CN105194890A - 一种提取物浓缩液的脱溶设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提取物浓缩液的脱溶设备，其主要由冷凝管、冷媒夹套、加热套管、加热介质导入管、浓缩液分散槽、脱溶提取物收集槽、溶剂收集槽、脱气孔等组成，该设备将提取物溶液均匀分布于加热管壁上并延管壁下流，蒸发的溶剂蒸汽直接被冷凝管冷凝，由于提取物分散表面积大、冷热表面蒸汽压差大、溶剂分子扩散距离短、阻力小，能实现植物提取物的高效脱溶，该设备适用于粘稠提取物脱溶，可用于提取物浓缩回收溶剂,以制备低残溶的提取物中间产品，该设备结构和操作简捷，加热温度低，活性成分损失少，可获得高品质的天然产物中间产品。

Description

一种提取物浓缩液的脱溶设备

技术领域

本发明属于轻工领域的浓缩技术，尤其涉及一种提取物浓缩的脱溶设备。

背景技术

植物提取物是以植物为原料，按照对提取的最终产品的用途的需要，经过物理化学提取分离过程，定向获取和浓集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构而形成的产品。按照提取植物的成份不同，可分为多酚、黄酮、色素、多糖、萜类、生物碱、糖甙、酸等多种形式；按照性状不同，可分为植物油树脂、浸膏、粉、晶状体等。

植物提取物行业是最近20年发展起来的，是兼于医药、精细化工、农业行业之间的一个边缘行业。综合各国的立法范畴和概念及使用情况，植物提取物这个概念是可以被各国所接受与认可的，也是传播草药在各国通用的共性表达方式，已成为我国中药商品出口的主力军，出口额占中药产品总出口额的比重超过40%。

在欧美国家，植物提取物及其制品（植物药或食品补充剂）有着广泛的市场前景，已发展成一个年销售额近80亿美元、出口超过10亿美元的新兴产业。目前国内的植物提取物一般属于中间体产品，用途非常广泛，主要用于药品、食品、保健产品、烟草、化妆品的原料或辅料等。用于提取的原料植物的种类也非常多，目前进入工业提取的植物品种在300种以上。

随着我国民众健康意识提升和“治未病”重要性的认识，具备功能性或生物活性的植物提取产品备受青睐。目前，植物提取物行业发展越来越快，已超过药品市场增长速度，成为独立的新兴行业。随着世界范围内植物提取物市场的崛起，中国的植物提取物行业也必将成为国民经济和社会发展新的战略型支柱产业。

一般植物提取物的制备方法是以水和有机化合物作为溶剂，从植物中提取目标成份，除以结晶、喷雾干燥等加工方式获得中间产物外，多数植物提取物都需要经过浓缩脱溶的加工过程，尤其是使用了有机溶剂的提取物，必需充分脱除有机溶剂才能达到溶剂残留的要求。

普遍采用脱溶罐夹套加热并结合真空搅拌的脱溶方式，由于残留溶剂被包裹在粘稠提取物中，很难从中逸出，脱溶效率低、时间长，需要数小时到数十小时，且脱溶效果不好，溶剂残留很难达标。提取物在脱溶罐中停留时间长、温度高，导致热敏性功效成分损失很大。

采用单程式蒸发器，料液只通过加热室一次即可达到需要的浓度，由于受热时间短，比较适宜于植物提取物浓缩脱溶。食品工业浓缩生产典型的单程式蒸发器是长管蒸发器，分为升膜蒸发器和降膜蒸发器，这类设备一般用于大规模的果汁浓缩，不适宜粘度大、附加值较高的提取物脱溶，且装备体系复杂、辅助设施多，工艺流程及操作复杂。

刮板薄蒸发器是目前在植物提取中应用比较普遍的一类浓缩脱溶设备，属于单程式蒸发器，物料溶液只通过加热室一次即达到一定的浓度，物料在传热面停留时间短，不结垢，可进行粘度高的提取物液体浓缩，处理量较大。目前主要用于提取液的初步浓缩，浓缩物中仍有大量溶剂残留；该设备是利用刮板将提取物涂布到蒸发表面，并将浓缩物刮下，刮板的连接支撑和张紧等结构部件多，沾粘的提取物也比较多，设备拆卸清洗复杂，沾粘的提取物长时间处理于高温、暴氧条件下极易遭受氧化破坏，尤其是对于批量小，产品附加值高的番茄红素等提取物，沾粘不仅造成收率降低，这些沾粘在设备内部结构上的番茄红素油树脂也极易被热和氧破坏失去活性。

