CN209317088U - 中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，所述系统包括：顺次连接的气液分离装置、提取装置、冷凝装置和蒸馏液收集装置；所述气液分离装置设置有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽出口与提取装置底部连通；所述蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。本实用新型在提取装置底部设置了冷凝液收集装置，可存储提取罐内的部分蒸汽冷凝液，防止冷凝液聚集在锥形封头底部导致堵塞蒸汽进口，提高挥发性成分的提取效率，缩短提取时间。

Description

中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统

技术领域

本实用新型属于药物制备领域，涉及一种挥发性成分的提取和蒸馏系统，尤其涉及一种提高中药材的挥发性成分提取效率的系统。

背景技术

挥发性成分广泛存在于植物与中药材中，通常这类成分在中药中的含量较低(＜1％)且成分复杂(几十到几百种成分)。主要包括油溶性成份即挥发性成分，还包括水溶性成分即芳香水，其中挥发性成分在临床上具有止咳、平喘、祛痰、发汗、解表、祛风、镇痛、解热、利尿、健胃、抗菌、消毒和杀虫等功效。

目前工业中常用的提取方法是水蒸气蒸馏法，水蒸气蒸馏法是指将水蒸气通入不溶或难溶于水但又有一定挥发性的有机物质中，使该有机物质在低于100℃的温度下，随着水蒸气一起蒸馏出来，该工艺方法存在工艺流程长、各单元步骤中挥发性成分损失较大、最终的回收率低且某些成分的回收不完全等缺点，无法高效富集其中的挥发性成分。另外，近年来，业内也开发出了众多新型提取技术，例如：CN1236031C、CN1935965A、CN2869023Y和CN2366159Y等专利文献中公开的超临界二氧化碳流体萃取技术、反渗透膜技术、耦合技术和微波辅助萃取技术等，但上述新兴技术采用的仪器和装备结构复杂，生产成本和后期维护成本投资大，不利于工业化、大规模生产挥发性成分。因此，综合来看，水蒸气蒸馏法提取中药中的挥发性成分仍是目前应用最为广泛，工业可行性高，生产和提取成本低的一种提取方法。

近年来，对挥发性成分药理药效和提取设备的开发研究不胜枚举，目前已公开的国内专利文献，例如CN2928228Y、CN1208109C和CN2686690Y，均是对药典中载明的挥发性成分测定器进行局部改造，如增加保温套，增设分流管等，以提高挥发性成分得率和挥发性成分测定器的适用性，但在提取效率、生产成本和工业化推广等方面并未产生较大助益。

CN204265729U公开了一种双冷凝器核桃油提取装置，包括蒸馏釜、第一冷凝器和油水分离器，所述蒸馏釜的上端中部设有排汽口，排汽口的上端设有丝网除沫器，蒸馏釜的上端左侧设有透视镜，蒸馏釜的上端右侧设有维修孔，维修孔的下侧设有温度计，蒸馏釜左侧底部设有蒸汽进口，蒸馏釜的下端设有排渣口，蒸馏釜底部左侧连接冷凝水出水管；本实用新型有利于油滴的聚集、油水的分层及核桃油的收集，除减少冷凝器的长度，方便了提取设备的安装，实用性强，设计合理，结构简单，容易实施，产生的技术效果显著，环保节能，生产成本低，能够自动回流，提高核桃油的提取效率，但该装置并未加设气液分离装置，在蒸馏釜中部分冷凝的蒸汽易堵塞蒸汽进口，导致蒸汽流量下降，提取效率降低。

CN105219526A公开了一种油樟油微波提取装置及方法，所述装置包括：物料传动装置、微波提取装置、冷凝器、油水分离器和收集器，其中，所述物料传动装置与所述微波提取装置相连接；所述微波提取装置与所述冷凝器相连接；所述冷凝器与所述油水分离器相连接；所述油水分离器与所述收集器相连接。该装置不仅实现了生产过程的连续化，大大缩短了生产时间，而且提高了出油率，充分利用资源，提高经济效益。但该装置仍未考虑到冷凝液回流堵塞蒸汽进口的问题。

CN206318967U公开了一种中药挥发油提取装置，所述装置包括提取罐、输送管道、冷凝器、套管式尾气冷凝器和油水分离罐。输送管道的一端与提取罐顶部连接。冷凝器，竖向设置，冷凝器的顶部与输送管道的另一端连接，冷凝器内部设置有蛇形冷凝管。冷凝器的出口与一个三通的右口相连接，三通的上口与一尾气通道连通，套管式尾气冷凝器套接在尾气通道上；油水分离罐，包括罐体和透明的罐颈；罐颈底端设置有挥发油收集管；罐体侧壁底端设置有回流管，但该装置所述的冷凝器通常横向安放，容易造成挥发油沾壁，油水混合液不能充分冷凝的问题。

