CN110694296B - 一种中药提取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中药提取装置，包括提取罐、设于提取罐上部的投料组件及设于提取罐内的过滤组件，过滤组件下方设有加热组件，加热组件包括内筒体、外筒体、用于连接内筒体上端和外筒体上端的上连接板、用于连接内筒体下端和外筒体下端的下连接板、以及多根用于连通上连接板和下连接板的换热管，内筒体、外筒体、上连接板及下连接板之间形成换热腔，换热腔设有加热蒸汽进口和冷凝水出口，换热管上端与内筒体轴线的距离大于下端与内筒体轴线的距离，提取罐的底部设有下盖板，下盖板上设有清洗液输送管，清洗液输送管穿设于内筒体中且上下两端均设有清洗喷头。本发明具有结构简单、提取效率高、便于对提取罐进行清洗、可提高清洗效率等优点。

Description

一种中药提取装置

技术领域

本发明涉及食品、药品浸出设备，尤其涉及一种中药提取装置。

背景技术

提取罐是医药化工行业中常用的浸出设备，常用提取罐为立式罐体，罐体上部为封头，下部为排渣门，罐体上设有加热夹套和保温隔热层，封头上有投料口，药材从投料口加入罐体内，用于提取的溶媒经计量后加入到罐内浸没药材，药材中的成份溶出到溶媒中，实现浸出过程。药材中的有效成份，存在于药材的细胞中，药材中有效成份的溶出，遵循分子扩散的原理，即分子由高浓度区域向低浓度区域转移，直到浓度平衡为止。因此增大药材细胞壁内外的浓度差，有利于分子的溶出。分子扩散速率也会随着溶媒温度的升高而增大，同时伴随着温度的升高，也能减小溶媒的粘度，进一步增大分子扩散速率。

目前所应用的提取装置中，多采用强制外循环提取技术，即使用出液泵将提取液从提取罐内抽出，然后再打回到提取罐内，其目的一是为了消除罐内提取液的温度分布不均的现象，二是使提取液流动，增大细胞内外的浓度差，提高溶出率。但是在强制外循环过程中，受提取罐内过滤结构的限制，循环过程中药渣极易堵塞过滤装置，导致提取出液速率越来越小，不仅循环量减少，而且最终造成提取液无法从提取罐内滤出。进一步地，由于循环量的减少甚至堵塞，使出液泵处于不稳定的工作状态，出液泵的机械密封也极易损坏，增加维修成本。有的提取罐设置有机械式搅拌装置，通过搅拌使提取罐内药材与溶媒充分接触，提高溶出速率。但是机械搅拌会带来其他的问题：一是搅拌桨的切削作用，会将药材饮片切削成细小的颗粒，增加了提取液过滤澄清的难度；二是搅拌桨的强烈扰动，使药材中的非药用成分溶出到提取液中，增加了提取液后期分离处理的难度；三是所需搅拌功率较大，增大了提取过程中的能耗。有的提取罐采用罐组式逆流提取技术，即多个提取罐组合，药液从一个提取罐抽出，然后加入到另一个提取罐中，以增大提取过程中细胞壁内外的浓度差，提高提取的速率，但是罐组逆流提取同样需要出液泵的强制循环和导液操作，增大了提取罐滤网堵塞的风险，另外罐组逆流提取需要提取药材的量较大，与现行的中药中小批量、多批次提取不适应，难以推广和应用。有的提取罐除筒体段加热外，在罐底排渣门的封头上也设置了加热夹套，其目的是通过底部封头加热夹套的传热，使罐内温度均衡，但是受提取罐底封头尺寸和结构限制，其受热面积很小，传热效果有限，实际应用中罐内温度不均衡的现象没有多大的改善。有的提取罐除筒体段加热外，在罐底排渣门内部设置了蛇管式夹套，传热效果较在罐底排渣门的封头上设置加热夹套有所改善，但是结构复杂，需要设置许多支撑蛇形管的附件，造成清洗困难，不符合提取罐的卫生要求。有的提取罐除筒体段加热外，在罐体中心处直***一加热管，其目的是通过中心加热管的传热，改善提取罐罐壁到罐中心温度不均匀的现象，但是却无法改善罐底部与上部之间的温度差异。有的提取罐在罐底排渣门内设置了直管式加热管组，目的是通过增加底部传热面积及流体流动的方式使罐内温度达到一致。但是因为无法形成有效的流体循环通道，流体受热后向上直冲，造成“暴沸”现象，液体不能及时补充到直管式加热管组，又造成“喘息”现象，“暴沸”现象和“喘息”现象都会对提取罐的使用带来安全隐患。而且直管式加热管组没有清洗设施，使用后难以清洗，同样不符合提取罐的卫生要求。

