物料提取装置制造方法及图纸

物料提取装置，包括竖向并列设置且连通的由常压浸取容器构成的物料浸取单元和由热交换器构成的液体加热单元。物料浸取容器上方有加料口、溶剂口、视镜、冷却收集单元和冷凝回流单元，下方有浸取液的过滤单元及出渣门。物料浸取容器下方过滤单元与热交换器的下方之间，经可选择切换的浸取液自然循环通道或浸取液强制循环通道连通；物料浸取容器的工作液面上方部位的侧壁上，设有与热交换器上方的浸取液循环出口相连通的浸取液循环返回通道进口。该装置有效避免了直通工业蒸汽的加热方式，能在密闭自然循环的状态下高效率、高质量完成对物料所需成分的提取，科学简捷、高效节能，可广泛适用于水或有机溶剂对物料的浸取和水蒸汽蒸馏等提取/分离作业。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种物料提取装置，适合但并非仅限于中药制药领域中对物料成分的提取。
技术介绍
以相应的溶剂通过浸取、蒸馏等方式收集得到物料中的所需要成分，虽在中药制药领域中已有大量应用，但在如食品、香料、香精的其它相关领域中同样也有应用。以中药制药领域为例，多功能提取罐是目前被广泛使用的一种压力容器型中药提取设备，最大容积可达IOm3。虽然对该类设备已有许多改进的报道，但其存在的一些能直接影响提取效率和产品质量的根本性问题，仍始终未能解决其一，多功能提取罐具备罐底直通蒸汽和夹层加热两种方式，由于夹层加热面积 较小、热效率低、传热不均匀，所以在对药材的水煎煮或水蒸汽蒸馏等过程中，常规操作主要依靠由罐底直接通入工业蒸汽快速升温使物料沸腾，而夹套加热仅起到辅助加热保持回流作用。因为受锅炉用水的防垢化学处理以及输送管道的锈蚀等因素的影响，工业蒸汽并非纯净蒸汽，所以直通工业蒸汽本身就已造成了对药液的污染，因此不符合GMP规定的原贝1J。如果采用有机溶媒提取药材，则不能使用直通蒸汽，只能靠夹层加热，使物料沸腾则需很长时间。其二，以水为溶剂的药材提取方式普遍采用煎煮回流。通常认为物料在沸腾状态下既能保证较高的浸取温度，又能使其固液界面产生对流，能加快浸出速度。但是，沸腾的本质是在液体内部和表面同时发生的剧烈汽化的现象，水分子的强烈运动会促使药材等物料发生膨胀、碰撞、摩擦而破碎，并释放出大量杂质。特别是对于许多含粘胶质和淀粉质较多药材的提取，沸腾效应以及直通蒸汽是非常不利的，大量破碎、胶溶和糊化的杂质成分使药液的粘度、浑浊度明显加大，不仅降低了浸出液的质量，也大大增加了浸取物固液分离的难度和成本。其三，目前多能提取罐仅下方出渣门上设有用于分离排出液的过滤结构，其面积有限，因此很容易被因上述经长时间沸腾煎煮而导致过度释放的细粉、纤维及胶溶、糊化等粘性物质堵塞，导致浸取液的过滤分离困难，甚至残留大量药液无法收集。即使采用泵强制循环作业，也易造成循环不畅，甚至堵塞及循环中断现象。这是许多中药煎煮提取过程中存在的老大难问题。第四，采用多能提取罐进行水蒸汽蒸馏作业收集药材中的挥发油成分时，常规采用上述由罐底直通工业蒸汽加热沸腾的方式进行，不仅药液和蒸馏液会被污染，由于罐身较高，罐的内径及蒸发面积较小，药材填装的厚度和密实度会严重阻碍水蒸汽与挥发油蒸气上升透过的速度，影响了水蒸汽蒸馏的效率。如果药材长时间受热，某些成分的氧化和水解难以避免，也会影响到收集液的质量。中药提取是多数中药制剂中最重要的环节，而中药材原料中的绝大部份都是没有疗效的杂质成分，有效组分的相对含量一般都非常低。先进的提取技术应确保最大限度提取出有效组分，尽可能减少杂质成分提出，一方面以保证和提高中药制剂的质量和疗效，同时也能大大降低后续的分离、除杂和精制操作的难度和成本，特别是对于中药注射制剂的生产而言更是尤为重要。除中药制 药领域外，在需要进行物料提取的其它领域中，上述问题也不同程度地存在。