发明内容

本发明针对目前植物提取浓缩物脱除溶剂残留时，存在的脱溶温度高、时间长、效率低、功效成分损失大，溶剂残留很难达到标准要求等技术不足，提供一种高效率、高质量、低损失，易操作的植物提取物脱溶设备。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种提取物的脱溶设备，其特征在于，该脱溶设备包括脱溶设备、冷却设备和控制系统；

其中，所述脱溶设备用于对物料进行脱溶处理，包括热介质导管、加热管、溶剂冷凝管、脱溶提取物收集槽和环形提取物分布槽，

所述热介质导管的管径小于所述加热管的管径、所述加热管的管径小于所述溶剂冷凝管的管径；

所述热介质导管、加热管、溶剂冷凝管从内到外依次套结，提取物分布槽设置在所述加热管的侧壁上，脱溶提取物收集槽设置在加热管的下端；

所述冷却设备用于对所述脱溶设备的溶剂冷凝管进行降温；

所述控制系统用于对所述脱溶设备的脱溶过程控制。

进一步，所述溶剂冷凝管的两端分别设有上法兰盲板和下法兰盲板，组成一个密封的管状腔体，溶剂冷凝管的上部设有脱气口，所述上法兰盲板中心设有第一开孔，所述加热管焊接在所述第一开孔上，加热管的一端延伸至所述管状腔体的底部，加热管位于所述溶剂冷凝管内部的一端的底部设置圆锥形底，所述加热管的另一端位于溶剂冷凝管的外部，且端部设置有加热管法兰板盲板，所述加热管法兰盲板的中心设有第二开孔，所述加热介质导管焊接在所述第二开孔上，所述加热介质导管的一端延伸至加热管的底部，加热介质导管的另一端位于加热管外部，侧壁焊接加热介质出口，且端部设置加热介质进口，所述脱溶提取物收集槽设置在所述下法兰盲板上位于所述加热管的下端，所述脱溶提取物收集槽外部与所述溶剂冷凝管底部之间所围成的环形区域形成溶剂收集槽，所述脱溶提取物收集槽与设置在所述下法兰盲板上的脱溶提取物出口联通，所述溶剂收集槽与设置在所述下法兰盲板上的溶剂出口联通。

进一步，所述提取物分布槽中心位置设有第三开孔，所述第三开孔的孔径大于所述加热管的外径，所述提取物分布槽套接在加热管上，所述第三开孔与所述加热管的侧壁之间形成空隙，所述提取物分布槽与上法兰盲板的下表面固接，所述上法兰盲板上设有进料管，所述进料管与所述提取物分布槽联通。

进一步，所述冷却设备为冷媒夹套，所述冷媒夹套上分别设有冷媒进口和冷媒进口。

进一步，所述控制系统包括控制阀、温度传感器和上位机，所述控制阀设置在进料管上，所述温度传感器设在所述加热管内部，所述控制阀和温度传感器与所述上位机控制连接。

进一步，该设备还包括保温层，所述保温层设置在所述冷媒夹套外侧壁上，所述保温层为聚氨酯。

进一步，该设备还包括吹扫设备，所述吹扫设备包括压缩机和惰性气体，所述惰性气体包括氮气、二氧化碳。

本发明的有益效果：由于采用上述技术方案，本发明借助于环形物料分布槽的设计，将提取物在加热管外表面分散成薄层，被加热管加热并沿管壁向下流淌沿展，不断更新和暴露新的液层表面，利于被粘稠提取物包裹溶剂的蒸发、扩散和冷凝。提取物在加热管表面的分布利用的提取物在重力作用下的向下流动性实现，与刮板薄蒸发器相比，无需动力机驱动的刮板以及刮板的支撑和张紧系统，结构设计简单、也避免了设备内部结构部件对提取物的沾粘，避免损失、节能降耗。

管状腔体内，加热管外表面与冷凝管内表面温差在30℃以上，在冷热壁面间形成了很大的蒸汽压差，冷热壁间距为0.5cm-2cm，再结合管状腔体内的真空条件，溶剂分子从加热管壁表面到溶剂冷凝管壁表面的蒸汽压差大、扩散距离短、阻力小，浓缩提取物中残存的溶剂极易从加热管表面扩散到冷凝管表面凝结，脱溶效率高；蒸发的溶剂蒸汽直接在溶剂冷凝管壁面冷凝，无需将溶剂蒸汽抽出设备，也无需外加冷凝器等配套装置。