此外，在药渣的过滤方面，常见的提取罐采用的是平底形滤网，滤网装在排渣门内，药渣在平底滤网之上，药液通过滤网排出提取罐，平底形滤网容易制作，但是过滤面积有限(不可能超过排渣门的最大横截面积)，经常发生堵塞，而且平底形的滤网耐压强度低，在过滤过程中滤板极容易受压而变形，导致滤网坍塌，药渣没有经过过滤直接进入下道工序而产生堵塞风险。而且，在滤网下部的空腔内，焊接了多块交叉的支撑板，使用后一些颗粒极易沉积在支撑板内，因此每次清洗均须人工将滤网拆卸下来，人工清理，费时费力；在药材的投料方面，常见的提取罐自动投料口采用的是气动人孔设计，人孔的法兰面与地平面平行，人孔与罐体的接管与人孔的法兰面垂直，投料口安装在提取罐顶部靠近罐壁一侧。在投料时，药材从法兰口进入，经过接管后落入罐内，由于投料口的位置不在罐体的中心，药材落入罐内后会偏心，投料结束后药材会在罐壁一侧形成锥面，当加入提取的溶媒后，溶媒可能会无法覆盖全部药材，部分药材裸露在溶媒外，使这部分药材不能得到有效的提取。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、提取效率高、便于对提取罐进行清洗、可提高清洗效率的中药提取装置。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种中药提取装置，包括提取罐、设于提取罐上部的投料组件及设于提取罐内的过滤组件，所述过滤组件下方设有加热组件，所述加热组件包括内筒体、外筒体、用于连接内筒体上端和外筒体上端的上连接板、用于连接内筒体下端和外筒体下端的下连接板、以及多根用于连通上连接板和下连接板的换热管，所述内筒体、外筒体、上连接板及下连接板之间形成换热腔，所述换热腔设有加热蒸汽进口和冷凝水出口，所述换热管上端与内筒体轴线的距离大于下端与内筒体轴线的距离，所述提取罐的底部设有下盖板，所述下盖板上设有清洗液输送管，所述清洗液输送管穿设于所述内筒体中且上下两端均设有清洗喷头。

作为上述技术方案的进一步改进：所述清洗喷头通过一清洗管与清洗液输送管相连，所述清洗管上设有止回阀，所述止回阀位于所述清洗喷头与清洗液输送管之间。

作为上述技术方案的进一步改进：所述清洗液输送管上下两端均设有多个清洗喷头，多个所述清洗喷头沿清洗液输送管周向均匀布置。

作为上述技术方案的进一步改进：所述换热管与下连接板之间的夹角为β，则0°＜β≤75°。

作为上述技术方案的进一步改进：所述内筒体的横截面积为S1，所有换热管的横截面积之和为S2，则S1＝0.8S2～0.11S2。

作为上述技术方案的进一步改进：所述过滤组件包括第一过滤网，所述第一过滤网上设有锥形过滤部。

作为上述技术方案的进一步改进：所述锥形过滤部为双层结构，外层开设有多个腰型过滤孔，内层开设有多个圆形过滤孔，所述第一过滤网下方设有第二过滤网，所述第二过滤网上设有多个方形过滤孔。

作为上述技术方案的进一步改进：所述锥形过滤部对应的锥角为α，则0°＜α≤120°。

作为上述技术方案的进一步改进：所述投料组件包括投料筒及进料筒，所述投料筒通过所述进料筒与所述提取罐连通，所述投料筒的轴线与所述提取罐的轴线平行，所述进料筒的轴线与所述提取罐的轴线相交。

作为上述技术方案的进一步改进：所述进料筒的轴线与所述提取罐的轴线之间的夹角为δ，则30°≤δ≤60°。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的中药提取装置，由于加热组件位于提取罐的下部，药材位于过滤组件之上，溶媒在浸没药材之前会先浸没加热组件，提取时，加热蒸汽自加热蒸汽进口进入换热腔内，与提取溶媒进行热交换，溶媒受热后温度升高，在换热管内产生密度差，密度小的向上流动，透过过滤组件将药材浮起，冷液密度相对大，透过过滤组件进入内筒体从而形成动态循环，循环过程覆盖整个提取罐内部，使提取罐内的溶媒温度处于一致，而且药材表面的溶媒时时更新，增大了药材细胞内外的浓度差，提高了药材成份浸出的速率；进一步的，由于换热管采用倾斜布置，液体流动过程中没有剪切力，不会破坏药材的组织结构，因此不会提取出过多的杂质，也助于避免发生过滤组件堵塞的现象；清洗液输送管穿设于内筒体中且上下两端均设有清洗喷头，可对过滤组件、加热组件进行全面的在线清洗，克服了提取罐内部难以清洗及人工清洗费时费力的缺陷。

