CN2690024Y

CN2690024Y - 超声波强化连续逆流浸出装置

Info

Publication number: CN2690024Y
Application number: CN 200420018621
Authority: CN
Inventors: 赵传玉; 裴小军; 徐树军; 张滨生; 刘思成
Original assignee: COMPUTING CENTER OF HEILONGJIANG PROVINCE
Current assignee: COMPUTING CENTER OF HEILONGJIANG PROVINCE
Priority date: 2004-03-19
Filing date: 2004-03-19
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2014-03-19

Abstract

本实用新型公开一种超声波强化连续逆流浸出装置，充分利用超声波的空化破壁效应和机械震动等次级效应，稳定地实现连续逆流浸出过程，最大限度地保持原料内部与外部的可溶成分浓度差，提高总的浸出速率和处理效率；减少溶媒用量，减低出液系数。连续的工作运行方式，消除了间歇方式生产中难免的产品批间差异弊病，且提高了设备利用率。本实用新型由加料器1、浸出舱5、排渣器3、两级出液过滤装置6，以及动力及传动机构7构成；其特征为空心主轴8内装置有超声波换能器10，超声波换能器由若干个固定在主轴内壁且互相并联连接的超声波换能器基元组成。

Description

超声波强化连续逆流浸出装置

技术领域：

本实用新型涉及一种天然植物有效成份的固——液提取设备。特别是涉及一种结合连续逆流提取技术和超声波提取技术设计的中草药浸出生产设备。

技术背景：

近年来，为改变中药提取生产工艺的落后面貌、推动相关技术装备的改革，国内许多药机企业和科研机构竞相开发中药连续逆流提取技术和超声波提取技术，涌现出了为数不少的相关设备的设计成果和专利。如“槽式连续逆流提取机”、“拖链式连续逆流提取设备”、“螺旋式连续逆流提取装置、“折式连续逆流提取装置”、“超声循环提取设备”、“拖链式连续逆流超声波提取设备”、“螺旋式连续逆流超声波浸出提取设备”等。总的来看，连续逆流提取技术因其实用性好已经得到了普遍的重视；其中采用螺旋推进式结构设计的设备比较简洁，且具有较好的工作稳定性及可控性。而应用超声波提取技术提取天然植物有效成份，在实验室研究中取得的提取速度更快、效率更高等显著效果，受到了人们特别关注。例如北京弘祥隆生物技术公司开发的超声循环提取设备：待提物料与溶媒混合成的流态物一次加入设备的环型提取室内并使之循环流动，在环路的颈口处配置一个超声波换能器基元，发出的超声波作用于流动的固液体系。其试验数据表明，该法与比普通煎煮法相比可提高提取效率几倍至几十倍；由于可以减低提取温度及提取时间，因而更好地保持了提取物中的活性成分。该设备设计上的显著优点是声场设计较合理，对固液体系作用均匀、效果好。但作为实用的生产设备，还存在一系列缺陷和问题：(1)不能直接处理中药饮片，需要前处理破碎设备将待提取的原料预先粉碎成较严格粒度要求的颗粒，因而增加生产投入；而且对于大量中药生产品种来说，这种破碎要求是很难达到的。(2)经破碎的原料难免含有较大比例的粉末，提取过程结束后，将浸出液与料渣分离存在很大困难，尤其是对于粘性较大成分的原料。(3)属间歇作业设备，仍存在运行效率不高、产品批次不同的问题。另外，在该设备设计结构中，进料、出液、排渣，以及设备清洗等几方面也存在难以处理的问题。与此相对应，螺旋式推进式连续逆流提取装置恰好具有明显的优势。

前述的“螺旋式连续逆流超声波浸出提取设备”和“拖链式连续逆流超声波提取设备”都是将连续逆流提取技术和超声波提取技术相结合，而设计出带有超声波强化作用的连续逆流提取设备。其设计方案的要点是在连续逆流浸出器的外壁上装配“由若干个紧固在浸出器壁上且互相并联连接的换能器基元组成的超声波换能器”，“向提取液中发射超声波，以加快完成浸出提取，提高工作效率。”如何设计装配超声波换能器，在连续逆流浸出体系中获得合理的声场作用，是一个需要重点考虑解决的问题。为保证物料的处理量和停留时间，连续逆流浸出器一般都较长，3至10米或更长，截面也较大。即使在浸出器的外壁上装配适当宽度的，如螺旋式需3CM-10CM，拖链式需20CM-40CM的纵向一排换能器基元，也需要较大的换能器的总面积和总功率；考虑到料液体系的横断向深度，仍难以保证很好的超声波作用效果。若加大各局部换能器面积，造价将成比列地提高，且声能利用不好。

发明内容：

本实用新型目的在于公开一种超声波强化连续逆流浸出装置，充分利用超声波的空化破壁效应和机械震动等次级效应，稳定地实现连续逆流浸出过程，最大限度地保持原料内部与外部的可溶成分浓度差，提高总的浸出速率和处理效率；减少溶媒用量，减低出液系数。连续的工作运行方式，消除了间歇方式生产中难免的产品批间差异弊病，且提高了设备利用率。

