CN201768397U - 可多种供能的连续逆流浸出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于对天然产物(尤其是中药材)中有效成分进行提取的可多种供能的连续逆流浸出装置，包括内有若干个呈水平状排列且首尾相连的半圆状断面的槽所组成的机体，每个槽内设有由驱动机构带动可旋转的且上面布有通孔的叶桨，槽底下部设有超声波换能器构件和/或可多种供能的热交换构件。在超声空化等效应、适当温度和连续逆流创造和保持最大浓度差条件下浸出，加速药材细胞破裂，加快溶解、扩散，供能多样化，药材资源、溶剂、能耗等多项成本都降低，具有增效优质节能环保的有益效果。

Description

可多种供能的连续逆流浸出装置

技术领域：

本实用新型涉及一种对天然产物(尤其是中药材)中有效成分进行浸出的可多种供能的连续逆流浸出装置，属中药提取技术领域。

背景技术：

中药浸出要经过浸润、溶解、扩散和置换的过程，液出装置的优化设计方面有：1、要加速药材组织细胞中的可溶性有效成分尽快溶于溶剂中，加快扩散进程。研究表明，浸出温度与扩散速度成正比，传统的中药提取罐即是通过加热煎煮来促使药材组织细胞破裂，以加快有效成分的溶解、扩散，但药材中有效成分大多是热敏性物质，以温度较低(如80℃以下)为宜。目前，超声波中药浸出新工艺已经应用，在超声波多种效应作用下，特别是空化效应中产生的高达上千大气压的瞬时压力导致药材细胞破裂，加速溶剂渗透到细胞内部，提高药物溶出速度和溶出次数，从而增加有效成分的扩散，缩短浸出时间。并且，超声波浸出温度适宜(80℃以下)，不破坏药材中热敏性有效成分。2、要使药材和溶剂始终都形成走向相反的流体动力学状态，创造和保持最大的浓度差，因为浓度差才是扩散的动力，且要避免返混(即浸出过程中不同层次不同浓度的浸出液相互混合)，返混会影响浸出效果的提高。3、节能和环保是重要要素，供能多样化是有效途径，以适应不同理化特性的不同药材品种的浸出工艺要求，满足加热、常温、低温等不同的传热方式。要减少对环境有污染的燃煤燃油的用量，转而尽量采用清洁能源，实现清洁、无废物浸出生产。

现在，遍布我国各地仍广泛使用的中药提取罐属单级静态间歇浸出装置。罐体直径大且筒体高，使用燃煤热水蒸汽的罐体外夹套加热时温度高(可达0.3MPa，143℃)，靠近夹套处过热，破坏药材中热敏性有效成分，罐体中部及底部热量难以传到，受热不匀。采用泵循环和搅拌有所改善，却产生返混。因浓度差小，有的厂家一罐次药材要间歇煎煮2～3次，出液系数(即液固比)特别大。由于浸出液量大，因而后续工序(如蒸发、过滤、纯化分离等)工作量也大，完成单位浸出量时间长，效率低，还增加人工、药材资源、厂地设备投资、溶剂、能源消耗成本，且收得率低，经济效益差。罐体高悬，排渣盖在罐体底部，存在堵塞、泄漏和不安全隐患。

有的厂家使用一定数量的上述提取罐，把它们用输液管道互相连通起来，先后排成一定的次序组成罐组。在浸出过程中，浸出液由第1罐向最末一罐流动，而第1罐经过多次浸出后排出药渣，再装入新药成为最末一罐，原第2罐变为第1罐，依次类推。这种逆流罐组浸出，每份注入首罐的溶剂逐步流入末罐，使每份溶剂多次使用，使每份从末罐流出的浸出液的浓度达到最大，浸出次数最多因而药材颗粒内含有效成分最低即成药渣排出。较之单级提取罐而言，逆流罐组在多方面有所提高。但也存在许多缺点，如浸出罐组比较复杂，生产操作比较麻烦，浸出液在浸出过程中常有返混现象，影响浸出效果的提高。

还有的厂家将上述提取罐改进成超声波辅助浸出，往往将超声波换能器构件放入装有药材料液的罐体内或设置罐体筒壁上。由于提取罐直径大且筒体高，超声波的传输慢，强度衰减快，超声波作用范围小，药材所受超声波能量不均匀，靠近超声波换能器构件处的药材破碎时间长，而距超声波换能器构件较远处的药材则难以实现超声波破碎。若采用搅拌将药材料液在罐体内循环流动，比静置单罐效果有所提高，却仍产生返混、难以装拆、清洗等弊端。

