CN108619755A - 一种植物提取、浓缩、干燥连续智造*** - Google Patents
一种植物提取、浓缩、干燥连续智造*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及植物提取、浓缩、干燥一体化***技术领域，尤其是集植物提取、浓缩、干燥一体的智造***，包括植物提取***、布袋双联过滤分离***、三效逆流蒸发浓缩***和流化床真空喷雾干燥***，各***依顺序由输液管道连接，并在各个输液管道上设置了流体输送泵。本实用本发明以安全，高效，节能为设计理念，各***之间有序地进行连续无间隙生产，且各***各司其职，能大大提高生产效率，缩短生产时间，减少生产过程中的能源消耗，自动化程度高，减少人力消耗，而且能够保证产品的质量，保障广大人民群众的用药安全和食品安全。
Description
技术领域
本发明涉及植物提取、浓缩、干燥一体化***技术领域，尤其是集植物提取、浓缩、干燥一体的连续智造***。
背景技术
目前国内医药、食品生产过程中植物提取、浓缩、干燥为多工序间隙生产，自动化程度低，连续工作中很多工序仍旧依靠人工操作，劳动强度大，操作过程多凭经验判断，生产时间周期长，并且在人工操作的过程中无形增加了许多不稳定因素，比如操作失误带来的原料报废，药品（食品）卫生等一系列问题。
中国发明专利（公告号：CN203458833U）公开了一种连续式提取、浓缩、干燥生产线，包括：包括提取罐，所述的提取罐的上方设置有一个溶媒罐并与提取罐连接，所述的提取罐与一号泵连接，一号泵与浓缩器连接，浓缩器通过二号泵连接第一储罐，第一储罐还连接四号泵，所述的四号泵连接喷粉塔，浓缩器还连接第二储罐，所述的第二储罐依次通过三号泵、冷却器和换热器后连接溶媒罐。该连续式提取、浓缩、干燥生产线没有效的过滤***，固液分离效果差，提取液澄明度差，其质量没保证，而且干燥效率低下，在干燥过程中由于浓缩液分布不均容易造成的焦结，干燥不充分等现象。
发明内容
本发明的目的旨在解决上述植物提取、浓缩、干燥等多工序间存在的缺陷，提供一种植物提取、浓缩、干燥连续智造***。
为了达到上述目的，本发明包括：包括：植物提取***、布袋双联过滤分离***、多效流蒸发浓缩***和流化床真空喷雾干燥***，所述各***依顺序由输液管道连接，并在各个输液管道上设置了用于流体输送控制的流体输送泵。其中，通过各***之间有序地进行连续无间隙生产，各***各司其职，相互配合，能够大大提高生产效率，缩短生产时间，减少生产过程中的能源消耗，自动化程度高，减少人力消耗。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述的布袋双联过滤分离***包括：布袋双联过滤器，布袋双联过滤器的进液口和出液口分别连接第一中间缓冲罐、第二中间缓冲罐，第一中间缓冲罐的进液口经流体输送泵连接植物提取***，第二中间缓冲罐经流体输送泵连接多效逆流蒸发浓缩***。 其中，植物提取***的提取液通过布袋双联过滤器进行过滤，能有效的分离出提取液中的固体颗粒，使提取液澄明度好，其结构简单，操作方便。而两个中间缓冲罐分别收集暂存提取完成后的提取液和收集暂存经布袋双联过滤器过滤的提取液。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述第二中间缓冲罐的底座处安装称带有远传信号的称重模块或密度计测量装置，同时在称重模块或密度计上设置了远传信号收发器。采用直接称重的形式或密度计直接测量能够检测和监控所得提取液浓度是否能够达到所需工艺提取目标。