本实用新型由加料器1、浸出舱5、排渣器3、两级出液过滤装置6，以及动力及传动机构7构成；其主体为倾斜安置的圆筒形浸出舱5，在浸出舱高端加装刮板式排渣器3及溶媒入口，在浸出舱低端加装螺旋加料器1及浸出液出口；浸出舱5内为纵向安置的与浸出舱同心的空心主轴8，主轴上为密布小孔的连续螺旋片9；主轴两端为带孔的轴头，穿过浸出舱两端头的轴承座，在低端形成固定支撑，高端形成简单支撑；其特征为在空心主轴8内装置有超声波换能器10，超声波换能器由若干个固定在主轴内壁且互相并联连接的超声波换能器基元组成。

浸出舱内的主轴为内径100毫米至200毫米的空心圆筒，超声波换能器10基元为为平头柱形，交错固定于主轴内壁。浸出舱内的主轴内的超声波换能器的发射面可以是柱型扇面，每两个为一组相反朝向主轴内壁，由通轴贯穿连结各组超声波换能器10基元；超声波换能器10的发射面还可以是环型柱面，成360度朝向主轴内壁，由通轴贯穿连结各组超声波换能器10基元。连接超声波换能器10基元的控制信号线及动力线由主轴同内经轴头中心孔引出，借助于集流环装置11或电刷装置与外部连接。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型主轴结构示意图。

图3为本实用新型超声波换能器安装方式之1结构示意图。

图4为本实用新型超声波换能器安装方式之2结构示意图。

图5为本实用新型超声波换能器安装方式之3结构示意图。

具体实施方式：

实施例

以一个小型样机为例说明超声波均衡作用连续逆流浸出器的实施方式：连续逆流浸出舱：浸出舱以8度仰角倾斜放置。浸出舱内径300MM，总长3500；主轴内径118MM；螺旋间距175MM；超声波换能器基元宽长100MM，共计20块，总共率5KW。

工作原理和有益效果

该超声波均衡作用连续逆流浸出器的工作原理如下：原料药材由浸出器低端的进料口加入，被旋转的连续螺旋片缓慢而平稳推向浸出器的高端；溶媒由浸出器高端的溶媒入口加入，以重力为原动力，渗透原料并穿过螺旋片上的网孔，均匀地流向浸出器低端。在溶液和原料逆向行进过程中，原料内部的可溶物质传递到颗粒表面，再进一步扩散到周围浸液中。在每一截面上，溶媒浓度逐渐增大，随即渗流到下一层面，同时上一层面的浸液渗流过来；新原料在行进中，可溶成份被不断地浸出，内部浓度逐渐降低，直到成为残渣由浸出器末端排出。交错固定在空心螺旋轴内的纵向安装超声波换能器基元随轴转动，向周围的逆流浸出体系发出扫射式超声波束。超声波在溶液中的“空化”作用产生的瞬间巨大压力可破坏原料的细胞壁，加快其内部成分的浸出过程；所产生的“机械震动”效应，可加快溶质在溶液中的扩散速度，以及阻止原料结块现象产生。

本实用新型稳定地实现连续逆流浸出过程，最大限度地保持原料内部与外部的可溶成分浓度差，保证了有效成份从固体原料中不间断地向溶媒快速传递。从而提高总的浸出速率，提高处理效率；减少溶媒用量，减低出液系数。连续的工作运行方式，消除了间歇方式生产中难免的产品批间差异弊病，且提高了设备利用率。充分利用超声波的空化破壁效应和机械震动等次级效应，加快浸出过程。可将浸出器长度缩短40％--60％，并保持同样的工作效果；可实现更多中药品种的低温提取生产；由于可以减低提取温度及提取时间大幅缩短，因而更好地保持了提取物中的活性成分。合理的超声波声场设计和超声波换能器安置方案，既取得了良好的超声波强化浸出效果，又提高了相关器件配置的经济性。

Claims

1.一种超声波强化连续逆流浸出装置，由加料器(1)、浸出舱(5)、排渣器(3)、两级出液过滤装置(6)，以及动力及传动机构(7)构成；其主体为倾斜安置的圆筒形浸出舱(5)，在浸出舱高端加装刮板式排渣器(3)及入口，在浸出舱低端加装螺旋加料器(1)及浸出液出口；浸出舱(5)内为纵向安置的与浸出舱同心的空心主轴(8)，主轴上为密布小孔的连续螺旋片(9)；主轴两端为中心带孔的轴头，穿过浸出舱两端头的圆形法兰中心的轴承座，在低端形成固定支撑，高端形成简单支撑；其特征为在空心主轴(8)内装置有超声波换能器(10)，超声波换能器由若干个固定在主轴内壁且互相并联连接的超声波换能器基元组成。

2.根据权利1要求所述的超声波强化连续逆流浸出装置，其特征在于浸出舱内的主轴为内径100毫米至200毫米的空心轴，超声波换能器(10)基元为平头柱形，交错固定于主轴内壁。

3.根据权利1要求所述的超声波强化连续逆流浸出装置，其特征在于浸出舱主轴内的超声波换能器(10)基元为宽5毫米至25毫米的长条形状，每两个为一组相反朝向主轴内壁，由通轴贯穿连结各组超声波换能器(10)基元。

4.根据权利1要求所述的超声波强化连续逆流浸出装置，其特征在于浸出舱内的超声波换能器(10)基元为圆头扇面形状，多个为一组成360度朝向主轴内壁，由通轴贯穿连结各组超声波换能器(10)基元。

5.根据权利1要求所述的超声波强化连续逆流浸出装置，其特征在于连接超声波换能器(10)基元的控制信号线及动力线由主轴同内经轴头中心孔引出，借助于集流环装置(11)或电刷装置与外部连接。