现有技术中，几经改进，出现如专利号为00219080.X等可二种供能的螺旋式连续逆流浸出装置，其原理较科学，但对浸出而言，受力、结构设计等方面存在缺陷。实践表明，传统常用的螺旋输送机(又称搅龙)多用于干性料粒的输送，而多为根茎、叶、花、草类的中药材颗粒并不宜用长长的螺旋推进器在液体溶剂中推进运行，由于根茎、叶、花、草类中药材颗粒比重较轻，在液体溶剂中会漂浮在液面区域而难以被螺旋面滑动推进。有的刚投进的较轻药材颗粒尚未经过浸出，便随逆向而流的浸出液从浸出液出口流出，被当作滤渣处理，即浪费药材，又增加过滤难度。因长长机机槽内悬挂轴承阻隔或过滤不畅，时有堵塞发生。当螺旋轴向尺寸过长，压应力过大时，螺旋轴将会弯曲，甚至折断。这类螺旋式连续逆流浸出装置采用超声波浸出时，多将超声波换能器构件设在螺旋机槽两侧外表面，这种设置往往与药材颗粒位于机槽底部偏于旋转方向的侧壁运行部位形成了布置错位，这就造成超声波发射的能量不能全部作用到药材浸出而部分损失掉。螺旋推进器长且重，制造成本高，不易装拆，难以彻底清洗。

现有技术中的叶桨式连续逆流浸出装置，受力结构设计合理，却只有单一供能结构，不能满足不同理化特性的不同药材品种的浸出工艺要求，并且，浸出液流出未经有效过滤，有一定数量新投入的药材颗粒未经浸出便流出而浪费，网带式排渣结构因难以彻底清洗而有违GMP规范要求，影响推广使用。

当今世界，地球能源资源日趋紧张，过多碳排放污染环境已成急需解决的课题。现有中药浸出装置大多仍采用燃煤热水蒸汽加热，能耗高、污染重。以热水为传热介质时，往往用煤、电等能源将约20℃的冷水加热至约100℃用来因未浸出，能耗也很大。另方面，如山东皇明等太阳能工业热水循环工程技术已相当成熟可靠，经查新，尚未有太阳能用于中药浸出工艺的案例。依据国家产业政策，中药浸出装置将由高温高耗低质向低温低耗优质进行产业结构调整，正走向世界，具有中国传统优势的中药产业急需能适应这一发展趋势的可多种供能的增效节能的浸出装置。

发明内容：

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺点，提供一种受力、结构设计和供能布置都合理，有利于浸出运行、装拆、清洗，符合GMP规范要求，能适应不同理化特性不同药材品种的浸出工艺要求，可多种供能，以达到增效优质、节能环保的连续逆流浸出装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：它包括内有若干个呈水平状排列且首尾相连的半园状断面的槽所组成的机体，所述每个槽内设有由驱动机构带动可旋转的且上面布有通孔的叶桨，所述机体设置浸出液出口一端的上部设有供料机构，所述机体设置浸出溶剂进口的另一端设有排渣机构，其特点是：所述半园状断面的槽底下部设有超声波换能器构件和/或可多种供能的热交换构件，在利用超声破碎适当温度、创造和保持最大浓度差的条件下进行连续逆流浸出。

针对现有技术在受力、结构设计等方面的不足，浸出过程中存在缺陷，本实用新型具有若干个呈水平状排列且首尾相连的半园状断面的槽，每个槽内设有由驱动机构带动可旋转的且上面布有通孔的叶桨，叶桨与槽间形成装有药材颗粒和溶剂并均衡运行的容腔，随着叶桨不断转动，逐段径向推动药材无阻隔地与溶剂进行走向相反的流动，从自动投料到自动排渣，全程全封闭运行不断地创造和保持最大的浓度差。由于槽底下部设有超声波换能器构件和/或可多种供能的热交换构件，在充分利用超声空化等效应和/或适当温度条件作用下，药材细胞快速破裂，提高药材有效成分溶出速度和溶出次数，从而加快有效成分的扩散，扩散边界层薄且更新快，加速有效成分不断置转换到溶剂中，大大提高有效成分的收得率。在较低温度下，热敏性有效成分不被破坏。采用若干个叶桨、单个叶桨重量轻，制造简单成本低，易装拆，便清洗，符合GMP规范要求。在浸出中，溶剂用量少，出液系数小，能源消耗少，供能多样化，尽量利用清洁能源，满足多种浸出要求，多项成本都降低。因此，较之现有技术，本实用新型具有显著的增效优质、节能环保的有效效果。

