CN117339696B - 天麻粉碎精滤装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天麻粉碎精滤装置及方法，所述天麻粉碎精滤装置包括罐体和粉碎机构，所述罐体设置有进料口和出料口，所述罐体内由上至下分为精滤腔和收集腔，所述精滤腔和收集腔之间采用过滤板分隔；所述粉碎机构包括设置于所述精滤腔内的筒体，所述筒体的顶部同轴固接有第一转轴，所述第一转轴的顶部旋转穿过罐体的顶部并连接有第一电机，所述筒体内设置有第二转轴，所述第二转轴外周安装有多组粉碎刀片组。所述天麻粉碎精滤装置结构简单，设计合理。基于所述天麻粉碎精滤装置的粉碎精滤方法，能够使最终获得的滤液中的有效成分浓度可控，提高过滤效果。

Description

天麻粉碎精滤装置及方法

技术领域

本发明涉及生物制药技术领域。更具体地说，本发明涉及一种天麻粉碎精滤装置及方法。

背景技术

藏药是在广泛吸收、融合了中医药学，印度医药学和大食医药学等理论的基础上，通过长期实践所形成的独特的医药体系，迄今已有上千年的历史，是我国较为完整、较有影响的民族药之一。藏药制药的过程中有一重要的步骤就是粉碎过滤，现有的粉碎和过滤设备通常用水量比较大，导致最终收集的滤液中药物的有效成分浓度低，影响后续使用。如授权公告号为CN110369095B公开的一种生物制药用分级粉碎和精细过滤装置，其通过多级粉碎精细过滤筒，对滤液进行分层分级处理，但由于其每级粉碎精细过滤时都需向筒体内输送水，从而导致收集的滤液有效成分浓度低等问题产生。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种天麻粉碎精滤装置及方法，其能够使天麻粉碎后得到充分溶解的同时，使最终获得的滤液中有效成分的浓度可控。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种天麻粉碎精滤装置，包括：

罐体，其设置有进料口和出料口，所述罐体内由上至下分为精滤腔和收集腔，所述精滤腔和收集腔之间采用过滤板分隔，所述收集腔通过抽气管道连接有抽气泵；

粉碎机构，其包括设置于所述精滤腔内的筒体，所述筒体的顶部同轴固接有第一转轴，所述第一转轴的顶部旋转穿过罐体的顶部并连接有第一电机，所述筒体内设置有第二转轴，所述第二转轴外周安装有多组粉碎刀片组，所述第二转轴的底部通过密封轴承旋转穿过所述筒体的底部并连接有第二电机，所述第二电机固定安装于所述过滤板上，所述筒体的顶部设置有开口，所述筒体的侧壁设置有多排沿轴向排列的过滤孔，每个过滤孔内覆盖安装有过滤膜，每排过滤孔外均设置有条形的挡板，每个挡板与筒体靠近的侧壁两端均连接有第一弹簧，每个第一弹簧活动穿入筒体内并连接限位板，每个限位板与所述筒体的内侧壁之间还连接有多个第二弹簧。

优选的是，所述收集腔为漏斗状结构，所述出料口设置于所述收集腔的底部，所述出料口处安装有电磁阀。

优选的是，所述开口处安装有电动封闭门。

优选的是，所述进料口位于罐体的顶部，并与所述精滤腔连通，所述进料口环绕设置于所述第一电机的外周，且所述进料口由多个连接杆分为多个扇形结构，所述进料口的顶部覆盖安装有环形盖体。

优选的是，多组粉碎刀片组分为第一粉碎刀片组和第二粉碎刀片组，所述第一粉碎刀片组包括多个对称设置于第二转轴侧壁并沿径向延伸的刀片，所述第二粉碎刀片组包括多个对称设置于第二转轴顶部并倾斜向上延伸的刀片。

优选的是，所述过滤膜为超滤膜。

优选的是，所述过滤板为陶瓷复合纳滤板，其制备方法为：

步骤a、将平均粒径为200nm的钇稳定氧化锆陶瓷粉体，搅拌混合均匀，利用辊压成型制备出陶瓷基膜；

步骤b、将聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶于N-甲基吡咯烷酮中，混合均匀，静置脱泡，获得固含量为20％的铸膜液；