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述的所述多效逆流蒸发浓缩***为三效逆流蒸发浓缩***，该三效逆流蒸发浓缩***包括：一效降膜蒸发器、一效蒸发室和一效预热器、二效降膜蒸发器、二效蒸发室和二效预热器、三效降膜蒸发器、三效蒸发室和三效预热器、干式螺杆真空泵；所述一效降膜蒸发器的顶部进液口连接布袋双联过滤分离***的输液管，一效降膜蒸发器的出液口连接一效蒸发室进液口，一效降膜蒸发器的冷凝水出口连接一效预热器的冷凝水入口，所述一效蒸发室的出液口经流体输送泵连接一效预热器的进液口，一效预热器的出液口连接二效预热器进液口；所述二效预热器的出液口连接二效降膜蒸发器的顶部进液口，二效降膜蒸发器的出液口连接二效蒸发室的进液口，二效降膜蒸发器的冷凝水出口连接二效预热器的冷凝水入口；所述二效蒸发室设有补水口和外壁设置夹套带电加热器，二效蒸发室和一效降膜蒸发器之间的蒸汽口相连通，二效蒸发室的出液口经流体输送泵连接三效预热器的进液口；所述三效预热器的出液口连接三效降膜蒸发器的进液口，三效降膜蒸发器的出液口连接三效蒸发室的进液口，三效降膜蒸发器的冷凝水出口与二效降膜蒸发器的冷凝水出口并联后连接二效预热器的冷凝水入口；所述三效蒸发室和二效降膜蒸发器之间的蒸汽口相连通，三效蒸发室的出液口经流体输送泵连接三效预热器的热介质腔室进液口；所述热介质腔室的出液体经流体输送泵连接流化床真空喷雾干燥***；所述干式螺杆真空泵的吸气口与一效蒸发室连接，其排气口连接三效降膜蒸发器。
上述的三效逆流蒸发浓缩***利用干式螺杆真空泵作为核心，通过干式螺杆真空泵压缩腔压缩可将负压溶剂蒸汽（水蒸气、乙醇等）压缩成高温蒸汽，能将一效、二效或以上的真空蒸发浓缩器真空蒸发得到的负压溶剂蒸汽加压后作为蒸发热源对其潜热再利用，对蒸发溶剂再利用后的溶剂凝结液与待蒸发浓缩物料进行显热交换，即对待蒸发液进行了预热，又使高温凝结溶剂得到降温排放，在真空状态下，能提高了料液循环速度。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述的干式螺杆真空泵也同时连接一效蒸发室和二效蒸发室的蒸汽口。可以重复循环至一效降膜蒸发器的壳程作为其加热热能的补充。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述的三效逆流蒸发浓缩***还包括闪蒸罐，该闪蒸罐一端连接一效蒸发室的蒸汽口，另一端连接一效预热器的冷凝水出口。该闪蒸罐能使从一效预热器出来的冷却水经过闪蒸罐再次蒸发，与二效蒸发室产生蒸汽汇合。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述的流化床真空喷雾干燥***包括：流化床真空干燥器、高速离心式雾化器，流所述化床真空干燥器内采用真空减压，并且设置了若干数目的玻璃微珠，所述高速离心式雾化器设置了喷雾头，该喷雾头设于流化床真空干燥器内的输液口管道上。流化床真空喷雾干燥器是结合流态化和真空喷雾干燥的特点，在设备内加入100目粒径的玻璃微珠，使其流态化，利用高速离心式雾化器使物料分散成细，当浓缩液成雾状喷洒在流化床内，迅速附着在玻璃微珠上，形成薄膜，与热空气充分接触，瞬间干燥；然后在风的带动下，附着有干粉的玻璃微珠之间发生碰撞，使干粉脱落、粉碎成500目以上的细粉，该方式提高了干燥效率，避免了在干燥过程中由于浓缩液分布不均造成的焦结，干燥不充分等现象。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，本发明还包括：旋风分离、脉冲干粉收集***。所述旋风分离、脉冲干粉收集***包括：旋风分离器和脉冲布袋除尘器，所述旋风分离器的输入口与流化床真空喷雾干燥***的输出口管道连接，旋风分离器的输出口与脉冲布袋除尘器出入口管道连接。