CN111068367A - 植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，采用连续自动化絮凝机组、连续自动化分离机组、连续自动化洗涤机组及若干个絮凝剂溶液配制单元。包括如下步骤：步骤一，絮凝剂依次经过自动上料、自动计量、自动加水，在配制釜内搅拌混合，得到浓度一定的絮凝剂溶液。步骤二，浸提液和絮凝剂溶液以一定流量加入连续自动化絮凝机组并充分反应，得到絮凝液。步骤三，絮凝液进入连续自动化分离机组，经过分离后，得到澄清液和絮泥。步骤四，絮泥被连续送至连续自动化洗涤机组内部，絮泥洗涤后，得到洗涤水和泥渣。本发明絮凝效果好，品质稳定，有效成分分解损失率低，絮凝剂消耗少，人工成本低，耗能小，自动化程度更高。

Description

植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺

技术领域

本发明涉及絮凝处理技术领域，具体涉及植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺。

背景技术

絮凝工艺是植物中药有效成分提取及污水处理领域广泛应用的一种澄清除杂手段，通过絮凝剂参与所产生的电中和、吸附架桥、沉淀网捕等混凝作用，将原液中的蛋白质、淀粉、果胶、色素、鞣质、生化污泥等复杂成分聚集成大颗粒絮凝体沉降，达到分离纯化有效成分及净化污水的目的。从植物、中药中提取的有效成分主要包括甙、酸、多酚、单糖、二糖、多糖、萜类、黄酮、生物碱等，如果絮凝过程控制不当，这些成分容易在酸性絮凝剂作用下发生水解、氧化、中和、分子重排等化学反应和结构变化。而且由于这些有效成分大多分子量较大且存在极性基团，容易被有机絮凝剂吸附网捕，因此，絮凝过程多伴随有效成分损失。

目前植提、药提行业内普遍采用罐式间歇人工絮凝及板框过滤操作法，存在絮凝效果不稳定，产品质量不均一，絮凝过程有效成分分解损失严重，分解副产物影响产品质量，絮凝剂消耗量大且不稳定，设备数量多建设投资大，用工数量多、人工成本高、现场卫生差等问题。现行的连续运行方案存在因料液返混现象带来的絮凝效果差，絮凝剂消耗量大，有效成分损失率高等问题，而且控制逻辑不合理，上述不稳定因素导致自动化控制水平低，甚至自控无法实现。因此，现有技术亟待进一步提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提出植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，解决植提、药提液絮凝过程中，存在的絮凝效果差，品质不稳定，有效成分分解损失严重，絮凝剂消耗高，人工成本高，耗能大，连续运行自动化程度低、现场卫生差的问题。

为解决上述技术问题，本发明技术方案包括：

植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，所采用的连续自动化絮凝及分离装置包括连续自动化絮凝机组、连续自动化分离机组、连续自动化洗涤机组、DCS自控系统、电源及若干个絮凝剂溶液配制单元，各絮凝剂溶液配制单元分别与连续自动化絮凝机组管路相连，连续自动化絮凝机组与连续自动化分离机组管路连接，连续自动化分离机组与连续自动化洗涤机组管路连接。

所述连续自动化絮凝及分离工艺，包括如下步骤：

步骤一，絮凝剂依次经过自动上料、自动计量、自动加水，在配制釜内搅拌混合，得到浓度一定的絮凝剂溶液，以备后续步骤使用。

步骤二，浸提液以一定流量加入连续自动化絮凝机组，同时，絮凝剂溶液也以一定流量加入连续自动化絮凝机组。

浸提液与絮凝剂溶液在连续自动化絮凝机组内充分反应，得到絮凝液。

步骤三，步骤二中得到絮凝液经过连续自动化絮凝机组的排液口进入连续自动化分离机组，絮凝液在连续自动化分离机组内部进行分离，得到澄清液和絮泥。

澄清液通过连续自动化分离机组的出液口排出，絮泥由连续自动化分离机组的出泥口排出。

步骤四，步骤三中排出的絮泥被连续送至连续自动化洗涤机组内部，连续自动化洗涤机组对絮泥进行洗涤，得到洗涤水和泥渣。

所述洗涤水由连续自动化洗涤机组的排水口排出，洗涤水回收利用，泥渣由连续自动化洗涤机组的排渣口排出。

进一步地，絮凝剂溶液配制单元包括自动上料装置、连续计量装置及配制釜，自动上料装置的出口端与絮凝剂储料仓的入口端管路密封相连，絮凝剂储料仓的出口端与连续计量装置的进料口管路密封相连，所述连续计量装置的出料口与配制釜的进料口管路密封相连。

