CN101653698A - 中药提取液浓缩膜设备 - Google Patents

Abstract

一种中药提取液浓缩膜设备，包括进料管，该进料管一端为进料口，另一端连接增压泵，该增压泵通过管路连接管式膜组，该管式膜组包括外管和套设于外管内部的管式膜芯，该管式膜芯连接回流管路的一端，该外管连接排放管路。本发明可以普遍应用于经过简单的10um过滤器后的中药提取液，控制在70摄氏度下面进行浓缩。本发明的设备成本低，浓缩能力和效率高，冲洗简易且耐高温。

Description

中药提取液浓缩膜设备

技术领域

本发明涉及一种利用半透过滤膜分离液体的设备，特别是一种中药提取液浓缩膜设备。

背景技术

中药提取液中含有大量的水分，在制作中药制剂时需要将中药提取液进行浓缩，把有效成分分离出来。传统的中药提取液浓缩一般利用减压蒸发器，采取蒸发掉中药提取液中水分的方法直接浓缩。但是这种方法能耗很高，且对产品的有效成分破坏大，不适应现在的发展方向，。

传统的卷式膜也可用于分离溶剂和溶质，但其不抗污染、不耐高温，因此采用卷式膜进行中药浓缩清洗麻烦，温度控制严，在中药浓缩应用上有很大局限性。

发明内容

本发明提供一种中药提取液浓缩膜设备，以解决上述背景技术中提到的：减压蒸发器蒸汽成本高，对产品有效成分破坏大；传统卷式膜不抗污染、不耐高温的技术问题。

一种中药提取液浓缩膜设备，包括进料管，该进料管一端为进料口，另一端连接增压泵，该增压泵通过管路连接管式膜组，该管式膜组包括外管和套设于外管内部的管式膜芯，该管式膜芯连接回流管路的一端，该外管连接排放管路。

该设备还包括用于盛装中药提取液的料罐，该料罐连接该进料管的进料口。

该回流管路的另一端连接该料罐。

该进料管和该增压泵之间还包括输料泵。

该增压泵与管式膜组之间设有检测管内液体压力的在线压力传感器。

该增压泵由电机驱动，该增压泵的电机配备变频控制系统，该变频控制系统与该在线压力传感器均连接到PLC控制系统。

该管式膜芯是有机薄层复合膜材料制成的高温管式半透膜。

该管式膜芯耐受温度为5-70摄氏度，最高操作压力为6Mpa。

该外管采用不锈钢316材质制成。

该管式膜芯和回流管路之间设有高压压力调节阀，该外管和排放管路之间也设有高压压力调节阀。

本发明通过上述技术方案，达到的有益技术效果在于：

采用管式膜芯组、不锈钢膜管、输料泵和增压泵和一体化框架4部分构成，辅助中药高温提取的浓缩能力和效率高；设备冲洗简易、体积小、抗污染能力强、膜使用寿命长且易于维护；用户投资成本低，可大大降低中药提取液的浓缩成本；管式膜芯耐受最高70摄氏度，可以在较高温度下进行中药提取液的浓缩。

附图说明

图1是本发明中药提取液浓缩膜设备的整体示意图；

图2a是膜组件的示意图；图2b是图2a的A-A向剖视图；

图3是中药提取液输料泵的示意图；

图4是系统增压泵的示意图；

图5是设备框架的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的形状、构造以及特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行详细说明。

本发明的中药提取液浓缩膜设备包括进料管，进料管的一端连接到增压泵2，增压泵2用以提升管路内液体的压力，以满足膜分离的要求。增压泵2具体的可以采用专业泵制造商GRUNDFOS或同等品牌厂商生产的316不锈钢泵。进料管的另一端为进料口，进料管的进料口可以连接到用以盛装想要浓缩的中药提取液的容器，如连接到料罐1的底部，也可以与其他设备的出液管道相连。

通常料罐1的底部与设备工作处于同一平面内，此时料罐1内的中药提取液可以自然流动到增压泵2中。若料罐1低于过滤设备的安装平面较多，则需在进料管与增压泵2之间加装一台输料泵3，用于从料罐1中抽取中药提取液并泵送到增压泵2中。输料泵3具体的可以采用专业泵制造商GRUNDFOS或同等品牌厂商生产的316不锈钢泵，由电机驱动。输料泵3只有机械密封，不带有油封，因此不会由于密封磨损而导致物料污染。