对于脱溶要求高的植物提取物，如番茄红素油树脂等，可以从通过压缩机从溶剂出口通入隋性气体，如氮气、二氧化碳等保护性气体吹扫加热管表面的提取物，可将溶剂残留降到10ppm以下。

加热管装配焊接在上法兰盲板上、悬挂于管状腔体内，脱溶提取物收集槽装配焊接在下法兰盲板上，两部分均可以方便地拆卸，便于设备内部清洗。

设备适应能力强，可以浓缩提取物的高效脱溶。

附图说明

图1为本发明一种提取物的脱溶设备的整体结构示意图。

图2为本发明一种提取物的脱溶设备的连接吹扫设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明一种提取物的脱溶设备，该脱溶设备包括脱溶设备、冷却设备和控制系统；

其中，所述脱溶设备用于对物料进行脱溶处理，包括热介质导管1、加热管19、溶剂冷凝管6、脱溶提取物收集槽16和提取物分布槽4，

所述热介质导管1的管径小于所述加热管19的管径、所述加热管19的管径小于所述溶剂冷凝管6的管径；

所述热介质导管1、加热管19、溶剂冷凝管6从内到外依次套结，提取物分布槽4设置在所述加热管19的侧壁上，脱溶提取物收集槽16设置在加热管19的下端；

所述冷却设备用于对所述脱溶设备的溶剂冷凝管6进行降温；

所述控制系统用于对所述脱溶设备的脱溶过程控制。

所述外套管6的两端分别设有上法兰盲板3和下法兰盲板15，组成一个密封的管状腔体18，溶剂冷凝管6的上部设有脱气口22，所述上法兰盲板3中心设有第一开孔，所述加热管19焊接在所述第一开孔上，加热管19的一端延伸至所述管状腔体18的底部，加热管19位于所述溶剂冷凝管6内部的一端的底部设置圆锥形底10，所述加热管19的另一端位于溶剂冷凝管6的外部，且端部设置有加热管法兰板盲板24，所述加热管法兰盲板24的中心设有第二开孔，所述加热介质导管1焊接在所述第二开孔上，所述加热介质导管1的一端延伸至加热管19的底部，加热介质导管1的另一端位于加热管19外部，侧壁焊接加热介质出口23，且端部设置加热介质进口25，所述脱溶提取物收集槽16设置在所述下法兰盲板15上位于所述加热管19的下端，所述脱溶提取物收集槽16外部与所述溶剂冷凝管6底部之间所围成的环形区域形成溶剂收集槽11，所述脱溶提取物收集槽16与设置在所述下法兰盲板15上的脱溶提取物出口14联通，所述溶剂收集槽11与设置在所述下法兰盲板15上的溶剂出口12联通。

所述提取物分布槽4呈环形，中心位置设有第三开孔，所述第三开孔的孔径大于所述加热管19的外径，所述提取物分布槽4套接在加热管19上，所述第三开孔与所述加热管19的侧壁之间形成0.5cm-2cm的空隙21，所述提取物分布槽4与上法兰盲板3的下表面固接，所述上法兰盲板3上设有进料管2，所述进料管2与所述提取物分布槽4联通。

所述冷却设备为冷媒夹套7，所述冷媒夹套7上分别设有冷媒进口9和冷媒进口22。

所述控制系统包括控制阀10、温度传感器26和上位机27，所述控制阀10设置在进料管2上，所述温度传感器26设在所述加热管19内部，所述控制阀10和温度传感器26与所述上位机27控制连接。

该设备还包括保温层17，所述保温层17设置在所述冷却设备外侧壁上，所述保温层17为聚氨酯。

如图2所示本发明还包括吹扫设备，所述吹扫设备包括压缩机和惰性气体，所述惰性气体29通过管路与压缩机28连接，压缩机28通过管管路与溶剂出口12连接。

本发明的工作原理是：

将加热介质通过加热介质进口导入加热介质导管1内，通过加热介对加热管19从下到上进行整体加热，当温度传感器26检测到加热到预定温度时，上位机27发出信号打开控制阀10，使待脱溶原料通过进料管2进入到呈环形的提取物分布槽4内，待脱溶原料通过提取物分布槽4底部与加热管19侧壁之间的空隙21流出，脱溶原料在重力作用下的沿着与加热管向下流动性，在被加热后的加热管19的外表面分散成薄膜8，沿管壁向下流淌过程中，不断更新和暴露新的液层表面，最终通过加热管19底部的圆锥形底部聚集，滴落到脱溶提取物收集槽16中，通过脱溶提取物出口14导出，流动过程中脱溶原料的溶剂被加热蒸发出来，蒸发出来的溶剂蒸汽遇到外套管6的管壁被冷却凝结，剩余的气体通过脱气口22排出，顺着管壁流到溶剂收集槽11中通过溶剂出口12导出收集溶剂，处理过程中，还将惰性气体29通过压缩机28从溶剂出口12吹入到管状腔体18内，进行吹扫清洁处理。

