CN110292531A - 一种膏方工业化生产用成套装置及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种膏方(浓缩汤剂)工业化生产用成套装置及应用，包括提取罐(1)、精密过滤器(2)、浓缩罐(3)、自动化包装机(4)、废渣槽(5)、真空泵(6)、冷凝液回收罐(7)、冷凝器(8)，还包括在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，液体物料进入提取罐(1)提取后液体经精密过滤器(2)过滤后输入浓缩罐(3)，浓缩后的气体依次通过冷凝器(8)、冷凝液回收罐(7)和真空泵(6)后排出，浓缩后的液体为膏方产品，进入自动化包装机(4)进行包装。与现有技术相比，本发明适用于工业化、规模化生产，具有提取速度快、提取效率高、浓缩温度可控，降低结焦风险等优点。

Description

一种膏方工业化生产用成套装置及应用

技术领域

本发明涉及一种提取浓缩设备领域，尤其是涉及一种膏方(浓缩汤剂)工业化生产用成套装置及应用。

背景技术

专利号为CN 201620256011的中国实用新型专利公布了一种膏方生产用小型提取浓缩机组，其提供了集提取、有机溶剂的回收与浓缩、收膏为一体，整个在全封闭，无污染的状态下完成。完全符合GMP规范要求。但是，其作为小型机组无法满足工业化大生产的发展需求，物料量的实时数据也无法及时获取，容易造成产品质量受影响。

专利号为CN 201810074525的中国实用新型专利公布了一种膏方熬药机，其采用吹气式搅拌，使得膏方搅拌时受热更均匀。但其仍旧是在传统的敞口锅基础上进行了改进，仍然无法解决其固有的弊端，比如敞口操作容易造成有效成分的挥发过多，再比如物料始终与环境空气相通，无法做到洁净卫生要求，亦或者环境净化要求很高，从而一步步造成生产成本过高。

专利号为CN 201721221672.0和CN 201721221607.8的两项中国实用新型专利各公布了一种膏方机，但均采用电加热方式及称重方式，但该类型设计处理量很少，仅适用于家庭生产，生产效率及能源利用率并不高，无法以现代化手段实现一人一方的个性化定制。

专利号为CN 201810839355.8的中国实用新型专利公布了一种膏方快速煎煮装置，采用重力方式进行逐级提取、浓缩和包装，但是其结构较为复杂，清洗十分不方便，且单次处理量低，只能随煎随服，无法满足一个疗程周期的工业化生产。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全可靠、压力温度可控、实时监控的用于制备膏方(浓缩汤剂)的提取、浓缩及包装成套装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，包括提取罐、精密过滤器和浓缩罐三个主体装置及附属器件，以及与之配套的自动化包装机、废渣槽、真空泵、冷凝液回收罐、冷凝器，还包括在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，液体物料进入提取罐提取后液体经精密过滤器过滤后输入浓缩罐，浓缩后的气体依次通过冷凝器、冷凝液回收罐和真空泵后排出，浓缩后的液体为膏方产品，进入自动化包装机进行包装。

所述的提取罐外设有夹套控温，内部设有搅拌装置、超声装置和固液分离器，并在其上部通过管道连接冷凝回流装置，提取罐底部连接有自动卸料装置，可开展正压、负压、常压提取操作。

所述的正负常压操作，具体为：提取罐按压力容器规格设计加工，满足最高操作压力0.2MPa(绝压)，以水为溶媒为例，对应的最高提取温度为120℃；通过真空泵可以控制提取压力为负压；此设计将根据物料特性进行工艺选择与具体参数控制，已达到合理的提取温度，既可加速有效成分溶出也可减少有效成分损失；

所述的夹套控温采用夹套内通高温蒸汽或者高温导热油，对提取罐内物料及溶媒进行间壁式加热，实现物料的蒸煮及溶媒的蒸发。

所述的夹套控温通过管道连接高温蒸汽源或者高温导热油源，并在该管道上设有电磁蒸汽阀，通过控制电磁蒸汽阀的开闭时间，控制蒸汽或导热油的流量，从而实现对加热功率的控制。

