CN103520949A - 一种连续逆流超声提取成套设备 - Google Patents

Abstract

一种连续逆流超声提取成套设备，包括连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机、提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器，连续逆流超声提取机与提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器依次相连，原材料由输料设备传送至连续逆流超声提取机中提取出药液，药液输入至提取液渣液分离装置分离出残渣，再进入到连续自动排渣过滤器进一步滤掉细渣后，进入到动态循环低温蒸发浓缩器中蒸发浓缩得到浓缩物。本发明系统性地将提取、过滤、、渣液分离、浓缩、溶剂尾气回收等功能有机结合在一起，实现全工序连续化作业和大规模工业化，实现提取效率最大化、溶剂用量最小化。

Description

一种连续逆流超声提取成套设备

技术领域

本发明涉及一种植物提取设备，尤其涉及一种连续逆流超声提取成套设备。

背景技术

中药现代化工作正在加快进行，植物药领域将进入一个快速发展的时期。植物提取工艺首先应考虑提高有效成分收得率，缩短浸出周期，保证产品质量及操作先进性；浓缩工艺应提高能源利用率，选用适宜的浓缩设备以确保药效及合适的浓缩比；醇沉工艺应考虑如何缩短醇沉时间，并达到除净杂质的目的，提高设备利用率。

一般的植物提取工艺可分为静态间歇型、动态间歇型及动态连续型。动态型比静态型浸取速度快，连续型比间歇型缩短操作时间，减少操作环节，设备资源利用率高，有利于实现提取生产自动化。

目前植物提取的主流设备有浸漉罐、多功能提取罐、动态提取罐和热回流提取浓缩机组、超临界流体提取、超声波强化提取、微波提取等工艺设备。超临界提取、超声波强化提取、微波提取是近几年新开发的提取工艺。二氧化碳超临界萃取的优点是提取物纯度高，适合于从固体物料中提取已知化学结构、分子量较小的亲脂性物质。缺点是操作压力高、能量消耗大、设备放大时制造成本高。不适宜提取成分不明的混合物和在二氧化碳中溶解度较小的物质。超声波强化提取能利用超声波振动的能量强化扩散过程，使溶剂容易浸入固体，固体溶质容易从固体内部扩散到固液界面，从而加速了萃取过程。缺点是受超声波功率限制，大规模生产的经济性不好。微波提取利用微波对极性分子的作用加热溶剂和药材，使细胞壁破裂，达到加速萃取的目的。微波提取受到微波发生功率的限制，在放大生产规模时存在一些工程问题。

以上工艺设备均为单罐、间歇提取设备，其优点是生产安排灵活，适合小批量多品种的植物提取，小规模生产时投资少等。但由于实现的是一种封闭煎煮工艺，因此操作温度高、用时长、浸出率低，属间隙分批操作，有效成分批间差异大，溶媒和能量耗费多，人工劳动强度大。以上工艺设备的总体效率低，生产成本高，大规模生产投资高等。目前由于绝大部分植物提取厂受到药典规定的限制，大都单罐、间歇提取设备，市场价格的竞争也非常激烈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种连续逆流超声提取成套设备，解决目前技术中提取设备的提取效率低、溶剂用量大以及无法大规模工业化的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，包括连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机、提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器，所述的连续逆流超声提取机与提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器依次相连，原材料由输料设备传送至连续逆流超声提取机中提取出药液，药液输入至提取液渣液分离装置分离出残渣，滤清后的药液进入到连续自动排渣过滤器进一步滤掉细渣后，进入到动态循环低温蒸发浓缩器中蒸发浓缩得到浓缩物，同时连续逆流超声提取机还与连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机依次相连，连续逆流超声提取机中分离出的药渣进入到连续渣料挤干机中加工后进入连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机加工得到干燥的药渣并回收得到溶剂，回收得到的溶剂再次注入到连续逆流超声提取机中加工原材料。系统性地将提取、过滤、浓缩等主功能，以及药渣残留溶剂挤压和蒸脱回收、提取药液渣液分离、溶剂尾气回收等辅助功能有机结合在一起，各工位密封联接，通过自动控制，实现全工序连续化作业，快速低温提取和浓缩，生产效率最大化、能耗最小化、产品质量标准化，确保了生产过程安全，避免了环境污染。

进一步的，在本成套设备中还设置有溶剂尾气回收系统，溶剂尾气回收系统通过集气管道与连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机等各部件相连，回收在加工过程中产生的气体，冷凝回收得到溶剂。有机溶剂在真空条件下蒸发，未冷凝下来的溶剂气体就被排放到大气中，不仅浪费增大生产成本，而且危险，污染环境，所以将溶剂气体回收再利用即可降低生产成本又可以保护环境。

