CN105169743A - 一种管道旋压式超声波提取机组及其提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管道旋压式超声波提取机组及其提取工艺，本发明相对于现有技术而言可以有效缩短提取时间，提高效率，能够满足大批量、连续性生产要求，同时可以节能减排，对资源重新利用。

Description

一种管道旋压式超声波提取机组及其提取工艺

技术领域

本发明涉及一种管道旋压式超声波提取机组及其提取工艺。

背景技术

中药材有效成分的提取工艺日新月异，提取设备的种类也名目繁多，当前应用普遍的提取设备是多功能提取罐，其次近几年来超声波提取、隧道逆流提取等新型提取方式也得到了发展。

但是，常规多功能罐式提取，需要高温提取，不仅需要消耗大量的能源，也不利于热敏性物料提取，且提取时间长，产量小，提取得率低，无法满足大批量、连续性生产；超声波提取罐虽然改善了提取工艺，大大缩短了提取时间，提高了提取得率，但是其产能小、不可连续性生产；而隧道逆流提取，改善了物料混合方式，大大增加浸提空间，满足了连续性生产，但是其提取所需的隧道距离长，需要大量蒸汽加热，能耗高，提取时间长，仍然难以满足大批量生产。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可以有效缩短提取时间，提高效率，能够满足大批量、连续性生产要求，同时可以节能减排，对资源重新利用的管道旋压式超声波提取机组及其提取工艺。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种管道旋压式超声波提取机组，包括依次相连通的进料管、一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管、提渣装置、挤渣装置和药渣干燥机；所述的进料管与一级浸提管连接端上方位置安装一进料器；所述进料管、一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管内同轴连接有螺旋轴且所述一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管的内壁上均设置有侵入式超声波发生器；所述一级浸提管与二级浸提管的连接处以及二级浸提管与三级浸提管的连接处均依次连通有循环泵和过滤旋压机；所述三级浸提管上连通有连续无堵塞过滤器；所述提渣装置的出渣口连接于挤渣装置的进料口；所述挤渣装置的出渣口连接于药渣烘干机且所述挤渣装置的挤出液口连接于连续无堵塞过滤器上的进料管；所述药渣干燥机的筒体设置有加热夹套且加热夹套的两端各设置有蒸汽进口和蒸汽凝水排放口；所述蒸汽凝水排放口连接有蒸汽凝水收集管；所述药渣干燥机的筒体上连接有4根二次蒸汽收集管；4根所述二次蒸汽收集管通过二次蒸汽收集总管连接于一冷凝器；所述进料管的始端设置有初滤器,初滤器与进料管初始端之间下方位置开设有药液排放口；所述药液排放口连接于一提取液暂存罐；所述药液暂存罐底部的出液口通过输送管道依次连接于提取液输送泵和连续无堵塞过滤器；所述连续无堵塞过滤器出液口连接提取液贮罐；所述一级浸提管和二级浸提管的连接处以及二级浸提管和三级浸提管的连接处均可拆卸式固定有带有滤孔的缓冲隔板。

作为优选的，所述一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管的蒸汽加热夹套上均连接有进蒸汽管、蒸汽凝水排放管；所述蒸汽排放管通过蒸汽凝水收集管连接于一蒸汽凝水收集罐；所述蒸汽凝水收集罐通过凝水收集管依次连接有蒸汽凝水输送泵、第一预热器；所述的第二预热器进蒸汽口连接蒸汽口，蒸汽凝水出口通过凝水收集管连接凝水收集罐；所述一级浸提管、二级浸提管、三级浸提管和药渣干燥机上均设置有二次蒸汽收集管且所述二次蒸汽收集管通过总收集管依次连接有冷凝器和冷却器；冷凝器分别通过溶媒收集管连通于溶媒收集罐和三级浸提管连接。

作为优选的，所述螺旋轴上同轴连接有螺旋轴传动减速电机。

一种采用管道旋压式超声波提取机组的提取工艺，包括有如下步骤：

1）、药材物料按设定量通过进料器投入进料管，通过螺旋轴连续、均匀的送入一级浸提管，溶媒通过预热器1、预热器2预热达到工艺温度后进入三级浸提管，并通过二级浸提管和三级浸提管以及一级浸提管和二级浸提管之间缓冲隔板的滤孔进入一级浸提管，与药材物料逆流交汇，通过螺旋轴的转动混合浸润物料，一级浸提管内侵入式超声波发生器发出超声波，在溶媒中产生空化效应，对物料进行瞬间破壁，以提取其有效成分，经提取后的物料和溶媒混合物被循环泵抽提至一级浸提管上的过滤旋压机内；