本***干粉先通过旋风分离器，收集大部分合格的细粉，剩余干粉由空气带入，经挡板减缓速度，流入灰斗，再随气流折而向上，被补集在滤袋表面，随着时间增加，滤袋表面附着的干粉增多，增加滤袋阻力，致使处理风量减少，为正常工作，要控制阻力在一定范围内（140-170毫米水柱），必须对滤袋进行清灰，清灰时由脉冲控制仪触发各控制阀开启脉冲阀，气包内压缩空气由喷吹管各孔经文氏管喷射到滤袋内，滤袋瞬间急剧膨胀，使吸附在滤袋表面的干粉脱落，落入灰斗，达到收集干粉的目的。经此方式提高干粉收集率，尽量减少和避免干粉收集中过程中的流失现象，达到最大限度的收集干粉。
作为本发明植物提取、浓缩、干燥连续智造***的技术方案的一种改进，上述的流体输送泵采用离心泵。
本发明以安全，高效，节能为设计理念，各***之间有序地进行连续无间隙生产，且各***各司其职，相互无间配合，能够大大提高生产效率，缩短生产时间，减少生产过程中的能源消耗，自动化程度高，减少人力消耗，而且能够保证产品的质量，保障广大人民群众的用药安全和食品安全。
附图说明
图1为本发明的结构图。
附图标记说明：1-植物提取***，14-布袋双联过滤器，15-中间缓冲罐，16-离心泵；17-三效降膜蒸发器，18-三效蒸发室，19-二效降膜蒸发器，20-二效蒸发室，21-一效降膜蒸发器，22-一效蒸发室，23-干式螺杆真空泵，24-流化床真空干燥器，25-旋风分离器，26-脉冲布袋除尘器，27-离心泵，28-闪蒸罐，29-离心泵，30-一效预热器，31-二效预热器，32-离心泵，33-三效预热器，34-离心泵。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施方法来详细说明本发明，在本发明的示意性实施及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参照图1，本发明按***功能可分为五大部分，分别为：植物提取***1、布袋双联过滤固液分离***、多效逆流蒸发浓缩***、流化床真空干燥***和旋风分离、脉冲除尘干粉收集***，各部分依顺序连接，连接中间体主要以输液管道和流体输送泵作液体传输，其中，所述多效逆流蒸发浓缩***可用二效或三效逆流蒸发浓缩***，以下以三效逆流蒸发浓缩***为实施例进一步说明。所述流体输送泵采用了离心泵。
植物提取***1可采用现有已经使用或公开的的植物提取技术或者能实现植物连续提取***，如：中国发明专利（公告号：CN104759110A）公开的一种植物连续提取***。又或者本申请人提出另一专利申请的一种旋转吊篮式连续动态逆流植物提取***。本***是将经过充分提取出来的提取液经离心泵11的作用输送至布袋双联过滤固液分离***进行过滤工序处理。
布袋双联过滤固液分离***包括：布袋双联过滤器14，布袋双联过滤器的进液口和出液口分别连接第一中间缓冲罐12的出液口、第二中间缓冲罐15的进液口，第一中间缓冲罐的进液口连接植物提取***的提取液输出管道，该提取液输出管道通过离心泵11将提取液输送至第一中间缓冲罐暂存，第一中间缓冲罐的出液口经过离心泵13将其暂存液输送至连接布袋双联过滤器过滤，而第二中间缓冲罐暂存布袋双联过滤器过滤的提取液，并通过离心泵16将过滤后的提取液送入三效逆流蒸发浓缩***进行蒸发、浓缩处理。
第二中间缓冲罐15的底座处安装带有远传信号收发器的重模块或密度计装置。通过称重的方式或密度计直接测量方式，检测和监控提取液的浓度是否达到工艺要求。