进一步的，所述的连续逆流超声提取机设置有由浸泡提取管段和超声提取管段构成的组合提取管段，利用超声波破碎细胞结构促进有效成分的溶出，组合提取管段中还配备有搅拌系统对内封闭循环形成回流提取，保证提取过程的均一性。超声波的高频振动及辐射压力可在液体中形成有效的搅动与流动，使媒质质点在其传播空间内进入振动状态，从而可加速细胞内物质的释放、扩散及溶解过程。由于超声波可给予介质和悬浮体以不同的加速度且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度，从而在两者之问产生摩擦，这种摩擦力可使生物细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。采用超声波辅助提取不仅可以提高提取得率，同时还可以大大缩短提取时间，提高加工效率。

进一步的，所述的连续渣料挤干机还设置有回流管道至连续逆流超声提取机的组合提取管段，药渣经由连续渣料挤干机强制挤压后挤出的溶液重新回流进入组合提取管段。将药渣回收再处理，提高原料的提取得率。

进一步的，所述的连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机设置有溶剂回收罐，溶剂回收罐通过管道与连续逆流超声提取机连接，渣料中残留的有机溶剂经蒸脱回收到溶剂回收罐中，回收再利用溶剂并将渣料烘干便于储存。本部件将挤干后仍然残留的溶剂蒸发回收再利用，减少浪费，有效降低溶剂的用量，保证生产过程安全；同时将渣料烘干，便于储存，可作为饲料和肥料销售提高经济效益，同时又避免了不烘干需要人工及时处理带来的费用，以及对环境的污染。

进一步的，所述的提取液渣液分离装置设置有管道与连续逆流超声提取机的组合提取管段相连，经由提取液渣液分离装置分离出的渣料通过管道重新回到组合提取管段中再次加工，分离出的提取液进入连续自动排渣过滤器。将药渣回收再处理，提高原料的提取得率，同时降低提取液中的含渣量，减轻厚道过滤工序的压力，提高过滤效率。

进一步的，所述的连续自动排渣过滤器设置有多级过滤，根据工艺不同，选用不同程度的过滤，避免了渣料从罐中不易排出，第一级过滤精度≥75μm，第二级≥35μm，第三级≥10μm。

进一步的，所述的动态循环低温蒸发浓缩器采用真空减压降低蒸发温度，回收溶剂气体冷凝得到有机溶剂回送到连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机的溶剂回收罐中。液体物质在沸腾状态下溶剂的蒸发很快，其沸点因压力而变化，压力增大，沸点升高，压力小，沸点降低。由于在较低温度下蒸发，所以可以节省大量能源。同时，由于物料不受高温影响，避免了热不稳定成分的破坏和损失，更好地保存了原料的营养成分。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的连续逆流超声提取成套设备系统性地将提取、过滤、浓缩等主功能，以及药渣残留溶剂挤压和蒸脱回收、提取药液渣液分离、溶剂尾气回收等辅助功能有机结合在一起，各工位密封联接，实现全工序连续化作业，实现大规模工业化，快速低温提取和浓缩，生产效率最大化、能耗最小化、产品质量标准化，确保了生产过程安全；

本发明整合了超声提取技术和逆流提取技术，实现提取效率最大化、溶剂用量最小化，溶剂用量节约30～50%，料液比≤1：6，提取收率提高5%～30%；

降低劳动强度，能耗降低30～70%，提取时间显著缩短，避免助剂的使用，降低生产成本，提取管全程逆流状态，每一段浓度差保持最大，保证了使用最小量的溶剂达到最好的提取效果；

溶剂气体高度回收再利用，即降低了生产成本又保护环境免受污染。

低温蒸发浓缩，最低蒸发温度可达25℃～30℃，有效地保护了产品的品质，蒸发浓缩的效率提高了4～10倍，有效地节约了能耗，物料无粘壁、糊层，易于清洗。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的加工流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开一种连续逆流超声提取成套设备，以实现用最短的浸取时间及最少的能耗得到药材有效成分浸取充分、溶液浓度更高的浸出液，解决超声提取技术大规模工业化的应用难题为目的。

参见图1，一种连续逆流超声提取成套设备，包括连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机、提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器，所述的连续逆流超声提取机与提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器依次相连，原材料由输料设备传送至连续逆流超声提取机中提取出药液，药液输入至提取液渣液分离装置分离出残渣，滤清后的药液进入到连续自动排渣过滤器进一步滤掉细渣后，进入到动态循环低温蒸发浓缩器中蒸发浓缩得到浓缩物，同时连续逆流超声提取机还与连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机依次相连，连续逆流超声提取机中分离出的药渣进入到连续渣料挤干机中加工后进入连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机加工得到干燥的药渣并回收得到溶剂，回收得到的溶剂再次注入到连续逆流超声提取机中加工原材料。在本成套设备中还设置有溶剂尾气回收系统，溶剂尾气回收系统通过集气管道与连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机等各部件相连，回收在加工过程中产生的自由气体，冷凝回收得到溶剂。