2）、挤压后的药材物料自动掉入二级浸提管，药材物料在溶媒中处于膨胀放松阶段，药材物料细胞壁经膨胀拉伸变薄，使溶媒得以快速浸润物料，加速物料内有效成分的置换，同时强化了二级浸提管内侵入式超声波发生器的破壁效果，药材物料经过二级浸提管进一步提取物料剩余有效成分后，抽提至二级浸提管上的过滤旋压装置；

3）、挤压后的药材物料自动掉入三级浸提管，药材物料在溶媒中再次处于膨胀放松阶段，药材物料细胞壁再次膨胀拉伸变薄，进一步加速物料内有效成分的置换和强化三级浸提管的侵入式超声波发生器的破壁效果，提取物料中少量的残存成分。

4）、药材物料输送至三级浸提管，通过提渣装置将药渣提升至挤渣装置，挤渣装置挤去药渣中大部分药液，药渣被自动送入药渣干燥机，而挤出的药液流入连续无堵塞过滤器滤器残渣，滤液流入提取液贮罐；药渣经药渣干燥机高温旋转蒸发，其内残存溶媒从药渣内蒸脱变成二次蒸汽经二次蒸汽收集管道依次流经冷凝器、冷却器，变成常温液态溶媒流入溶媒回收罐，可再次利用于药材物料有效成分的提取。

5）、各级被提取的药材物料有效成分随同溶媒一同流向进料管，并经进料管初滤器过滤流入提取液暂存罐，经提取液输送泵抽送至连续无堵塞过滤器过滤后，被收集到提取液贮罐。

6）、一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管对药材物料浸提过程中，蒸汽对其加热夹套加热产生的凝水被凝水收集管收集至凝水收集罐，收集的凝水经凝水输送泵输送给预热器作为对溶媒预热的热能；各级浸提管内因加热造成溶媒挥发成的二次蒸汽经收集管收集依次送至冷凝器、冷却器，经冷凝、冷却变成常温液态溶媒流入溶媒收集罐回收利用；用于对药渣干燥机加热蒸汽产生的凝水被收集至凝水收集罐用于对溶媒的预热。

通过采用上述技术方案，本发明采用一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管三级串联、内部分级，集成了动态逆流、搅拌扰流、内侵入式超声波发生器的破壁效果、过滤旋压装置的过滤旋压抽取、循环和分级提取、连续无堵塞过滤等功能，可以有效缩短药材物料成分的提取时间、提高生产效率、提高物料有效成分的提取得率，能够满足大批量、连续性生产要求；同时可以根据工艺的要求，当提取物为热敏性物料时，可以切断加热热源，避免破坏药材物料有效成分；当药材物料为蔬果的子核时，且不能破坏其完整性时，可以将缓冲隔板拆卸，成为直通逆流提取方式，并关闭挤渣装置；使本发明适用于多种药材成分的提取，适用性强；并且可以将一级浸提管、二级浸提管、三级浸提管和药渣干燥机的蒸汽加热夹内的蒸汽凝水进行回收用于溶媒的预热，而且三级浸提管中的和药渣干燥机中加热挥发、蒸脱的溶媒能够通过溶媒回收系统进行回收再利用，满足节能减排、溶媒回收的要求，从而达到了本发明可以有效缩短提取时间，提高生产效率，提高提取得率，能够满足大批量、连续性生产要求，同时可以节能减排，对资源重新利用的目的。

附图说明

图1为本发明管道旋压式超声波提取机组实施例的结构示意图；

图2为为本发明管道旋压式超声波提取机组实施例的A部分局部放大图。

附图标记：1、进料管；2、一级浸提管；3、二级浸提管；4、三级浸提管；5、提渣装置；6、挤渣装置；7、药渣干燥机；8、螺旋轴；9、侵入式超声波发生器；10、过滤旋压机；11、第一预热器；12、缓冲隔板；13、提取液贮罐；14、二次蒸汽回收管；15、冷凝器；16、冷却器；17、溶媒回收罐；18、螺旋轴传动减速电机；19、提取液暂存罐；20、提取液输送泵；21、循环泵；22、冷凝水收集罐；23、冷凝水输送泵；24、连续无堵塞过滤器；25、初滤器；26、第二预热器；27、进料器；28、快开人孔。

