專利名稱：可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種對天然產(chǎn)物(尤其是中藥材)中有效成分進行浸出的可多種 供能的連續(xù)逆流浸出裝置，屬中藥提取技術(shù)領域。
技術(shù)背景 中藥浸出要經(jīng)過浸潤、溶解、擴散和置換的過程，液出裝置的優(yōu)化設計方面有1、 要加速藥材組織細胞中的可溶性有效成分盡快溶于溶劑中，加快擴散進程。研究表明，浸出 溫度與擴散速度成正比，傳統(tǒng)的中藥提取罐即是通過加熱煎煮來促使藥材組織細胞破裂， 以加快有效成分的溶解、擴散，但藥材中有效成分大多是熱敏性物質(zhì)，以溫度較低(如80°C 以下)為宜。目前，超聲波中藥浸出新工藝已經(jīng)應用，在超聲波多種效應作用下，特別是空 化效應中產(chǎn)生的高達上千大氣壓的瞬時壓力導致藥材細胞破裂，加速溶劑滲透到細胞內(nèi) 部，提高藥物溶出速度和溶出次數(shù)，從而增加有效成分的擴散，縮短浸出時間。并且，超聲波 浸出溫度適宜(80°C以下)，不破壞藥材中熱敏性有效成分。2、要使藥材和溶劑始終都形成 走向相反的流體動力學狀態(tài)，創(chuàng)造和保持最大的濃度差，因為濃度差才是擴散的動力，且要 避免返混(即浸出過程中不同層次不同濃度的浸出液相互混合)，返混會影響浸出效果的 提高。3、節(jié)能和環(huán)保是重要要素，供能多樣化是有效途徑，以適應不同理化特性的不同藥材 品種的浸出工藝要求，滿足加熱、常溫、低溫等不同的傳熱方式。要減少對環(huán)境有污染的燃 煤燃油的用量，轉(zhuǎn)而盡量采用清潔能源，實現(xiàn)清潔、無廢物浸出生產(chǎn)?，F(xiàn)在，遍布我國各地仍廣泛使用的中藥提取罐屬單級靜態(tài)間歇浸出裝置。罐體直 徑大且筒體高，使用燃煤熱水蒸汽的罐體外夾套加熱時溫度高(可達0. 3MPa, 143°C )，靠近 夾套處過熱，破壞藥材中熱敏性有效成分，罐體中部及底部熱量難以傳到，受熱不勻。采用 泵循環(huán)和攪拌有所改善，卻產(chǎn)生返混。因濃度差小，有的廠家一罐次藥材要間歇煎煮2 3 次，出液系數(shù)(即液固比)特別大。由于浸出液量大，因而后續(xù)工序(如蒸發(fā)、過濾、純化 分離等)工作量也大，完成單位浸出量時間長，效率低，還增加人工、藥材資源、廠地設備投 資、溶劑、能源消耗成本，且收得率低，經(jīng)濟效益差。罐體高懸，排渣蓋在罐體底部，存在堵 塞、泄漏和不安全隱患。有的廠家使用一定數(shù)量的上述提取罐，把它們用輸液管道互相連通起來，先后排 成一定的次序組成罐組。在浸出過程中，浸出液由第1罐向最末一罐流動，而第1罐經(jīng)過多 次浸出后排出藥渣，再裝入新藥成為最末一罐，原第2罐變?yōu)榈?罐，依次類推。這種逆流罐 組浸出，每份注入首罐的溶劑逐步流入末罐，使每份溶劑多次使用，使每份從末罐流出的浸 出液的濃度達到最大，浸出次數(shù)最多因而藥材顆粒內(nèi)含有效成分最低即成藥渣排出。較之 單級提取罐而言，逆流罐組在多方面有所提高。但也存在許多缺點，如浸出罐組比較復雜， 生產(chǎn)操作比較麻煩，浸出液在浸出過程中常有返混現(xiàn)象，影響浸出效果的提高。還有的廠家將上述提取罐改進成超聲波輔助浸出，往往將超聲波換能器構(gòu)件放入 裝有藥材料液的罐體內(nèi)或設置罐體筒壁上。由于提取罐直徑大且筒體高，超聲波的傳輸慢， 強度衰減快，超聲波作用范圍小，藥材所受超聲波能量不均勻，靠近超聲波換能器構(gòu)件處的藥材破碎時間長，而距超聲波換能器構(gòu)件較遠處的藥材則難以實現(xiàn)超聲波破碎。若采用攪 拌將藥材料液在罐體內(nèi)循環(huán)流動，比靜置單罐效果有所提高，卻仍產(chǎn)生返混、難以裝拆、清 洗等弊端。 現(xiàn)有技術(shù)中，幾經(jīng)改進，出現(xiàn)如專利號為00219080. X等可二種供能的螺旋式連續(xù) 逆流浸出裝置，其原理較科學，但對浸出而言，受力、結(jié)構(gòu)設計等方面存在缺陷。