配制釜上设置有进水管，进水管上设有第一流量计和第一自调阀，配制釜内设置有第一液位计。

进一步地，所述自动上料装置的信号端和连续计量装置的信号端分别与DCS自控系统电连接，第一自调阀的信号端、第一流量计的信号端及第一液位计的信号端分别与DCS自控系统电连接。

进一步地，所述配制釜的内部设有多个搅拌叶片，多个搅拌叶片均匀布置在搅拌轴上。

搅拌轴的一端伸出配制釜与第一电机相连，所述电源为第一电机供电。

进一步地，步骤二中，配制釜的出液口通过第一管路与连续自动化絮凝机组相连相通，所述第一管路上配置有第二流量计和第二自调阀，第二流量计和第二自调阀的信号端分别与DCS自控系统电连接。

进一步地，步骤三中，连续自动化絮凝机组的排液口通过第二管路与连续自动化分离机组的进液口相连，第二管路上配置有第一储料罐和第三自调阀，第一储料罐内配有第二液位计，第三自调阀和第二液位计的信号端分别与DCS自控系统电连接。

进一步地，连续自动化分离机组的出泥口通过第三管路与连续自动化洗涤机组进料口相连，第三管路上配有第二储料罐和变频输送机组，第二储料罐内配有第三液位计，第三液位计和变频输送机组的信号端与DCS自控系统电连接。

进一步地，所述自动上料装置采用气力输送机。

进一步地，所述自动计量装置采用连续计量称。

由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为：

1.絮凝过程有效成分损失率较传统间歇装置降低8-20％。

2.絮凝后澄清液中有效成分纯度较传统间歇装置提高5.2-18.3个百分点。

3.该技术的采用可以提高产成品收率7-12％(损失率下降26-44％)。经甜菊糖工业中试生产验证，该自动化絮凝分离工艺可对甜菊混合糖产生利润贡献约11000元/t糖。

4.单位原材料消耗絮凝剂量下降5-15％，单位产成品消耗絮凝剂的量下降10-40％。

5.相同产能规模下，用工数量较传统间歇装置降低70-90％。

6.结构更加紧凑，占地面积及土建投资较传统间歇装置节省60-80％。

植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺从根本上解决了植物、中药提取液絮凝过程中存在的絮凝效果差、品质不稳定、有效成分分解损失严重、絮凝剂消耗高、人工成本高、耗能大、连续运行自动化程度低的问题，生产现场环境卫生。

附图说明

图1是本发明植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1，本发明提供了植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，连续自动化絮凝及分离工艺过程采用连续自动化絮凝及分离装置，连续自动化絮凝及分离装置包括连续自动化絮凝机组、连续自动化分离机组、连续自动化洗涤机组、DCS自控系统、电源及两个絮凝剂溶液配制单元，两个絮凝剂溶液配制单元分别为絮凝剂A溶液配制单元和絮凝剂B溶液配制单元，絮凝剂A溶液配制单元用于配制絮凝剂A溶液，絮凝剂B溶液配制单元用于配制絮凝剂B溶液。各絮凝剂溶液配制单元分别与连续自动化絮凝机组管路连接，连续自动化絮凝机组与连续自动化分离机组管路连接，连续自动化分离机组与连续自动化洗涤机组管路连接。