Claims (7)

1.一种提取物的脱溶设备，其特征在于，该脱溶设备包括脱溶设备、冷却设备和控制系统；

其中，所述脱溶设备用于对物料进行脱溶处理，包括热介质导管(1)、加热管（19）、溶剂冷凝管（6）、脱溶提取物收集槽（16）和环形提取物分布槽（4），

所述热介质导管(1)的管径小于所述加热管（19）的管径、所述加热管（19）的管径小于所述溶剂冷凝管（6）的管径；

所述热介质导管(1)、加热管（19）、溶剂冷凝管（6）从内到外依次套结，提取物分布槽（4）设置在所述加热管（19）的侧壁上，脱溶提取物收集槽（16）设置在加热管（19）的下端；

所述冷却设备用于对所述脱溶设备的溶剂冷凝管（6）进行降温；

所述控制系统用于对所述脱溶设备的脱溶过程控制。

2.根据权利要求1所述的脱溶设备，其特征在于，所述溶剂冷凝管（6）的两端分别设有上法兰盲板（3）和下法兰盲板（15），组成一个密封的管状腔体（18），溶剂冷凝管（6）的上部设有脱气口（22），所述上法兰盲板（3）中心设有第一开孔，所述加热管（19）焊接在所述第一开孔上，加热管（19）的一端延伸至所述管状腔体（18）的底部，加热管（19）位于所述溶剂冷凝管（6）内部的一端的底部设置圆锥形底（10），所述加热管（19）的另一端位于溶剂冷凝管（6）的外部，侧壁焊接加热介质出口(23),且端部设置有加热管法兰板盲板（24），所述加热管法兰盲板（24）的中心设有第二开孔，所述加热介质导管(1)焊接在所述第二开孔上，所述加热介质导管(1)的一端延伸至加热管（19）的底部，加热介质导管(1)的另一端位于加热管（19）外部，且端部设置加热介质进口（25）,所述脱溶提取物收集槽（16）设置在所述下法兰盲板（15）上位于所述加热管（19）的下端，所述脱溶提取物收集槽（16）外部与所述溶剂冷凝管（6）底部之间所围成的环形区域形成溶剂收集槽(11），所述脱溶提取物收集槽（16）与设置在所述下法兰盲板（15）上的脱溶提取物出口（14）联通，所述溶剂收集槽(11）与设置在所述下法兰盲板（15）上的溶剂出口（12）联通。

3.根据权利要求1所述的脱溶设备，其特征在于，所述提取物分布槽（4）中心位置设有第三开孔，所述第三开孔的孔径大于所述加热管（19）的外径，所述提取物分布槽（4）套接在加热管（19）上，所述第三开孔与所述加热管（19）的侧壁之间形成空隙（21），所述提取物分布槽（4）与上法兰盲板（3）的下表面固接，所述上法兰盲板（3）上设有进料管（2），所述进料管（2）与所述提取物分布槽（4）联通。

4.根据权利要求1所述的脱溶设备，其特征在于，所述冷却设备为冷媒夹套（7），所述冷媒夹套（7）上分别设有冷媒进口（9）和冷媒进口（22）。

5.根据权利要求1所述的脱溶设备，其特征在于，所述控制系统包括控制阀（10）、温度传感器（26）和上位机（27），所述控制阀（10）设置在进料管（2）上，所述温度传感器（26）设在所述加热管（19）内部，所述控制阀（10）和温度传感器（26）与所述上位机（27）控制连接。

6.根据权利要求1所述的脱溶设备，其特征在于，该设备还包括保温层（17），所述保温层（17）设置在所述冷媒夹套（7）外侧壁上，所述保温层（17）为聚氨酯。

7.根据权利要求1所述的脱溶设备，其特征在于，该设备还包括吹扫设备，所述吹扫设备包括压缩机（28）和惰性气体（29），所述惰性气体（29）包括氮气、二氧化碳。