技术实现思路
鉴于以上问题，本技术提供了一种全新结构形式和工作原理的物料提取装置，可以高效率、高质量地完成物料成分的提取，用途广泛，并特别适用于工业化生产。本技术的物料提取装置的基本结构，包括有竖向并列设置且相互连通的由浸取容器构成的物料浸取单元和由热交换器构成的液体加热单元。其中——物料浸取容器的上方设有加料口、溶剂加入口、视镜、冷却收集单元和冷凝回流单元，下方设有浸取液的过滤单元及出渣门；—物料浸取容器下方的过滤单元与热交换器的下方之间，经可选择切换的浸取液自然循环通道或浸取液强制循环通道连通，浸取液自然循环通道中设有第一控制阀，浸取液强制循环通道中依次设有送液阀、管道过滤器、液体输送泵及第二控制阀。其中管道过滤器优选为适用于大流量的多袋式过滤器。在管道过滤器的顶部设有排空阀，液体输送泵的出口还设有放液阀；—在物料浸取容器的工作液面(即正常工作状态下使全部物料浸没时的浸取液液面)上方部位的侧壁上，设有与热交换器上方的浸取液循环出口相连通的浸取液循环返回通道进口。其中，所说该浸取液循环返回通道进口的优选方式，是使其方向沿壁物料浸取容器的圆周面切线方向设置。一般情况下，上述装置中所说物料浸取容器上方的冷却收集单元和冷凝回流单元，可以包括到不限于设有顺序连接的隔沫器、冷凝器、冷却器、油水分离器，其中在油水分离器的侧面上方设有分油阀。本技术上述提取装置的基本工作过程和原理是在使用水(或有机溶剂)进行物料提取作业时，首先开启和调节浸取液强制循环通道，以及热交换器蒸汽阀，浸取容器下方的液体经过滤后由液体输送泵推动经热交换器迅速加热，然后再由上方返回浸取容器，如此反复强制循环加热，能使浸取容器中的液体温度均匀上升，并很快接近沸点温度，此时关闭强制循环通道，开启和调节自然循环通道以及热交换器蒸汽阀，已预热的液体在热交换器中可快速沸腾，由于液体的密度差及二次蒸汽的上升力推动，使液体向上流动，并由上方返回浸取容器，从而实现了浸取液的自然循环。实验结果显示，该循环过程的一个突出特点，是无需再增加额外的动力。进入浸取容器的汽液在容器的上方空间中分离，蒸汽经上方的冷凝回流单元返回浸取容器，沸点温度的液体则在浸取容器中向下运动，如此反复自然循环，无疑高温液体(沸点或接近沸点温度)在动态条件下能加快物料的浸出速率和浸出平衡。实验还表明，该初始的强制循环过程还有益于浸取容器过滤结构表面形成良好的滤层，利于后续简捷的自然循环过程。同样，高温水溶液的动态循环也有利于物料中挥发油组分的扩散、乳化和混溶于浸取液中。采用上述过程进入自然循环的高温浸取液在热交换器中快速沸腾汽化，水蒸汽和挥发油蒸气一同蒸出，推动液体由上方返回浸取容器，沸点温度的液体向下循环浸取，而水蒸汽和挥发油蒸气经容器上方的冷却收集单元，在油水分离器中收集分离，即可得到物料挥发油组分。基于水蒸汽蒸馏原理的这一新的蒸馏方式，由于其蒸发过程不受药材厚度和密度的影响，较传统直通工业蒸汽的加热蒸馏方式，除能保证馏出液的质量外，实验结果还表明其效率更高。因此，本技术上述物料提取装置完全避免了传统直通工业蒸汽的方式及其影响，采用的是高效外加热方式，将浸取容器与加热结构分开，使高温液体对物料的浸取和加热分开进行，在密闭系统中通过合理调节循环通道中的控制阀和/或热交换器的蒸汽阀，可有效地控制液体预热速度，以及液体沸腾蒸发的速度，从而实现不同类型/性质的溶剂在自然循环状态下对物料的提取以及水蒸汽蒸馏作业。