實踐表明， 傳統(tǒng)常用的螺旋輸送機(又稱攪龍)多用于干性料粒的輸送，而多為根莖、葉、花、草類的中 藥材顆粒并不宜用長長的螺旋推進器在液體溶劑中推進運行，由于根莖、葉、花、草類中藥 材顆粒比重較輕，在液體溶劑中會漂浮在液面區(qū)域而難以被螺旋面滑動推進。有的剛投進 的較輕藥材顆粒尚未經(jīng)過浸出，便隨逆向而流的浸出液從浸出液出口流出，被當作濾渣處 理，即浪費藥材，又增加過濾難度。因長長機機槽內(nèi)懸掛軸承阻隔或過濾不暢，時有堵塞發(fā) 生。當螺旋軸向尺寸過長，壓應力過大時，螺旋軸將會彎曲，甚至折斷。這類螺旋式連續(xù)逆 流浸出裝置采用超聲波浸出時，多將超聲波換能器構(gòu)件設在螺旋機槽兩側(cè)外表面，這種設 置往往與藥材顆粒位于機槽底部偏于旋轉(zhuǎn)方向的側(cè)壁運行部位形成了布置錯位，這就造成 超聲波發(fā)射的能量不能全部作用到藥材浸出而部分損失掉。螺旋推進器長且重，制造成本 高，不易裝拆，難以徹底清洗。現(xiàn)有技術(shù)中的葉槳式連續(xù)逆流浸出裝置，受力結(jié)構(gòu)設計合理，卻只有單一供能結(jié) 構(gòu)，不能滿足不同理化特性的不同藥材品種的浸出工藝要求，并且，浸出液流出未經(jīng)有效過 濾，有一定數(shù)量新投入的藥材顆粒未經(jīng)浸出便流出而浪費，網(wǎng)帶式排渣結(jié)構(gòu)因難以徹底清 洗而有違GMP規(guī)范要求，影響推廣使用。當今世界，地球能源資源日趨緊張，過多碳排放污染環(huán)境已成急需解決的課題?，F(xiàn) 有中藥浸出裝置大多仍采用燃煤熱水蒸汽加熱，能耗高、污染重。以熱水為傳熱介質(zhì)時，往 往用煤、電等能源將約20°C的冷水加熱至約100°C用來因未浸出，能耗也很大。另方面，如 山東皇明等太陽能工業(yè)熱水循環(huán)工程技術(shù)已相當成熟可靠，經(jīng)查新，尚未有太陽能用于中 藥浸出工藝的案例。依據(jù)國家產(chǎn)業(yè)政策，中藥浸出裝置將由高溫高耗低質(zhì)向低溫低耗優(yōu)質(zhì) 進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，正走向世界，具有中國傳統(tǒng)優(yōu)勢的中藥產(chǎn)業(yè)急需能適應這一發(fā)展趨勢 的可多種供能的增效節(jié)能的浸出裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提供一種受力、結(jié)構(gòu)設計和供能 布置都合理，有利于浸出運行、裝拆、清洗，符合GMP規(guī)范要求，能適應不同理化特性不同藥 材品種的浸出工藝要求，可多種供能，以達到增效優(yōu)質(zhì)、節(jié)能環(huán)保的連續(xù)逆流浸出裝置。為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是它包括內(nèi)有若干個呈水平狀排列且 首尾相連的半園狀斷面的槽所組成的機體，所述每個槽內(nèi)設有由驅(qū)動機構(gòu)帶動可旋轉(zhuǎn)的且 上面布有通孔的葉槳，所述機體設置浸出液出口一端的上部設有供料機構(gòu)，所述機體設置 浸出溶劑進口的另一端設有排渣機構(gòu)，其特點是所述半園狀斷面的槽底下部設有超聲波 換能器構(gòu)件和/或可多種供能的熱交換構(gòu)件，在利用超聲破碎適當溫度、創(chuàng)造和保持最大 濃度差的條件下進行連續(xù)逆流浸出。