附图说明

图1是本发明中药提取装置的主视结构示意图。

图2是本发明中的清洗组件的结构示意图。

图3是本发明中的加热组件的主视结构示意图。

图4是本发明中的加热组件的俯视结构示意图。

图5是本发明中的第一过滤网的结构示意图。

图6是本发明中的腰型过滤孔的结构示意图。

图7是本发明中的圆形过滤孔的结构示意图。

图8是本发明中的投料组件的结构示意图。

图中各标号表示：1、提取罐；2、过滤组件；21、第一过滤网；22、锥形过滤部；221、腰型过滤孔；222、圆形过滤孔；23、第二过滤网；3、加热组件；31、内筒体；32、外筒体；33、上连接板；34、下连接板；35、换热管；36、换热腔；37、加热蒸汽进口；38、冷凝水出口；4、下盖板；51、清洗液输送管；52、清洗管；53、止回阀；54、清洗喷头；6、投料组件；61、投料筒；62、进料筒。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1至图8示出了本发明中药提取装置的一种实施例，本实施例的中药提取装置，包括提取罐1、设于提取罐1上部的投料组件6及设于提取罐1内的过滤组件2，过滤组件2下方设有加热组件3，加热组件3包括内筒体31、外筒体32、用于连接内筒体31上端和外筒体32上端的上连接板33、用于连接内筒体31下端和外筒体32下端的下连接板34、以及多根用于连通上连接板33和下连接板34的换热管35，内筒体31、外筒体32、上连接板33及下连接板34之间形成换热腔36，换热腔36设有加热蒸汽进口37和冷凝水出口38，换热管35上端与内筒体31轴线的距离大于下端与内筒体31轴线的距离(或者说换热管35上端均朝外侧偏移)，提取罐1的底部设有下盖板4(下盖板4与提取罐1之间优选采用可拆下连接，方便进行安装维护)，下盖板4上设有清洗液输送管51，清洗液输送管51穿设于内筒体31中且上下两端均设有清洗喷头54。

该中药提取装置，由于加热组件3位于提取罐1的下部，药材位于过滤组件2之上，溶媒在浸没药材之前会先浸没加热组件3，提取时，蒸汽自加热蒸汽进口37进入换热腔36内，与提取溶媒进行热交换，蒸汽温度降低以后自冷凝水出口38排出，溶媒受热后温度升高，在换热管35内产生密度差，密度小的向上流动，透过过滤组件2将药材浮起，冷液密度相对大，透过过滤组件2进入内筒体31从而形成动态循环，循环过程覆盖整个提取罐1内部，使提取罐1内的溶媒温度处于均衡、一致，而且药材表面的溶媒时时更新，增大了药材细胞内外的浓度差，提高了药材成份浸出的速率；进一步的，由于换热管35采用倾斜布置，液体流动过程中没有剪切力，不会破坏药材的组织结构，因此不会提取出过多的杂质，也助于避免发生过滤组件2堵塞的现象，同时避免出现“爆沸”、“喘息”现象；清洗液输送管51穿设于内筒体31中且上下两端均设有清洗喷头54，可对过滤组件2、加热组件3进行全面的在线清洗，克服了提取罐1内部难以清洗及人工清洗费时费力的缺陷。

进一步地，本实施例中，清洗喷头54通过一清洗管52与清洗液输送管51相连，清洗管52上设有止回阀53，止回阀53位于清洗喷头54与清洗液输送管51之间。清洗时，清洗水经清洗液输送管51进入各清洗管52内，经过止回阀53后再通过清洗喷头54喷出进行清洗，止回阀53可防止溶媒反向流入清洗管52内。

更进一步地，本实施例中，清洗液输送管51上下两端均设有多个清洗喷头54，多个清洗喷头54沿清洗液输送管51周向均匀布置，使得清洗喷头54覆盖的范围更广，保证清洗效果，避免出现清洗死角。

作为优选的技术方案，换热管35与下连接板34之间的夹角为β，则0°＜β≤75°，也即换热管35的倾斜角度不宜超过75°，有利于保证加热组件3的加热效果以及药材的浸出效果。

作为优选的技术方案，内筒体31的横截面积为S1，所有换热管35的横截面积之和为S2，则S1＝0.8S2～0.11S2，也即所有换热管35的横截面积要略微超过内筒体31的横截面积，有利于保持加热组件3加热后溶媒的循环流动效果。

进一步地，本实施例中，过滤组件2包括第一过滤网21，第一过滤网21上设有锥形过滤部22。第一过滤网21采用锥形过滤部22，具有较大的过滤面积，通透性增强，减少了堵塞的几率，且抗压强度好于常规的平板结构。优选地，第一过滤网21顶部为水平状并与清洗液输送管51上端固定连接，有助于进一步提高结构强度和稳定性。

