CN103041614B - 一种中药提取浓缩装置及提取浓缩的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中药的提取和浓缩技术领域，具体的涉及一种中药提取浓缩装置及提取浓缩的方法，提取浓缩装置的结构包括提取单元和浓缩单元，提取单元包括提取罐和药液储罐,提取罐内设置有可上下移动的活塞，当活塞杆在驱动力的作用下，使活塞向上移动以对上加压室中的药渣施压进一步压榨；浓缩单元包括浓缩容器、真空泵和用于给浓缩容器加热的加热装置，浓缩容器内设置有形成药液薄膜的阶梯状的蒸发板组件，可循环浓缩。与现有技术相比，本发明具有提取浓缩效率高、加热时间短、降低对药物有效成分的破坏的优点。

Description

一种中药提取浓缩装置及提取浓缩的方法

技术领域

本发明涉及中药的提取和浓缩技术领域，具体的涉及一种中药提取浓缩装置及采用该装置进行中药提取浓缩的方法。

背景技术

中药材品种繁多，具有广泛的药理作用，其疗效在当今世界上越来越被重视，因而具有广阔的开发潜力，越来越多的人投入到中药材的研究和开发中。要实现中药的药用价值，中药的提取、浓缩工艺及其设备对中药的研究和开发是至关重要的，这直接影响到药物有效成分的提取率、药材的利用率以及经济性。

现有技术中，中药材的提取浓缩工艺分为提取和浓缩两个阶段，提取过程中，将中药材和溶剂放入提取容器内，然后在常压下加热反应一段时间，使提取容器内的药材溶解于溶剂中；提取完成后，将提取容器内的药液转移至浓缩装置（如旋转蒸发仪），进一步通过加热使药液内的水分和溶剂蒸发而达到浓缩的目的；采用上述工艺和设备，其缺陷在于：1）提取和浓缩两阶段的加热时间长，造成热能耗高；2）长时间的加热会破坏药物有效成分，而且提取、浓缩过程中的加热是在常压、100℃左右的高温条件下进行的，高温对于热敏性的中药会产生极大的影响；3）现有的提取器的药渣残留药液较多，有效成分的提取转移率较低，且浓缩装置内蒸发效率低。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种提取浓缩效率高、加热时间短、能够降低对药物有效成分破坏的中药提取浓缩装置。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种提取浓缩效率高、加热时间短、能够降低对药物有效成分破坏的中药提取浓缩的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种中药提取浓缩装置，包括提取单元和浓缩单元，所述提取单元包括提取罐、药液储罐以及用于给所述提取罐加热的加热装置,所述提取罐和药液储罐通过第一输液管连通，所述提取罐内设置有活塞，所述活塞与所述提取罐的罐体内壁紧密无泄漏连接，所述活塞将所述提取罐的内部空间分成上加压室和下加压室，所述活塞杆在驱动力的作用下，推动所述活塞向上移动以对所述上加压室施压，所述上加压室内还设置有搅拌器；

所述浓缩单元包括浓缩容器、真空泵和用于给所述浓缩容器加热的加热装置，所述真空泵与所述浓缩容器通过管路连接，所述药液储罐通过第二输液管与所述浓缩容器的上部进液口连通，所述浓缩容器内设置有阶梯状的蒸发板组件。

其中，所述蒸发板组件包括由上至下设置的多层台阶，所述多层台阶依次相接向下倾斜设置，每一层台阶由两个相互连接且呈100～108度夹角的蒸发板组成。

其中，所述台阶设置为7～10层台阶。

其中，所述浓缩单元还包括蠕动泵，所述蠕动泵的输入端与所述浓缩容器的底部连通，所述蠕动泵的输出端与所述浓缩容器的上部连通。

其中，所述中药提取浓缩装置还包括溶剂回收单元，所述溶剂回收单元包括回流管和缓冲容器，所述回流管的输入端与所述浓缩容器连通，所述回流管的输出端与所述缓冲容器的输入端连通，所述缓冲容器的输出端与所述提取罐的上加压室连通。

