專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種天然植物有效成份的固——液提取設(shè)備。特別是涉及一種結(jié)合連續(xù)逆流提取技術(shù)和超聲波提取技術(shù)設(shè)計(jì)的中草藥浸出生產(chǎn)設(shè)備。
技術(shù)背景近年來(lái)，為改變中藥提取生產(chǎn)工藝的落后面貌、推動(dòng)相關(guān)技術(shù)裝備的改革，國(guó)內(nèi)許多藥機(jī)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)競(jìng)相開(kāi)發(fā)中藥連續(xù)逆流提取技術(shù)和超聲波提取技術(shù)，涌現(xiàn)出了為數(shù)不少的相關(guān)設(shè)備的設(shè)計(jì)成果和專(zhuān)利。如“槽式連續(xù)逆流提取機(jī)”、“拖鏈?zhǔn)竭B續(xù)逆流提取設(shè)備”、“螺旋式連續(xù)逆流提取裝置、“折式連續(xù)逆流提取裝置”、“超聲循環(huán)提取設(shè)備”、“拖鏈?zhǔn)竭B續(xù)逆流超聲波提取設(shè)備”、“螺旋式連續(xù)逆流超聲波浸出提取設(shè)備”等。總的來(lái)看，連續(xù)逆流提取技術(shù)因其實(shí)用性好已經(jīng)得到了普遍的重視；其中采用螺旋推進(jìn)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)備比較簡(jiǎn)潔，且具有較好的工作穩(wěn)定性及可控性。而應(yīng)用超聲波提取技術(shù)提取天然植物有效成份，在實(shí)驗(yàn)室研究中取得的提取速度更快、效率更高等顯著效果，受到了人們特別關(guān)注。例如北京弘祥隆生物技術(shù)公司開(kāi)發(fā)的超聲循環(huán)提取設(shè)備待提物料與溶媒混合成的流態(tài)物一次加入設(shè)備的環(huán)型提取室內(nèi)并使之循環(huán)流動(dòng)，在環(huán)路的頸口處配置一個(gè)超聲波換能器基元，發(fā)出的超聲波作用于流動(dòng)的固液體系。其試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該法與比普通煎煮法相比可提高提取效率幾倍至幾十倍；由于可以減低提取溫度及提取時(shí)間，因而更好地保持了提取物中的活性成分。該設(shè)備設(shè)計(jì)上的顯著優(yōu)點(diǎn)是聲場(chǎng)設(shè)計(jì)較合理，對(duì)固液體系作用均勻、效果好。但作為實(shí)用的生產(chǎn)設(shè)備，還存在一系列缺陷和問(wèn)題(1)不能直接處理中藥飲片，需要前處理破碎設(shè)備將待提取的原料預(yù)先粉碎成較嚴(yán)格粒度要求的顆粒，因而增加生產(chǎn)投入；而且對(duì)于大量中藥生產(chǎn)品種來(lái)說(shuō)，這種破碎要求是很難達(dá)到的。(2)經(jīng)破碎的原料難免含有較大比例的粉末，提取過(guò)程結(jié)束后，將浸出液與料渣分離存在很大困難，尤其是對(duì)于粘性較大成分的原料。(3)屬間歇作業(yè)設(shè)備，仍存在運(yùn)行效率不高、產(chǎn)品批次不同的問(wèn)題。另外，在該設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)料、出液、排渣，以及設(shè)備清洗等幾方面也存在難以處理的問(wèn)題。與此相對(duì)應(yīng)，螺旋式推進(jìn)式連續(xù)逆流提取裝置恰好具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
前述的“螺旋式連續(xù)逆流超聲波浸出提取設(shè)備”和“拖鏈?zhǔn)竭B續(xù)逆流超聲波提取設(shè)備”都是將連續(xù)逆流提取技術(shù)和超聲波提取技術(shù)相結(jié)合，而設(shè)計(jì)出帶有超聲波強(qiáng)化作用的連續(xù)逆流提取設(shè)備。其設(shè)計(jì)方案的要點(diǎn)是在連續(xù)逆流浸出器的外壁上裝配“由若干個(gè)緊固在浸出器壁上且互相并聯(lián)連接的換能器基元組成的超聲波換能器”，“向提取液中發(fā)射超聲波，以加快完成浸出提取，提高工作效率?！比绾卧O(shè)計(jì)裝配超聲波換能器，在連續(xù)逆流浸出體系中獲得合理的聲場(chǎng)作用，是一個(gè)需要重點(diǎn)考慮解決的問(wèn)題。為保證物料的處理量和停留時(shí)間，連續(xù)逆流浸出器一般都較長(zhǎng)，3至10米或更長(zhǎng)，截面也較大。即使在浸出器的外壁上裝配適當(dāng)寬度的，如螺旋式需3CM-10CM，拖鏈?zhǔn)叫?0CM-40CM的縱向一排換能器基元，也需要較大的換能器的總面積和總功率；考慮到料液體系的橫斷向深度，仍難以保證很好的超聲波作用效果。