CN100509101C - 微波连续提取、浓缩、干燥耦合装置 - Google Patents

微波连续提取、浓缩、干燥耦合装置 Download PDF

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CN100509101C CNB2007100176013A CN200710017601A CN100509101C CN 100509101 C CN100509101 C CN 100509101C CN B2007100176013 A CNB2007100176013 A CN B2007100176013A CN 200710017601 A CN200710017601 A CN 200710017601A CN 100509101 C CN100509101 C CN 100509101C
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刘刚
杨明
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Abstract

本发明提供了一种微波连续提取、浓缩、干燥耦合装置,包括微波提取罐、微波浓缩罐和微波干燥设备,其特征是:微波提取罐经过滤器、离心泵与溶媒储罐连通,还依次经过泡沫捕集器、冷凝器、冷却器、油水分离器、汽液分离器I及缓冲罐构成溶媒冷凝、分离及回收回路,其出料口经过滤器、离心泵与微波浓缩罐的进液口连通;微波浓缩罐通过管道经汽液分离器II与上述溶媒回收回路中的冷凝器连通,汽液分离器II另一路再接回微波浓缩罐;微波浓缩罐的出料口通过管道与微波干燥设备的进料口连通。该耦合装置有机地将物料的提取、浓缩、干燥三个相对独立的单元技术耦合在一套工业化集成系统中全部完成,具有高效、节能、环保、溶媒用量少等显著特点。