步骤c、将所述铸膜液刮涂于所述陶瓷基膜的表面，刮涂厚度为150μm，将其浸泡于水槽中30min，取出晾干，再以2℃/min的升温速率升高至500℃，保温2h，继续以3℃/min的升温速率升高至800℃，保持5h，再以5℃/min的升温速率升高至1500℃，保持8h，最后以5℃/min的降温速率逐步降温至室温，即得所述陶瓷复合纳滤板。。

本发明提供了一种天麻粉碎精滤装置的粉碎精滤方法，包括以下步骤：

步骤一、打开所述罐体进料口处的环形盖体和筒体开口处的电动封闭门，向筒体内置入定量的天麻和水，关闭电动封闭门和环形盖体；

步骤二、开启第二电机，使第二转轴带动多组粉碎刀片组转动，对天麻进行粉碎，30min后关闭第二电机，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在500r/min转速下转动3min后关闭第一电机，转动的同时，多个挡板受离心力作用离开过滤孔，使全部过滤孔暴露，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤三、再次开启第二电机，继续粉碎30min，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在1500r/min条件下转动10min，转动的同时，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤四、开启抽气泵对收集腔进行抽气，加快滤液的过滤，开启出料口处的电磁阀，收集滤液，完成天麻的粉碎精滤工作。

本发明至少包括以下有益效果：本发明所述的天麻粉碎精滤装置结构简单，设计合理，通过控制筒体的旋转对筒体的液体进行离心分离，提高过滤效果，所述过滤孔外覆盖有挡板，可在天麻粉碎溶解时减少液体的流出，保证天麻粉体与水充分接触，降低水的用量，使最终收集的滤液浓度可控；所述过滤孔处设置超滤膜，过滤板采用自制的陶瓷复合纳滤板，二者结合对天麻溶液进行精滤，提高过滤效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明一种技术方案的结构示意图；

图2为本发明一种技术方案中所述筒体的结构示意图；

图3为本发明一种技术方案中任一挡板的结构示意图；

图4为本发明一种技术方案中所述进料口的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“横向”、“纵向”、“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，并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。

如图1～4所示，本发明提供了一种天麻粉碎精滤装置，包括：

罐体100，其设置有进料口101和出料口102，所述罐体100内由上至下分为精滤腔103和收集腔104，所述精滤腔103和收集腔104之间采用过滤板105分隔，所述收集腔104通过抽气管道连接有抽气泵106；

粉碎机构，其包括设置于所述精滤腔103内的筒体200，所述筒体200的顶部同轴固接有第一转轴201，所述第一转轴201的顶部旋转穿过罐体100的顶部并连接有第一电机202，所述筒体200内设置有第二转轴203，所述第二转轴203外周安装有多组粉碎刀片组，所述第二转轴203的底部通过密封轴承210旋转穿过所述筒体200的底部并连接有第二电机204，所述第二电机204固定安装于所述过滤板105上，所述筒体200的顶部设置有开口205，所述筒体200的侧壁设置有多排沿轴向排列的过滤孔206，每个过滤孔206内覆盖安装有过滤膜，每排过滤孔206外均设置有条形的挡板207，每个挡板207与筒体200靠近的侧壁两端均连接有第一弹簧208，每个第一弹簧208活动穿入筒体200内并连接限位板211，每个限位板211与所述筒体200的内侧壁之间还连接有多个第二弹簧209。