若加大各局部換能器面積，造價(jià)將成比列地提高，且聲能利用不好。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的在于公開(kāi)一種超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，充分利用超聲波的空化破壁效應(yīng)和機(jī)械震動(dòng)等次級(jí)效應(yīng)，穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流浸出過(guò)程，最大限度地保持原料內(nèi)部與外部的可溶成分濃度差，提高總的浸出速率和處理效率；減少溶媒用量，減低出液系數(shù)。連續(xù)的工作運(yùn)行方式，消除了間歇方式生產(chǎn)中難免的產(chǎn)品批間差異弊病，且提高了設(shè)備利用率。
本實(shí)用新型由加料器1、浸出艙5、排渣器3、兩級(jí)出液過(guò)濾裝置6，以及動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7構(gòu)成；其主體為傾斜安置的圓筒形浸出艙5，在浸出艙高端加裝刮板式排渣器3及溶媒入口，在浸出艙低端加裝螺旋加料器1及浸出液出口；浸出艙5內(nèi)為縱向安置的與浸出艙同心的空心主軸8，主軸上為密布小孔的連續(xù)螺旋片9；主軸兩端為帶孔的軸頭，穿過(guò)浸出艙兩端頭的軸承座，在低端形成固定支撐，高端形成簡(jiǎn)單支撐；其特征為在空心主軸8內(nèi)裝置有超聲波換能器10，超聲波換能器由若干個(gè)固定在主軸內(nèi)壁且互相并聯(lián)連接的超聲波換能器基元組成。
浸出艙內(nèi)的主軸為內(nèi)徑100毫米至200毫米的空心圓筒，超聲波換能器10基元為為平頭柱形，交錯(cuò)固定于主軸內(nèi)壁。浸出艙內(nèi)的主軸內(nèi)的超聲波換能器的發(fā)射面可以是柱型扇面，每?jī)蓚€(gè)為一組相反朝向主軸內(nèi)壁，由通軸貫穿連結(jié)各組超聲波換能器10基元；超聲波換能器10的發(fā)射面還可以是環(huán)型柱面，成360度朝向主軸內(nèi)壁，由通軸貫穿連結(jié)各組超聲波換能器10基元。連接超聲波換能器10基元的控制信號(hào)線及動(dòng)力線由主軸同內(nèi)經(jīng)軸頭中心孔引出，借助于集流環(huán)裝置11或電刷裝置與外部連接。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型主軸結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型超聲波換能器安裝方式之1結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型超聲波換能器安裝方式之2結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本實(shí)用新型超聲波換能器安裝方式之3結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例以一個(gè)小型樣機(jī)為例說(shuō)明超聲波均衡作用連續(xù)逆流浸出器的實(shí)施方式連續(xù)逆流浸出艙浸出艙以8度仰角傾斜放置。浸出艙內(nèi)徑300MM，總長(zhǎng)3500；主軸內(nèi)徑118MM；螺旋間距175MM；超聲波換能器基元寬長(zhǎng)100MM，共計(jì)20塊，總共率5KW。
工作原理和有益效果該超聲波均衡作用連續(xù)逆流浸出器的工作原理如下原料藥材由浸出器低端的進(jìn)料口加入，被旋轉(zhuǎn)的連續(xù)螺旋片緩慢而平穩(wěn)推向浸出器的高端；溶媒由浸出器高端的溶媒入口加入，以重力為原動(dòng)力，滲透原料并穿過(guò)螺旋片上的網(wǎng)孔，均勻地流向浸出器低端。在溶液和原料逆向行進(jìn)過(guò)程中，原料內(nèi)部的可溶物質(zhì)傳遞到顆粒表面，再進(jìn)一步擴(kuò)散到周?chē)褐?。在每一截面上，溶媒濃度逐漸增大，隨即滲流到下一層面，同時(shí)上一層面的浸液滲流過(guò)來(lái)；新原料在行進(jìn)中，可溶成份被不斷地浸出，內(nèi)部濃度逐漸降低，直到成為殘?jiān)山銎髂┒伺懦觥＝诲e(cuò)固定在空心螺旋軸內(nèi)的縱向安裝超聲波換能器基元隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，向周?chē)哪媪鹘鲶w系發(fā)出掃射式超聲波束。超聲波在溶液中的“空化”作用產(chǎn)生的瞬間巨大壓力可破壞原料的細(xì)胞壁，加快其內(nèi)部成分的浸出過(guò)程；所產(chǎn)生的“機(jī)械震動(dòng)”效應(yīng)，可加快溶質(zhì)在溶液中的擴(kuò)散速度，以及阻止原料結(jié)塊現(xiàn)象產(chǎn)生。