其中，所述缓冲容器与所述上加压室之间的管路上设置有压力开关。

其中，所述上加压室和下加压室通过伸缩管连通，所述伸缩管的伸缩端穿设于所述活塞，所述伸缩管的固定端穿设于所述提取罐的底部、且与所述第一输液管连通。

其中，所述搅拌器包括搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌轴为伸缩式搅拌轴，当所述活塞向上移动时，所述搅拌轴缩至所述提取罐内壁的顶部，当所述活塞向下移动时，所述搅拌轴伸长至靠近所述活塞的位置。

其中，所述药液储罐内设置有过滤装置；所述第一输液管和第二输液管均设置有控制阀。

本发明还提供一种中药提取浓缩的方法，包括以下步骤：

1）亚高压提取

将中药材和溶剂按照1:6～1:10的重量比加入至提取罐，此时活塞处于提取罐的底部，然后开启搅拌器和加热装置，并使活塞向上移动，使上加压室内压力控制在10～20Mpa，温度在80～100℃，保持5～30min，停止加热，待提取罐内压力恢复至常压时，收集药液，当药液流出完后，活塞继续缓缓升起对上加压室施加压力，进一步压榨药渣，继续收集药液；

所述溶剂为70%或95%的乙醇溶液或者蒸馏水；

2）过滤

将收集的药液过滤后存储于药液储罐；

3）负压及梯度薄膜浓缩

开启加热装置和真空泵，控制浓缩容器内的温度在60～80℃，负压压力在80～90KPa，药液由浓缩容器的上部进液口进入，经过阶梯状的蒸发板组件，药液逐一流过每一层台阶形成药液梯度薄膜，以使药液中的水分和溶剂充分蒸发，药液再次循环流过蒸发板组件；

4）溶剂的回收

由浓缩容器蒸发的含有水和溶剂的蒸汽经过回流管回流至缓冲容器中，形成液体溶剂，可再次添加到提取罐内进行下一轮循环。

本发明的有益效果：

本发明的一种中药提取浓缩装置进行中药提取浓缩时，将中药材和溶剂加入至提取罐的上加压室，此时活塞位于提取罐的底部，然后开启搅拌器和加热装置，并使活塞向上移动，使上加压室内压力控制在10～20Mpa，温度在80～100℃，保持5～30min后停止加热，压力恢复至常压时收集药液，然后活塞继续缓缓升起，给上加压室施压，进一步压榨药渣，并继续收集药液，收集药液过滤后储存于药液储罐中；浓缩时，开启加热装置和真空泵，使浓缩容器内压力保持在负压在80～90KPa条件下，使水和溶剂的沸点降低，从而可降低加热温度和减少加热时间，既有利于水和溶剂的挥发，又可减少高温对药液中有效成分的破坏；由于浓缩容器内设置有阶梯状的蒸发板组件，药液进入浓缩容器后，由最上层的蒸发板逐层向下流至最底层的蒸发板，形成药液梯度薄膜，大大增大了药液的热交换面积，以使药液中的水分和溶剂充分蒸发，有利于提高药液的浓缩率；与现有技术相比，本发明的提取浓缩装置，提取过程通过活塞的上下移动而使提取罐内压力变化，增大上加压室的压力来实现亚高压提取，压力控制在10～20Mpa，提取时间5～30min，最大限度保护有效成分并压榨提取药汁，从而提高了中药材的浸出和提取率；浓缩过程中，通过真空泵实现负压状态下的加热浓缩，并采用阶梯状的蒸发板组件使药液流过而形成药液薄膜，从而提高了药液的浓缩率，而且整个提取浓缩过程大大缩短了加热时间，降低了加热温度，最大限度地保护了药液中的有效成分，有利于热敏性中药材的提取和浓缩。