Description

微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置
技术领域 本发明涉及一种应用于制药、食品、化工等领域中的物料提取、 浓縮及干燥装置,具体涉及一种微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置。
背景技术 提取、浓縮、干燥(Extraction Concentration and Dry,简写为 ECD)是制药、食品、化工、橡胶等行业中的基本工序,但截止目前为止,国 内的制造厂商对于这三种工序都是独立设置、单独运行的,并且对于提取和浓 縮的冷凝、分离及回收系统各设一套,中间靠人工来转接,这不但使物料在生 产过程中会受到人为的污染,而且设备占地面积大、生产成本高、周期长、能 耗高,最主要的是浪费溶媒和人力。
发明内容 本发明的目的在于提供一种能够节能、环保、溶媒用量少、生产 效率高的微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置。 为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,包括微波提取罐、微波浓縮罐
和微波千燥设备,其特征在于:所述微波提取罐通过管道、阀门经过滤器、离 心泵与溶媒储罐连通,还通过管道及阀门依次经过泡沫捕集器、冷凝器、冷却
器、油水分离器、汽液分离器I及缓冲罐构成溶媒冷凝、分离及回收回路,其 出料口通过管道及阀门经过滤器、离心泵与所述微波浓縮罐的提取液进口连通;
所述微波浓縮罐通过管道经过另一汽液分离器II与上述微波提取罐的溶媒回收 利用回路中的冷凝器连通,使汽体进入同一溶媒冷凝、分离及回收回路中进行 回收利用,汽液分离器n的另一路再接回微波浓縮罐,使液体流回微波浓縮罐
内继续浓縮;微波浓縮罐的出料口通过管道与所述微波干燥设备的进料口连通。 在上述任何一处连接管道中通过抽真空管道接入真空装置,对整个装置抽 真空,以保持微波提取罐、微波浓縮罐以及微波干燥设备各物料容置空间的真空度。
上述耦合装置中的微波浓縮罐,其罐体与位于罐体两端的封头共同构成物
料浓縮用的容置空间;罐体上设有微波发生器,微波发生器的微波馈入口伸入
罐体中并均匀分布在其内周;微波浓縮罐上端封头设有与微波提取罐相连通的
提取液进口,还设有与汽液分离器n相连通的蒸汽出口;微波浓缩罐下端封头
设有与微波干燥设备的进料口相连通的浸膏出口 。
本发明提供的上述微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,具有以下有益效
果:
(-)该耦合装置有机地将物料的提取、浓縮、干燥三个相对独立的单元技术 耦合在一套工业化集成系统中全部完成,使物料在一套装置中利用微波能边提 取、边浓縮、边干燥,整个过程有序而连续的进行,直到所要加工的物料被提 取、浓縮、干燥完为止,且整个过程便于自动化控制,防止了人为污染,使物 料从该耦合装置出来之后可直接进入下道工序(比如制粒或制丸等),克服了传 统提取、浓縮及干燥单元技术工艺过程中,溶剂用量大、能耗高、耗时长、处 理效率低、物料中转过程中存在的人为污染等缺陷。
(二)该耦合装置中与微波浓縮罐相连的汽液分离器,通过管道接入提取工序 中的溶媒冷凝、分离及回收回路,使提取、浓縮过程共用一套溶媒回收系统, 微波浓缩罐相连的汽液分离器分离出的液体回到微波浓縮罐中进行再次浓縮, 防止了所蒸发的液体中仍含有效成份,从而将回流法和循环回流法相结合应用 于装置中,不但节省了占地面积、降低生产成本,且有效利用了所蒸发的溶媒, 整个过程中使溶媒既可以循环使用,又能不断地更新溶媒,所提取的溶质被连 续的移出微波提取罐,浸提较完全,溶媒用量少。
〇该耦合装置将真空技术与微波技术应用于物料的提取、浓縮及干燥,具 有传热效率高、加热速度快、处理时间短、处理物料内外温度均匀等特点。真 空环境下微波辅助提取,具有作用于物料细胞内的极性物质,引起细胞内温度 迅速上升,使细胞内压力超过细胞壁膨胀承受能力,促使细胞破裂,使细胞内物质快速释放并扩散到溶媒中,实现短时间低温高效率提取有效成分的优点; 在微波浓縮过程中,由于水分对微波的吸收能力大于物料对微波的吸收能力, 所以利用微波对提取液进行加热浓縮特别有利,提取液中的溶媒获得了较多的 微波能而迅速汽化,而提取液中的有效成分因吸收微波能力小,温度不会升的 很高,从长久节能的角度看,普通浓縮能耗大,利用率仅为30%左右,微波浓縮 的利用率在80%以上;在干燥过程中,将微波用于干燥尤其是与真空技术结合形 成的微波真空干燥,克服了传统真空干燥利用空气对流加热方式存在的真空条 件下空气稀薄、空气对流传热效率低下的缺点,具有干燥物料疏松、便于后续 工艺操作,热敏性成分不易破坏,良好地保留了干燥物料的风味、外观和色泽, 干燥效率高等优点。
综上所述,该耦合装置具有高效、节能、环保、溶媒用量少等显著特点, 尤其适合于制药、食品、化工等大型厂商使用。
附图说明 图1是微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置的结构示意图; 图2是耦合装置中微波浓縮罐的结构示意图。 图中:l一微波提取罐;2—微波浓縮罐、201—浸膏出口、 202—微波能源、 203—罐体、204—提取液进口、 205—蒸汽出口、 206—封头;3—微波干燥设备;
4一溶媒储罐;5—泡沫捕集器;6—冷凝器;7—冷却器;8—油水分离器;9_ 汽液分离器I; IO—缓冲罐;ll一抽真空系统;12—汽液分离器II; 13—过滤 器;14—离心泵;①②③④⑤⑥⑦(D⑨⑩0—阀门。
具体实施方式 为进一步说明本发明的原理和结构,现结合附图对本发明的 优选实施例进行详细说明:
如图1所示,本发明提供的微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,包括微 波提取罐l、微波浓縮罐2和微波干燥设备3,其耦合关系为:
所述微波提取罐1通过管道、阀门经过滤器13、离心泵14与溶媒储罐4连
通;微波提取罐1还通过管道及阀门依次经过泡沫捕集器5、冷凝器6、冷却器7、油水分离器8、汽液分离器I 9及缓冲罐10构成溶媒冷凝、分离及回收回路, 如果所加工的物料中不含油类物质时,溶媒冷凝、分离及回收中的油水分离器8 可通过管道中所设阀门②将其隔离,管道中的溶媒混合物经阀门③由冷却器7 直接进入汽液分离器I 9、经缓冲罐10回到微波提取罐1中;微波提取罐1的 出料口通过管道及阀门经过滤器13、离心泵14与所述微波浓縮罐2的提取液进
口连通;
所述微波浓縮罐2通过管道经过另一汽液分离器II12上述微波提取罐1的 溶媒冷凝、分离及回收回路中的冷凝器6连通,使汽体进入同一溶媒冷凝、分 离及回收回路中进行回收利用,汽液分离器I112的另一管路接回微波浓縮罐2, 使液体流回微波浓縮罐2内继续浓縮;微波浓縮罐2的出料口通过管道与所述
微波干燥设备3的进料口连通;
为保持所述微波提取罐1、微波浓縮罐2以及微波干燥设备3各物料容置空 间的真空度,真空装置11通过抽真空管道接入装置管道中,对整个装置抽真空。
该耦合装置提取、浓縮、干燥三种工序在一套装置中完成,整个装置的微 波提取罐、微波浓縮罐和微波干燥设备、真空装置以及各管道阀门均由一台控 制台进行控制。
如图2所示,本发明耦合装置中的微波浓縮罐2,其罐体203与位于罐体 203两端的封头206共同构成物料浓縮用的容置空间;罐体203上设有微波发生 器202,微波发生器202的微波馈入口伸入罐体203中并均匀分布在其内周;上 端封头206设有与图1中微波提取罐1相连通的提取液进口 204,还设有与图1 中溶媒冷凝、分离及回收回路中冷凝器6相连通的蒸汽出口 205;下端封头206 设有与图1中微波干燥设备3进料口相连通的浸膏出口 201。
本发明提供的微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,其工作流程为: 将物料(如中药材饮片)置于微波提取罐l中密闭,打开管道中各个阀门, 由真空装置ll对整个系统进行抽真空,使提取、浓縮、干燥整个过程在真空环 境下进行,随后关闭其它阀门,只留有阀①和阀⑥呈打开状态,使溶媒自溶媒储罐4经过滤器13过滤后,通过离心泵14进入微波提取罐1内提取;
在微波提取罐1内,靠微波能源来提取物料(中药材饮片)中有效成分的
过程中,会产生一些油水和气体混合的泡沫,泡沫捕集器5将这些泡沬收集起 来,将泡沫里所含的大量气体放出,但部分气体仍然存在于溶媒混合物里面, 继续将这些溶媒混合物送到冷凝器6里进行冷却处理,为了使溶媒混合物的温 度降得更低,再次送入冷却器7里进行冷却,冷却完之后送入油水分离器8中, 进行油水分离,将分离出来的油通过外界装置储存,而溶媒混合物被送入汽液 分离器I9中分离,将气体放出,所剩新鲜、纯洁的溶媒被送入缓冲罐10中, 同时打开阀⑦和阀⑧或者阀⑦和阀⑨,使回收来的新鲜溶媒在离心泵14的作用 下进入微波提取罐1中再次利用,如果所加工的物料中不含油类物质时,可打 开阀③、关闭阀②来隔离油水分离器8,使回收的溶媒直接进入汽液分离器I 9 中,如此反复循环;
当提取液充满微波提取罐l上的虹吸管时,则打开阀⑩、阀Q)使提取液通过 过滤器13过滤之后,将液体送入微波浓縮罐2中进行浓縮、蒸发,将废渣排出, 物料在浓縮、蒸发过程中会产生一些气液混合物进入汽液分离器I112中进行分 离,分离出的液体回到微波浓縮罐2中进行再次浓縮,防止了所蒸发的液体中 仍含有效成份,汽体进入冷凝器6中回收为溶媒,浓縮、提取工序中溶媒的回 收共用一套系统,其原理跟提取回收原理一样汇入微波提取罐l内利用;
与此同时,微波浓縮罐2中的热流浸膏由转子泵或其他方式直接转入微波 干燥设备3中进行干燥,在物料被干燥好后,通过微波干燥设备3自带的粉碎 装置对物料进行粉碎,便于收集。
以上所述的仅是本发明的优选实例。应当指出对于本领域的普通技术人员 来说,在不脱离本发明的原理的前提下,还可以做出若干变型和改进,也应视 为本发明的保护范围。