因此，急需提供一种设备简单、投资成本低且提取效率高的提取系统以解决上述问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供了一种挥发性成分提取系统，通过在提取装置底部设置了气液分离装置，可存储提取罐内的部分蒸汽冷凝液，防止冷凝液聚集在锥形封头底部导致堵塞蒸汽进口，从而提高药材中挥发性成分的提取效率，缩短提取时间。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，所述系统包括顺次连接的气液分离装置1、提取装置2、冷凝装置3和蒸馏液收集装置4；

所述气液分离装置1设置有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽出口与提取装置2底部连通；所述蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

常用的挥发性成分提取系统包括提取装置、冷凝装置和油水分离装置等，与现有技术相比，本实用新型在提取装置底部加设了气液分离装置，可暂时存储提取罐内的冷凝液，防止冷凝液聚集在锥形封头底部导致堵塞蒸汽进口。

作为本实用新型优选的技术方案，所述气液分流装置1与提取装置2的连接管道上设置有阀门5。阀门5用于控制气液分流装置1与提取装置2的连通和关闭。对于需要重蒸馏的馏出液，可在关闭阀门5后，使馏出液在提取装置2中再次加热进行重蒸馏。

作为本实用新型优选的技术方案，所述提取装置2包括可拆卸连接的罐体23和锥形封头27。罐体23和锥形封头27采用可拆卸方式连接，便于后续维护和检修。同时，采用锥形封头结构，当排渣口打开后，药渣因自重从排渣口顺畅排出，不易残存在封头死角影响后续清洗，解决了传统的提取装置排渣慢，药渣容易搭桥的问题。

作为本实用新型优选的技术方案，所述罐体23为双层空腔结构，双层空腔结构提高了罐体的保温性能，使罐体内的水蒸气保持蒸汽状态，持续与罐体内的药材接触，提高提取效率。

作为本实用新型优选的技术方案，所述罐体23外侧环设有加热部件24，用于给罐体内的物料加热。

作为本实用新型优选的技术方案，所述加热部件24外侧包覆有保温层25。

优选地，所述保温层25为气凝胶毡层、玻璃棉毡层、玻璃纤维网格布层或岩棉板层；设置保温层可延缓蒸汽冷凝，延长水蒸气和原料的接触时间，防止水蒸气在提取罐内冷凝。

作为本实用新型优选的技术方案，所述罐体23顶部设有进料口21。进料口21设置于罐体23顶部，便于向罐体23内投入物料，并可有效防止投料过程中原料粘附在罐体23内壁，导致蒸汽与粘壁药材接触不充分致使提取效率降低。

优选地，所述罐体23上部设置有维修孔22。

作为本实用新型优选的技术方案，所述罐体23内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布装置26，所述气体分布装置26位于所述锥形封头27上方。气体分布装置26有助于改善蒸汽在提取罐内的分布状态，使得蒸汽在提取罐内均匀分布，进一步使蒸汽与药材充分接触，增大接触面积，延长接触时间，有助于药材中挥发性成分的提取，缩短提取时间。

作为本实用新型优选的技术方案，所述锥形封头27底部设有可开合的排渣口28。提取结束后打开排渣口，药渣从排渣口中排出，排渣口和锥形封头的连接处可选的设置有O型密封圈，O型密封圈镶嵌在排渣口上，便于密封面的加工，提高了密封面的抗变形能力和密封效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述气液分离装置1与提取装置2的连接管道与锥形封头27连接口的下边缘高于排渣口28，用于防止少量药渣通过气体分布器进入到锥形封头底部而堵塞蒸汽进入提取装置2中。

作为本实用新型优选的技术方案，所述冷凝装置3为水冷却式冷凝器。

优选地，所述的冷凝装置为立式管壳式冷凝器、卧式管壳式冷凝器或套管式冷凝器；冷凝装置的顶部入口连接冷却介质源。

所述冷凝装置3为水冷却式冷凝器；优选地，所述的冷凝装置3为立式管壳式冷凝器、卧式管壳式冷凝器或套管式冷凝器。

采用本实用新型提供的提取和蒸馏系统提取挥发性成分的工艺流程包括：

原料切段后投入提取装置2，从气液分离装置1顶部通入水蒸气，通过气体分布装置26在提取装置2内分散均匀，提取装置2内的少量水蒸气冷凝回流至气液分离装置1中，挥发性成分随着水蒸气一起从提取装置2中被蒸馏出来，进入冷凝装置3进行冷凝，馏出液进入蒸馏液收集装置4以待后续处理。

