：70℃； 加热区二温度：60℃；
加热区三温度：50℃； 冷却区温度：10℃；
冷凝器的冷却介质温度：2℃； 进料速度：10kg/h；
真空度：400pa； 输送带速度：10m/h；
布料角度：45°； 干燥物含水率：4.6％；
生产能力：5kg/h。
实施例7：
该实施例是在实施例1-3的基础上，在不同工艺条件下对三七浸膏(溶剂为40％乙醇)进行干燥的情况，其数据如下：
三七浸膏(溶剂为40％乙醇)
密度：1298kg/m3； 进料罐温度：35℃；
加热区一温度：80℃； 加热区二温度：70℃；
加热区三温度：60℃； 冷却区温度：10℃；
冷凝器的冷却介质温度：2℃； 进料速度：2kg/h；
真空度：400pa； 输送带速度：24m/h；
布料角度：45°； 干燥物含水率：8.36％；
生产能力：4.2kg/h。
Claims (8)
1、一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法，是在真空条件下将浸膏物料(3-1)均匀地涂布在输送带(4-1)上，进行低温连续化干燥，其特征在于：浸膏物料(3-1)在进料罐(3-2)中预热，进料温度控制在30～60℃，然后由螺杆进料泵(3-3)按1～10kg/h的进料速度，通过布料器(3-4)均匀地涂布在输送带(4-1)上，输送带(4-1)按3～24m/h的速度运行，在真空条件下，浸膏物料依次移经各加热区(2-1、2-2、2-3)，加热区热水介质的温度可调范围为40～80℃，最后通过冷却区(2-4)，冷却区冷却水介质的温度范围为20～-1℃，其中5～-1℃的冷却水由冷水机组(2-5)提供，形成一种多孔、疏松的饼状干燥物(5-1)，当干燥物到达设备的末端时，被产品剥落器(5-2)从输送带上刮下来，经切断装置(5-3)切断后落入绞笼粉碎器(5-4)内，粉碎后的干燥物通过带有两个气动碟阀(5-6、5-7)的出料装置(5-5)出料。
2、根据权利要求1所述的一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法，其特征在于：中药浸膏的密度为1100kg/m3～1400kg/m3。
3、根据权利要求1所述的一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法，其特征在于：所述的冷却水介质是自来水或工业冷冻水。
4、根据权利要求1所述的一种多孔疏松的中药浸膏干燥物的生产方法设计制作的全自动低温连续真空干燥设备，包括真空系统(1)，加热、冷却系统(2)，进料布料系统(3)、物料输送系统(4)，卸料系统(5)，自动清洗系统(6)和自动控制系统(7)，其特征在于：真空系统(1)具有罗茨水环真空机组(1-1)和连接在真空腔体(1-2)上的冷凝器(1-3)，真空腔体(1-2)带有保温层，在真空机组(1-1)和冷凝器(1-3)之间连接有真空缓冲罐(1-4)和冷凝液收集罐(1-5)；加热、冷却系统(2)具有三段加热区(2-1、2-2、2-3)和一段冷却区(2-4)，；进料布料系统(3)具有带温控和搅拌器的进料罐(3-2)，螺杆进料泵(3-3)通过进料管(3-6)与布料器(3-4)连接，布料器摆杆(3-5)的摆动角度为10～50°；物料输送系统(4)具有聚四氟乙烯输送带(4-1)，输送带的前端、后端分别固定在从动轴(4-2)、主动轴(4-3)上，主动轴(4-3)由电机减速机构带动旋转，从动轴(4-2)固定在输送带张紧装置(4-4)上，并与自动纠偏机构(4-5)相连；卸料系统(5)具有处于真空腔体(1-2)后端的产品剥落器(5-2)、切断装(5-3)、绞笼粉碎器(5-4)，真空腔体的出料口与带有两只气动蝶阀(5-6、5-7)的出料装置(5-5)连接；自动清洗系统(6)具有增压泵(6-1)和两根清洗管路(6-2)，每根清洗管路带有12只可360°旋转的清洗喷头(6-3)；自动控制系统(7)带有PLC电气控制柜(7-1)和触摸屏操作界面(7-2)。
5、根据权利要求4所述的全自动低温连续真空干燥设备，其特征在于：所述的真空腔体(1-2)的前后两端具有两只气动密封门(1-11)，并在气动密封门上安装有行程开关(1-12)。
6、根据权利要求4所述的全自动低温连续真空干燥设备，其特征在于：所述的冷凝液收集罐(1-5)上具有光电液位开关(1-6)、冷凝液进液阀(1-7)、平衡阀(1-8)、放空阀(1-9)、冷凝液排液阀(1-10)。
7、根据权利要求4所述的全自动低温连续真空干燥设备，其特征在于：所述的自动纠偏机构(4-5)具有光电式接近开关(4-5-1)和气缸(4-5-2)，通过气缸(4-5-2)推动输送带张紧装置(4-4)来调节输送带(4-1)的水平位置。
8、根据权利要求4所述的全自动低温连续真空干燥设备，其特征在于：所述的出料装置(5-5)具有与真空腔体(1-2)的出料口连接的干燥物中转罐(5-8)、与干燥物中转罐(5-8)相连的干燥物收集罐(5-9)以及它们之间的气动碟阀(5-6、5-7)，其中干燥物中转罐(5-8)带有冷却系统。
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