本技术方案中，所述的天麻粉碎精滤装置设置有罐体100和粉碎机构，所述罐体100由上至下分为圆柱形的精滤腔103和漏斗状的收集腔104，所述精滤腔103和收集腔104之间分隔设置有过滤板105，所述精滤腔103的顶部设置有进料口101，收集腔104的底部设置出料口102，所述粉碎机构设置在精滤腔103内，粉碎机构设置有筒体200，筒体200的顶部同轴固接有第一转轴201，第一转轴201由第一电机202驱动其转动，筒体200的底壁旋转穿设有第二转轴203，第二转轴203由第二电机204驱动其转动，第二转轴203位于筒体200内的端部安装有多组粉碎刀片组，所述筒体200的曲面侧壁上开设有多排过滤孔206，每个过滤孔206内设置有过滤膜，每排过滤孔沿筒体200的轴向排列，每排过滤孔206外侧均设置有竖长条的挡板207，挡板207的一侧两端均固接有第一弹簧208，第一弹簧208活动穿过筒体200侧壁每排过滤孔的上下方，弹簧的另一端连接有限位板211，限位板211卡嵌在筒体200内，且限位板211与筒体200的侧壁之间还连接有多个第二弹簧209。第一弹簧208和第二弹簧209处于正常状态时，多个挡板207覆盖遮挡在多排过滤孔外，阻碍筒体200内液体的渗出；当筒体200内天麻物料被粉碎并充分溶解后，打开第一电机202带动筒体200转动，受离心力作用多个挡板207均向外移动，不再阻挡过滤孔206，此时通过控制筒体200转速可调节液体的渗出速率，液体渗出后再经过滤板105过滤分离，实现天麻的精滤过程，若过滤板105的过滤速度较慢，还可开启抽气泵106，对收集腔104进行抽气，使收集腔104负压以此加快过滤速度，最终由出料口102收集滤液。本技术方案中，通过粉碎刀片组对天麻物料进行粉碎，随后经过滤孔206处的过滤膜和过滤板105的双重过滤，达到粉碎精滤的目的；所述过滤孔206外设置挡板207，在粉碎阶段可阻止液体过早的渗出，筒体200旋转时，又能即使排出筒体200内液体，保证天麻粉体的充分溶解的同时，使最终得到的滤液中有效成分的浓度可控，方便后续进一步加工。

在另一种技术方案中，所述收集腔104为漏斗状结构，所述出料口102设置于所述收集腔104的底部，所述出料口102处安装有电磁阀。本技术方案中，设置漏斗形的收集腔104，方便对滤液的收集。

在另一种技术方案中，所述开口205处安装有电动封闭门。本技术方案中，设置所述电动封闭门，可在筒体200转动时防止物料由开口205处泄露。

在另一种技术方案中，所述进料口101位于罐体100的顶部，并与所述精滤腔103连通，所述进料口101环绕设置于所述第一电机202的外周，且所述进料口101由多个连接杆110分为多个扇形结构，所述进料口101的顶部覆盖安装有环形盖体。本技术方案中，所述进料口101由多个扇形结构同轴环绕而成，使筒体200的开口205无论转到何处均能与进料口101相对，使其能够正常投料。

在另一种技术方案中，多组粉碎刀片组分为第一粉碎刀片组212和第二粉碎刀片组213，所述第一粉碎刀片组212包括多个对称设置于第二转轴203侧壁并沿径向延伸的刀片，所述第二粉碎刀片组213包括多个对称设置于第二转轴203顶部并倾斜向上延伸的刀片。本技术方案中，设置多组粉碎刀片组，提高粉碎效果。

在另一种技术方案中，所述过滤膜为超滤膜。本技术方案中给，采用所述超滤膜对滤液进行初级过滤，提高过滤效果。

在另一种技术方案中，所述过滤板为陶瓷复合纳滤板，其制备方法为：

步骤a、将平均粒径为200nm的钇稳定氧化锆陶瓷粉体，搅拌混合均匀，利用辊压成型制备出陶瓷基膜；

步骤b、将聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶于N-甲基吡咯烷酮中，混合均匀，静置脱泡，获得固含量为20％的铸膜液；

步骤c、将所述铸膜液刮涂于所述陶瓷基膜的表面，刮涂厚度为150μm，将其浸泡于水槽中30min，取出晾干，再以2℃/min的升温速率升高至500℃，保温2h，继续以3℃/min的升温速率升高至800℃，保持5h，再以5℃/min的升温速率升高至1500℃，保持8h，最后以5℃/min的降温速率逐步降温至室温，即得所述陶瓷复合纳滤板。

本技术方案中，使用自制的陶瓷复合纳滤板，以陶瓷膜作为基膜，再在其表面涂覆聚酰亚胺膜，制得的过滤板能够对天麻有效成分进行很好纯化和精滤，选择性好，分离效果好。

本发明提供了一种天麻粉碎精滤装置的粉碎精滤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、打开所述罐体进料口处的环形盖体和筒体开口处的电动封闭门，向筒体内置入定量的天麻和水，关闭电动封闭门和环形盖体；