通过充分利用液体汽化能量的转换，使达到沸点或接近沸点温度的高温液体，对相对静止状态的物料进行动态提取作业，避免了直通蒸汽以及煎煮沸腾效应造成的物料破碎、胶溶和糊化等现象，不仅效率高、质量好，而且解决了提取液过滤难的问题。 在本技术上述物料提取装置的基础上，进一步还可以单独或以任意组合的方式采用下述的改进措施上述物料提取装置中的物料浸取容器，虽不特别限定、但一般无需采用目前多能提取罐形式的压力容器，可以采用为设有隔热层的常压容器。与传统多能提取罐比较，非压力容器的制作难度和成本无疑可以大为降低，而且在结构造型上的选择性更大，更有利于物料的提取作业。所说的物料浸取容器下方的浸取液过滤单元，除包括有传统方式设置在出渣门上的孔板滤网本文档来自技高网...

【技术保护点】
物料提取装置，其特征是包括竖向并列设置且相互连通的由浸取容器（10）构成的物料浸取单元和由热交换器（27）构成的液体加热单元，其中：——物料浸取容器（10）的上方设有加料口（32）、溶剂加入口（33）、视镜（6）、冷却收集单元和冷凝回流单元，下方设有浸取液的过滤单元及出渣门（17），——物料浸取容器（10）下方的过滤单元与热交换器（27）的下方之间，经可选择切换的浸取液自然循环通道或浸取液强制循环通道连通，浸取液自然循环通道中设有第一控制阀（24），浸取液强制循环通道中依次设有送液阀（19）、管道过滤器（20）、液体输送泵（21）及第二控制阀（23），——在物料浸取容器（10）的工作液面上方部位的侧壁上，设有与热交换器（27）上方的浸取液循环出口（30）相连通的浸取液循环返回通道进口（31）。

【技术特征摘要】
1.物料提取装置，其特征是包括竖向并列设置且相互连通的由浸取容器(10)构成的物料浸取单元和由热交换器(27)构成的液体加热单元，其中 ——物料浸取容器(10 )的上方设有加料口( 32 )、溶剂加入口( 33 )、视镜(6 )、冷却收集单元和冷凝回流单元，下方设有浸取液的过滤单元及出渣门(17)， 一一物料浸取容器(10)下方的过滤单元与热交换器(27)的下方之间，经可选择切换的浸取液自然循环通道或浸取液强制循环通道连通，浸取液自然循环通道中设有第一控制阀(24)，浸取液强制循环通道中依次设有送液阀(19)、管道过滤器(20)、液体输送泵(21)及第二控制阀(23)， —在物料浸取容器(10)的工作液面上方部位的侧壁上，设有与热交换器(27)上方的浸取液循环出口(30)相连通的浸取液循环返回通道进口(31)。2.如权利要求I所述的物料提取装置，其特征是所说的物料浸取容器(10)为设有隔热层(9)的常压容器。3.如权利要求I所述的物料提取装置，其特征是所说热交换器(27)上方的浸取液循环出口(30)与物料浸取容器(10)工作液面上方相应部位侧壁间的浸取液循环返回通道进口(31)的方向沿壁物料浸取容器(10)的圆周面切线方向设置。4.如权利要求I所述的物料提取装置，其特征是在物料浸取容器(10)上方的冷却收集单元和冷凝回收单元中包括有顺序连接的隔沫器(34)、冷凝器(I)、冷却器(2)、油水分离器(3)，在油水分离...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐顺民，李治平，李学锋，何建秋，
申请(专利权)人：徐顺民，李治平，
类型：实用新型
国别省市：