CN102500131A - 一种管道式微波连续萃取设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道式微波连续萃取设备，其主要特征在于所述萃取装置由带波纹的聚四氟乙烯管及不锈钢外壳构成微波谐振辐射腔，并在不锈钢外壳内设有发射微波的磁控管，所述储存罐和浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与转子泵连接，转子泵出口与微波萃取装置的进口连接，微波萃取装置的出口分为两路，一路通过一个自动控制阀门连接到固液分离器，另外一路各自通过一个自动控制阀门与浸泡罐连接，所述带波纹的聚四氟乙烯管管壁能使流体产生湍流状态，本发明由于根据微波的三大特性即似光性（反射）、穿透及吸收，设计全封闭微波谐振腔，在具有阻隔并反射微波的长方形不锈钢腔体内，安装螺旋盘形的聚四氟乙烯波纹软管，使浸泡液流动产生湍流状态，可使微波穿透更加彻底。

Description

一种管道式微波连续萃取设备

技术领域

本发明所涉及的是一种制药及食品设备，该设备应用于中药、农药、兽药、食品、保健品化学合成药与染料中间体等行业，从可溶于极性溶剂（水或有机溶剂）中的植物有效成分如有机酸类、生物碱类、糖类等化合物提取药用、营养保健成分，特别涉及的是一种管道式微波连续萃取设备的改进发明。

背景技术

目前应用于植物有效成分萃取的工艺装备有传统的热回流、渗漉、新工艺装备超临界、超声波、微波等。前者因能耗高、物耗大、成本高及污染大不受欢迎；超临界主要适用于非极性成分尤其是油类挥发性成分提取，应用范围较狭窄，而且设备价格昂贵；超声波相对比较能耗高，噪音大，推广难度大；相对比较微波萃取具有较大优势，现有技术中，查中国专利号为2006101383590，其发明名称为《管道式微波连续提取装置》，该申请公开了通过微波进行萃取的工艺，该装置对一些实验室微波提取产品工艺参数验证与改进，认为可以走通，并且也可以连续生产，但是还具有局限性，只能完成中型放大规模，其药材投料量只能以数公斤的规模，而生产规模每次投料量为数百斤为单位，因此现有技术只能为产业化的设备提供研发参考数据，国内外微波萃取设备大多为罐式，而且绝大多数属于间歇式，相对比较其能源消耗较高，而且功率不可调，同时，由于微波在透明液体中其穿透深度仅4CM，其管壁为光滑的，流体始终处于恒流状态，在罐体内中药浸泡液的流动靠搅拌搅动，因此，浸泡液吸收微波能是不完全的。

发明内容

鉴于此，本发明所解决的技术问题是为了提供一种可连续化生产，并且微波穿透彻底的一种管道式微波连续萃取设备，为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：该种管道式微波连续萃取设备，该设备包括有溶剂储存罐、浸泡罐、冷凝器、冷却器、分油器、储液器、转子泵、萃取装置、固液分离器、自控阀门、微波功率调节器及触摸屏PLC智能控制器，所述浸泡罐外设有热源，其特征在于所述萃取装置由带波纹的聚四氟乙烯内盘管及不锈钢外壳构成微波谐振辐射腔，并在不锈钢外壳内设有发射微波的磁控管，所述储存罐和浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与转子泵连接，变频输送转子泵出口与微波萃取装置的进口连接，微波萃取装置的出口分为两路，一路通过一个自动控制阀门连接到固液分离器，另外一路各自通过一个自动控制阀门与浸泡罐连接，所述带波纹的聚四氟乙烯管管壁能使流体产生湍流状态。

所述浸泡罐设有三个，并且该三个浸泡罐的热源为外盘管加热器。

所述外盘管内流动的介质为循环的热盐水。

 所述不锈钢外壳为长方形，所述磁控管设置在长方形壳体的四个壳壁上。

 所述聚四氟乙烯管呈盘绕式设置。

所述所浸泡罐内设有变频调速搅拌器。

 本发明由于根据微波的三大特性即似光性（反射）、穿透及吸收，设计全封闭微波谐振腔，在具有阻隔并反射微波的长方形不锈钢腔体内，安装螺旋盘形的聚四氟乙烯波纹软管，使浸泡液流动产生湍流状态，可使微波穿透更加彻底，其四壁安装发射微波的磁控管，随聚四氟乙烯管内通行的药材浸泡液进行辐射，未经吸收的微波经金属表面又反射至谐振腔内再穿透聚四氟乙烯波纹软管被药材浸泡液吸收，达到提高微波能吸收效率，并阻止微波泄漏，同时，达到节省能源消耗的目的。

 螺旋盘形的聚四氟乙烯管，具有易被微波穿透而且对微波吸收量最少，耐温变，耐腐蚀，阻力仅0.04（单位），不粘附流体物质，具有柔软易弯曲，最重要的是波纹管可以使流体处于湍流状态，使微波吸收更加完全。

本发明的浸泡罐用于浸透漂浮于溶剂中的药材颗粒，为缩短不同重度药材颗粒的浸泡时间采用特殊结构， 由于改变了浸泡罐加热方式，加热源改传统的蒸汽夹层加热为现在的外盘管循环热盐水，比如将加热源改传统蒸汽夹层加热为外盘管循环热盐水，改变了之前单速搅拌为调速搅拌，其搅拌形式改桨式为涡轮式，罐底出料阀改球阀为顶底阀以避免出料堵塞，并且配有超声波液位测定仪及温度感应探头，液位控制通过超声波液位测定仪控制。