三效逆流蒸发浓缩***包括：一效降膜蒸发器21、一效蒸发室22和一效预热器30、二效降膜蒸发器19、二效蒸发室20和二效预热器31、三效降膜蒸发器17、三效蒸发室18和三效预热器33、干式螺杆真空泵23、闪蒸罐28。所述一效降膜蒸发器的顶部进液口连接布袋双联过滤分离***的输液管，一效降膜蒸发器的出液口连接一效蒸发室进液口，一效降膜蒸发器的冷凝水出口连接一效预热器的冷凝水入口，所述一效蒸发室的出液口经流体输送泵连接一效预热器的进液口，一效预热器的出液口连接二效预热器进液口，所述二效预热器的出液口连接二效降膜蒸发器的顶部进液口，二效降膜蒸发器的出液口连接二效蒸发室的进液口，二效降膜蒸发器的冷凝水出口连接二效预热器的冷凝水入口，所述二效蒸发室设有补水口和外壁设置夹套带电加热器，二效蒸发室和一效降膜蒸发器之间的蒸汽口相连通，二效蒸发室的出液口经流体输送泵连接三效预热器的进液口，所述三效预热器的出液口连接三效降膜蒸发器的进液口，三效降膜蒸发器的出液口连接三效蒸发室的进液口，三效降膜蒸发器的冷凝水出口与二效降膜蒸发器的冷凝水出口并联后连接二效预热器的冷凝水入口，所述三效蒸发室和二效降膜蒸发器之间的蒸汽口相连通，三效蒸发室的出液口经离心泵34连接三效预热器的热介质腔室进液口，所述热介质腔室的出液体经流体输送泵连接流化床真空喷雾干燥***；所述干式螺杆真空泵的吸气口与一效蒸发室连接，其排气口连接三效降膜蒸发器。更优的方式，干式螺杆真空泵的也同时连接一效蒸发室和二效蒸发室的蒸汽口。闪蒸罐，该闪蒸罐一端连接一效蒸发室的蒸汽口，另一端连接一效预热器的冷凝水出口。
以下对上述三效逆流蒸发浓缩***的工作过程作进一步详细说明。
蒸发后的蒸汽进入一效降膜蒸发器21的壳程作为蒸发所需热源；将中间缓冲罐15中的提取液通过离心泵16输送至一效降膜蒸发器21进行蒸发浓缩，浓缩后的提取液进入一效蒸发室22扩散蒸发、气液分离，一效蒸发室20分离后的液体通过离心泵29输送至一效预热器30、二效预热器31逐级进行预热；预热后的液体输送至二效降膜蒸发器19进行第二次降膜蒸发；一效蒸发室21分离后的蒸汽通过干式螺杆真空泵23进行潜热交换，使负压蒸汽转变为高温蒸汽，进入三效降膜蒸发器17的壳程作为蒸发所需热源；还可以重复循环至一效降膜蒸发器21的壳程作为其加热热能的补充；经二效降膜蒸发器19二次蒸发浓缩，再经二效蒸发室20进行扩散蒸发并做气液分离，二效蒸发室20分离后的液体经离心泵32输送至三效预热器33进行预热，预热后进入三效降膜蒸发器进行第三次蒸发浓缩；二效蒸发室20分离后的蒸汽进入一效降膜蒸发器21的壳程作为蒸发所需热源；经三效降膜蒸发器17第三次蒸发浓缩，再经三效蒸发室18进行扩散蒸发并做气液分离，三效蒸发室18分离后的液体经离心泵32输送至三效预热器33的热介质腔室，即达到了冷却降温的目的，又为由二效降膜蒸发器19和二效蒸发室18所收集的液相物料提供了预热热源；最后得到的流浸膏通过离心泵27输送至干燥工序。一效降膜蒸发器19壳程蒸汽冷凝水输送至一效预热器30作为预热热源，二效降膜蒸发器19壳程蒸汽冷凝水和三效降膜蒸发器17壳程冷凝水输送至二效预热器31作为预热热源，二效预热器31冷却水出水同时可以输送至一效预热器30作为预热热源。从一效预热器30出来的冷却水经过闪蒸罐28再次蒸发，与二效蒸发室20产生蒸汽汇合。至此，三效逆流蒸发浓缩***的物料管线和蒸汽-冷凝水管线均达到循环利用，大大节约了蒸汽用量以及用来冷却高温凝结水所需冷却水的用量，达到了节约能源的目的，由于干式螺杆真空泵为蒸发浓缩过程提空真空环境，降低蒸发温度，提高蒸发效率。
流化床真空喷雾干燥***包括：流化床真空干燥器24、高速离心式雾化器，流所述化床真空干燥器内采用真空减压，并且设置了若干数目的玻璃微珠，玻璃微珠粒径为100目，高速离心式雾化器设置了喷雾头，该喷雾头设于流化床真空干燥器内的输液口管道上。