絮凝剂溶液配制单元包括自动上料装置、连续计量装置及配制釜，自动上料装置的出口端与絮凝剂储料仓的入口端管路密封相连，絮凝剂储料仓的出口端与连续计量装置的进料口管路密封相连，所述连续计量装置的出料口与配制釜的进料口管路密封相连。配制釜上设置有进水管，进水管上设有第一自调阀和第一流量计，第一自调阀和第一流量计的作用是控制进水管以一定流量向配制釜内连续添加清洁水，配制釜内设置有第一液位计，第一自调阀的信号端、第一流量计的信号端及第一液位计的信号端分别与DCS自控系统电连接。配制釜的出液口通过第一管路与连续自动化絮凝机组相连相通，所述第一管路上配置有第二流量计和第二自调阀，第二流量计和第二自调阀的信号端分别与DCS自控系统电连接。

所述自动上料装置优选采用气力输送机，连续计量装置采用连续计量称，所述气力输送机的信号端和连续计量称的信号端分别与DCS自控系统电连接。第一液位计的信号端发送数据给DCS自控系统，DCS自控系统根据第一液位计发来的数据控制第一自调阀调节水流量，从而使第一流量计信号端形成数据发送给DCS自控系统，DCS自控系统根据第一流量计发来的数据控制连续计量称，最后使絮凝剂和清洁水始终保持一定的比例进入配制釜内。

所述配制釜的内部设有多个搅拌叶片，多个搅拌叶片均匀布置在搅拌轴上。搅拌轴的一端伸出配制釜与第一电机相连，搅拌轴与配制釜的外壁之间转动密封相连，所述电源为第一电机供电。

所述植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，包括如下步骤：

步骤一，絮凝剂依次经过自动上料、自动计量、自动加水，在配制釜内搅拌混合，得到浓度一定的絮凝剂溶液，以备后续步骤使用。絮凝剂与水连续混合、搅拌，配制釜内的絮凝剂溶液浓度始终均匀、恒定。

步骤二，浸提液以一定流量加入连续自动化絮凝机组，同时，絮凝剂溶液也以一定流量加入连续自动化絮凝机组。浸提液通过连续自动化絮凝机组上的浸提液连接管加入连续自动化絮凝机组，浸提液连接管上配置第三流量计和第四自调阀，第三流量计和第四自调阀的信号端分别与DCS自控系统电连接。

浸提液通过第四自调阀的控制按照一定的流量进入连续自动化絮凝机组，在第三流量计的信号端形成数据并发送给DCS自控系统。DCS自控系统根据第三流量计发来的流量数据形成絮凝剂配比量数据，发送给絮凝剂A溶液配制单元内第一管路上的第二自调阀，从而絮凝剂A溶液配制单元内第一管路上的第二流量计形成流量数据并发送给DCS自控系统，DCS自控系统根据絮凝剂A溶液配制单元内的第二流量计发来的流量数据平衡控制A溶液配制单元内的第二自调阀。同时，DCS自控系统根据絮凝剂A溶液配制单元内的第二流量计发来的流量数据控制絮凝剂B溶液配制单元内第一管路上的第二自调阀,然后又使絮凝剂B溶液配制单元内第一管路上的第二流量计形成流量数据并发送给DCS自控系统，DCS自控系统再次根据絮凝剂B溶液配制单元内的第二流量计发来的流量数据平衡控制B溶液配制单元内的第二自调阀，最终使DCS自控系统控制自动化絮凝机组内加入的浸提液和絮凝剂溶液的流量比例恒定。

浸提液与絮凝剂溶液在连续自动化絮凝机组内充分反应，得到絮凝液。

步骤三，步骤二中得到絮凝液经过连续自动化絮凝机组的排液口进入连续自动化分离机组，絮凝液在连续自动化分离机组内部进行分离，得到澄清液和絮泥，所述絮泥为流体。

澄清液通过连续自动化分离机组的出液口排出，絮泥由连续自动化分离机组的出泥口排出。步骤三中，连续自动化絮凝机组的排液口通过第二管路与连续自动化分离机组的进液口相连，第二管路上配置有第一储料罐和第三自调阀，第一储料罐内配有第二液位计，第三自调阀和第二液位计的信号端分别与DCS自控系统电连接。第二液位计的信号端发送数据给DCS自控系统，DCS自控系统根据第二液位计发来的数据控制第三自调阀保持第一储料罐的液位稳定。连续自动化分离机组与DCS自控系统电连接，DCS自控系统实时掌握连续自动化分离机组的运行状态。