所述的搅拌装置采用双级搅拌桨形式，分上下两层，每个搅拌桨含有2～4片桨叶，上下搅拌桨桨叶方向相反。

所述的固液分离器设置于提取罐内的底部，上面均匀布置直径为1～3mm的小孔，孔间距为1.5～4.5mm。

所述的自动卸料装置位于提取罐底部，为可拆结构，包括铰链和与其连接的筒体，筒体通过铰链转动开闭，通过气动或电动方式实现筒体下封头的自动开闭，由此实现提取罐内物料及残渣的自动卸料。

所述的浓缩罐外设有夹套控温，内设有搅拌装置，并在其顶部连接有气液分离器，可开展正压、负压、常压浓缩。

所述的提取罐和浓缩罐，均设置于称重模块之上，并通过软管连接各相连管道，避免对称重计量造成影响；

所述的自动化包装机整体置于百级无尘车间内，达到包装时膏方的无尘、无菌包装，确保产品质量；包括计量泵、喷码机和塑封机，膏方产品通过计量泵称量后置于包装袋内，通过塑封机塑封，再通过喷码机喷码。

所述的计量泵行程可调，实现不同物料重量的包装要求，同时利用计量泵特性实现对单袋物料包装重量的精确控制；

所述的喷码机，可在外包装袋上打印相关用户信息，包括姓名、膏方(浓缩汤剂)名称、单包重量等信息，同时打印包含上述信息的二维码，用户可通过扫描二维码进入系统查阅整个物料加工过程，做到透明可追溯；

所述的塑封机采用热塑成型，可同步实现包装袋的横向封装及纵向封装。

所述的装置还设有在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，所述的在线清洗CIP 包括清洗液源和管道，清洗液源通过管道分别连接提取罐和浓缩罐顶部和底部，分别对提取罐和浓缩罐进行从上到下或从下到上的清洗；

所述的高温蒸汽灭菌系统包括高温蒸汽管路及喷淋头，用于对提取罐和浓缩罐内壁进行高温灭菌。

将所述装置用于工业化生产膏方或浓缩液：将中药原料置于提取罐中进行溶解提取，然后进入浓缩罐浓缩，所得浓缩液或膏方通过自动化包装机进行包装。所述装置的处理量不小于50L原料混合液。处理量远高于家用处理量，并达到工业生产应用要求，单批次处理能力可满足常规用户一个疗程的用量需求，无须重复煎煮制作；该装置可满足工业化过程中用户的个性化定制要求，完全切合中医理论中一人一方、对症下药的理念要求。

该装置工艺生产过程中可对中药材的农药残料及重金属进行有效脱除，一是利用碱洗液及高温对农残进行降解脱除，二是采用采用分子筛吸附方式(在提取罐底部的固液分离器内填充分子筛或将分子筛置于网兜内后投入到提取罐内)有效降低重金属含量，减少重金属在用户体内的累积，从大健康的角度满足用户对于自身健康水平的高要求。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.可有效脱除农残与重金属：采用高温热解及碱洗两道工序(通过提取罐的夹套对提取罐进行间壁式加热，使提取罐内物料温度可高达120℃，使有机农残热解，通过在线清洗CIP可向提取罐输入碱洗液，对物料进行碱洗工序，碱洗液可以包括小苏打等常用食品碱洗液，除去物料中的农药残留)，可有效脱除农药残留；采用分子筛吸附方式(在提取罐底部的固液分离器内填充分子筛或将分子筛置于网兜内后投入到提取罐内)可有效降低重金属含量，减少重金属在用户体内的累积；

2.提取速度快、提取效率高：采用夹套加热及超声波助提，通过空泡效应，可加速中药材细胞壁的破裂，从而可实现有效成分的快速溶出及扩散；另外相同提取时间内，可获得更多的有效成分提取；

3.浓缩温度可控，降低结焦风险：对于一些易蒸发或挥发的有效成分，提取汤剂浓缩过程采用负压操作，降低其损失；另外负压低温操作可有效防止浓缩罐(3) 内膏方(浓缩汤剂)的避免结焦，减少损耗也便于后续清洗灭菌。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

如图1所示，一种膏方(浓缩汤剂)工业化生产用成套装置，包括提取罐1、精密过滤器2和浓缩罐3三个主体装置及附属器件，以及与之配套的自动化包装机 4、废渣槽5、真空泵6、冷凝液回收罐7、冷凝器8，还包括在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，液体物料进入提取罐1提取后液体经精密过滤器2过滤后输入浓缩罐3，浓缩后的气体依次通过冷凝器8、冷凝液回收罐7和真空泵6后排出，浓缩后的液体为膏方产品，进入自动化包装机4进行包装。