針對現(xiàn)有技術(shù)在受力、結(jié)構(gòu)設計等方面的不足，浸出過程中存在缺陷，本實用新型 具有若干個呈水平狀排列且首尾相連的半園狀斷面的槽，每個槽內(nèi)設有由驅(qū)動機構(gòu)帶動可旋轉(zhuǎn)的且上面布有通孔的葉槳，葉槳與槽間形成裝有藥材顆粒和溶劑并均衡運行的容腔， 隨著葉槳不斷轉(zhuǎn)動，逐段徑向推動藥材無阻隔地與溶劑進行走向相反的流動，從自動投料 到自動排渣，全程全封閉運行不斷地創(chuàng)造和保持最大的濃度差。由于槽底下部設有超聲波 換能器構(gòu)件和/或可多種供能的熱交換構(gòu)件，在充分利用超聲空化等效應和/或適當溫度條件作用下，藥材細胞快速破裂，提高藥材有效成分溶出速度和溶出次數(shù)，從而加快有效成 分的擴散，擴散邊界層薄且更新快，加速有效成分不斷置轉(zhuǎn)換到溶劑中，大大提高有效成分 的收得率。在較低溫度下，熱敏性有效成分不被破壞。采用若干個葉槳、單個葉槳重量輕， 制造簡單成本低，易裝拆，便清洗，符合GMP規(guī)范要求。在浸出中，溶劑用量少，出液系數(shù)小， 能源消耗少，供能多樣化，盡量利用清潔能源，滿足多種浸出要求，多項成本都降低。因此， 較之現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有顯著的增效優(yōu)質(zhì)、節(jié)能環(huán)保的有效效果。

圖1是本實用新型可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置第一個具體實施方式
的示意 圖；圖2是本實用新型可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置另一個具體實施方式
的示意 圖；圖3是圖1、圖2的A向斜視圖；圖4是圖1、圖2的B向局部視圖；圖5是具有吊具的可移動起重裝置的示意圖。
具體實施方式
圖1、3、4所示的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，它包括內(nèi)有若干個呈水平狀排 列且首尾相連的半園狀斷面的槽(10)所組成的機體(25)，機體(25)上設有具有密封條的 翻蓋(22)，有利于有機溶媒不揮發(fā)外泄及裝拆、清洗。機體(25)上設有燈視孔(23)，便于浸 出運行時隨時觀察。機體(25)內(nèi)的溫控口(27)可安裝調(diào)控浸出溫度的溫度探頭，清洗口 (26)可安裝噴洗頭。機體(25)下裝有可調(diào)式支腳(4)和滾輪(35)，用于移動、安裝。每個 槽(10)內(nèi)設有由驅(qū)動機構(gòu)帶動可旋轉(zhuǎn)的且上面布有通孔的葉槳(11)，每根葉槳軸(47)軸 端與機體(25)兩側(cè)的傳動軸(46)和支承軸(41)分別采用榫槽(45)和開口軸(41)并用軸 套(40)、定位緊固件(39)聯(lián)接的可拆式快換結(jié)構(gòu)，以便于傳動、裝拆、清洗。距浸出液出口 (28)最近的那個半園狀斷面的槽(10)內(nèi)所設的那根葉槳(11)的葉片外邊緣處設有彈性 刮板或刷(7)，該半園狀斷面的槽(10)的浸出液流出處設有過濾篩孔(38)和溢流孔(37)。 浸出運行時，葉槳(11)上的彈性刮板或刷(7)不斷刮刷槽(10)板上的過濾篩孔(38)和溢 流孔(37)，以利固液分離順暢，不致堵塞。機體(25)內(nèi)每個半園狀斷面的槽(10)底部設 置具有放盡閥的放盡口(6)，可將上批次藥材料液完全放盡。機體(25)設置浸出液出口一 端(28)的上部設有供料機構(gòu)(24)，該供料機構(gòu)(24)為葉輪式供料器，也可以是螺旋供料器 等；機體(25)設置浸出溶劑進口(19)的另一端設有排渣機構(gòu)(17)，該排渣機構(gòu)(17)為包 括若干個布有通孔的畚斗(18)組成的轉(zhuǎn)輪式提升機，當然，也可以是斗式提升機，鏈板式 提升機等。特別是，在半園狀斷面的槽(10)底下部設有超聲波換能器構(gòu)件(9)和可多種供 能的熱交換構(gòu)件(3)，也可以分別單獨設置。超聲波換能器構(gòu)件(9)采用高性能的壓電陶瓷晶片作基本的振動源，超聲頻率跟蹤迅速，超聲功率輸出負載大而持久。