步骤四，步骤三中排出的絮泥被连续送至连续自动化洗涤机组内部，连续自动化洗涤机组对絮泥进行洗涤，分别得到洗涤水和泥渣。连续自动化分离机组的出泥口通过第三管路与连续自动化洗涤机组进料口相连，第三管路上配有第二储料罐和变频输送机组，第二储料罐内配有第三液位计，第三液位计和变频输送机组的信号端与DCS自控系统电连接。第三液位计的信号端发送数据给DCS自控系统，DCS自控系统根据第三液位计发来的数据控制变频输送机组保持第二储料罐的液位稳定。连续自动化洗涤机组配置有螺旋输送机，螺旋输送机的一端连接连续自动化洗涤机组的出渣口，另一端连接卸泥区。

工作状态下，第二储料罐内连续加入一定流量清洁水，絮泥在自动化洗涤机组洗涤后得到洗涤水和泥渣，所述洗涤水由连续自动化洗涤机组的排水口排出，洗涤水通过管路被连续输送至制备浸提液的罐体内，回收利用，泥渣由连续自动化洗涤机组的排渣口连续密闭排至螺旋输送机的进料口，并由螺旋输送机送至卸泥区，防止暴露在空气中，污染环境。

连续自动化絮凝及分离工艺，经包括甜菊糖、黄芩苷、芍药苷、大青叶在内的等多款植物、药物产品的提取工业中试验，效果显著。

同时，在絮凝的上一工序(絮凝剂上料、溶液配制工序)中，本技术改变了传统人工上料(或电动单轨吊机上料)、絮凝剂溶液间歇配制模式，采用絮凝剂密闭式气流输送+连续自动化计量输送+连续自动化配制方案。该方案改变了传统工艺存在的人工劳动强度大、现场飘尘严重、絮凝剂溶液不稳定、电耗高、设备笨重且占地面积大等缺点。

在絮凝的下一工序(澄清液与絮泥分离工序)，本工艺改变了传统板框压滤机过滤絮泥的分离方式，采用连续分离方式，并且对絮凝泥进行连续二次洗涤回收絮泥中裹带的有效成分。该工艺克服了传统板框过滤方式存在的用工数量多劳动强度大、澄清液间歇采出时杂质夹带不易控制、间歇卸泥易撒漏污染环境、滤布冲洗水和滤布洗涤水无计划排放增加污水处理负荷且易污染环境、滤布破损或絮泥穿滤难以及时发现造成后续树脂污染、设备数量多占地面积大等问题。

连续自动化絮凝及分离工艺与传统间歇工艺在甜菊糖提取中的效果对比例证：

甜菊糖是为数不多的同时具备“纯天然、零热量”两大优势的甜味剂，被誉为世界健康新糖源。随着健康生活理念的普及，甜菊糖已成为人类的首选健康甜味剂。在中国，甜菊糖提取工艺工业化已有半个世纪的历程，随着国际市场对甜菊糖的质量、价格等要求日益提高，甜菊糖提取工艺革新已经成为整个行业面临的新课题。

在此，以甜菊糖提取为例，具体阐述植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺与传统絮凝过滤工艺的运行效果对比。运行对比条件说明：

1、原料：采用甜菊叶，甜菊叶的检测结果为：总甙13.1％，Ra8.4％，杂质22.3％，水分10.3％。

2、运行方式：

间歇工艺：浸泡→间歇絮凝→板框过滤→大孔吸附、离交脱色→浓缩→干燥。

连续工艺：浸泡→连续絮凝→连续分离→大孔吸附、离交脱色→浓缩→干燥。

(1)、两套工艺除絮凝、过滤分离工序采用不同的运行模式，其它工序运行均模式相同；

(2)、絮凝方式：两组对比工艺均采用CaO+FeSO4絮凝剂；

(3)、两组对比工艺均采用同一批次甜菊叶、辅料、相同树脂选型；干燥方式统一采用浓糖浆均匀混合后烘干法。

例证数据汇总表：

运行指标	连续工艺	间歇工艺	连续/间歇比较
				甜菊叶浸泡液料水比	1:20	1:20
絮凝剂用量(Fe+Ca)，kg/t糖	2840	3680	耗量下降23％
				澄清液透光度，％	58	56
澄清液总苷纯度，％	32	21	提高11个百分点
				甜菊糖产品总苷纯度，％	92.8	90.4
叶子耗量(收率)，t叶子/t糖	9.79	10.87	提高9.8％
				500t/a装置面积(絮凝+分离)，㎡	200	600	节省66.7％
500t/a装置用工量(絮凝+分离)，人/班	2	7	降低71％

