專利名稱：中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器，屬中藥制藥技術(shù)及設(shè)備。
結(jié)晶分離和提純技術(shù)在現(xiàn)代化工行業(yè)應(yīng)用廣泛，特別是在國外，其應(yīng)用領(lǐng)域已涉及到果汁濃縮、牛奶濃縮、海水淡化和污水處理等方面，而結(jié)晶濃縮方法應(yīng)用在生產(chǎn)上提取中藥成分，國內(nèi)外尚無相關(guān)的報道。中藥制藥的提取、分離、純化技術(shù)近二十年來有了很大的變化，但對比國內(nèi)外制藥工業(yè)及植物藥生產(chǎn)現(xiàn)狀還處于相對落后的水平，是中藥制藥行業(yè)亟待提高的關(guān)鍵性技術(shù)，現(xiàn)有及傳統(tǒng)中藥采用的濃縮方法普遍采用負(fù)壓蒸汽沸騰，使蒸發(fā)的水和藥液中易揮發(fā)的物質(zhì)冷凝排除，從而達(dá)到藥液濃縮效果，在實際生產(chǎn)中這種技術(shù)方法存在如下難以克服的弊病(1)藥液中易揮發(fā)組分損失；(2)生產(chǎn)環(huán)境差，由于大量蒸汽和藥液揮發(fā)性物蒸汽，造成生產(chǎn)現(xiàn)場藥味極濃；(3)藥液在加熱濃縮過程中產(chǎn)生焦化、凝聚等現(xiàn)象，存在糖類酸化反應(yīng)，最終產(chǎn)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(xiàn)有中藥液提取濃縮技術(shù)存在藥液易揮發(fā)成分損失、生產(chǎn)現(xiàn)場藥味濃、生產(chǎn)環(huán)境差、易產(chǎn)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(shè)計一種中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器，以便克服和解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和問題，使中藥藥液在低溫下將水分結(jié)晶析出，不存在蒸發(fā)所帶來的味道傳播問題；且結(jié)晶水分離干凈充分，無廢水處理問題；由于中醫(yī)藥液中易揮發(fā)組分并未跑掉，藥液可保持應(yīng)有的組分，使?fàn)I養(yǎng)組分全面和藥味上原汁原味，關(guān)鍵是低溫結(jié)晶濃縮后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(shù)方案來實現(xiàn)的中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器結(jié)構(gòu)組成示意圖如


圖1所示；其濃縮蒸發(fā)器(結(jié)晶器)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示；中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器由蒸發(fā)器(結(jié)晶器)或冷凝器(融晶器)1、制冷/熱泵循環(huán)裝置2、冷凝器或蒸發(fā)器3、循環(huán)水泵4、藥液儲箱5、結(jié)晶水箱6、循環(huán)水泵7共同連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為蒸發(fā)器或冷凝器1通過制冷工質(zhì)輸送管道與制冷/熱泵循環(huán)裝置2相連接；冷凝器或蒸發(fā)器3通過制冷工質(zhì)輸送管道與制冷/熱泵循環(huán)裝置2相連接；蒸發(fā)器或冷凝器1過中藥液輸送管道與循環(huán)水泵4相連接；循環(huán)水泵4、藥液儲箱5分別通過藥液輸送管道與蒸發(fā)器或冷凝器1相連接；循環(huán)水泵7、結(jié)晶水箱6分別通過結(jié)晶水輸送管道與冷凝器或蒸發(fā)器3相連接；結(jié)晶器、融晶器的布置為板式或管式。其中的蒸發(fā)器(結(jié)晶器)由藥液進口管8、殼側(cè)藥液通道9、藥液出口管10、藥液進口匯集區(qū)11、制冷工質(zhì)進口管12、管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道13、制冷工質(zhì)出口管14、藥液出口匯集區(qū)15共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為藥液進口管8通過焊接與藥液進口匯集區(qū)11固定連接并相連通；藥液出口管10通過焊接與藥液出口匯集區(qū)15固定連接并相連通；制冷工質(zhì)進口管12、制冷工質(zhì)出口管14通過焊接與管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道13固定連接并相連通；殼側(cè)藥液通道9通過焊接與管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道13固定連接并平行排列布置，再通過焊接與藥液進口匯集區(qū)11和藥液出口匯集區(qū)10固定連接并連通。
本實用新型的工作作用原理如下在制冷工況時，如