本實(shí)用新型穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流浸出過(guò)程，最大限度地保持原料內(nèi)部與外部的可溶成分濃度差，保證了有效成份從固體原料中不間斷地向溶媒快速傳遞。從而提高總的浸出速率，提高處理效率；減少溶媒用量，減低出液系數(shù)。連續(xù)的工作運(yùn)行方式，消除了間歇方式生產(chǎn)中難免的產(chǎn)品批間差異弊病，且提高了設(shè)備利用率。充分利用超聲波的空化破壁效應(yīng)和機(jī)械震動(dòng)等次級(jí)效應(yīng)，加快浸出過(guò)程?？蓪⒔銎鏖L(zhǎng)度縮短40％--60％，并保持同樣的工作效果；可實(shí)現(xiàn)更多中藥品種的低溫提取生產(chǎn)；由于可以減低提取溫度及提取時(shí)間大幅縮短，因而更好地保持了提取物中的活性成分。合理的超聲波聲場(chǎng)設(shè)計(jì)和超聲波換能器安置方案，既取得了良好的超聲波強(qiáng)化浸出效果，又提高了相關(guān)器件配置的經(jīng)濟(jì)性。
權(quán)利要求1.一種超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，由加料器(1)、浸出艙(5)、排渣器(3)、兩級(jí)出液過(guò)濾裝置(6)，以及動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)構(gòu)成；其主體為傾斜安置的圓筒形浸出艙(5)，在浸出艙高端加裝刮板式排渣器(3)及入口，在浸出艙低端加裝螺旋加料器(1)及浸出液出口；浸出艙(5)內(nèi)為縱向安置的與浸出艙同心的空心主軸(8)，主軸上為密布小孔的連續(xù)螺旋片(9)；主軸兩端為中心帶孔的軸頭，穿過(guò)浸出艙兩端頭的圓形法蘭中心的軸承座，在低端形成固定支撐，高端形成簡(jiǎn)單支撐；其特征為在空心主軸(8)內(nèi)裝置有超聲波換能器(10)，超聲波換能器由若干個(gè)固定在主軸內(nèi)壁且互相并聯(lián)連接的超聲波換能器基元組成。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，其特征在于浸出艙內(nèi)的主軸為內(nèi)徑100毫米至200毫米的空心軸，超聲波換能器(10)基元為平頭柱形，交錯(cuò)固定于主軸內(nèi)壁。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，其特征在于浸出艙主軸內(nèi)的超聲波換能器(10)基元為寬5毫米至25毫米的長(zhǎng)條形狀，每?jī)蓚€(gè)為一組相反朝向主軸內(nèi)壁，由通軸貫穿連結(jié)各組超聲波換能器(10)基元。
4.根據(jù)權(quán)利1要求所述的超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，其特征在于浸出艙內(nèi)的超聲波換能器(10)基元為圓頭扇面形狀，多個(gè)為一組成360度朝向主軸內(nèi)壁，由通軸貫穿連結(jié)各組超聲波換能器(10)基元。
5.根據(jù)權(quán)利1要求所述的超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，其特征在于連接超聲波換能器(10)基元的控制信號(hào)線及動(dòng)力線由主軸同內(nèi)經(jīng)軸頭中心孔引出，借助于集流環(huán)裝置(11)或電刷裝置與外部連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，充分利用超聲波的空化破壁效應(yīng)和機(jī)械震動(dòng)等次級(jí)效應(yīng)，穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流浸出過(guò)程，最大限度地保持原料內(nèi)部與外部的可溶成分濃度差，提高總的浸出速率和處理效率；減少溶媒用量，減低出液系數(shù)。連續(xù)的工作運(yùn)行方式，消除了間歇方式生產(chǎn)中難免的產(chǎn)品批間差異弊病，且提高了設(shè)備利用率。本實(shí)用新型由加料器1、浸出艙5、排渣器3、兩級(jí)出液過(guò)濾裝置6，以及動(dòng)力及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7構(gòu)成；其特征為空心主軸8內(nèi)裝置有超聲波換能器10，超聲波換能器由若干個(gè)固定在主軸內(nèi)壁且互相并聯(lián)連接的超聲波換能器基元組成。
文檔編號(hào)B01D11/02GK2690024SQ20042001862
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2004年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者趙傳玉, 裴小軍, 徐樹(shù)軍, 張濱生, 劉思成 申請(qǐng)人:黑龍江省計(jì)算中心