中药提取液输送到增压泵2中之后，由增压泵2通过管路加压输送到管式膜组4内。在增压泵2与管式膜组4之间设有在线压力传感器，用以检测运行时管内液体的压力。增压泵2由电机驱动，增压泵2的电机配备变频控制系统，该变频控制系统与在线压力传感器均连接到PLC控制系统，PLC控制系统根据在线压力传感器的检测结果自动调节增压泵2的电机，实现恒压运行。输料泵3和增压泵2为浓缩工作提供压力，是实现水和溶质分离的能量来源。

管式膜组4包括外管44和套设于外管44内部的管式膜芯42，外管44采用进口不锈钢316材质制造，耐压性能好，用于给管式膜组4提供支撑和压力密封流道。管式膜芯42采用能够把水和中药溶质分离的高温管式半透膜，膜材料采用有机薄层复合膜材料，耐受温度为5-70摄氏度，进行中药提取液除水浓缩的最优温度为60-70摄氏度。膜的最高操作压力为6Mpa，进行中药提取液浓缩的最佳操作压力是2.5Mpa-4.0Mpa。

在管式膜芯42内为管层41，里面流动想要浓缩的中药提取液。在管式膜芯42与外管44之间为壳层43，壳层43内为透过液。管式膜组4的主要工作原理是借助管式反渗透使管式膜芯42内中药提取液的溶剂部分分离到壳层中去。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。

当把相同体积的稀溶液和浓溶液分别置于半透膜的两侧时，稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜而自发地向浓溶液一侧流动。当渗透达到平衡时，浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，即形成一个压差，此压差即为渗透压。若在浓溶液一侧施加一个大于渗透压的压力时，溶剂的流动方向将与原来的渗透方向相反，开始从浓溶液向稀溶液一侧流动，这一过程即为反渗透。

本发明通过增压泵2对管式膜组4的管层41加压，在加压的条件下中药提取液发生反渗透，管层41内的溶剂(即水)通过管式膜芯42进入到壳层43形成透过液，使得管层41内的中药提取液浓度增大。

管式膜芯42通过高压压力调节阀连接回流管路的一端，回流管路的另一端连接料罐1，使管层41内浓缩后的中药提取液经高压压力调节阀调节成正常压力状态后，经回流管路回流到料罐1中，以便再次浓缩。料罐1内的药液经过多次循环浓缩之后，得到高浓度的中药提取液。回流管路的另一端也可以连接后续的处理设备，使浓缩后的中药提取液经回流管路输送到后续处理设备中进行进一步的处理。外管44通过高压压力调节阀连接排放管路，壳层43内的透过液经排放管路排出。

本发明中的管路系统均采用不锈钢316管材，管路系统为设备提供密闭的流道和压力。管路包括低压管路部分和高压管路部分。在增压泵入口之前的管路和高压压力调节阀之后的排放管路和回流管路为低压管路系统，设计为采用欧洲IDF标准内外抛光卫生型管路系统，低压管路的连接采用卫生型卡箍式连接，安装检修方便快捷。

自增压泵2之后至管式膜组4之间和高压压力调节阀之前的管路均为高压管路，高压管路采用高压无缝工业管路设计，连接采用法兰和高压卡箍连接。所有高压、低压管路的焊接采用氩弧焊，焊接时管路内外均采用氩气保护，以保证焊接部位不被氧化和碳化。

该管式膜组4、输料泵3和增压泵2均固定在框架5上，框架5为一体化制成，为各组件提供支撑。框架5采用不锈钢方形厚壁管材设计和制造，结实牢固，美观大方。

本发明可以普遍应用于经过简单的10um过滤器后的中药提取液，控制在70摄氏度下面进行浓缩。经本发明的中药提取液浓缩膜设备进行预浓缩后，再经减压蒸发器浓缩，然后经烘干或者喷雾干燥，即得标准合格中成药。

采用本发明的中药提取液浓缩膜设备，在25度下，配置2000PPM的氯化钠溶液，其对氯化钠的截留率可以达到95％以上；在5-70度的条件下，可以对高温中药提取液进行2倍以上的浓缩。以下列举实施例说明：

实施例一：

取生产下来的新鲜高温中药提取液4吨，高温中药提取液经过板式换热器，从100摄氏度降低到65-70摄氏度，pH为中性，经过袋式微滤过滤器后，于管式膜设备进行浓缩，透析除水在200L/Hr，进料中药提取液总固含量为2-3％，工作时间为10小时，透析除水总量为2吨，使用有机薄层复合管式膜，组件面积为2.6m²，截留分子量为50MWCO。

浓缩

在65-70摄氏度下开始，组件进口压力为3.0-4.0MPa，进行浓缩。浓缩倍数在2-3倍，最终浓缩液量为2吨。鼻炎康提取液中盐酸麻黄碱、蒙化苷有效成分保留率大于90％；含固物的保留率大于90％；透过液含固物小于万分之六，不会影响产品最终药效。最终固含量在5％到6％，进入后续工艺减压蒸发浓缩器，最终喷雾干燥成粉，再制粒。