具体实施方式

参照图1至图2对本发明管道旋压式超声波提取机组及其提取工艺实施例做进一步说明。

如图1至图2所示，一种管道旋压式超声波提取机组，包括依次相连通的进料管1、一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4、提渣装置5、挤渣装置6和药渣干燥机7；进料管1、一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4内同轴连接有螺旋轴8，进料管1与一级浸提管2连接端上方安装进料器27，一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4的内壁上均设置有侵入式超声波发生器9；一级浸提管2与二级浸提管3的连接处以及二级浸提管3与三级浸提管4的连接处均依次连通有循环泵21和过滤旋压机10；三级浸提管4上连通有连续无堵塞过滤器24；提渣装置5的出渣口连接于挤渣装置6的进料口；挤渣装置6的出渣口连接于药渣烘干机且挤渣装置6的挤出液口连接于连续无堵塞过滤器24上的进料管；药渣干燥机7的筒体设置有加热夹套且加热夹套的两端各设置有蒸汽进口和蒸汽凝水排放口；蒸汽凝水排放口连接有蒸汽凝水收集管；药渣干燥机7的筒体上连接有4根二次蒸汽收集管；4根二次蒸汽收集管通过二次蒸汽收集总管连接于一冷凝器15；进料管1的始端设置有初滤器且初滤器上开设有药液排放口；药液排放口连接于一提取液暂存罐19；药液暂存罐上的出口通过输送管道依次连接于提取液输送泵20和连续无堵塞过滤器24；一级浸提管2和二级浸提管3的连接处以及二级浸提管3和三级浸提管4的连接处均可拆卸式固定有带有滤孔的缓冲隔板12；挤渣装置6上连接有提取液贮罐13。

其中循环泵21的设置，一方面便于过滤旋压机10对提取液的提取；另一方面起到强制循化的作用，便溶媒多次对药材物料的浸泡，使溶媒得到充分合理使用。

其中进料管1上部对应初滤器25处安装有快开人孔28，一级浸提管2和二级浸提管3之间以及二级浸提管3和三级浸提管4之间上部对应缓冲隔板12处也安装有快开人孔28，快开人孔28的设置便于初滤器25、缓冲隔板12的拆卸以及安装，从而使本发明可以适用于多种药材物料的提取。

一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4内的侵入式超声波发生器9均为多个，且随着一级浸提管2、二级浸提管3、三级浸提管4长度的增加侵入式超声波发生器9的数量也随之增加。

采用一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4三级串联、内部分级，集成了动态逆流、搅拌扰流、内侵入式超声波发生器9的破壁效应、过滤旋压装置的过滤旋压抽取、循环和分级提取等功能，可以有效缩短药材物料成分的提取时间、提高效率，能够满足大批量、连续性生产要求；同时可以根据工艺的要求，当提取物为热敏性物料时，可以切断加热热源，避免破坏；当药材物料为蔬果的子核时，且不能破坏其完整性时，可以将缓冲隔板12拆卸，成为直通逆流提取方式，并关闭挤渣装置6；使本发明适用于多种药材成分的提取，适用性强。

其中进料管1的始端设置有初滤器25，用于对提取药液初滤，在进料管1初滤一端底部开设有药液排放口，排放口连接提取液暂存罐19，便于提取液的收集暂存，提取液暂存罐19底部出液口连接提取液输送泵20，提取液输送泵20出料口通过管道连接连续无堵塞过滤器24物料进口。

其中一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4的蒸汽加热夹套上均连接有进蒸汽管、蒸汽凝水排放管；蒸汽排放管通过蒸汽凝水收集管连接于一蒸汽凝水收集罐；蒸汽凝水收集罐通过凝水收集管依次连接有蒸汽凝水输送泵、第一预热器11和第二预热器26；一级浸提管2、二级浸提管3、三级浸提管4和药渣干燥机7上均设置有二次蒸汽收集管14，且所述二次蒸汽收集管14通过总收集管依次连接有冷凝器15和冷却器16；冷却器16分别通过溶媒收集管连通于溶媒收集罐和三级浸提管4连接。