在轉(zhuǎn)動的布有通孔 的葉槳(11)推動下，葉槳(11)葉片與槽(10)間形成的容腔中的藥材顆粒全部不斷逐步均 衡接受槽(10)底超聲場的有效能量，強度傳播相同的超聲波能量覆蓋逆流運行的藥材料 液，藥材細胞不斷破碎，在藥材和溶劑連續(xù)逆流所創(chuàng)造和保持的最大濃度差狀況下浸出，藥 材中有效成分加速溶解、擴散、置換。熱交換構(gòu)件(3)為若干個半園狀斷面的槽(40)與機 體底板(8)間構(gòu)成的腔體，其上的導熱介質(zhì)進口(5)和出口(12)通過管路、循環(huán)泵(2)等 連通加熱裝置組成熱交換循環(huán)系統(tǒng)，當藥材中熱敏性有效成分需在低溫條件下浸出，加熱 裝置可換為制冷裝置。導熱介質(zhì)為熱水，熱交換構(gòu)件(3)的導熱介質(zhì)進口(5)和出口(12) 通過管路、循環(huán)泵(2)等連通太陽能集熱器(29)、配接電加熱等輔助能源構(gòu)件(1)的保溫水 箱(30)等組成太陽能工業(yè)熱水循環(huán)系統(tǒng)。熱水循環(huán)供應中，保溫水箱(30)內(nèi)設有自動電 加熱及控制裝置，當水溫高于設定溫度時，電加熱裝置不啟動，水溫低于設定溫度時，電加 熱裝置自動啟動。一般浸出溫度應小于80°C，當太陽能集熱器面積匹配，電加熱裝置功率 匹配，既充分利用太陽能源，又保證熱水循環(huán)供應，滿足浸出工藝需要。根據(jù)具體條件狀況 和浸出工藝要求，導熱介質(zhì)也可以是導熱油、冷凍水等，電能可以是風能等發(fā)電供給，熱交 換構(gòu)件(3)內(nèi)也可直接設置電加熱管及控制裝置，這些交換均落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。圖2給出了另一種可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其熱交換構(gòu)件為每一個半園 狀斷面的槽(10)底下部設置蒸汽加熱賣套(34)，該加熱夾套(34)具有蒸汽進口(31)和連 接疏水器(33)的冷凝水出口(32)。本實用新型機體(25)上設置的二次蒸汽出口(21)通過管路連接冷凝器(20)。當 浸出溶劑為有機溶媒時，排渣機構(gòu)(17)的出口(16)連接具有加熱構(gòu)件(13)的帶式或靶式 干燥器(14)，該干燥器(14)上設有的二次蒸汽出口(15)連通冷凝器(20)，這樣，可以充分 回收有機溶媒，排出的干藥渣輸送走或再利用，既節(jié)約，又不污染環(huán)境。當浸出溶劑為水時， 排渣機構(gòu)(17)的出口 (16)連接壓渣機(36)，效果類似。圖5所示是在機體(25)旁設置具有吊具(44)的可移動起重裝置(43)，便于裝拆、 清洗，減輕勞動強度。
權(quán)利要求一種可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，它包括內(nèi)有若干個呈水平狀排列且首尾相連的半圓狀斷面的槽(10)所組成的機體(25)，所述每個槽(10)內(nèi)設有由驅(qū)動機構(gòu)帶動可旋轉(zhuǎn)的且上面布有通孔的葉槳(11)，所述機體(25)設置浸出液出口(28)一端的上部設有供料機構(gòu)(24)，所述機體(25)設置浸出溶劑進口(19)的另一端設有排渣機構(gòu)(17)，其特征是所述半圓狀斷面的槽(10)底下部設有超聲波換能器構(gòu)件(9)和/或可多種供能的熱交換構(gòu)件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是所述熱交換構(gòu) 件(3)為若干個半圓狀斷面的槽(10)與機體底板(8)間構(gòu)成的腔體，其導熱介質(zhì)進口(5) 和出口(12)通過管路、循環(huán)泵(2)等連通加熱或制冷裝置組成熱交換循環(huán)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是當導熱介質(zhì)為 