圖1示，制冷裝置開啟后蒸發(fā)器溫度下降，制冷工質(zhì)在蒸發(fā)器中的板內(nèi)或管內(nèi)流動，需濃縮的藥液在蒸發(fā)器的板外或管外流動，當(dāng)蒸發(fā)器的溫度低于0℃或有較大過冷度時，藥液中的水分在板外或管外結(jié)晶出來，其他經(jīng)過濃縮的藥液返回藥液箱中，這時蒸發(fā)器起結(jié)晶的作用；這時冷凝器的溫度較高，所以有冷卻水循環(huán)在冷凝器內(nèi)的板外或管外，然后返回到水箱中；當(dāng)轉(zhuǎn)換為熱泵工況時，原來的蒸發(fā)器變?yōu)榱死淠鳎淠髯優(yōu)榱苏舭l(fā)器，藥液如以上所述繼續(xù)在蒸發(fā)器中結(jié)晶，起到結(jié)晶器的作用，不同的是這時的冷凝器(即制冷工況時的蒸發(fā)器)在板外或管外有結(jié)晶的冰層存在，這些結(jié)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(huán)，以使結(jié)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復(fù)循環(huán)，這就是中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器低溫提取濃縮結(jié)晶的原理；其中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶提取運行過程是采用熱泵/制冷循環(huán)裝置，制冷循環(huán)時，中藥液中的水分在蒸發(fā)器——又稱結(jié)晶器外結(jié)晶；熱泵循環(huán)時，蒸發(fā)器變?yōu)槔淠鳎Y(jié)晶冰在冷凝器——又稱融晶器外融解，在蒸發(fā)器、冷凝器中的結(jié)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(jié)晶的過程進行強化；對特定的結(jié)晶工質(zhì)的物理性質(zhì)確定結(jié)晶和融晶溫度及特性，優(yōu)化確定晶體生長速度和傳熱、傳質(zhì)與相關(guān)物理和熱力學(xué)參量的關(guān)系；具體來說在制冷裝置運行中，藥液中的水分在蒸發(fā)器內(nèi)的板外或管外結(jié)晶，蒸發(fā)器起結(jié)晶器的作用，濃縮后的藥液循環(huán)返回藥液儲箱中，冷凝器——即上一工況時的蒸發(fā)器在板外或管外已有結(jié)晶的冰層存在，這些結(jié)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(huán)，以使結(jié)晶的冰層快速融解、剝離，冷凝器起融晶的作用；其工藝條件、范圍(1)藥液在蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)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(jié)晶過程中因為結(jié)晶所需要的冷量等于蒸發(fā)器所提供的冷量，所以蒸發(fā)器在保證提供低于0℃的溫度的同時，提供的冷量還要滿足藥液在結(jié)晶過程中冷量需要(與藥液的流量和結(jié)晶效率有關(guān))；(3)隨著結(jié)晶冰層的厚度增加，傳熱傳質(zhì)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(jié)晶溫度下降，這時需要蒸發(fā)器提供-15℃以下的溫度，或裝置采取兩級的工作模式，即在第一級濃縮過程時，蒸發(fā)器提供的溫度至少在-3℃～-10℃之間，在第二級濃縮過程時，蒸發(fā)器提供的溫度至少在-11℃～-20℃之間；(5)可根據(jù)藥液需要達(dá)到的濃度如50％～100％(因為在一定的濃度時，有確定的結(jié)晶溫度)，由蒸發(fā)器的溫度-3℃～-20℃得到控制；(6)根據(jù)結(jié)晶冰層的厚度0.1mm～5cm等條件決定需要轉(zhuǎn)換制冷和熱泵工況的時機；(7)融晶過程中需要根據(jù)冷凝器的溫度如30℃～60℃和冷卻水的溫度如0℃～40℃調(diào)節(jié)循環(huán)冷卻水的流量。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果(1)本實用新型用于中藥液中水的分離，將使傳統(tǒng)工藝中存在的缺點均得以有效解決；(2)本實用新型工作環(huán)境友好，由于藥液是在低溫下將水分結(jié)晶析出，不存在蒸發(fā)所帶來的氣味；且結(jié)晶水分離干凈充分，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(fā)物質(zhì)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(yīng)，濃縮后流膏易于干燥；不存在糖類物的酸化反應(yīng)，使最終產(chǎn)品口感好；(5)本實用新型能大大節(jié)能水結(jié)晶的潛熱能量是蒸發(fā)潛熱的七分之一，結(jié)晶濃縮技術(shù)本身就是節(jié)能技術(shù)；(6)本實用新型設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，工作環(huán)境好，便于生產(chǎn)工藝的GMP認(rèn)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(jié)晶器的總體結(jié)構(gòu)組成示意圖；圖2是其濃縮蒸發(fā)器(結(jié)晶器)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是蒸發(fā)器(結(jié)晶器)或冷凝器(融晶器)、2是制冷/熱泵循環(huán)裝置、3是冷凝器或蒸發(fā)器、4是循環(huán)水泵、5是藥液儲箱、6是結(jié)晶水箱、7是循環(huán)水泵、8是藥液進口管、9是殼側(cè)藥液通道、10是藥液出口管、11是藥液進口匯集區(qū)、12是制冷工質(zhì)進口管、13是管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道、14是制冷工質(zhì)出口管、15是藥液出口匯集區(qū)。