因由于加热方式的改变，因此物耗降低，提高了药材利用率，并且生产区污染物排放显著降低，周围环境明显改善，因为生产周期和加热时间的缩短及加热方式的改变，在提取过程中不需要或极少量使用蒸汽，因此就不用耗费产生蒸汽的煤，达到改善环境的目的。

智能控制系统的改进由于电与微波的易控性便于实现生产过程的智能化，微波是交变高频电磁波，其作用随电流的存在而产生，瞬间即生、瞬间即逝，而且其功率密度可调、可控，因此温度、时间、功率、流量、压力、液位、转速等参数可以通过传感器、变频器、编程器和触摸屏显示器进行调节控制，利于操作过程实现自动化、连续化是产品形成规模化、现代化生产。

具体实施方式

图1为本发明的整机原理图；

图2为本发明聚四氟乙烯内盘管波纹放大图。

具体实施方式

附图表示了本发明的结构及其实施例，下面再结合附图进一步描述其实施例的有关细节及工作原理。

该种管道式微波连续萃取设备，包括有一台储存罐、1一台离心泵2、三个带调速搅拌器的浸泡罐3、冷凝器4、冷却器12、分油器5，储液器6、转子泵7、固液分离器18、若干不同功能的自控阀门及液位传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、微波功率调节器及触摸屏PLC程控器，所述固液分离器将药液分离到净液罐8内，离心泵为变频离心泵，转子泵为变频调速转子泵，所述离心泵将物料送入到储存罐内，液位传感器、温度传感器、压力传感器及流量传感器在每个浸泡罐内都有，上述个部件的连接关系和位置关系可参照ZL2006101383590，其发明名称为《管道式微波连续提取装置》的专利。

所述储存罐1和浸泡罐3各自通过一个自动控制阀门与变频输送转子泵连接，浸泡液的外壁设有外盘管循环热盐水，该外盘管循环热盐水通过热水罐9来供应，该变频输送转子泵替代了以往的螺旋泵，其直接好处是便于浸泡液定量输送并减少输送泵运行故障，延长使用寿命，所述变频输送转子泵出口与微波萃取装置10的进口连接，微波萃取装置的出口分为两路，一路通过一个自动控制阀门连接到固液分离器，另外一路各自通过一个自动控制阀门与浸泡罐连接，所述微波萃取装置由带波纹的聚四氟乙烯内盘管11及不锈钢外壳构成微波谐振辐射腔，该内盘管11可以像弹簧一样缠绕，也可以像波浪形分布，并在不锈钢外壳内设有发射微波的磁控管，所述聚四氟乙烯管的管壁上的波纹能使流体产生湍流状态，所述不锈钢外壳为长方形，所述磁控管设置在长方形壳体的四个壳壁上，因此，可以对内盘管内的输送路径通过的浸泡液进行全方位萃取，该不锈钢壳壁采用全封闭结构，而且凡是可能产生微波泄漏的接点都采取安全屏蔽措施。为了适用于产业化生产，新设计的微波功率可以在32-48KW之间可以调节，并且将聚四氟乙烯管的直径设置爱50-70MM的波纹软管，大大提高浸泡液对微波能吸收吸收，也更加适用于药材不同有效成分对微波能的吸收要求，即避免温度过高分解，又可以节省能源消耗。

 本发明工作时，通过触摸屏启动智能控制器，将储存罐内的溶剂通过离心泵定量打入浸泡液，然后将干燥药材粉碎至所需细度，投入定量药材粉末至浸泡罐内，然后搅拌加热，升温至规定温度保温至规定时间，然后将浸泡液通过转子泵定量打入微波萃取装置内，在浸泡液通过微波萃取装置的聚四氟乙烯波纹软管内时，由于波纹管的作用，可以使浸泡液在流动的过程中产生湍流状态，湍流会使浸泡液中植物腺胞内的有效成分上下跳动，从而使细胞壁破裂而流出细胞液，使有效成分提取更加的彻底，当关闭转子泵时，同时开启过滤器阀门进行固液分离，以达到药物萃取的目的。

Claims (6)

1.一种管道式微波连续萃取设备，该设备包括有溶剂储存罐、浸泡罐、冷凝器、冷却器、分油器、储液器、转子泵、萃取装置、固液分离器、自控阀门、微波功率调节器及触摸屏PLC智能控制器，所述浸泡罐外设有热源，其特征在于所述萃取装置由带波纹的聚四氟乙烯管及不锈钢外壳构成微波谐振辐射腔，并在不锈钢外壳内设有发射微波的磁控管，所述储存罐和浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与转子泵连接，转子泵出口与微波萃取装置的进口连接，微波萃取装置的出口分为两路，一路通过一个自动控制阀门连接到固液分离器，另外一路各自通过一个自动控制阀门与浸泡罐连接，所述带波纹的聚四氟乙烯管管壁能使流体产生湍流状态。

2.如权利要求1所述的一种管道式微波连续萃取设备，其特征在于所述浸泡罐设有三个，并且该三个浸泡罐的热源为外盘管加热器。

3.如权利要求2所述的一种管道式微波连续萃取设备，其特征在于所述外盘管内流动的介质为循环的热盐水。

4.如权利要求2所述的一种管道式微波连续萃取设备，其特征在于 所述浸泡罐内设有调速搅拌器。

5.如权利要求1所述的一种管道式微波连续萃取设备，其特征在于 所述不锈钢外壳为长方形，所述磁控管设置在长方形壳体的四个壳壁上。

6.如权利要求1所述的一种管道式微波连续萃取设备，其特征在于 所述聚四氟乙烯管呈盘绕式设置。

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