实施例二：

取生产下来的新鲜高温中药提取液160吨，保持温度在65-70摄氏度，pH为中性，经过袋式微滤过滤器，于管式膜设备进行浓缩，透析除水在5000L/Hr，进料中药提取液总固含量为2-3％，工作时间为16小时，透析除水总量为80吨，使用有机薄层复合管式膜，组件面积为2.6m²，截留分子量为50MWCO。

浓缩

在65-70摄氏度下开始，组件进口压力为3.0-4.0MPa，进行浓缩。浓缩倍数在2-3倍，最终浓缩液量为80吨。鼻炎康提取液中盐酸麻黄碱、蒙化苷有效成分保留率大于90％；含固物的保留率大于90％；透过液含固物小于万分之六，不会影响产品最终药效。最终固含量在5％到6％，进入后续工艺减压蒸发浓缩器，最终喷雾干燥成粉，再制粒。

本发明的设备清洗简便，利用CIP清洗装置(CLEAN IN PLACE MACHINE原位清洗装置)对设备进行清洗。CIP清洗装置是指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备加以强力作用，把与膜芯的接触面洗净的装置。

清洗时，在中药提取液浓缩操作结束后排出浓缩液，将CIP清洗装置的管路与本发明中输料泵的进料口相连接，利用设备管路对设备进行清洗。先用常温或60℃以下的清水冲洗系统3-5分钟；再加入含有表面活性化学物的膜清洗剂，在40-50摄氏度下运行45-60分钟，清洗剂浓度0.5％-1％，PH9-10；最后用45℃以下的清水冲洗5-10分钟，直至pH中性即可。清洗后设备恢复原有膜分离浓缩能力，即每天连续工作15小时(不含清洗时间)，中药浓缩流量不低于200L/时。连续生产五个工作日都达到上述标准。

与现有技术相比，本发明的中药提取液浓缩膜设备具有如下的优点：

1)采用管式膜芯组、不锈钢膜管、输料泵和增压泵和一体化框架4部分构成，辅助中药高温提取液的浓缩能力和效率高；

在每天三班生产情况下，能每天连续工作15小时，高温药液(70℃)平均处理能力不低于0.4吨/小时，去除水分50％以上，所除水分中含固物不超过万分之六，连续生产五个工作日都达到上述标准。

2)采用该膜设备辅助中药提取液浓缩冲洗简易、膜设备体积小、抗污染能力强、膜使用寿命长且易于维护。

3)采用该膜设备辅助中药提取液浓缩的用户投资成本低，可大大降低中药提取液的浓缩成本；

采用减压单效蒸发器，去除1吨水的成本在150元，而采用高温管式膜浓缩去除1吨水的成本在25元左右。

4)管式膜芯耐受最高70摄氏度，因此可以在较高温度下进行中药提取液的浓缩。

5)浓缩液与现有真空浓缩工艺产品比较，其药性与安全性均不低于现有真空浓缩工艺产品。

以上对本发明的描述是说明性的，而非限制性的，本专业技术人员理解，在权利要求限定的精神与范围之内可对其进行许多修改、变化或等效，但是它们都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，包括进料管，该进料管一端为进料口，另一端连接增压泵，该增压泵通过管路连接管式膜组，该管式膜组包括外管和套设于外管内部的管式膜芯，该管式膜芯连接回流管路的一端，该外管连接排放管路。

2、如权利要求1所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该设备还包括用于盛装中药提取液的料罐，该料罐连接该进料管的进料口。

3、如权利要求2所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该回流管路的另一端连接该料罐。

4、如权利要求1所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该进料管和该增压泵之间还包括输料泵。

5、如权利要求2、3或4所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该增压泵与管式膜组之间设有检测管内液体压力的在线压力传感器。

6、如权利要求5所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该增压泵由电机驱动，该增压泵的电机配备变频控制系统，该变频控制系统与该在线压力传感器均连接到PLC控制系统。

7、如权利要求5所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该管式膜芯是有机薄层复合膜材料制成的高温管式半透膜。

8、如权利要求7所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该管式膜芯耐受温度为5-70摄氏度，最高操作压力为6Mpa。

9、如权利要求7所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该外管采用不锈钢316材质制成。

10、如权利要求9所述的中药提取液浓缩膜设备，其特征在于，该管式膜芯和回流管路之间设有高压压力调节阀，该外管和排放管路之间也设有高压压力调节阀。

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