本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (9)

1.植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，所采用的连续自动化絮凝及分离装置包括连续自动化絮凝机组、连续自动化分离机组、连续自动化洗涤机组、DCS自控系统、电源及若干个絮凝剂溶液配制单元，各絮凝剂溶液配制单元分别与连续自动化絮凝机组管路相连，连续自动化絮凝机组与连续自动化分离机组管路连接，连续自动化分离机组与连续自动化洗涤机组管路连接；

其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，絮凝剂依次经过自动上料、自动计量、自动加水，在配制釜内搅拌混合，得到浓度一定的絮凝剂溶液，以备后续步骤使用；

步骤二，浸提液以一定流量加入连续自动化絮凝机组，同时，絮凝剂溶液也以一定流量加入连续自动化絮凝机组；

浸提液与絮凝剂溶液在连续自动化絮凝机组内充分反应，得到絮凝液；

步骤三，步骤二中得到絮凝液经过连续自动化絮凝机组的排液口进入连续自动化分离机组，絮凝液在连续自动化分离机组内部进行分离，得到澄清液和絮泥；

澄清液通过连续自动化分离机组的出液口排出，絮泥由连续自动化分离机组的出泥口排出；

步骤四，步骤三中排出的絮泥被连续送至连续自动化洗涤机组内部，连续自动化洗涤机组对絮泥进行洗涤，得到洗涤水和泥渣；

所述洗涤水由连续自动化洗涤机组的排水口排出，洗涤水回收利用，泥渣由连续自动化洗涤机组的排渣口排出。

2.根据权利要求1所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，絮凝剂溶液配制单元包括自动上料装置、连续计量装置及配制釜，自动上料装置的出口端与絮凝剂储料仓的入口端管路密封相连，絮凝剂储料仓的出口端与连续计量装置的进料口管路密封相连，所述连续计量装置的出料口与配制釜的进料口管路密封相连；

配制釜上设置有进水管，进水管上设有第一流量计和第一自调阀，配制釜内设置有第一液位计。

3.根据权利要求2所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，所述自动上料装置的信号端和连续计量装置的信号端分别与DCS自控系统电连接，第一自调阀的信号端、第一流量计的信号端及第一液位计的信号端分别与DCS自控系统电连接。

4.根据权利要求2所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于,所述配制釜的内部设有多个搅拌叶片，多个搅拌叶片均匀布置在搅拌轴上；

搅拌轴的一端伸出配制釜与第一电机相连，所述电源为第一电机供电。

5.根据权利要求1所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，步骤二中，配制釜的出液口通过第一管路与连续自动化絮凝机组相连相通，所述第一管路上配置有第二流量计和第二自调阀，第二流量计和第二自调阀的信号端分别与DCS自控系统电连接。

6.根据权利要求1所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，步骤三中，连续自动化絮凝机组的排液口通过第二管路与连续自动化分离机组的进液口相连，第二管路上配置有第一储料罐和第三自调阀，第一储料罐内配有第二液位计，第三自调阀和第二液位计的信号端分别与DCS自控系统电连接。

7.根据权利要求1所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，连续自动化分离机组的出泥口通过第三管路与连续自动化洗涤机组进料口相连，第三管路上配有第二储料罐和变频输送机组，第二储料罐内配有第三液位计，第三液位计和变频输送机组的信号端与DCS自控系统电连接。

8.根据权利要求2所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，所述自动上料装置采用气力输送机。

9.根据权利要求2所述的植物/中药提取液及水处理连续自动化絮凝及分离工艺，其特征在于，所述自动计量装置采用连续计量称。

Images