更进一步地，本实施例中，锥形过滤部22为双层结构，外层开设有多个腰型过滤孔221，内层开设有多个圆形过滤孔222，第一过滤网21下方设有第二过滤网23，第二过滤网23上设有多个方形过滤孔(图中未示出)。过滤组件2采用腰型过滤孔221、圆形过滤孔222及方形过滤孔的组合，可有效阻碍各种不同形状的药渣通过，有利于进一步提升过滤效果和通透性，减少堵塞。

作为优选的技术方案，锥形过滤部22对应的锥角为α，则0°＜α≤120°。锥形过滤部22的椎角在0至120°之间，既能够保证具有较大的过滤面积，保证过滤能力，又具有较高的抗压强度，受压后不易坍塌变形。

进一步地，本实施例中，投料组件6包括投料筒61及进料筒62，投料筒61通过进料筒62与提取罐1连通，投料筒61的轴线与提取罐1的轴线平行，进料筒62的轴线与提取罐1的轴线相交，也即进料筒62倾斜布置。投料时，药材依次经过投料筒61、进料筒62进入提取罐1内，由于进料筒62采用倾斜布置，药材会分布在整个提取罐1内，避免了药材堆积在投料筒61下方，保证所有药材后续都会被浸没、提取。

作为优选的技术方案，本实施例中，进料筒62的轴线与提取罐1的轴线之间的夹角为δ，则30°≤δ≤60°。进料筒62的轴线与提取罐1的轴线的夹角在30°至60°之间，有利于投入的药材分布在整个提取罐1内。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种中药提取装置，包括提取罐（1）、设于提取罐（1）上部的投料组件（6）及设于提取罐（1）内的过滤组件（2），其特征在于：所述过滤组件（2）下方设有加热组件（3），所述加热组件（3）包括内筒体（31）、外筒体（32）、用于连接内筒体（31）上端和外筒体（32）上端的上连接板（33）、用于连接内筒体（31）下端和外筒体（32）下端的下连接板（34）、以及多根用于连通上连接板（33）和下连接板（34）的换热管（35），所述内筒体（31）、外筒体（32）、上连接板（33）及下连接板（34）之间形成换热腔（36），所述换热腔（36）设有加热蒸汽进口（37）和冷凝水出口（38），所述换热管（35）上端与内筒体（31）轴线的距离大于下端与内筒体（31）轴线的距离，所述提取罐（1）的底部设有下盖板（4），所述下盖板（4）上设有清洗液输送管（51），所述清洗液输送管（51）穿设于所述内筒体（31）中且上下两端均设有清洗喷头（54），所述清洗喷头（54）通过一清洗管（52）与清洗液输送管（51）相连，所述清洗液输送管（51）上下两端均设有多个清洗喷头（54），多个所述清洗喷头（54）沿清洗液输送管（51）周向布置。

2.根据权利要求1所述的中药提取装置，其特征在于：所述清洗管（52）上设有止回阀（53），所述止回阀（53）位于所述清洗喷头（54）与清洗液输送管（51）之间。

3.根据权利要求2所述的中药提取装置，其特征在于：多个所述清洗喷头（54）沿清洗液输送管（51）周向均匀布置。

4.根据权利要求1所述的中药提取装置，其特征在于：所述换热管（35）与下连接板（34）之间的夹角为β，则0°＜β≤75°。

5.根据权利要求1所述的中药提取装置，其特征在于：所述内筒体（31）的横截面积为S1，所有换热管（35）的横截面积之和为S2，则S1=0.8 S2~0.11 S2。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的中药提取装置，其特征在于：所述过滤组件（2）包括第一过滤网（21），所述第一过滤网（21）上设有锥形过滤部（22）。

7.根据权利要求6所述的中药提取装置，其特征在于：所述锥形过滤部（22）为双层结构，外层开设有多个腰型过滤孔（221），内层开设有多个圆形过滤孔（222），所述第一过滤网（21）下方设有第二过滤网（23），所述第二过滤网（23）上设有多个方形过滤孔。

8.根据权利要求6所述的中药提取装置，其特征在于：所述锥形过滤部（22）对应的锥角为α，则0°＜α≤120°。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的中药提取装置，其特征在于：所述投料组件（6）包括投料筒（61）及进料筒（62），所述投料筒（61）通过所述进料筒（62）与所述提取罐（1）连通，所述投料筒（61）的轴线与所述提取罐（1）的轴线平行，所述进料筒（62）的轴线与所述提取罐（1）的轴线相交。

10.根据权利要求9所述的中药提取装置，其特征在于：所述进料筒（62）的轴线与所述提取罐（1）的轴线之间的夹角为δ，则30°≤δ≤60°。

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