所述的提取罐1外设有夹套控温11，内部设有搅拌装置12、超声装置14和固液分离器15，并在其上部通过管道连接冷凝回流装置13，提取罐1底部连接有自动卸料装置16，可开展正压、负压、常压提取操作，还包括设置于提取罐夹套底部出口管路上的蒸汽疏水阀，一是将蒸汽节流在夹套内或者罐内，而是将冷凝水及时排除，确保夹套内或者罐内始终充满蒸汽，提高传热系数。

所述的夹套控温11采用夹套内通高温蒸汽或者高温导热油，对提取罐1内物料及溶媒进行间壁式加热，实现物料的蒸煮及溶媒的蒸发。所述的夹套控温11通过管道连接高温蒸汽源或者高温导热油源，并在该管道上设有电磁蒸汽阀，通过控制电磁蒸汽阀的开闭时间，控制蒸汽或导热油的流量，从而实现对加热功率的控制。

所述的搅拌装置12采用双级搅拌桨形式，分上下两层，每个搅拌桨含有2～4 片桨叶，上下搅拌桨桨叶方向相反。

所述的固液分离器15设置于提取罐1内的底部，上面均匀布置直径为1～3mm 的小孔，孔间距为1.5～4.5mm。

所述的自动卸料装置16位于提取罐1底部，为可拆结构，包括铰链和与其连接的筒体，筒体通过铰链转动开闭，通过气动或电动方式实现筒体下封头的自动开闭，由此实现提取罐1内物料及残渣的自动卸料。

所述的浓缩罐3外设有夹套控温31，内设有搅拌装置32，并在其顶部连接有气液分离器33，可开展正压、负压、常压浓缩。

所述的提取罐1和浓缩罐3，均设置于称重模块之上，并通过软管连接各相连管道，避免对称重计量造成影响；

所述的自动化包装机4整体置于百级无尘车间内，达到包装时膏方浓缩汤剂的无尘、无菌包装，确保产品质量；包括计量泵41、喷码机42和塑封机43，膏方产品通过计量泵41称量后置于包装袋内，通过塑封机43塑封，再通过喷码机42喷码。

所述的计量泵41行程可调，实现不同物料重量的包装要求，同时利用计量泵特性实现对单袋物料包装重量的精确控制；

所述的喷码机42，可在外包装袋上打印相关用户信息，包括姓名、膏方浓缩汤剂名称、单包重量等信息，同时打印包含上述信息的二维码，用户可通过扫描二维码进入系统查阅整个物料加工过程，做到透明可追溯；

所述的塑封机43采用热塑成型，可同步实现包装袋的横向封装及纵向封装。

所述的装置还设有在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，所述的在线清洗CIP 包括清洗液源和管道，清洗液源通过管道分别连接提取罐1和浓缩罐3顶部和底部，分别对提取罐1和浓缩罐3进行从上到下或从下到上的清洗；

所述的高温蒸汽灭菌系统包括高温蒸汽管路及喷淋头，用于对提取罐(1)和浓缩罐(3)内壁进行高温灭菌。

采用上述装置进行提取、浓缩及包装三个工艺环节的自动化生产过程如下：

1)提取工艺

(1)开启提取装置、浓缩装置总电源开关；依次开启提取、浓缩装置电气控制柜内总电源开关和分电源开关；待操作显示屏正常显示。

(2)打开提取罐1上部固体加料口，将所需的中药饮片依次加入，完成后关闭加料口。

(3)打开进水总阀加水，待达到设定的进水量后迅速关闭阀门。

(4)打开提取罐夹套11蒸汽进口阀门，通过操作显示屏打开蒸汽进口气动阀。

(5)启动超声助提装置14，设置合适的超声功率。

(6)通过操作显示屏调整加热蒸汽量，保证料液处于微沸状态至设定时间。

(7)提取结束后，通过操作显示屏依次关闭超声助提14、蒸汽进口气动阀、搅拌12、关闭提取罐夹套11蒸汽进口阀门。

(8)打开提取罐1底部排料阀排出提取液，提取液由真空泵6抽吸至浓缩罐 3。

(9)提取液排放完毕后，关闭提取罐1底部排料阀；通过操作显示屏开启提取罐卸料装置16，开启时应先打开锁紧气缸，再打开开闭气缸，排出药渣。

(10)药渣经卸料口排出后，通过操作显示屏关闭提取罐卸料装置16，操作时应先关闭开闭气缸，再关闭锁紧气缸。

2)浓缩工艺操作

(1)打开提取罐1底部排料阀详见提取工艺操作，通过操作显示屏启动真空泵6，抽吸提取液，真空泵6启动后应关注显示屏上浓缩罐3的真空度，直到真空度为零，此时提取罐1内药液已全部进入浓缩罐3；