附图说明

图1为本发明的一种中药提取浓缩装置的结构示意图。

图1中包括有：

提取罐1；

上加压室11、下加压室12、活塞13；

搅拌轴14；

伸缩管15；

药液储罐2；

第一输液管21、控制阀211；

第二输液管22；

过滤装置23；

回流管3；

缓冲容器4；

压力开关41；

浓缩容器5；

真空泵6；

加热装置7；

蒸发板组件8、台阶81；

蠕动泵9；

回收瓶10。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本发明的一种中药提取浓缩装置的实施例1如图1所示，包括提取单元和浓缩单元，提取单元包括提取罐1和药液储罐2,提取罐1和药液储罐2通过第一输液管21连通，提取罐1内设置有活塞13，活塞13与提取罐1的罐体内壁紧密无泄漏连接，活塞13将提取罐1的内部空间分成上加压室11和下加压室12，活塞13杆在驱动力的作用下，使活塞13向上移动以对上加压室11施压，从而可进一步压榨药渣，提高药材的提取率，上加压室11内设置有搅拌器；

本实施例中，浓缩单元包括浓缩容器5、真空泵6和用于给浓缩容器5加热的加热装置7，真空泵6与浓缩容器5通过管路连接药液储罐2通过第二输液管22与浓缩容器5的上部进液口与连通，浓缩容器5内设置有阶梯状的蒸发板组件8，以使药液进入浓缩容器5时经过蒸发板组件8而流入浓缩容器5的底部；

采用真空泵6，用于使浓缩容器5内压力保持在负压状态，使水和溶剂的沸点降低，从而可降低加热温度和减少加热时间，既有利于水和溶剂的挥发，又可减少高温对药液中有效成分的破坏。

具体的，蒸发板组件8包括由上至下设置的多层台阶81，多层台阶81依次相接向下倾斜设置，每一层台阶81由两个相互连接且呈100～108度夹角的蒸发板组成，当药液经过蒸发板组件8时，依次流过每一层台阶81，形成药液梯度薄膜，可增大药液的蒸发面积而提高浓缩率。

具体的，台阶81设置为7～10层台阶，由于台阶81增多，药液的蒸发面积就越大，浓缩率就越高。

具体的，浓缩单元还包括蠕动泵9，蠕动泵9的输入端与浓缩容器5的底部连通，蠕动泵9的输出端与浓缩容器5的上部连通，药液经过蒸发板组件8后，再由蠕动泵9将药液抽提至位于第一层的台阶81的蒸发板，再次经过蒸发板组件8进行蒸发，重复操作以使药液充分蒸发提高浓缩率。

本实施例中，中药提取浓缩装置还包括溶剂回收单元，溶剂回收单元包括回流管3和缓冲容器4，回流管3的输入端与浓缩容器5连通，回流管3的输出端与缓冲容器4的输入端连通，缓冲容器4的输出端与提取罐1的上加压室11连通，浓缩容器5内蒸发的溶剂经过回流管3冷凝形成液体后进入缓冲容器4回收，可再次进入提取罐1重复利用，减少溶剂的使用量；上述冷凝过程中，由于真空泵6使浓缩容器5内形成负压，且加热装置维持一定的加热温度，这样可防止蒸发时产生气泡而造成冷凝液体由回流管3回流至浓缩容器5中。

具体的，缓冲容器4与上加压室11之间的管路上设置有压力开关41，可设定压力开关41的压力阈值，当压力开关41的传感器检测到上加压室11内压力达到压力阈值时，压力开关41关闭，溶剂停止由缓冲容器4流入上加压室11，当上加压室11内压力下降而低于压力阈值时，压力开关41开启，回收的溶剂由缓冲容器4流入上加压室11，由此实现了溶剂的自动添加，使溶剂与药材之间保持浓度差，有利于药材的浸出。

具体的，上加压室11和下加压室12通过伸缩管15连通，伸缩管15的伸缩端穿设于活塞13，伸缩管15的固定端穿设于提取罐1的底部、且与第一输液管21连通，从而使提取的药液由上加压室11进入药液储罐2，当活塞13上下移动时，伸缩管15随着活塞13而伸缩。

