CN102363085B - 中药的水提取药液的提取浓缩方法及其专用装置 - Google Patents
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Abstract
中药的水提取药液的提取浓缩方法及其专用装置，提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式过程，A、在提取罐中进行中药材药物成份的水提取，得输入到贮药罐中的中药液；B、将贮药罐中的中药液抽取到蒸发室，中药液在蒸发室被处理为中药浓缩液和中药蒸汽；C、将中药蒸汽抽入分离室，中药蒸汽在分离室被处理为预置温度的升温蒸汽和中药浓缩液，部份升温蒸汽循环输入到蒸发室通过与中药液进行热交换后成为冷凝液；D将达到预置浓度的中药浓缩液抽取到浓缩液缸中；将没有达到预置浓度的中药浓缩液抽取到蒸发室，继续B、C过程。该方法能使能源充分回收再利用，大大降低了废水、废气、废热对环境污染，也降低了废水、废气、废热的处理成本。
Description
技术领域
本发明属于中药的水提取药液的处理技术，尤其涉及中药的水提取药液的提取浓缩方法及其专用装置。
背景技术
中药工业化生产流程主要由提取、过滤、浓缩、醇沉、吸附、洗脱、收膏、干燥、制剂及相应的乙醇回收等工序组成，且提取、浓缩工序都是多变量、扰动大、非线性的复杂动态系统。造成这些问题的主要原因表现在以下两个方面：中药有效成分的复杂性，中药材质量的不稳定性；现有中药提取浓缩生产线大都采用传统的提取浓缩方式，无法达到生产自动化、标准化，一直是中药走向世界的瓶颈。而且生产中产生的废水、废气、废热直接排到空气中，造成能源浪费、环境污染等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供废水、废气、废热能循环利用，生产成本低的中药的水提取药液的提取浓缩方法及其专用装置。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案实现是：中药的水提取药液的提取浓缩方法，包括水提取药液的提取和浓缩工艺，提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式过程，其步骤为，A、在提取罐中进行中药材药物成份的水提取，得到输入到贮药罐中的中药液；B、将贮药罐中的中药液抽取到蒸发室，中药液在蒸发室被处理为中药浓缩液和中药蒸汽；C、将中药蒸汽抽入分离室，中药蒸汽在分离室被处理为预置温度的升温蒸汽和中药浓缩液，部份升温蒸汽循环输入到蒸发室通过与中药液进行热交换后成为冷凝液；D、检测中药浓缩液的浓度，将达到预置浓度的中药浓缩液抽取到浓缩液缸中；将没有达到预置浓度的中药浓缩液抽取到蒸发室，继续B、C过程；所述步骤C余下的升温蒸汽回流到步骤A循环利用；所述步骤C的冷凝液抽取到步骤A提取罐中循环利用。在该过程中，步骤A是提取阶段，也是水浸提中药材的过程，B、C、D阶段是浓缩过程。
进一步：在上述中药的水提取药液的提取浓缩方法，步骤B的蒸发室内设有由陈列排布管形成的热处理段，步骤A也会产生水蒸气，抽取该水蒸气到热处理段，步骤C的部份升温蒸汽循环输入到蒸发室热处理段，中药液在阵列管内部，它与阵列管外部的部份升温蒸汽和水蒸气进行热交换。将步骤C的冷凝液抽取到冷凝缸中，再将冷凝液从冷凝缸中抽取到步骤A提取罐中循环利用。步骤B还包括将中药液通过换热器加热到预置温度的过程。所述步骤C还包括将预置温度的升温蒸汽进行二次分离的步骤，进一步将升温蒸汽中携带的药液成份分离出来。步骤C还包括通过高功率动力泵将未达到预置温度的升温蒸汽进行反复加压，反复升温成预置温度的升温蒸汽的过程，即根据理想气体状态方程pv/T=nR在绝热情况下，压力升高的情况下，温度随之升高，通过我们的高功率动力泵，水蒸气通过把机械能转换成热能，使之升温升压到预置温度的升温蒸汽这样分离室也可以将进一步，将升温蒸汽中携带的药液成份分离出来。