(2)通过操作显示屏关闭真空泵6；之后关闭浓缩罐3进料阀门和浓缩罐3 与真空泵6连接阀门。

(3)打开冷凝器8下部集水罐底部排水阀和侧面放空阀，将集水罐内冷凝水排空，排空后重新关闭底部排水阀和侧面放空阀。

(4)打开机械密封冷却水阀和冷凝器8冷却水阀。

(5)打开浓缩罐3与冷凝器8连接阀门、冷凝器8与真空泵6连接阀门。

(6)通过操作显示屏启动真空泵6，直到真空度读数稳定为止。

(7)通过操作显示屏启动浓缩罐3搅拌装置。

(8)打开浓缩罐3夹套31蒸汽进口阀门；之后通过操作显示屏打开蒸汽进口气动阀并调整至手动状态。

(9)浓缩过程中根据罐内料液温度通过操作显示屏调整加热蒸汽量，保证料液处于稳定蒸发状态至设定时间。

(10)浓缩结束后通过操作显示屏依次关闭蒸汽进口气动阀、搅拌装置32、真空泵6；关闭浓缩罐夹套31蒸汽进口阀门。

(11)关闭机械密封冷却水阀和冷凝器8冷却水阀，而后关闭进水总阀。

(12)打开浓缩罐3底部排料阀排出浓缩液，浓缩液进入包装机4进行包装详见包装工艺操作。

(13)浓缩液排出后关闭浓缩罐3与冷凝器8连接阀门、冷凝器8与真空泵6 连接阀门。

3)包装机操作

(1)打开包装机4进口管道阀门。

(2)打开浓缩罐3底部排料阀详见浓缩工艺操作。

(3)启动包装机4进行包装作业。

4)提取罐及管道清洗操作

(1)启动清洗泵，对提取罐1和部分排料管道进行清洗，直到排出的清洗水无残料和残液。

(2)关闭清洗泵，待罐内和管道内清洗水排尽，依次关闭清洗水泵出口阀门、清洗水管道总阀门、提取罐清洗水阀门、提取罐排料阀门、清洗水排泄阀门。

5)浓缩罐及管道清洗操作

(1)打开精密过滤器2滤芯盖，将过滤芯取出滤芯另行清洗，滤芯盖复位。

(2)依次打开清洗水泵出口阀门、清洗水管道总阀门、浓缩罐3进料管阀门、浓缩罐3排料阀门、清洗水排泄阀门。

(3)启动清洗泵，对浓缩罐3进料管进行清洗，直到排出的清洗水无残料和残液。

(4)关闭浓缩罐3进料管阀门，打开浓缩罐3清洗水阀门，对浓缩罐3和排料管进行清洗，直到排出的清洗水无残料和残液。

(5)关闭清洗泵，待罐内和管道内清洗水排尽，依次关闭清洗泵出口阀门、清洗水管道总阀门、浓缩罐3清洗水阀门、浓缩罐3排料阀门、清洗水排泄阀门。

6)包装机清洗操作

(1)依次打开清洗泵出口阀门、清洗管道总阀门、包装机4进口管道阀门、清洗水排泄阀门。

(2)启动清洗泵，对包装机4进料管道进行清洗，直到排出的清洗水无残料和残液。

(3)关闭清洗水排泄阀门，打开包装机4进料阀门。

(4)启动清洗泵，而后启动包装机4，对包装机4及管道进行清洗，直到排出的清洗水无残料和残液。

(5)关闭清洗泵，待包装机4管道内清洗水排尽后，关闭包装机4。

(6)依次关闭清洗泵出口阀门、清洗水管道总阀门、包装机4进料阀门。

7)装置停车操作

装置运行和清洗完毕后，进行装置停车操作。

(1)依次关闭蒸汽发生器操作面板上加热开关、电源开关、蒸汽发生器进水阀门；而后关闭蒸汽发生器总电源开关。打开蒸汽发生器通往清洗水罐的蒸汽阀门排放残余蒸汽，直到表压低于0.5MPa，而后关闭蒸汽出口阀并打开排水阀将残余水排尽，关闭排水阀。