具体的，搅拌器包括搅拌轴14和搅拌叶片，搅拌轴14为伸缩式搅拌轴，当活塞13向上移动时，搅拌轴14缩至提取罐1内壁的顶部，当活塞13向下移动时，搅拌轴14可伸长至靠近活塞13的位置，这样可避免活塞13上下移动时与搅拌器发生碰撞。

具体的，药液储罐2内设置有过滤装置23，过滤装置23可以采用过滤网或其他能起到过滤效果的装置。

具体的，第一输液管21和第二输液管22均设置有控制阀211，便于控制药液的流量。

提取单元、溶剂回收单元以及浓缩单元同步工作，形成提取、浓缩、回收整个过程可循环的回路，实现了中药的高提取率和浓缩率。

 本发明的中药提取浓缩装置的工作原理如下：

工作时，将中药材和溶剂加入至提取罐1的上加压室11，此时活塞13位于提取罐1的底部，然后开启搅拌器和加热装置，使罐内压力控制在10～20Mpa，温度在80～100℃，保持5～30min后停止加热，压力恢复至常压时收集药液，药液通过伸缩管15及第一输液管21输送至药液储罐2；然后活塞13缓缓升起，给上加压室11施压，进一步压榨药渣，并继续收集药液；药液经过滤后，输送至浓缩容器5进行浓缩和回收工序：开启加热装置7和真空泵6，使浓缩容器5内温度在60～80℃，负压压力保持在80～90KPa的负压状态下进行蒸发浓缩，药液进入浓缩容器5经过阶梯状的蒸发板组件8，先由最上层台阶81的蒸发板逐层向下流至最底层台阶81的蒸发板，然后由蠕动泵9抽提至最上层的台阶81可循环浓缩，以使药液中的水分和溶剂充分蒸发；该过程中，蒸发的溶剂和水蒸气由回流管3冷凝形成液体后进入缓冲容器4回收，当压力开关41检测上加压室11内压力达到压力阈值时，压力开关41关闭，当上加压室11内压力下降而低于压力阈值时，压力开关41开启，回收的溶剂由缓冲容器4流入上加压室11，从而循环进行药液的提取、浓缩以及回收过程；最后将缓冲容器4中回收的溶剂收集至回收瓶10，不再流入提取罐1。

实施例2

本发明的一种中药提取浓缩的方法，如图1所示，该方法采用了实施例1的中药提取浓缩装置进行。

提取浓缩的方法包括以下步骤：

1）亚高压提取

将中药材和溶剂按照1:6～1:10的重量比加入至提取罐1，此时活塞12处于提取罐1的底部，然后开启搅拌器和加热装置，并使活塞13向上移动，使上加压室11内压力控制在10～20Mpa，温度在80～100℃，保持5～30min，停止加热，待提取罐1内压力恢复至常压时，收集药液，当药液流出完后，活塞13继续缓缓升起对上加压室11施加压力，进一步压榨药渣，继续收集药液；

溶剂可以为70%或95%的乙醇溶液、蒸馏水或者其他沸点较低的有机溶剂。

2）过滤

将收集的药液过滤后存储于药液储罐2中；

3）负压及梯度薄膜浓缩

开启加热装置7和真空泵6，控制浓缩容器5内的温度在60～80℃，负压压力在80～90KPa，药液由浓缩容器5的上部进液口进入，经过阶梯状的蒸发板组件8，药液逐一流过每一层台阶81形成药液梯度薄膜，蠕动泵9将流至底部的药液抽提至最上层的台阶81，使药液再次流过蒸发板组件8，循环浓缩，以使药液中的水分和溶剂充分蒸发；