并且其中连续逆流超声提取机由进料排液装置、组合提取管段、进液排渣装置等组成，组合提取管段是由浸泡提取管段和超声提取管段构成，用户可根据提取生产量的不同，选配不同节数浸泡提取管段和不同节数的超声提取管段组合，提取管段容积越大，提取量越大。利用超声波破碎细胞结构促进有效成分的溶出，组合提取管段中还配备有搅拌系统对内封闭循环形成回流提取，保证提取过程的均一性。连续逆流提取技术通过料和液在提取管内保持连续不间断逆流运行状态，每一段实现最大浓度梯度，使用最少的溶剂得到最大的溶解度，即提取效果，显著减少溶剂用量、降低浓缩过程溶剂回收的能耗，同时连续化作业。

参见图2，连续渣料挤干机还设置有回流管道至连续逆流超声提取机的组合提取管段，药渣经由连续渣料挤干机强制挤压后挤出的溶液重新回流进入组合提取管段再次进行搅拌提取，回收利用，保证最大限度的提高有效成分的提取收率。

连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机设置有溶剂回收罐，溶剂回收罐通过管道与连续逆流超声提取机连接，渣料中残留的有机溶剂经蒸脱回收到溶剂回收罐中，回收再利用溶剂并将渣料烘干便于储存。渣料中残留的溶剂经蒸脱回收后，溶剂含量≤500ppm，烘干后，水分≤15%。

提取液渣液分离装置设置有管道与连续逆流超声提取机的组合提取管段相连，经由提取液渣液分离装置分离出的渣料通过管道重新回到组合提取管段中再次加工，分离出的提取液进入连续自动排渣过滤器。分离前，提取液中大约含有0.05%的渣料，通过渣液分离，可有效地降低至0.035%～0.02%，减少30%～60%，有效地减轻后道过滤的压力，提高过滤效率。

连续自动排渣过滤器设置有多级过滤，第一级过滤精度≥75μm，第二级≥35μm，第三级≥10μm，连续自动排渣过滤器的过滤量大、过滤效果好，安全，生产效率高、筛网不用频繁清理。

动态循环低温蒸发浓缩器采用真空减压降低蒸发温度，回收溶剂气体冷凝得到有机溶剂回送到连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机设置的溶剂回收罐中。最低蒸发温度可达25℃～30℃，有效地保护了产品的品质，蒸发浓缩的效率提高了4～10倍，有效地节约了能耗。根据不同产品蒸发温度要求不同，可采用了一效、二效、三效动态循环真空浓缩机组，有效地提高蒸发效率，节约能耗。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，包括连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机、提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器，所述的连续逆流超声提取机与提取液渣液分离装置、连续自动排渣过滤器和动态循环低温蒸发浓缩器依次相连，原材料由输料设备传送至连续逆流超声提取机中提取出药液，药液输入至提取液渣液分离装置分离出残渣，滤清后的药液进入到连续自动排渣过滤器进一步滤掉细渣后，进入到动态循环低温蒸发浓缩器中蒸发浓缩得到浓缩物，同时连续逆流超声提取机还与连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机依次相连，连续逆流超声提取机中分离出的药渣进入到连续渣料挤干机中加工后进入连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机加工得到干燥的药渣并回收得到溶剂，回收得到的溶剂再次注入到连续逆流超声提取机中加工原材料。

2.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，在本成套设备中还设置有溶剂尾气回收系统，溶剂尾气回收系统通过集气管道与连续逆流超声提取机、连续渣料挤干机、连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机等各部件相连，回收在加工过程中产生的气体，冷凝回收得到溶剂。

3.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，所述的连续逆流超声提取机设置有由浸泡提取管段和超声提取管段构成的组合提取管段，利用超声波破碎细胞结构促进有效成分的溶出，组合提取管段中还配备有搅拌系统对内封闭循环形成回流提取，保证提取过程的均一性。

4.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，所述的连续渣料挤干机还设置有回流管道至连续逆流超声提取机的组合提取管段，药渣经由连续渣料挤干机强制挤压后挤出的溶液重新回流进入组合提取管段。

5.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，所述的连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机设置有溶剂回收罐，溶剂回收罐通过管道与连续逆流超声提取机连接，渣料中残留的有机溶剂经蒸脱回收到溶剂回收罐中，回收再利用溶剂并将渣料烘干便于储存。

6.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，所述的提取液渣液分离装置设置有管道与连续逆流超声提取机的组合提取管段相连，经由提取液渣液分离装置分离出的渣料通过管道重新回到组合提取管段中再次加工，分离出的提取液进入连续自动排渣过滤器。

7.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，所述的连续自动排渣过滤器设置有多级过滤，第一级过滤精度≥75μm，第二级≥35μm，第三级≥10μm。

8.根据权利要求1所述的连续逆流超声提取成套设备，其特征在于，所述的动态循环低温蒸发浓缩器采用真空减压降低蒸发温度，回收溶剂气体冷凝得到有机溶剂回送到连续渣料溶剂蒸脱回收及烘干机设置的溶剂回收罐中。

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