CN101757802B - 节能型中药低温减压提取浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种节能型中药低温减压提取浓缩装置，包括减压提取装置和浓缩装置，所述浓缩装置包括提取罐(1)、冷凝器(3)、冷却器(4)和减压回流罐(6)，所述浓缩装置包括一效加热器(9)、一效蒸发器(10)、二效加热器(11)和二效蒸发器(12)。本发明解决了现行中药生产提取、浓缩二个重要工段目前所存在的问题。是一种既能充分利用药材资源，提高产品质量，又能节省投资成本、减少能耗、缩短生产周期提高生产效率，大幅降低生产成本的发明装置，同时又符医药生产的对GMP要求的改造方向，有极大的推广使用价值和广阔的市场前景。

Description

节能型中药低温减压提取浓缩装置

技术领域

本发明涉及一种制药设备，尤其涉及一种中药提取时的低温减压提取浓缩装置。

背景技术

中药提取是中药生产最关键的前处理工序，其后续工序还有浓缩和分离纯化等。目前大多数厂家采用常压提取后减压浓缩的分二步生产工艺，如图1。其弊端是常压提取沸点高，热敏性有效成分破坏多，而在高温下无效大分子物质反而大量带入提取液，使得后续分离纯化工期长，溶媒损耗大、能耗高，有效成分损失多，因而生产成本高且质量难以控制。

对这个长期困扰中药生的瓶颈问题，本发明人曾发明了减压低温提取的专利装置——《用于中药提取的减压提取装置》(专利号ZL200420024138.7，见图4，此专利并申请了PCT及日本发明专利)，使得提取温度比原来常压下最多可低到40℃的操作方法，解决了提取过程中有效成分破坏多，而无效成分含量高的问题。目前这一技术正在行业中得到有效的推广应用，取得了瞩目的效果。

而提取的后续工序即提取液的浓缩是中药生产中能耗最大的工序。目前普遍采用的设备有单效和双效浓缩器，由于双效浓缩器利用了溶液蒸发中二次蒸汽的汽化潜热，故较单效浓缩器要节能很多。

由于医药行业普遍实行了国家GMP的强制管理，在生产流程上更趋于将工段之间流程联系得更为紧凑以减少药物的中间污染环节；同时上一工序加工后的物料也即下道工序的原料如果不经过中间贮存设备而直接进入下道工序的生产装置不仅节省固定资产的投资还可以减少能耗和周转时间。所以将提取和浓缩这二个工段的设备合并成一个系统装置从而完成提取和浓缩的操作是制药生产发展进步的大势所趋。

然而目前市场上存在一种称为“热回流提取浓缩机组”的设备(见图2)，虽然将提取和浓缩这二个工序设备机械地联系在一起，但起不到低温提取而且节能的效果。其关键原因在于：在提取工序没有减压低温提取的装置(此为本人已授权的专利)，所以提取过程仍旧是传统意义上的常压提取，故对药材中热敏性的有效成分破坏很大；而在浓缩部分是使用的单效浓缩器，所以相当浪费能源(蒸汽和冷却水)。关于此工艺的能耗分析可以参考专业杂志《中国制药装备》2009年第14期(2009年5月15日出版)文“蒸发浓缩的分析和节能途径”P30～34。

发明内容

本发明目的是针对背景技术中提及的现有技术存在的缺陷提供一种节能型中药低温减压提取浓缩装置。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

本发明节能型中药低温减压提取浓缩装置，包括减压提取装置和浓缩装置，其特征在于所述浓缩装置包括提取罐、冷凝器、冷却器和减压回流罐，所述浓缩装置包括一效加热器、一效蒸发器、二效加热器和二效蒸发器；冷凝器的一端分别与提取罐、一效蒸发器、二效加热器和二效蒸发器的蒸汽出口连通，冷凝器的另一端依次通过冷却器和减压回流罐与提取罐的回流液进口相连通，提取罐的底部出液口与一效加热器的进料口连通，一效加热器的进料口通过阀门与二效加热器的进料口连接，一效加热器的出料口与一效蒸发器的进料口连通，一效蒸发器的底部与一效加热器的回流液进口连通，二效加热器的出料口与二效蒸发器的进料口连通，二效蒸发器的底部与二效加热器的回流液进口连通。

所述减压回流罐由上罐体焊接于下罐体上构成，在上罐体顶部设有与冷却器相通的进料阀，上罐体的上部设置有与真空泵相通的真空阀，上罐体的下部设置有与下罐体相通的下料阀，上罐体和下罐体之间还设置平衡阀，在上罐体与下罐体之间设置有放空阀，下罐体底部设置有与提取罐的进料口相通的出料阀。