对于需要重蒸馏的馏出液，可在关闭阀门5后，使馏出液在提取装置2中再次加热进行重蒸馏。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在提取装置底部设置气液分离装置，可存储提取罐内的部分蒸汽冷凝液，防止冷凝液聚集在锥形封头底部导致堵塞蒸汽进口。采用本实用新型提供的中药材挥发性成分提取和整流系统对鱼金提取液中的甲基正壬酮进行提取，得到的甲基正壬酮含量107μg/mL远超《中华人民共和国药典：二部》制定的甲基正壬酮标准含量(不少于24μg/mL)。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式提供的挥发性成分提取系统的结构示意图。

其中，1-气液分离装置；2-提取装置；21-进料口；22-维修口；23-罐体；24-加热部件；25-保温层；26-气体分布装置；27-锥形封头；28-排渣口；3-冷凝装置；4-蒸馏液收集装置；5-阀门。

具体实施方式

本实用新型提供了一种挥发性成分提取系统，所述系统如图1所示包括顺次连接的气液分离装置1、提取装置2、冷凝装置3和蒸馏液收集装置4，其中，气液分离装置1设置有蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽出口与提取装置2底部连通；所述蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

气液分离装置1与提取装置2的连接管道上设置有阀门5。

所述提取装置2包括可拆卸连接的罐体23和锥形封头27，罐体23为双层空腔结构，外侧环设有加热部件24，加热部件24外侧包覆有保温层25；罐体23顶部设有进料口21，外侧上部设有维修口22，罐体23内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布装置26，所述气体分布装置26位于所述锥形封头27上方；所述锥形封头27底部设有可开合的排渣口28。

使用上述提取和蒸馏系统提取挥发性成分的工艺流程为：

药材原料切段后投入到提取装置2中，从气液分离装置1顶部的蒸汽进口通入水蒸气，水蒸气通过气体分布装置26在罐体23内分散均匀，罐体23内的部分少量水蒸气冷凝回流至气液分离装置1中，原料中的挥发性成分随水蒸气一起从提取装置2中被蒸馏出来，进入冷凝装置3进行冷凝，得到的馏出液流入蒸馏液收集装置4中，以待后续的分离、提纯和浓缩等操作。

使用上述提取和蒸馏系统对需要蒸馏的药液进行蒸馏的工艺流程为：

对于需要重蒸馏的馏出液，在上述提取过程完成后，打开提取装置2的排渣口排出药渣，关闭气液冷凝器与蒸馏液收集装置之间的阀门，将蒸馏液收集装置收集的馏出液泵入提取装置，在提取装置内再次加热、蒸馏，挥发性成分再次流入冷凝装置，收集馏出液，即得重蒸馏浓缩液。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例提供了一种挥发性成分提取系统，包括顺次连接的气液分离器、提取罐、水冷却式冷凝器和蒸馏液收集罐，其中，气液分离器设置有蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽出口与提取罐底部连通；蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

气液分离器与提取罐的连接管道上还设置有阀门。

所述提取罐包括可拆卸连接的罐体和锥形封头，罐体为双层空腔结构，外侧环设有加热部件，加热部件外侧包覆有气凝胶毡保温层；罐体顶部设有进料口，上部设置有维修口，罐体内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布器，所述气体分布器位于所述锥形封头上方；锥形封头底部设有可开合的排渣口。

所述水冷却式冷凝器为立式管壳式冷凝器，其顶部入口连接冷却介质源。

实施例2

本实施例提供了一种挥发性成分提取系统，包括顺次连接的气液分离器、提取罐、水冷却式冷凝器和蒸馏液收集罐，其中，气液分离器设置有蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽出口与提取罐底部连通；蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

气液分离器与提取罐的连接管道上还设置有阀门。

所述提取罐包括可拆卸连接的罐体和锥形封头，罐体为双层空腔结构，外侧环设有加热部件，加热部件外侧包覆有玻璃棉毡保温层；罐体顶部设有进料口，上部设置有维修口，罐体内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布器，所述气体分布器位于所述锥形封头上方；锥形封头底部设有可开合的排渣口。