熱水時，所述熱交換構(gòu)件⑶的導熱介質(zhì)進口(5)和出口(12)通過管路、循環(huán)泵(2)等連 通由太陽能集熱器(29)、配接電加熱等輔助能源構(gòu)件(1)的保溫水箱(30)等組成的太陽能 工業(yè)熱水循環(huán)系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是所述熱交換構(gòu) 件為每個半圓狀斷面的槽(10)底下部設置蒸汽加熱夾套(34)，該加熱夾套(34)具有蒸汽 進口(31)和連接疏水器(33)的冷凝水出口(32)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是所述機體(25) 上設有具有密封條的翻蓋(22)、燈視孔(23)和二次蒸汽出口(21)，機體(25)內(nèi)設有溫控 口(27)和清洗口(26)，所述每個半圓狀斷面的槽(10)底部設置具有放盡閥的放盡口(6)， 所述機體(25)下部設有可調(diào)式支腳(4)和滾輪(35)，機體(25)旁設置具有吊具(44)的可 移動起重裝置(43)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是二次蒸汽出口 (21)通過管路連接冷凝器(20)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是當浸出溶劑 為有機溶媒時，排渣機構(gòu)(17)的出口(16)連接具有加熱構(gòu)件(13)的帶式或靶式干燥器 (14)，該干燥器(14)上設有的二次蒸汽出口(15)連通冷凝器(20)，當浸出溶劑為水時，排 渣機構(gòu)(17)的出口(16)連接壓渣機(36)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是所述供料機構(gòu) (24)為葉輪式供料器，所述排渣機構(gòu)(17)為包括有通孔的畚斗(18)組成的轉(zhuǎn)輪式提升機。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是所述每根葉槳 軸(47)與機體(25)兩側(cè)的傳動軸(46)和支承軸(41)分別采用榫槽(45)和開口軸(41) 并用軸套(40)、定位緊固件(39)連接的可拆式快換結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，其特征是距所述浸出液 出口(28)最近的那個半圓狀斷面的槽(10)內(nèi)所設的葉槳(11)的葉片外邊緣處設有彈性 刮板或刷(7)，該半圓狀斷面的槽(10)的浸出液流出的上部設有過濾篩孔(38)和溢流孔 (37)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于對天然產(chǎn)物(尤其是中藥材)中有效成分進行提取的可多種供能的連續(xù)逆流浸出裝置，包括內(nèi)有若干個呈水平狀排列且首尾相連的半圓狀斷面的槽所組成的機體，每個槽內(nèi)設有由驅(qū)動機構(gòu)帶動可旋轉(zhuǎn)的且上面布有通孔的葉槳，槽底下部設有超聲波換能器構(gòu)件和/或可多種供能的熱交換構(gòu)件。在超聲空化等效應、適當溫度和連續(xù)逆流創(chuàng)造和保持最大濃度差條件下浸出，加速藥材細胞破裂，加快溶解、擴散，供能多樣化，藥材資源、溶劑、能耗等多項成本都降低，具有增效優(yōu)質(zhì)節(jié)能環(huán)保的有益效果。
文檔編號B01J19/10GK201768397SQ20102029398
公開日2011年3月23日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月17日
發(fā)明者趙履祥 申請人:趙履祥