所述减压回流罐由上罐体焊接于下罐体上构成，在上罐体顶部设有与冷却器相通的进料阀，上罐体的上部设置有与真空泵相通的真空阀，上罐体的下部与下料阀的一端连接，下料阀的另一端分别与放空阀的一端和下罐体的上部连接，放空阀的另一端与大气相通，上罐体和下罐体之间还设置平衡阀，下罐体底部设置有与提取罐的进料口相通的出料阀。

所述减压回流罐下罐体上设有用来观察罐体内物料量的视镜。

所述提取罐的顶部设置捕沫器，冷凝器的一端通过捕沫器与提取罐相连通。

冷却器和减压回流罐之间设置油水分离器。

提取罐的底部至顶部之间依次设有过滤器和循环泵，过滤器的输出端分别与提取罐的顶部和一效加热器的进料口连通。

本发明具有如下有益效果：

1.结构

将低温减压提取的专利装置往下步浓缩工序延伸使其与双效浓缩器联为一体，既解决了提取温度的过高问题也同时在浓缩工段起到大幅节能的效果，又实现了两道工序的一体化操作。而且本发明不是简单的提取和浓缩设备二者之间的拼凑和联结，更是这二种工序设备有机的改进和融合。这是由于其中发明人将原本二种设备中的相同功能部件，例如冷凝器进行了组合式的设计，并省去了受液罐和提取液中间贮罐，即如图中省去了13、14、15、16这4台设备，从而不仅提高了组件的利用效果，更是节省了制造材料，因而也降低了设备的造价，节约了社会资源(见图3)。

2.特点

(1)减压低温提取——采用发明人的已授权专利技术《用于中药提取的减压提取装置》，使得药材中热敏性有效成分不致遭受通常在常压提取下高温的破坏，大幅提高了药液的质量，充分利用了宝贵的药材资源。例如，河北永丰药业用3吨提取罐提取丹参时，其主要有效成分丹酚酸的含量从原来的常压提取仅为45.3％，而采用减压提取上升到65.5％，增加了20.2个百分点，(见表一低温减压提取生产效果对比表)由此可见一斑。同时此低温减压提取技术也减少了能耗和溶媒的消耗量，还缩短了提取时间。

(2)浓缩工艺采用了双效浓缩器，可以大大节约能源。节约蒸汽45％以上，节约冷却水40％以上。参考文献：中国医药报2005年8月9日A8版“双效浓缩器节能性令人刮目”；《中国制药装备杂志》2006年第8期(4月20日出版P27～29)“双效浓缩器与单效浓缩器能耗的比较分析”。

(3)设备结构大大简化，节省投资费用。

原工艺需二台冷凝器，二台冷却器，即提取与浓缩各需一台冷凝器与冷却器。若提取和浓缩分步进行其中还要一台中间贮罐，即提取液贮罐。现在经优化合并为一台冷凝器与一台冷却器。节省冷凝器和冷却器各一台以及提取液中间贮罐和受液罐。这样，提高了设备的利用率，降低了总的投资，还简化了操作。由于冷凝器和冷却器及中间贮罐在设备中的造价中占的比例较大，所以此设备简化约节省费用约25％左右(从图的对比可以看出)。

(4)提高提取效率，缩短提取时间。

由于在浓缩时，大量溶媒蒸汽经过冷凝器冷凝成溶液“回流”到提取罐，等于往提取罐里增加了新鲜溶媒，这样增加了提取的“推动力”，故而缩短了提取的时间。这是因为：单独提取时，提取罐夹套加热的面积较小，蒸发量也相对较小，所以虽然有冷凝液的回流，但是这个回流的量与浓缩器的列管式加热器的蒸发而冷凝的回流量相比是非常小的。原因是列管式换热器的传热面积要大大高于提取罐夹套的传热面积。所以这样能够形成更大的‘浓度差’，即增大提取的推动力，故而提高提取的效率，也就就缩短了提取时间。

(5)本设计的设备位置在工艺流程基本不变情况下可以灵活调整。例如对提取车间厂房高度有限场合，如有些企业提取罐比较长，其所占空间高度就比较大，提取罐上方的空间就受到限制，这时，冷凝器、冷却器、分离器及减压回流罐还可以置于提取罐操作平台的下方，以解决此高度不足之矛盾，如图5。