流化床真空喷雾干燥***的流浸膏通过离心泵27进入流化床真空干燥器内，其内置有100目粒径的玻璃微珠，利用高速离心式雾化器使物料分散成细，当浓缩液成雾状喷洒在流化床内，迅速附着在玻璃微珠上，形成薄膜，与热空气充分接触，瞬间干燥；然后在风的带动下，附着有干粉的玻璃微珠之间发生碰撞，使干粉脱落、粉碎成500目以上的细粉；流所述化床真空干燥器内采用真空减压，降低水的沸点，从而提高干燥效率。
旋风分离、脉冲干粉收集***包括：旋风分离器25和脉冲布袋除尘器26，所述旋风分离器的输入口与流化床真空喷雾干燥***的输出口管道连接，旋风分离器的输出口与脉冲布袋除尘器出入口管道连接。
旋风分离、脉冲干粉收集***的工作过程：细粉在风的带动下通过管道进入旋风分离器25，收集到大量的干粉；剩余干粉由空气带入脉冲布袋除尘器，经挡板减缓速度，流入灰斗，再随气流折而向上，被补集在滤袋表面，随着时间增加，滤袋表面附着的干粉增多，增加滤袋阻力，致使处理风量减少，为正常工作，要控制阻力在一定范围内（140-170毫米水柱），必须对滤袋进行清灰，清灰时由脉冲控制仪触发各控制阀开启脉冲阀，气包内压缩空气由喷吹管各孔经文氏管喷射到滤袋内，滤袋瞬间急剧膨胀，使吸附在滤袋表面的干粉脱落，落入灰斗，达到收集干粉的目的。
PLC控制***其控制部分说明如下。
1、控制开启二效蒸发室20的电加热装置加热罐内的溶剂，蒸发出少量蒸汽，蒸汽沿管路经过一效降膜蒸发器，通过温度表反馈信息监控二效降膜蒸发器19、二效蒸发室20温度，当其温度达到工艺目标，通过PLC控制***开启过 布袋双联过滤固液分离***末端的离心泵16，向一效降膜蒸发器输送提取液，经降膜蒸发产生少量蒸汽，然后开启干式螺杆真空泵，对进行潜热交换，通过温度表测量真空螺杆泵前后温度，检测是否达到工艺目标，如达到目标，关停二效蒸发室20的电加热装置，如未达到目标，继续加热直到达到目标为止，通过温度表反馈信息监控三效降膜蒸发器17及三效蒸发室18温度，通过密度计监控经一效、二效、三效降膜蒸发器蒸发、浓缩后的物料密度，检测产品浓度是否达到工艺目标，如未达到，可以通过PLC控制***打开电（或气动）阀，连接公用***蒸汽管路，补充蒸汽，或通过PLC控制***减小植物提取***的提取速率及出料速率，来提高蒸发、浓缩效果，调整以上工序，直到各效降膜蒸发器出料浓度达到工艺目标为止。
2、通过PLC控制***控制各离心泵（物料输送泵），保证各物料输送管路畅通，达到连续生产的目的。
3、通过PLC控制***监测一效、二效、三效冷却器的温度。
4、通过对各温度节点的温度监测，来判断整个***运行是否正常。
5、通过PLC控制流化床真空喷雾干燥***通过PLC控制***监测雾化喷头的压力，保证雾化喷头正常工作；控制流化床启停。
6、通过PLC控制旋风分离/脉冲干粉收集***通过PLC控制***控制脉冲阀的开闭，用以控制它所控制的那部分布袋的灰尘。
Claims (10)
1.一种植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，包括：植物提取***、布袋双联过滤分离***、多效逆流蒸发浓缩***和流化床真空喷雾干燥***，所述各***依顺序由输液管道连接，并在各个输液管道上设置了用于流体输送控制的流体输送泵。
2.根据权利要求1所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，所述布袋双联过滤分离***包括：布袋双联过滤器，布袋双联过滤器的进液口和出液口分别连接第一中间缓冲罐、第二中间缓冲罐，第一中间缓冲罐的进液口经流体输送泵连接植物提取***，第二中间缓冲罐经流体输送泵连接多效逆流蒸发浓缩***。