步骤二、开启第二电机，使第二转轴带动多组粉碎刀片组转动，对天麻进行粉碎，30min后关闭第二电机，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在500r/min转速下转动3min后关闭第一电机，转动的同时，多个挡板受离心力作用离开过滤孔，使全部过滤孔暴露，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤三、再次开启第二电机，继续粉碎30min，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在1500r/min条件下转动10min，转动的同时，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤四、开启抽气泵对收集腔进行抽气，加快滤液的过滤，开启出料口处的电磁阀，收集滤液，完成天麻的粉碎精滤工作。

实施例1

使用本发明所述天麻粉碎精滤装置，对天麻进行粉碎精滤，其中，所用的过滤板为市售的陶瓷纳滤板，对天麻的粉碎精滤过程，具体为：

步骤一、打开所述罐体进料口处的环形盖体和筒体开口处的电动封闭门，向筒体内置入定量的天麻和水，关闭电动封闭门和环形盖体；

步骤二、开启第二电机，使第二转轴带动多组粉碎刀片组转动，对天麻进行粉碎，30min后关闭第二电机，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在500r/min转速下转动3min后关闭第一电机，转动的同时，多个挡板受离心力作用离开过滤孔，使全部过滤孔暴露，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤三、再次开启第二电机，继续粉碎30min，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在1500r/min条件下转动10min，转动的同时，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤四、开启抽气泵对收集腔进行抽气，加快滤液的过滤，开启出料口处的电磁阀，收集滤液，完成天麻的粉碎精滤工作。

实施例2

与实施例1的区别在于天麻粉碎精滤装置中采用的过滤板为自制的陶瓷复合纳滤板，其制备方法为：

步骤a、将平均粒径为200nm的钇稳定氧化锆陶瓷粉体，搅拌混合均匀，利用辊压成型制备出陶瓷基膜；

步骤b、将聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶于N-甲基吡咯烷酮中，混合均匀，静置脱泡，获得固含量为20％的铸膜液；

步骤c、将所述铸膜液刮涂于所述陶瓷基膜的表面，刮涂厚度为150μm，将其浸泡于水槽中30min，取出晾干，再以2℃/min的升温速率升高至500℃，保温2h，继续以3℃/min的升温速率升高至800℃，保持5h，再以5℃/min的升温速率升高至1500℃，保持8h，最后以5℃/min的降温速率逐步降温至室温，即得所述陶瓷复合纳滤板。

对比例1

与实施例2的区别在于对天麻的粉碎精滤过程，具体为：

步骤一、打开所述罐体进料口处的环形盖体和筒体开口处的电动封闭门，向筒体内置入定量的天麻和水，关闭电动封闭门和环形盖体；

步骤二、开启第二电机，使第二转轴带动多组粉碎刀片组转动，对天麻进行粉碎，60min后关闭第二电机，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在1500r/min转速下转动15min转动的同时，多个挡板受离心力作用离开过滤孔，使全部过滤孔暴露，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤三、开启抽气泵对收集腔进行抽气，加快滤液的过滤，开启出料口处的电磁阀，收集滤液，完成天麻的粉碎精滤工作。

对比例2

与实施例1的区别在于天麻粉碎精滤装置中采用的过滤板为市售陶瓷超滤板。

实施例1～2、对比例1～2中分别对等量的天麻物料进行粉粹过滤，将最终收集的滤液分别记录并检测其有效成分的浓度和纯度，结果如下表1所示：

表1

	实施例1	实施例2	对比例1	对比例2
					浓度(mol/L)	281.1	325.6	188.8	159.3
纯度(％)	78.5	81.3	75.8	55.1

结果显示，实施例2中最终收集的滤液中有效成分的浓度和纯度最高，效果最佳，因为其采用本发明自制的陶瓷复合纳滤板，在陶瓷基膜表面覆盖一层聚酰亚胺膜，对天麻有效成分的选择性更好，纯度更高，且结合本发明中的精滤方法，进行二次分离过滤，使天麻粉碎后溶解的更加完全，收集的滤液浓度更高。实施例1与实施例2相比，采用的市售陶瓷纳滤板，其仅采用陶瓷粉体制成，无法达到本发明自制陶瓷复合纳滤板一样的选择性，故其滤液的纯度较低，浓度也较低。对比例1中采用一次性分离过滤的方法，使物料的粉碎效果和溶解效果较实施例2差，再经一次性分离，使部分有效物质难以充分溶解就截留在过滤膜内表面，最终导致滤液的浓度低，纯度较差。对比例2中采用市售的陶瓷超滤板，虽然成本较低，但对天麻有效成分的选择性差，导致滤液中的杂质含量高，纯度低，浓度低。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.天麻粉碎精滤装置，其特征在于，包括：

