中藥液低溫提取濃縮結晶器的製作方法

2023-09-19 11:48:25 1

專利名稱：中藥液低溫提取濃縮結晶器的製作方法
技術領域：
本實用新型是中藥液低溫提取濃縮結晶器，屬中藥製藥技術及設備。
結晶分離和提純技術在現代化工行業應用廣泛，特別是在國外，其應用領域已涉及到果汁濃縮、牛奶濃縮、海水淡化和汙水處理等方面，而結晶濃縮方法應用在生產上提取中藥成分，國內外尚無相關的報導。中藥製藥的提取、分離、純化技術近二十年來有了很大的變化，但對比國內外製藥工業及植物藥生產現狀還處於相對落後的水平，是中藥製藥行業亟待提高的關鍵性技術，現有及傳統中藥採用的濃縮方法普遍採用負壓蒸汽沸騰，使蒸發的水和藥液中易揮發的物質冷凝排除，從而達到藥液濃縮效果，在實際生產中這種技術方法存在如下難以克服的弊病(1)藥液中易揮發組分損失；(2)生產環境差，由於大量蒸汽和藥液揮發性物蒸汽，造成生產現場藥味極濃；(3)藥液在加熱濃縮過程中產生焦化、凝聚等現象，存在糖類酸化反應，最終產品口感差；(4)能耗大，資源浪費。
本實用新型的目的就是為了克服和解決現有中藥液提取濃縮技術存在藥液易揮發成分損失、生產現場藥味濃、生產環境差、易產生焦化、凝聚、糖類酸化、口感差、能耗大、資源浪費等的缺點和問題，研究設計一種中藥液低溫提取濃縮結晶器，以便克服和解決現有技術存在的缺點和問題，使中藥藥液在低溫下將水分結晶析出，不存在蒸發所帶來的味道傳播問題；且結晶水分離乾淨充分，無廢水處理問題；由於中醫藥液中易揮發組分並未跑掉，藥液可保持應有的組分，使營養組分全面和藥味上原汁原味，關鍵是低溫結晶濃縮後得到的藥液色澤鮮亮，口感好，無苦澀味道，還有高效率的特點。
本實用新型是通過下述技術方案來實現的中藥液低溫提取濃縮結晶器結構組成示意圖如


圖1所示；其濃縮蒸發器(結晶器)結構示意圖如圖2所示；中藥液低溫提取濃縮結晶器由蒸發器(結晶器)或冷凝器(融晶器)1、製冷/熱泵循環裝置2、冷凝器或蒸發器3、循環水泵4、藥液儲箱5、結晶水箱6、循環水泵7共同連接構成，其相互連接關係為蒸發器或冷凝器1通過製冷工質輸送管道與製冷/熱泵循環裝置2相連接；冷凝器或蒸發器3通過製冷工質輸送管道與製冷/熱泵循環裝置2相連接；蒸發器或冷凝器1過中藥液輸送管道與循環水泵4相連接；循環水泵4、藥液儲箱5分別通過藥液輸送管道與蒸發器或冷凝器1相連接；循環水泵7、結晶水箱6分別通過結晶水輸送管道與冷凝器或蒸發器3相連接；結晶器、融晶器的布置為板式或管式。其中的蒸發器(結晶器)由藥液進口管8、殼側藥液通道9、藥液出口管10、藥液進口匯集區11、製冷工質進口管12、管側或板側製冷工質通道13、製冷工質出口管14、藥液出口匯集區15共同連接構成，其相互位置及連接關係為藥液進口管8通過焊接與藥液進口匯集區11固定連接並相連通；藥液出口管10通過焊接與藥液出口匯集區15固定連接並相連通；製冷工質進口管12、製冷工質出口管14通過焊接與管側或板側製冷工質通道13固定連接並相連通；殼側藥液通道9通過焊接與管側或板側製冷工質通道13固定連接並平行排列布置，再通過焊接與藥液進口匯集區11和藥液出口匯集區10固定連接並連通。
本實用新型的工作作用原理如下在製冷工況時，如
圖1示，製冷裝置開啟後蒸發器溫度下降，製冷工質在蒸發器中的板內或管內流動，需濃縮的藥液在蒸發器的板外或管外流動，當蒸發器的溫度低於0℃或有較大過冷度時，藥液中的水分在板外或管外結晶出來，其他經過濃縮的藥液返回藥液箱中，這時蒸發器起結晶的作用；這時冷凝器的溫度較高，所以有冷卻水循環在冷凝器內的板外或管外，然後返回到水箱中；當轉換為熱泵工況時，原來的蒸發器變為了冷凝器，冷凝器變為了蒸發器，藥液如以上所述繼續在蒸發器中結晶，起到結晶器的作用，不同的是這時的冷凝器(即製冷工況時的蒸發器)在板外或管外有結晶的冰層存在，這些結晶的冰一方面起到冷卻的作用，另外也有其他冷卻