本发明还提提供了上述中药的水提取药液的提取浓缩方法的装置，包括提取、浓缩装置，提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式系统，比例微积分PID控制的内循环式系统依次包括由逻辑控制器PLC控制的提取罐、贮药罐、蒸发室、分离室、浓缩液缸。所述的蒸发室内设有热处理段，所述的热处理段是陈列排布的管。所述的分离室与高功率动力泵之间还设有气液二次分离室。所述的蒸发室还连接有收集冷凝液的冷凝缸；蒸发室前端还设有热交换器。
与现有技术相比，上述中药的水提取药液的提取浓缩方法的有效技术效果是：
1、在本发明的浓缩过程中，部分升温蒸汽的热量用于加热室循环利用，浓缩后剩余升温蒸汽的热量和冷凝水（废水）都再次用于提取过程，实现了废水、废气余热的循环利用，一方面降低了对环境的污染，另一方面降低了提取过程中的能源需求。
2、在本发明的提取浓缩过程中，其温度、压力，药液浓缩步骤的浓度等均由比例微积分PID精确控制，提高了生产效率和浓缩液的质量。
3、该套装置的清洁只需要在贮药罐中放置清水，系统完整工作一次就达到整套系统的清洁，而现有的中药液提取浓缩装置是由人工清洗，很不方便。
附图说明
图1是本发明中药的水提取药液的提取浓缩方法的专用装置简图，其中，1提取罐、2贮药罐、3蒸发室、31热处理段、4分离室、5浓缩液缸、6冷凝缸、7换热器、8气液二次分离室。
具体实施方式：
本发明的主旨是利用提取浓缩步骤是基于比例微积分控制PID的内循环式过程，下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施方式中所提及的内容及相关方法条件的选择并非对本发明的限定，只是因地制宜而对结果并无实质性影响。
中药的水提取药液的提取浓缩方法，包括水提取药液的提取和浓缩工艺，提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式过程，其步骤为，A、在提取罐1中进行中药材药物成份的水提取，得到输入到贮药罐2中的中药液；B、将贮药罐2中的中药液抽取到蒸发室3，中药液在蒸发室3被处理为中药浓缩液和中药蒸汽；C、将中药蒸汽抽入分离室4，中药蒸汽在分离室4被处理为预置温度的升温蒸汽和中药浓缩液，部份升温蒸汽循环输入到蒸发室2通过与中药液进行热交换后成为冷凝液；D、检测中药浓缩液的浓度，将达到预置浓度的中药浓缩液抽取到浓缩液缸5中；将没有达到预置浓度的中药浓缩液抽取到蒸发室3，继续B、C过程；所述步骤C余下的升温蒸汽回流到步骤A循环利用；所述步骤C的冷凝液抽取到步骤A提取罐1中循环利用。步骤B的蒸发室2内设有由陈列排布管形成的热处理段31，步骤A也会产生水蒸气，抽取该水蒸气到热处理段31，步骤C的部份升温蒸汽循环输入到蒸发室热处理段31，中药液在阵列管内部，它与阵列管外部的部份升温蒸汽和水蒸气进行热交换。将步骤C的冷凝液抽取到冷凝缸6中，再将冷凝液从冷凝缸6中抽取到步骤A提取罐1中循环利用。步骤B还包括将中药液通过换热器7加热到预置温度的过程。所述步骤C还包括将预置温度的升温蒸汽进行二次分离的步骤。步骤C还包括通过高功率动力泵将未达到预置温度的升温蒸汽进行反复加压，反复升温成预置温度的升温蒸汽的过程。
本发明还提供了上述的中药的水提取药液的提取浓缩方法的装置，包括提取、浓缩装置，提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式系统，比例微积分PID控制的内循环式系统依次包括由逻辑控制器PLC控制的提取罐1、贮药罐2、蒸发室3、分离室4、浓缩液缸5。所述的蒸发室3内设有热处理段31，所述的热处理段是陈列排布的管。所述的分离室4与高功率动力泵之间还设有气液二次分离室8。所述的蒸发室3还连接有收集冷凝液的冷凝缸6；蒸发室3前端还设有热交换器7。
我们通过传统的中药水提取浓缩方法与本发明的中药水提取浓缩方法提取了复方穿心莲片流膏， 复方穿心莲片流膏比重：1. 2 出料温度：90 度 提取液：2吨/小时 常温：30 度