3.减压回流罐6结构：

现经发明人研究，在同等功能效果不变的情况下，将其结构进一步简化改进，这样既节省材料，又简化了加工制造，从而降低制造成本，同时还避免了因部件复杂易产生故障需要维修麻烦。

(1)取消原上筒体与下筒体内部相联结的止回阀；

(2)下筒体的上椭圆封头，原在上筒体内的部分，由于现去掉了止回阀，故不必为安装止回阀而裁割一圈，也就是说，上筒体可直接焊接在完整的下筒体的上封头上即可，不需破坏上封头的完整性。

(3)由冷凝器或油水分离器从61阀进入减压回流罐上筒体的冷凝液，原来既可以从止回阀67进入下筒体，也可以从旁通管路阀门进入下筒体。经改进后，凝液全部从旁通管阀64进入下筒体，而所产生的效果与原设计没有区别。

(4)另外，真空口65及阀亦可置于下筒体的封头上，且位于上筒身之外，这样更便于操作。

附图说明

图1：现行常压提取、双效浓缩系统结构图。

图2：现行热回流提取浓缩机组结构图。

图3：本发明装置结构图。

图4：现有专利：《用于中药提取的减压提取装置》(专利号ZL200420024138.7)结构图。

图5：本发明另一种结构示意图。

图6：本发明减压回流罐6结构图。

图中标号名称：提取罐1，捕沫器2，冷凝器3，冷却器4，油水分离器5，减压回流罐6，过滤器7，循环泵8，一效加热器9，一效蒸发器10，二效加热器11，二效蒸发器12，浓缩冷凝器13，浓缩冷却器14，受液罐，进料阀61，真空阀62，平衡阀63，下料阀64，放空阀65，出料阀66，止回阀67。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

如图1所示，节能型中药低温减压提取浓缩装置，包括减压提取装置和浓缩装置，其特征在于所述浓缩装置包括提取罐1、冷凝器3、冷却器4和减压回流罐6，所述浓缩装置包括一效加热器9、一效蒸发器10、二效加热器11和二效蒸发器12；冷凝器3的一端分别与提取罐1、一效蒸发器10、二效加热器11和二效蒸发器12的蒸汽出口连通，冷凝器3的另一端依次通过冷却器4和减压回流罐6与提取罐1的回流液进口相连通，提取罐1的底部出液口与一效加热器9的进料口连通，一效加热器9的进料口通过阀门与二效加热器11的进料口连接，一效加热器9的出料口与一效蒸发器10的进料口连通，一效蒸发器10的底部与一效加热器9的回流液进口连通，二效加热器11的出料口与二效蒸发器12的进料口连通，二效蒸发器12的底部与二效加热器11的回流液进口连通。

所述减压回流罐6下罐体上设有用来观察罐体内物料量的视镜。

所述提取罐1的顶部设置捕沫器2，冷凝器3的一端通过捕沫器2与提取罐1相连通。

冷却器4和减压回流罐6之间设置油水分离器5。

提取罐1的底部至顶部之间依次设有过滤器7和循环泵8，过滤器7的输出端分别与取罐1的顶部和一效加热器9的进料口连通。

如图6(a)所示，所述减压回流罐6由上罐体焊接于下罐体上构成，在上罐体顶部设有与冷却器4相通的进料阀61，上罐体的上部设置有与真空泵相通的真空阀62，上罐体的下部设置有与下罐体相通的下料阀64，上罐体和下罐体之间还设置平衡阀63，在上罐体与下罐体之间设置有放空阀65，下罐体底部设置有与提取罐1的进料口相通的出料阀66。

如图6(b)所示，所述减压回流罐6由上罐体焊接于下罐体上构成，在上罐体顶部设有与冷却器4相通的进料阀61，上罐体的上部设置有与真空泵相通的真空阀62，上罐体的下部与下料阀64的一端连接，下料阀64的另一端分别与放空阀65的一端和下罐体的上部连接，放空阀65的另一端与大气相通，上罐体和下罐体之间还设置平衡阀63，下罐体底部设置有与提取罐1的进料口相通的出料阀66。

本发明解决了现行中药生产提取、浓缩二个重要工段目前所存在的问题。是一种既能充分利用药材资源，提高产品质量，又能节省投资成本、减少能耗、缩短生产周期提高生产效率，大幅降低生产成本的发明装置，同时又符医药生产的对GMP要求的改造方向，有极大的推广使用价值和广阔的市场前景。