一级浸提管2、二级浸提管3、三级浸提管4和药渣干燥机7的加热夹套蒸汽加热后产生的凝水被收集至凝水收集罐22，经凝水输送泵23输送给第一预热器11和第二预热器26,用于对溶媒的预热，而一级浸提管2、二级浸提管3、三级浸提管4和药渣干燥机7内挥发、蒸脱的溶媒被二次蒸汽回收管14收集至冷凝器15、冷却器16，经冷凝、冷却变成常温液态溶媒，收集到溶媒回收罐17内进行再利用。

其中螺旋轴8上同轴连接有螺旋轴传动减速电机18，以便于药材物料有序、定量的输入，避免堵塞。

一种采用管道旋压式超声波提取机组的提取工艺，包括有如下步骤：

1）、药材物料通过进料器27按设定量投入进料管1，通过螺旋轴8连续、均匀的送入一级浸提管2，溶媒通过预热组件预热达到工艺温度后进入三级浸提管4，并通过二级浸提管3和三级浸提管4以及一级浸提管2和二级浸提管3之间缓冲隔板12的滤孔进入一级浸提管2，与药材物料逆流交汇，通过螺旋轴8的转动混合浸润物料，一级浸提管2内侵入式超声波发生器9发出超声波，在溶媒中产生空化效应，对物料进行瞬间破壁，以提取其有效成分，经提取后的物料和溶媒混合物被循环泵21抽提至一级浸提管2上的过滤旋压机10内；

2）、挤压后的药材物料自动掉入二级浸提管3，药材物料在溶媒中处于膨胀放松阶段，药材物料细胞壁经膨胀拉伸变薄，使溶媒得以快速浸润物料，加速物料内有效成分的置换，同时强化了二级浸提管3内侵入式超声波发生器9的破壁效果，药材物料经过二级浸提管3进一步提取物料剩余有效成分后，抽提至二级浸提管3上的过滤旋压装置；

3）、挤压后的药材物料自动掉入三级浸提管4，药材物料在溶媒中再次处于膨胀放松阶段，药材物料细胞壁再次膨胀拉伸变薄，进一步加速物料内有效成分的置换和强化三级浸提管4的侵入式超声波发生器9的破壁效果，提取物料中少量的残存成分。

4）、药材物料输送至三级浸提管4，通过提渣装置5将药渣提升至挤渣装置6，挤渣装置6挤去药渣中大部分药液，药渣被自动送入药渣干燥机7，而挤出的药液流入连续无堵塞过滤器24滤器残渣，滤液流入提取液贮罐13；药渣经药渣干燥机7高温旋转蒸发，其内残存溶媒从药渣内蒸脱变成二次蒸汽经二次蒸汽收集管道依次流经冷凝器15、冷却器16，变成常温液态溶媒流入溶媒回收罐17，可再次利用于药材物料有效成分的提取。

5）、各级被提取的药材物料有效成分随同溶媒一同流向进料管1，并经进料管1初滤器过滤流入提取液暂存罐19，经提取液输送泵20抽送至连续无堵塞过滤器24过滤后，被收集道提取液贮罐13。

6）、一级浸提管2、二级浸提管3和三级浸提管4对药材物料浸提过程中，蒸汽对其加热夹套加热产生的凝水被凝水收集管收集至凝水收集罐，收集的凝水经凝水输送泵输送给预热器作为对溶媒预热的热能；三级浸提管4内因加热造成溶媒挥发成的二次蒸汽经收集管收集依次送至冷凝器15、冷却器16，经冷凝、冷却变成常温液态溶媒流入溶媒收集罐回收利用；用于对药渣干燥机7加热蒸汽产生的凝水被收集至凝水收集罐用于对溶媒的预热。

以上使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种管道旋压式超声波提取机组，其特征是：包括依次相连通的进料管、一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管、提渣装置、挤渣装置和药渣干燥机；所述的进料管与一级浸提管连接端上方位置安装一进料器；所述进料管、一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管内同轴连接有螺旋轴且所述一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管的内壁上均设置有侵入式超声波发生器；所述一级浸提管与二级浸提管的连接处以及二级浸提管与三级浸提管的连接处均依次连通有循环泵和过滤旋压机；所述三级浸提管上连通有连续无堵塞过滤器；所述提渣装置的出渣口连接于挤渣装置的进料口；所述挤渣装置的出渣口连接于药渣烘干机且所述挤渣装置的挤出液口连接于连续无堵塞过滤器上的进料管；所述药渣干燥机的筒体设置有加热夹套且加热夹套的两端各设置有蒸汽进口和蒸汽凝水排放口；所述蒸汽凝水排放口连接有蒸汽凝水收集管；所述药渣干燥机的筒体上连接有4根二次蒸汽收集管；4根所述二次蒸汽收集管通过二次蒸汽收集总管连接于一冷凝器；所述进料管的始端设置有初滤器，初滤器与进料管初始端之间下方位置设有药液排放口；所述药液排放口连接于一提取液暂存罐；所述药液暂存罐上的出口通过输送管道依次连接于提取液输送泵和连续无堵塞过滤器；所述连续无堵塞过滤器出液口连接着一提取液贮罐；所述一级浸提管和二级浸提管的连接处以及二级浸提管和三级浸提管的连接处均可拆卸式固定有带有滤孔的缓冲隔板。