附图说明：

图1是本实用新型可多种供能的连续逆流浸出装置第一个具体实施方式的示意图；

图2是本实用新型可多种供能的连续逆流浸出装置另一个具体实施方式的示意图；

图3是图1、图2的A向斜视图；

图4是图1、图2的B向局部视图；

图5是具有吊具的可移动起重装置的示意图。

具体实施方式：

图1、3、4所示的可多种供能的连续逆流浸出装置，它包括内有若干个呈水平状排列且首尾相连的半园状断面的槽(10)所组成的机体(25)，机体(25)上设有具有密封条的翻盖(22)，有利于有机溶媒不挥发外泄及装拆、清洗。机体(25)上设有灯视孔(23)，便于浸出运行时随时观察。机体(25)内的温控口(27)可安装调控浸出温度的温度探头，清洗口(26)可安装喷洗头。机体(25)下装有可调式支脚(4)和滚轮(35)，用于移动、安装。每个槽(10)内设有由驱动机构带动可旋转的且上面布有通孔的叶桨(11)，每根叶桨轴(47)轴端与机体(25)两侧的传动轴(46)和支承轴(41)分别采用榫槽(45)和开口轴(41)并用轴套(40)、定位紧固件(39)联接的可拆式快换结构，以便于传动、装拆、清洗。距浸出液出口(28)最近的那个半园状断面的槽(10)内所设的那根叶桨(11)的叶片外边缘处设有弹性刮板或刷(7)，该半园状断面的槽(10)的浸出液流出处设有过滤筛孔(38)和溢流孔(37)。浸出运行时，叶桨(11)上的弹性刮板或刷(7)不断刮刷槽(10)板上的过滤筛孔(38)和溢流孔(37)，以利固液分离顺畅，不致堵塞。机体(25)内每个半园状断面的槽(10)底部设置具有放尽阀的放尽口(6)，可将上批次药材料液完全放尽。机体(25)设置浸出液出口一端(28)的上部设有供料机构(24)，该供料机构(24)为叶轮式供料器，也可以是螺旋供料器等；机体(25)设置浸出溶剂进口(19)的另一端设有排渣机构(17)，该排渣机构(17)为包括若干个布有通孔的畚斗(18)组成的转轮式提升机，当然，也可以是斗式提升机，链板式提升机等。特别是，在半园状断面的槽(10)底下部设有超声波换能器构件(9)和可多种供能的热交换构件(3)，也可以分别单独设置。超声波换能器构件(9)采用高性能的压电陶瓷晶片作基本的振动源，超声频率跟踪迅速，超声功率输出负载大而持久。在转动的布有通孔的叶桨(11)推动下，叶桨(11)叶片与槽(10)间形成的容腔中的药材颗粒全部不断逐步均衡接受槽(10)底超声场的有效能量，强度传播相同的超声波能量覆盖逆流运行的药材料液，药材细胞不断破碎，在药材和溶剂连续逆流所创造和保持的最大浓度差状况下浸出，药材中有效成分加速溶解、扩散、置换。热交换构件(3)为若干个半园状断面的槽(40)与机体底板(8)间构成的腔体，其上的导热介质进口(5)和出口(12)通过管路、循环泵(2)等连通加热装置组成热交换循环系统，当药材中热敏性有效成分需在低温条件下浸出，加热装置可换为制冷装置。导热介质为热水，热交换构件(3)的导热介质进口(5)和出口(12)通过管路、循环泵(2)等连通太阳能集热器(29)、配接电加热等辅助能源构件(1)的保温水箱(30)等组成太阳能工业热水循环系统。热水循环供应中，保温水箱(30)内设有自动电加热及控制装置，当水温高于设定温度时，电加热装置不启动，水温低于设定温度时，电加热装置自动启动。一般浸出温度应小于80℃，当太阳能集热器面积匹配，电加热装置功率匹配，既充分利用太阳能源，又保证热水循环供应，满足浸出工艺需要。根据具体条件状况和浸出工艺要求，导热介质也可以是导热油、冷冻水等，电能可以是风能等发电供给，热交换构件(3)内也可直接设置电加热管及控制装置，这些交换均落在本实用新型的保护范围内。