例如，河北永丰药业用3吨提取罐提取丹参时，其主要有效成分丹酚酸的含量从原来的常压提取仅为45.3％，而采用减压提取上升到65.5％，增加了20.2个百分点，见表一低温减压提取生产效果对比表：

本发明不仅可以达到如上所述即减压低温提取从而对大多数热敏性中药成份不致受到高温破坏且无效大分子成分杂质不致带入提取液的弊端，而双效浓缩又大大节能的效果。而且，减压低温或常压提取、单效浓缩、双效浓缩各自的独立功能或组合功能亦可操作。比如，在单独提取时，既可减压低温操作，亦可常压操作(因为有时工艺要求某些药材就必须在常压下提取，比如对一些药材中毒性成分须在高温下将其分解掉。在常压下操作时对设备的布置应有一定的高位差方能产生溶媒的回流，如说明书图3的布置)；亦可单独使用单效操作，这在用于收膏或挥发性溶媒回收的场合，因为现在大部分厂家是另行购置一套称为‘多功能酒精回收浓缩器’的设备，其实就是一台单效浓缩器；亦可单独双效浓缩操作或是提取配单效操作。以上各独立功能和各种组合功能的实现是在设备的液体进出口设置适当的阀门控制即能达到。这样一来，这种装置就更适应了中药提取复杂多变的不同工艺的需要而可灵活掌握，也极大地提高装置的利用效果。

Claims (7)

1.一种节能型中药低温减压提取浓缩装置，包括减压提取装置和浓缩装置，其特征在于所述减压提取装置包括提取罐(1)、冷凝器(3)、冷却器(4)和减压回流罐(6)，所述浓缩装置包括一效加热器(9)、一效蒸发器(10)、二效加热器(11)和二效蒸发器(12)；冷凝器(3)的一端分别与提取罐(1)、一效蒸发器(10)、二效加热器(11)和二效蒸发器(12)的蒸汽出口连通，冷凝器(3)的另一端依次通过冷却器(4)和减压回流罐(6)与提取罐(1)的回流液进口相连通，提取罐(1)的底部出液口与一效加热器(9)的进料口连通，一效加热器(9)的进料口通过阀门与二效加热器(11)的进料口连接，一效加热器(9)的出料口与一效蒸发器(10)的进料口连通，一效蒸发器(10)的底部与一效加热器(9)的回流液进口连通，二效加热器(11)的出料口与二效蒸发器(12)的进料口连通，二效蒸发器(12)的底部与二效加热器(11)的回流液进口连通。

2.根据权利要求1所述的节能型中药低温减压提取浓缩装置，其特征在于所述减压回流罐(6)由上罐体焊接于下罐体上构成，在上罐体顶部设有与冷却器(4)相通的进料阀(61)，上罐体的上部设置有与真空泵相通的真空阀(62)，上罐体的下部设置有与下罐体相通的下料阀(64)，上罐体和下罐体之间还设置平衡阀(63)，在上罐体与下罐体之间设置有放空阀(65)，下罐体底部设置有与提取罐(1)的进料口相通的出料阀(66)。

3.根据权利要求1所述的节能型中药低温减压提取浓缩装置，其特征在于所述减压回流罐(6)由上罐体焊接于下罐体上构成，在上罐体顶部设有与冷却器(4)相通的进料阀(61)，上罐体的上部设置有与真空泵相通的真空阀(62)，上罐体的下部与下料阀(64)的一端连接，下料阀(64)的另一端分别与放空阀(65)的一端和下罐体的上部连接，放空阀(65)的另一端与大气相通，上罐体和下罐体之间还设置平衡阀(63)，下罐体底部设置有与提取罐(1)的进料口相通的出料阀(66)。

4.根据权利要求2或3所述的节能型中药低温减压提取浓缩装置，其特征在于所述减压回流罐(6)下罐体上设有用来观察罐体内物料量的视镜。

5.根据权利要求1所述的节能型中药低温减压提取浓缩装置，其特征在于所述提取罐(1)的顶部设置捕沫器(2)，冷凝器(3)的一端通过捕沫器(2)与提取罐(1)相连通。

6.根据权利要求1所述的节能型中药低温减压提取浓缩装置，其特征在于：冷却器(4)和减压回流罐(6)之间设置油水分离器(5)。

7.根据权利要求1所述的节能型中药低温减压提取浓缩装置，其特征在于：提取罐(1)的底部至顶部之间依次设有过滤器(7)和循环泵(8)，过滤器(7)的输出端分别与提取罐(1)的顶部和一效加热器(9)的进料口连通。

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