我们以热能千焦耳（kj）为单位，药液 = 水来计算
[ 30度水焓量=125.6kj/kg , 100度水焓量=418.68kj/kg , 100度水蒸汽焓量=2677kj/kg , 95度水焓量=397.75kj/kg , 90度水焓量=376.81kj/kg , 1kg标准煤产生6kg蒸汽 ，传统二效蒸发器蒸发1kg 需蒸汽0.6kg ，1kg标准煤市价0.8元 ]，通过传统工艺和本发明中药水的提取浓缩方法后，相关节能环保的实验数据如表1所示，高效、自动控制的实验数据如表2所示。
表1：节能环保的实验数据
从表1看出，在本发明的浓缩过程中，部分升温蒸汽的热量用于加热室循环利用，浓缩后剩余升温蒸汽的热量和冷凝水（废水）都再次用于提取过程，实现了废水、废气余热的循环利用，一方面降低了对环境的污染，另一方面降低了提取过程中的能源需求。
表2：高效、自动控制的实验数据
从表2可以看出，在本发明的提取浓缩过程中，其温度、压力，药液浓缩步骤的浓度等均由比例微积分PID精确控制，提高了生产效率和浓缩液的质量。本发明的自动化程度很高。
Claims (7)
1.中药的水提取药液的提取浓缩方法，包括水提取药液的提取和浓缩工艺，其特征在于：提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式过程，其步骤为，
A、在提取罐（1）中进行中药材药物成份的水提取，得到输入到贮药罐（2）中的中药液；
B、将贮药罐（2）中的中药液抽取到蒸发室（3），中药液在蒸发室（3）被处理为中药浓缩液和中药蒸汽；
C、将中药蒸汽抽入分离室（4），中药蒸汽在分离室（4）被处理为预置温度的升温蒸汽和中药浓缩液，部份升温蒸汽循环输入到蒸发室（3）通过与中药液进行热交换后成为冷凝液；
D、检测中药浓缩液的浓度，将达到预置浓度的中药浓缩液抽取到浓缩液缸（5）中；将没有达到预置浓度的中药浓缩液抽取到蒸发室（3），继续B、C过程；
所述步骤C余下的升温蒸汽回流到步骤A循环利用；所述步骤C的冷凝液抽取到步骤A提取罐（1）中循环利用；步骤B的蒸发室（2）内设有由陈列排布管形成的热处理段（31），步骤A也会产生水蒸气，抽取该水蒸气到热处理段（31），步骤C的部份升温蒸汽循环输入到蒸发室热处理段（31），中药液在阵列管内部，它与阵列管外部的部份升温蒸汽和水蒸气进行热交换；所述步骤C还包括将预置温度的升温蒸汽进行二次分离的步骤；步骤C还包括通过高功率动力泵将未达到预置温度的升温蒸汽进行反复加压，反复升温成预置温度的升温蒸汽的过程。
2.根据权利要求1所述的中药的水提取药液的提取浓缩方法，其特征在于：将步骤C的冷凝液抽取到冷凝缸（6）中，再将冷凝液从冷凝缸（6）中抽取到步骤A提取罐（1）中循环利用。
3.根据权利要求1所述的中药的水提取药液的提取浓缩方法，其特征在于：步骤B还包括将中药液通过换热器（7）加热到预置温度的过程。
4.专用于权利要求1-3中任意一项所述的中药的水提取药液的提取浓缩方法的装置，包括提取、浓缩装置，其特征在于：提取和浓缩是由比例微积分PID控制的内循环式系统，比例微积分PID控制的内循环式系统依次包括由逻辑控制器PLC控制的提取罐（1）、贮药罐（2）、蒸发室（3）、分离室（4）、浓缩液缸（5）。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述的蒸发室（3）内设有热处理段（31），所述的热处理段是陈列排布的管。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的分离室（4）与高功率动力泵之间还设有气液二次分离室（8）。
7.根据权利要求5或6中任意一项所述的装置，其特征在于：所述的蒸发室（3）还连接有收集冷凝液的冷凝缸（6）；蒸发室（3）前端还设有换热器（7）。
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