图2给出了另一种可多种供能的连续逆流浸出装置，其热交换构件为每一个半园状断面的槽(10)底下部设置蒸汽加热卖套(34)，该加热夹套(34)具有蒸汽进口(31)和连接疏水器(33)的冷凝水出口(32)。

本实用新型机体(25)上设置的二次蒸汽出口(21)通过管路连接冷凝器(20)。当浸出溶剂为有机溶媒时，排渣机构(17)的出口(16)连接具有加热构件(13)的带式或靶式干燥器(14)，该干燥器(14)上设有的二次蒸汽出口(15)连通冷凝器(20)，这样，可以充分回收有机溶媒，排出的干药渣输送走或再利用，既节约，又不污染环境。当浸出溶剂为水时，排渣机构(17)的出口(16)连接压渣机(36)，效果类似。

图5所示是在机体(25)旁设置具有吊具(44)的可移动起重装置(43)，便于装拆、清洗，减轻劳动强度。

Claims (10)

1.一种可多种供能的连续逆流浸出装置，它包括内有若干个呈水平状排列且首尾相连的半圆状断面的槽(10)所组成的机体(25)，所述每个槽(10)内设有由驱动机构带动可旋转的且上面布有通孔的叶桨(11)，所述机体(25)设置浸出液出口(28)一端的上部设有供料机构(24)，所述机体(25)设置浸出溶剂进口(19)的另一端设有排渣机构(17)，其特征是：所述半圆状断面的槽(10)底下部设有超声波换能器构件(9)和/或可多种供能的热交换构件(3)。

2.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：所述热交换构件(3)为若干个半圆状断面的槽(10)与机体底板(8)间构成的腔体，其导热介质进口(5)和出口(12)通过管路、循环泵(2)等连通加热或制冷装置组成热交换循环系统。

3.根据权利要求2所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：当导热介质为热水时，所述热交换构件(3)的导热介质进口(5)和出口(12)通过管路、循环泵(2)等连通由太阳能集热器(29)、配接电加热等辅助能源构件(1)的保温水箱(30)等组成的太阳能工业热水循环系统。

4.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：所述热交换构件为每个半圆状断面的槽(10)底下部设置蒸汽加热夹套(34)，该加热夹套(34)具有蒸汽进口(31)和连接疏水器(33)的冷凝水出口(32)。

5.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：所述机体(25)上设有具有密封条的翻盖(22)、灯视孔(23)和二次蒸汽出口(21)，机体(25)内设有温控口(27)和清洗口(26)，所述每个半圆状断面的槽(10)底部设置具有放尽阀的放尽口(6)，所述机体(25)下部设有可调式支脚(4)和滚轮(35)，机体(25)旁设置具有吊具(44)的可移动起重装置(43)。

6.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：二次蒸汽出口(21)通过管路连接冷凝器(20)。

7.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：当浸出溶剂为有机溶媒时，排渣机构(17)的出口(16)连接具有加热构件(13)的带式或靶式干燥器(14)，该干燥器(14)上设有的二次蒸汽出口(15)连通冷凝器(20)，当浸出溶剂为水时，排渣机构(17)的出口(16)连接压渣机(36)。

8.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：所述供料机构(24)为叶轮式供料器，所述排渣机构(17)为包括有通孔的畚斗(18)组成的转轮式提升机。

9.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：所述每根叶桨轴(47)与机体(25)两侧的传动轴(46)和支承轴(41)分别采用榫槽(45)和开口轴(41)并用轴套(40)、定位紧固件(39)连接的可拆式快换结构。

10.根据权利要求1所述的可多种供能的连续逆流浸出装置，其特征是：距所述浸出液出口(28)最近的那个半圆状断面的槽(10)内所设的叶桨(11)的叶片外边缘处设有弹性刮板或刷(7)，该半圆状断面的槽(10)的浸出液流出的上部设有过滤筛孔(38)和溢流孔(37)。

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