3.根据权利要求2所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，所述第二中间缓冲罐的底座处安装称带有远传信号的称重模块或密度计测量装置。
4.根据权利要求1所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，所述多效逆流蒸发浓缩***为三效逆流蒸发浓缩***，该三效逆流蒸发浓缩***包括：一效降膜蒸发器、一效蒸发室和一效预热器、二效降膜蒸发器、二效蒸发室和二效预热器、三效降膜蒸发器、三效蒸发室和三效预热器、干式螺杆真空泵；所述一效降膜蒸发器的顶部进液口连接布袋双联过滤分离***的输液管，一效降膜蒸发器的出液口连接一效蒸发室进液口，一效降膜蒸发器的冷凝水出口连接一效预热器的冷凝水入口，所述一效蒸发室的出液口经流体输送泵连接一效预热器的进液口，一效预热器的出液口连接二效预热器进液口；所述二效预热器的出液口连接二效降膜蒸发器的顶部进液口，二效降膜蒸发器的出液口连接二效蒸发室的进液口，二效降膜蒸发器的冷凝水出口连接二效预热器的冷凝水入口；所述二效蒸发室设有补水口和外壁设置夹套带电加热器，二效蒸发室和一效降膜蒸发器之间的蒸汽口相连通，二效蒸发室的出液口经流体输送泵连接三效预热器的进液口；所述三效预热器的出液口连接三效降膜蒸发器的进液口，三效降膜蒸发器的出液口连接三效蒸发室的进液口，三效降膜蒸发器的冷凝水出口与二效降膜蒸发器的冷凝水出口并联后连接二效预热器的冷凝水入口；所述三效蒸发室和二效降膜蒸发器之间的蒸汽口相连通，三效蒸发室的出液口经流体输送泵连接三效预热器的热介质腔室进液口；所述热介质腔室的出液体经流体输送泵连接流化床真空喷雾干燥***；所述干式螺杆真空泵的吸气口与一效蒸发室连接，其排气口连接三效降膜蒸发器。
5.根据权利要求4所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，所述干式螺杆真空泵也同时连接一效蒸发室和二效蒸发室的蒸汽口。
6.根据权利要求4或5所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，还包括闪蒸罐，该闪蒸罐一端连接一效蒸发室的蒸汽口，另一端连接一效预热器的冷凝水出口。
7.根据权利要求1所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，所述流化床真空喷雾干燥***包括：流化床真空干燥器、高速离心式雾化器，流所述化床真空干燥器内采用真空减压，并且设置了若干数目的玻璃微珠，所述高速离心式雾化器设置了喷雾头，该喷雾头设于流化床真空干燥器内的输液口管道上。
8.根据权利要求1所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，还包括旋风分离、脉冲干粉收集***，所述旋风分离、脉冲干粉收集***包括：旋风分离器和脉冲布袋除尘器，所述旋风分离器的输入口与流化床真空喷雾干燥***的输出口管道连接，旋风分离器的输出口与脉冲布袋除尘器出入口管道连接。
9.根据权利要求1所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，所述流体输送泵采用离心泵。
10.根据权利要求1所述的植物提取、浓缩、干燥连续智造***，其特征在于，还包括：用于控制各个***自动化无间配合工作的PLC控制***。
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