水在循環，以使結晶的冰層快速融解、剝離，這就是融晶的作用；按照如上所述的過程重複循環，這就是中藥液低溫提取濃縮結晶器低溫提取濃縮結晶的原理；其中藥液低溫提取濃縮結晶提取運行過程是採用熱泵/製冷循環裝置，製冷循環時，中藥液中的水分在蒸發器——又稱結晶器外結晶；熱泵循環時，蒸發器變為冷凝器，結晶冰在冷凝器——又稱融晶器外融解，在蒸發器、冷凝器中的結晶、熔晶過程以單板或板束、單管或管束進行；另外分布不同間距、大小和形狀的縱向凹槽和肋片，對單元結晶的過程進行強化；對特定的結晶工質的物理性質確定結晶和融晶溫度及特性，優化確定晶體生長速度和傳熱、傳質與相關物理和熱力學參量的關係；具體來說在製冷裝置運行中，藥液中的水分在蒸發器內的板外或管外結晶，蒸發器起結晶器的作用，濃縮後的藥液循環返回藥液儲箱中，冷凝器——即上一工況時的蒸發器在板外或管外已有結晶的冰層存在，這些結晶的冰一方面起到冷卻的作用，另外也有其他冷卻水在循環，以使結晶的冰層快速融解、剝離，冷凝器起融晶的作用；其工藝條件、範圍(1)藥液在蒸發器內結晶開始時需要有較大的過冷度，一般需要5～10℃的過冷度；(2)在結晶過程中因為結晶所需要的冷量等於蒸發器所提供的冷量，所以蒸發器在保證提供低於0℃的溫度的同時，提供的冷量還要滿足藥液在結晶過程中冷量需要(與藥液的流量和結晶效率有關)；(3)隨著結晶冰層的厚度增加，傳熱傳質效果下降，這時需要提供1kw～100kw的冷量；(4)隨著藥液濃度的增加，其結晶溫度下降，這時需要蒸發器提供-15℃以下的溫度，或裝置採取兩級的工作模式，即在第一級濃縮過程時，蒸發器提供的溫度至少在-3℃～-10℃之間，在第二級濃縮過程時，蒸發器提供的溫度至少在-11℃～-20℃之間；(5)可根據藥液需要達到的濃度如50％～100％(因為在一定的濃度時，有確定的結晶溫度)，由蒸發器的溫度-3℃～-20℃得到控制；(6)根據結晶冰層的厚度0.1mm～5cm等條件決定需要轉換製冷和熱泵工況的時機；(7)融晶過程中需要根據冷凝器的溫度如30℃～60℃和冷卻水的溫度如0℃～40℃調節循環冷卻水的流量。
本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果(1)本實用新型用於中藥液中水的分離，將使傳統工藝中存在的缺點均得以有效解決；(2)本實用新型工作環境友好，由於藥液是在低溫下將水分結晶析出，不存在蒸發所帶來的氣味；且結晶水分離乾淨充分，無廢水處理問題；(3)本實用新型能使中藥液有效成分的保留率提高20％以上，特別是易揮發物質得以完整保留；(4)本實用新型不存在蛋白，多糖類物的聚合反應，濃縮後流膏易於乾燥；不存在糖類物的酸化反應，使最終產品口感好；(5)本實用新型能大大節能水結晶的潛熱能量是蒸發潛熱的七分之一，結晶濃縮技術本身就是節能技術；(6)本實用新型設備結構緊湊，操作簡單，工作環境好，便於生產工藝的GMP認證通過。
下面對說明書附圖進一步說明如下
圖1是中藥液低溫提取濃縮結晶器的總體結構組成示意圖；圖2是其濃縮蒸發器(結晶器)的結構示意圖。圖中1是蒸發器(結晶器)或冷凝器(融晶器)、2是製冷/熱泵循環裝置、3是冷凝器或蒸發器、4是循環水泵、5是藥液儲箱、6是結晶水箱、7是循環水泵、8是藥液進口管、9是殼側藥液通道、10是藥液出口管、11是藥液進口匯集區、12是製冷工質進口管、13是管側或板側製冷工質通道、14是製冷工質出口管、15是藥液出口匯集區。
本實用新型的實施方式可為如下(1)按圖2所示，設計、加工製造濃縮結晶器(蒸發器)的各部件；例如因為中藥液的防汙染性，結晶器的材料可選購不鏽鋼，防鏽鐵等有良好的耐腐蝕性能，經久耐用，符合藥品衛生要求的材料，不可以是鋁，易鏽鐵等容易生鏽，容易中毒的材料；製造方法可採用機加工方法自行設計加工，然後按上面說明所述的相互連接關係進行安裝連接而成；也可選用的型號為WZS外加熱式中藥三效蒸發器(原SN系列三效蒸發濃縮器)；(2)按