2.根据权利要求1的管道旋压式超声波提取机组，其特征是：所述一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管的蒸汽加热夹套上均连接有进蒸汽管、蒸汽凝水排放管；所述蒸汽排放管通过蒸汽凝水收集管连接于一蒸汽凝水收集罐；所述蒸汽凝水收集罐通过凝水收集管依次连接有蒸汽凝水输送泵、第一预热器和第二预热器；所述一级浸提管、二级浸提管、三级浸提管和药渣干燥机上均设置有二次蒸汽收集管且所述二次蒸汽收集管通过总收集管依次连接有冷凝器和冷却器；冷凝器分别通过溶媒收集管连通于溶媒收集罐和三级浸提管连接。

3.根据权利要求1的管道旋压式超声波提取机组，其特征是：所述螺旋轴上同轴连接有螺旋轴传动减速电机。

4.一种采用管道旋压式超声波提取机组的提取工艺，包括有如下步骤：

1）、药材物料按设定量投入进料管，通过螺旋轴连续、均匀的送入一级浸提管，溶媒通过预热组件预热达到工艺温度后进入三级浸提管，并通过二级浸提管和三级浸提管以及一级浸提管和二级浸提管之间缓冲隔板的滤孔进入一级浸提管，与药材物料逆流交汇，通过螺旋轴的转动混合浸润物料，一级浸提管内侵入式超声波发生器发出超声波，在溶媒中产生空化效应，对物料进行瞬间破壁，以提取其有效成分，经提取后的物料和溶媒混合物被循环泵抽提至一级浸提管上的过滤旋压机内；

2）、挤压后的药材物料自动掉入二级浸提管，药材物料在溶媒中处于膨胀放松阶段，药材物料细胞壁经膨胀拉伸变薄，使溶媒得以快速浸润物料，加速物料内有效成分的置换，同时强化了二级浸提管内侵入式超声波发生器的破壁效果，药材物料经过二级浸提管进一步提取物料剩余有效成分后，抽提至二级浸提管上的过滤旋压装置；

3）、挤压后的药材物料自动掉入三级浸提管，药材物料在溶媒中再次处于膨胀放松阶段，药材物料细胞壁再次膨胀拉伸变薄，进一步加速物料内有效成分的置换和强化三级浸提管的侵入式超声波发生器的破壁效果，提取物料中少量的残存成分；

4）、药材物料输送至三级浸提管，通过提渣装置将药渣提升至挤渣装置，挤渣装置挤去药渣中大部分药液，药渣被自动送入药渣干燥机，而挤出的药液流入连续无堵塞过滤器滤器残渣，滤液流入提取液贮罐；药渣经药渣干燥机高温旋转蒸发，其内残存溶媒从药渣内蒸脱变成二次蒸汽经二次蒸汽收集管道依次流经冷凝器、冷却器，变成常温液态溶媒流入溶媒回收罐，可再次利用于药材物料有效成分的提取；

5）、各级被提取的药材物料有效成分随同溶媒一同流向进料管，并经进料管初滤器过滤流入提取液暂存罐，经提取液输送泵抽送至连续无堵塞过滤器过滤后，被收集道提取液贮罐；

6）、一级浸提管、二级浸提管和三级浸提管对药材物料浸提过程中，蒸汽对其加热夹套加热产生的凝水被凝水收集管收集至凝水收集罐，收集的凝水经凝水输送泵输送给预热器作为对溶媒预热的热能；三级浸提管内因加热造成溶媒挥发成的二次蒸汽经收集管收集依次送至冷凝器、冷却器，经冷凝、冷却变成常温液态溶媒流入溶媒收集罐回收利用；用于对药渣干燥机加热蒸汽产生的凝水被收集至凝水收集罐用于对溶媒的预热。