所述水冷却式冷凝器为卧式管壳式冷凝器，其顶部入口连接冷却介质源。

实施例3

本实施例提供了一种挥发性成分提取系统，包括顺次连接的气液分离器、提取罐、水冷却式冷凝器和蒸馏液收集罐，其中，气液分离器设置有蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽出口与提取罐底部连通；蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

气液分离器与提取罐的连接管道上还设置有阀门。

所述提取罐包括可拆卸连接的罐体和锥形封头，罐体为双层空腔结构，外侧环设有加热部件，加热部件外侧包覆有玻璃纤维网格布保温层；罐体顶部设有进料口，上部设置有维修口，罐体内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布器，所述气体分布器位于所述锥形封头上方；锥形封头底部设有可开合的排渣口。

所述水冷却式冷凝器为套管式冷凝器，其顶部入口连接冷却介质源。

实施例4

本实施例提供了一种挥发性成分提取系统，包括顺次连接的气液分离器、提取罐、水冷却式冷凝器和蒸馏液收集罐，其中，气液分离器设置有蒸汽进口和蒸汽出口，蒸汽出口与提取罐底部连通；蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

气液分离器与提取罐的连接管道上还设置有阀门。

所述提取罐包括可拆卸连接的罐体和锥形封头，罐体为双层空腔结构，外侧环设有加热部件，加热部件外侧包覆有岩棉板保温层；罐体顶部设有进料口，上部设置有维修口，罐体内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布器，所述气体分布器位于所述锥形封头上方；锥形封头底部设有可开合的排渣口。

所述水冷却式冷凝器为卧式管壳式冷凝器，其顶部入口连接冷却介质源。

应用例1

采用实施例1提供的提取系统提取鱼腥草和金银花药材中的甲基正壬酮，所述方法包括：

(1)取金银花和鱼腥草切段，通过提取装置的进料口共同加入到提取装置中。使蒸汽从气液分离装置顶部入口通入，蒸汽流经气液分离装置，在提取装置内对金银花和鱼腥草原料进行提取，提取后的蒸汽从提取装置顶部流出，进入冷凝装置，经冷凝后流入蒸馏液收集装置，完成挥发性成分的提取。

(2)重蒸馏步骤仍在本实用新型提供的提取系统中进行，具体步骤为：

步骤(1)提取完成后，打开提取装置的排渣口排出药渣，关闭气液冷凝器与蒸馏液收集装置之间的阀门，将蒸馏液收集装置收集的馏出液泵入提取装置，在提取装置内再次加热、蒸馏，挥发性成分再次流入冷凝装置，收集馏出液，即得鱼金提取液。

采用《卫生部药品标准中药成制剂第17册WS₃-B-3263-98》规定的含量测定方法检测本应用例制得的鱼金提取液中甲基正壬酮的含量为107μg/mL。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (13)

1.一种中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述系统包括顺次连接的气液分离装置(1)、提取装置(2)、冷凝装置(3)和蒸馏液收集装置(4)；

所述气液分离装置(1)设置有蒸汽进口和蒸汽出口，所述蒸汽出口与提取装置(2)底部连通；所述蒸汽进口的水平高度高于所述蒸汽出口。

2.根据权利要求1所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述气液分离装置(1)与提取装置(2)的连接管道上设置有阀门(5)。

3.根据权利要求1所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述提取装置(2)包括可拆卸连接的罐体(23)和锥形封头(27)。

4.根据权利要求3所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述罐体(23)为双层空腔结构。

5.根据权利要求3所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述罐体(23)外侧环设有加热部件(24)。

6.根据权利要求5所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述加热部件(24)外侧包覆有保温层(25)。

7.根据权利要求6所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述保温层(25)为气凝胶毡层、玻璃棉毡层、玻璃纤维网格布层或岩棉板层。

8.根据权利要求3所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述罐体(23)顶部设有进料口(21)。

9.根据权利要求3所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述罐体(23)上部设置有维修孔(22)。

10.根据权利要求3所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，在所述罐体(23)内沿垂直于所述罐体轴向方向上设置有气体分布装置(26)，所述气体分布装置(26)位于所述锥形封头(27)上方。

11.根据权利要求3所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述锥形封头(27)底部设有可开合的排渣口(28)。

12.根据权利要求1所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述冷凝装置(3)为水冷却式冷凝器。

13.根据权利要求1所述的中药材挥发性成分的提取和蒸馏系统，其特征在于，所述的冷凝装置(3)为立式管壳式冷凝器、卧式管壳式冷凝器或套管式冷凝器。