圖1所示設計、加工、製造或訂購、選購所需設備，例如冷凝器1、3可選用LNA-25～370型；製冷/熱泵循環裝置2可選用L862/4H-15.2型；循環水泵可4、7可選用65FB-26型；藥液儲箱5、結晶水箱6可選用不鏽鋼用機加工方法加工而成，也可以選用工程塑料注塑而成。加工選購好上述所需設備後，再按上面說明書所述的連接關係通過不鏽鋼管或工程塑料管進行安裝連接便能較好地實施本實用新型——中藥液低溫提取濃縮結晶器；實施過程中，應注意(1)根據中藥液的含量不同確定其物理性質，尤其是結晶特性；(2)根據中藥液的結晶、融晶溫度和濃縮量確定製冷/熱泵裝置的容量和溫度範圍；(3)製冷裝置運行時，藥液在蒸發器(又稱結晶器)端流動，在過冷度為-3℃到-20℃時進行結晶；冷凝器(又稱融晶器)端有冷卻水流動，以達到製冷正常高效運行的目的；(4)當藥液在結晶器端結晶到一定程度時，停止製冷的運行，改變工況為熱泵裝置，並改變藥液，冷卻水(含結晶水)的流動通道；(5)藥液繼續在結晶器(熱泵裝置的蒸發器，原製冷裝置的冷凝器)進行結晶，冷卻水在融晶器(熱泵裝置的冷凝器，原製冷裝置的蒸發器)進行融晶的冷卻的效果；(6)持續上述循環過程(3)～(5)，直到藥液達到所需的濃度和藥液所需功能特性為止。發明人經過多年研究、設計、試驗，已經按上面所述實施方式實施了本實用新型。發明人有很多成功的實施例，下面僅舉3例列表表示於表1中。
表1
權利要求1.一種中藥液低溫提取濃度結晶器，其特徵在於由蒸發器——結晶器或冷凝器——融晶器(1)、製冷/熱泵循環裝置(2)、冷凝器或蒸發器(3)、循環水泵(4)、藥液儲箱(5)、結晶水箱(6)、循環水泵(7)共同連接構成，其相互連接關係為蒸發器或冷凝器(1)通過製冷工質輸送管道與製冷/熱泵循環裝置(2)相連接；冷凝器或蒸發器(3)通過製冷工質輸送管道與製冷/熱泵循環裝置(2)相連接；蒸發器或冷凝器(1)通過中藥液輸送管道與循環水泵(4)相連接；循環水泵(4)、藥液儲箱(5)分別通過藥液輸送管道與蒸發器或冷凝器(1)相連接；循環水泵(7)、結晶水箱(6)分別通過結晶水輸送管道與冷凝器或蒸發器(3)相連接；結晶器、融晶器的布置為板式或管式。
2.按權利要求1所述的一種中藥液低溫提取濃縮結晶器，其特徵在於所述的蒸發器——結晶器由藥液進口管(8)、殼側藥液通道(9)、藥液出口管(10)、藥液進口匯集區(11)、製冷工質進口管(12)、管側或板側製冷工質通道(13)、製冷工質出口管(14)、藥液出口匯集區(15)共同連接構成，其相互位置及連接關係為藥液進口管(8)通過焊接與藥液進口匯集區(11)固定連接並相連通；藥液出口管(10)通過焊接與藥液出口匯集區(15)固定連接並相連通；製冷工質進口管(12)、製冷工質出口管(14)通過焊接與管側或板側製冷工質通道(13)以固定連接並相連通；殼側藥液通道(9)通過焊接與管側或板側製冷工質通道(13)固定連接並平行排列布置，再通過焊接與藥液進口匯集區(11)和藥液出口匯集區(10)固定連接並連通。
專利摘要本實用新型是中藥低溫提取濃縮結晶器,它由蒸發器或冷凝器、製冷/熱泵循環裝置、冷凝器或蒸發器、循環水泵、藥液儲箱、結晶水箱、循環水泵通過管道相連接並連通;它採用熱泵/製冷裝置、製冷循環時,中藥液水分在蒸發器外結晶,熱泵循環時,結晶冰在冷凝器外融解,在結晶、融晶過程中確定結晶融晶溫度及特性、優化確定晶體生長速度和傳熱、傳質關係。本實用新型克服和解決了傳統工藝的缺點和問題,環境友好、藥液有效成分保留率高、產品口感好、節能、成本低,本結晶器結構緊湊、操作簡單。
文檔編號B01D9/00GK2467147SQ01215589
公開日2001年12月26日 申請日期2001年3月13日 優先權日2001年3月13日
發明者呂樹申 申請人:華南理工大學