(2)关闭供水阀门。

(3)关闭包装机电源开关。

(4)关闭提浓装置上压缩空气进气阀门，而后关闭空压机电源开关。

(5)依次关闭提浓装置电气控制柜内总电源开关和分电源开关；而后关闭提浓装置总电源开关。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本专利不限于上述实施例，本领域技术人员根据本专利的揭示，不脱离本专利范畴所做出的改进和修改都应该在本专利的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，包括提取罐(1)、精密过滤器(2)、浓缩罐(3)、自动化包装机(4)、废渣槽(5)、真空泵(6)、冷凝液回收罐(7)、冷凝器(8)，还包括在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，液体物料进入提取罐(1)提取后液体经精密过滤器(2)过滤后输入浓缩罐(3)，浓缩后的气体依次通过冷凝器(8)、冷凝液回收罐(7)和真空泵(6)后排出，浓缩后的液体为膏方产品，进入自动化包装机(4)进行包装。

2.根据权利要求1所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的提取罐(1)外设有夹套控温(11)，内部设有搅拌装置(12)、超声装置(14)和固液分离器(15)，并在其上部通过管道连接冷凝回流装置(13)，提取罐(1)底部连接有自动卸料装置(16)，可开展正压、负压、常压提取操作。

3.根据权利要求2所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的夹套控温(11)采用夹套内通高温蒸汽或者高温导热油，对提取罐(1)内物料及溶媒进行间壁式加热，实现物料的蒸煮及溶媒的蒸发。

4.根据权利要求2或3所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的夹套控温(11)通过管道连接高温蒸汽源或者高温导热油源，并在该管道上设有电磁蒸汽阀，通过控制电磁蒸汽阀的开闭时间，控制蒸汽或导热油的流量，从而实现对加热功率的控制。

5.根据权利要求2所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的搅拌装置(12)采用双级搅拌桨形式，分上下两层，每个搅拌桨含有2～4片桨叶，上下搅拌桨桨叶方向相反。

6.根据权利要求2所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的固液分离器(15)设置于提取罐(1)内的底部，上面均匀布置直径为1～3mm的小孔，孔间距为1.5～4.5mm。

7.根据权利要求2所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的自动卸料装置(16)位于提取罐(1)底部，为可拆结构，包括铰链和与其连接的筒体，筒体通过铰链转动开闭，通过气动或电动方式实现筒体下封头的自动开闭，由此实现提取罐(1)内物料及残渣的自动卸料。

8.根据权利要求1所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的浓缩罐(3)外设有夹套控温(31)，内设有搅拌装置(32)，并在其顶部连接有气液分离器(33)，可开展正压、负压、常压浓缩。

9.根据权利要求1所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的自动化包装机(4)整体置于百级无尘车间内，包括计量泵(41)、喷码机(42)和塑封机(43)，膏方产品通过计量泵(41)称量后置于包装袋内，通过塑封机(43)塑封，再通过喷码机(42)喷码。

10.根据权利要求1所述的一种膏方工业化生产用成套装置，其特征在于，所述的装置还设有在线清洗CIP及高温蒸汽灭菌系统，所述的在线清洗CIP包括清洗液源和管道，清洗液源通过管道分别连接提取罐(1)和浓缩罐(3)顶部和底部，分别对提取罐(1)和浓缩罐(3)进行从上到下或从下到上的清洗；所述的高温蒸汽灭菌系统包括高温蒸汽管路及喷淋头，用于对提取罐(1)和浓缩罐(3)内壁进行高温灭菌。

11.一种如权利要求1所述的膏方工业化生产用成套装置的应用，其特征在于，将所述装置用于工业化生产膏方或浓缩液：将中药原料置于提取罐(1)中进行溶解提取，然后进入浓缩罐(3)浓缩，所得浓缩液或膏方通过自动化包装机(4)进行包装。

12.根据权利要求11所述的膏方工业化生产用成套装置的应用，其特征在于，所述装置的处理量不小于50L原料混合液。