4）溶剂的回收

由浓缩容器5蒸发的含有水和溶剂的蒸汽经过回流管3回流至缓冲容器4中，形成液体溶剂，可再次添加到提取罐1内进行下一轮循环。

循环重复上述步骤1至4，最终获得高提取率和浓缩率的药液，药液浓度可达到85%～95%。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种中药提取浓缩装置，包括提取单元和浓缩单元，其特征在于：所述提取单元包括提取罐、药液储罐以及用于给所述提取罐加热的加热装置,所述提取罐和药液储罐通过第一输液管连通，所述提取罐内设置有活塞，所述活塞与所述提取罐的罐体内壁紧密无泄漏连接，所述活塞将所述提取罐的内部空间分成上加压室和下加压室，所述活塞杆在驱动力的作用下，推动所述活塞向上移动以对所述上加压室施压，所述上加压室内还设置有搅拌器；

所述浓缩单元包括浓缩容器、真空泵和用于给所述浓缩容器加热的加热装置，所述真空泵与所述浓缩容器通过管路连接，所述药液储罐通过第二输液管与所述浓缩容器的上部进液口连通，所述浓缩容器内设置有阶梯状的蒸发板组件；

采用所述的中药提取浓缩装置进行中药提取浓缩的方法，包括以下步骤：

1）亚高压提取

将中药材和溶剂按照1:6～1:10的重量比加入至提取罐，此时活塞处于提取罐的底部，然后开启搅拌器和加热装置，并使活塞向上移动，使上加压室内压力控制在10～20MP a，温度在80～100℃，保持5～30min，停止加热，待提取罐内压力恢复至常压时，收集药液，当药液流出完后，活塞继续缓缓升起对上加压室施加压力，进一步压榨药渣，继续收集药液；

所述溶剂为70%或95%的乙醇溶液或者蒸馏水；

2）过滤

将收集的药液过滤后存储于药液储罐；

3）负压及梯度薄膜浓缩

开启加热装置和真空泵，控制浓缩容器内的温度在60～80℃，负压压力在80～90kPa，药液由浓缩容器的上部进液口进入，经过阶梯状的蒸发板组件，药液逐一流过每一层台阶形成药液梯度薄膜，以使药液中的水分和溶剂充分蒸发，药液再次循环流过蒸发板组件；

4）溶剂的回收

由浓缩容器蒸发的含有水和溶剂的蒸汽经过回流管回流至缓冲容器中，形成液体溶剂，可再次添加到提取罐内进行下一轮循环。

2.根据权利要求1所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述蒸发板组件包括由上至下设置的多层台阶，所述多层台阶依次相接向下倾斜设置，每一层台阶由两个相互连接且呈100～108度夹角的蒸发板组成。

3.根据权利要求2所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述台阶设置为7～10层台阶。

4.根据权利要求3所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述浓缩单元还包括蠕动泵，所述蠕动泵的输入端与所述浓缩容器的底部连通，所述蠕动泵的输出端与所述浓缩容器的上部连通。

5.根据权利要求4所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述中药提取浓缩装置还包括溶剂回收单元，所述溶剂回收单元包括回流管和缓冲容器，所述回流管的输入端与所述浓缩容器连通，所述回流管的输出端与所述缓冲容器的输入端连通，所述缓冲容器的输出端与所述提取罐的上加压室连通。

6.根据权利要求5所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述缓冲容器与所述上加压室之间的管路上设置有压力开关。

7.根据权利要求1所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述上加压室和下加压室通过伸缩管连通，所述伸缩管的伸缩端穿设于所述活塞，所述伸缩管的固定端穿设于所述提取罐的底部、且与所述第一输液管连通。

8.根据权利要求1所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述搅拌器包括搅拌轴和搅拌叶片，所述搅拌轴为伸缩式搅拌轴，当所述活塞向上移动时，所述搅拌轴缩至所述提取罐内壁的顶部，当所述活塞向下移动时，所述搅拌轴伸长至靠近所述活塞的位置。

9.根据权利要求1所述的一种中药提取浓缩装置，其特征在于：所述药液储罐内设置有过滤装置；所述第一输液管和第二输液管均设置有控制阀。