Claims (4)

1、一种微波连续提取、浓缩、干燥耦合装置,包括微波提取罐、微波浓缩罐和微波干燥设备,其特征在于:所述微波提取罐通过管道及阀门经过滤器、离心泵与溶媒储罐连通,还通过管道及阀门依次经过泡沫捕集器、冷凝器、冷却器、油水分离器、汽液分离器I及缓冲罐构成溶媒冷凝、分离及回收回路,其出料口通过管道及阀门经过滤器、离心泵与所述微波浓缩罐的提取液进口连通;所述微波浓缩罐通过管道经过另一汽液分离器II与上述微波提取罐的溶媒冷凝、分离及回收回路中的冷凝器连通,汽液分离器II的另一路接回微波浓缩罐;微波浓缩罐的出料口通过管道与所述微波干燥设备的进料口连通。
2、 根据权利要求1所述的微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,其特征在 于:在所述任何一处连接管道中通过抽真空管道接入真空装置。
3、 根据权利要求1或2所述的微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,其特征在于:所述微波浓縮罐的罐体与位于罐体两端的封头共同构成物料浓縮用的 容置空间;罐体上设有微波发生器,微波发生器的微波馈入口伸入罐体中并均 匀分布在其内周;微波浓縮罐上端封头设有与微波提取罐相连通的提取液进口 , 还设有与汽液分离器II相连通的蒸汽出口 ;微波浓縮罐下端封头设有与微波干 燥设备的进料口相连通的浸膏出口 。
4、 根据权利要求2所述的微波连续提取、浓縮、干燥耦合装置,其特征在于:所述微波提取罐、微波浓縮罐和微波干燥设备、真空装置以及管道阀门均 由一台控制台进行控制。
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