罐体，其设置有进料口和出料口，所述罐体内由上至下分为精滤腔和收集腔，所述精滤腔和收集腔之间采用过滤板分隔，所述收集腔通过抽气管道连接有抽气泵；

粉碎机构，其包括设置于所述精滤腔内的筒体，所述筒体的顶部同轴固接有第一转轴，所述第一转轴的顶部旋转穿过罐体的顶部并连接有第一电机，所述筒体内设置有第二转轴，所述第二转轴外周安装有多组粉碎刀片组，所述第二转轴的底部通过密封轴承旋转穿过所述筒体的底部并连接有第二电机，所述第二电机固定安装于所述过滤板上，所述筒体的顶部设置有开口，所述筒体的侧壁设置有多排沿轴向排列的过滤孔，每个过滤孔内覆盖安装有过滤膜，每排过滤孔外均设置有条形的挡板，每个挡板与筒体靠近的侧壁两端均连接有第一弹簧，每个第一弹簧活动穿入筒体内并连接限位板，每个限位板与所述筒体的内侧壁之间还连接有多个第二弹簧；

其中，所述过滤板为陶瓷复合纳滤板，其制备方法为：

步骤a、将平均粒径为200 nm的钇稳定氧化锆陶瓷粉体，搅拌混合均匀，利用辊压成型制备出陶瓷基膜；

步骤b、将聚酰亚胺的前驱体聚酰胺酸溶于N-甲基吡咯烷酮中，混合均匀，静置脱泡，获得固含量为20%的铸膜液；

步骤c、将所述铸膜液刮涂于所述陶瓷基膜的表面，刮涂厚度为150 μm，将其浸泡于水槽中30 min，取出晾干，再以2℃/min的升温速率升高至500℃，保温2 h，继续以3℃/min的升温速率升高至800℃，保持5h，再以5℃/min的升温速率升高至1500℃，保持8h，最后以5℃/min的降温速率逐步降温至室温，即得所述陶瓷复合纳滤板。

2.如权利要求1所述的天麻粉碎精滤装置，其特征在于，所述收集腔为漏斗状结构，所述出料口设置于所述收集腔的底部，所述出料口处安装有电磁阀。

3.如权利要求1所述的天麻粉碎精滤装置，其特征在于，所述开口处安装有电动封闭门。

4.如权利要求1所述的天麻粉碎精滤装置，其特征在于，所述进料口位于罐体的顶部，并与所述精滤腔连通，所述进料口环绕设置于所述第一电机的外周，且所述进料口由多个连接杆分为多个扇形结构，所述进料口的顶部覆盖安装有环形盖体。

5.如权利要求1所述的天麻粉碎精滤装置，其特征在于，多组粉碎刀片组分为第一粉碎刀片组和第二粉碎刀片组，所述第一粉碎刀片组包括多个对称设置于第二转轴侧壁并沿径向延伸的刀片，所述第二粉碎刀片组包括多个对称设置于第二转轴顶部并倾斜向上延伸的刀片。

6.如权利要求1所述的天麻粉碎精滤装置，其特征在于，所述过滤膜为超滤膜。

7.基于如权利要求1~6任一项所述的天麻粉碎精滤装置的粉碎精滤方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、打开所述罐体进料口处的环形盖体和筒体开口处的电动封闭门，向筒体内置入定量的天麻和水，关闭电动封闭门和环形盖体；

步骤二、开启第二电机，使第二转轴带动多组粉碎刀片组转动，对天麻进行粉碎，30min后关闭第二电机，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在500 r/min转速下转动3min后关闭第一电机，转动的同时，多个挡板受离心力作用离开过滤孔，使全部过滤孔暴露，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤三、再次开启第二电机，继续粉碎30min，开启第一电机，使第一转轴带动筒体在1500 r/min条件下转动10 min，转动的同时，滤液由过滤孔渗出，并经过滤板过滤，收集腔收集；

步骤四、开启抽气泵对收集腔进行抽气，加快滤液的过滤，开启出料口处的电磁阀，收集滤液，完成天麻的粉碎精滤工作。