本實用新型的實施方式可為如下(1)按圖2所示，設(shè)計、加工制造濃縮結(jié)晶器(蒸發(fā)器)的各部件；例如因為中藥液的防污染性，結(jié)晶器的材料可選購不銹鋼，防銹鐵等有良好的耐腐蝕性能，經(jīng)久耐用，符合藥品衛(wèi)生要求的材料，不可以是鋁，易銹鐵等容易生銹，容易中毒的材料；制造方法可采用機加工方法自行設(shè)計加工，然后按上面說明所述的相互連接關(guān)系進行安裝連接而成；也可選用的型號為WZS外加熱式中藥三效蒸發(fā)器(原SN系列三效蒸發(fā)濃縮器)；(2)按
圖1所示設(shè)計、加工、制造或訂購、選購所需設(shè)備，例如冷凝器1、3可選用LNA-25～370型；制冷/熱泵循環(huán)裝置2可選用L862/4H-15.2型；循環(huán)水泵可4、7可選用65FB-26型；藥液儲箱5、結(jié)晶水箱6可選用不銹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(shè)備后，再按上面說明書所述的連接關(guān)系通過不銹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(jié)晶器；實施過程中，應(yīng)注意(1)根據(jù)中藥液的含量不同確定其物理性質(zhì)，尤其是結(jié)晶特性；(2)根據(jù)中藥液的結(jié)晶、融晶溫度和濃縮量確定制冷/熱泵裝置的容量和溫度范圍；(3)制冷裝置運行時，藥液在蒸發(fā)器(又稱結(jié)晶器)端流動，在過冷度為-3℃到-20℃時進行結(jié)晶；冷凝器(又稱融晶器)端有冷卻水流動，以達(dá)到制冷正常高效運行的目的；(4)當(dāng)藥液在結(jié)晶器端結(jié)晶到一定程度時，停止制冷的運行，改變工況為熱泵裝置，并改變藥液，冷卻水(含結(jié)晶水)的流動通道；(5)藥液繼續(xù)在結(jié)晶器(熱泵裝置的蒸發(fā)器，原制冷裝置的冷凝器)進行結(jié)晶，冷卻水在融晶器(熱泵裝置的冷凝器，原制冷裝置的蒸發(fā)器)進行融晶的冷卻的效果；(6)持續(xù)上述循環(huán)過程(3)～(5)，直到藥液達(dá)到所需的濃度和藥液所需功能特性為止。發(fā)明人經(jīng)過多年研究、設(shè)計、試驗，已經(jīng)按上面所述實施方式實施了本實用新型。發(fā)明人有很多成功的實施例，下面僅舉3例列表表示于表1中。
表1
權(quán)利要求1.一種中藥液低溫提取濃度結(jié)晶器，其特征在于由蒸發(fā)器——結(jié)晶器或冷凝器——融晶器(1)、制冷/熱泵循環(huán)裝置(2)、冷凝器或蒸發(fā)器(3)、循環(huán)水泵(4)、藥液儲箱(5)、結(jié)晶水箱(6)、循環(huán)水泵(7)共同連接構(gòu)成，其相互連接關(guān)系為蒸發(fā)器或冷凝器(1)通過制冷工質(zhì)輸送管道與制冷/熱泵循環(huán)裝置(2)相連接；冷凝器或蒸發(fā)器(3)通過制冷工質(zhì)輸送管道與制冷/熱泵循環(huán)裝置(2)相連接；蒸發(fā)器或冷凝器(1)通過中藥液輸送管道與循環(huán)水泵(4)相連接；循環(huán)水泵(4)、藥液儲箱(5)分別通過藥液輸送管道與蒸發(fā)器或冷凝器(1)相連接；循環(huán)水泵(7)、結(jié)晶水箱(6)分別通過結(jié)晶水輸送管道與冷凝器或蒸發(fā)器(3)相連接；結(jié)晶器、融晶器的布置為板式或管式。
2.按權(quán)利要求1所述的一種中藥液低溫提取濃縮結(jié)晶器，其特征在于所述的蒸發(fā)器——結(jié)晶器由藥液進口管(8)、殼側(cè)藥液通道(9)、藥液出口管(10)、藥液進口匯集區(qū)(11)、制冷工質(zhì)進口管(12)、管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道(13)、制冷工質(zhì)出口管(14)、藥液出口匯集區(qū)(15)共同連接構(gòu)成，其相互位置及連接關(guān)系為藥液進口管(8)通過焊接與藥液進口匯集區(qū)(11)固定連接并相連通；藥液出口管(10)通過焊接與藥液出口匯集區(qū)(15)固定連接并相連通；制冷工質(zhì)進口管(12)、制冷工質(zhì)出口管(14)通過焊接與管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道(13)以固定連接并相連通；殼側(cè)藥液通道(9)通過焊接與管側(cè)或板側(cè)制冷工質(zhì)通道(13)固定連接并平行排列布置，再通過焊接與藥液進口匯集區(qū)(11)和藥液出口匯集區(qū)(10)固定連接并連通。
專利摘要本實用新型是中藥低溫提取濃縮結(jié)晶器,它由蒸發(fā)器或冷凝器、制冷/熱泵循環(huán)裝置、冷凝器或蒸發(fā)器、循環(huán)水泵、藥液儲箱、結(jié)晶水箱、循環(huán)水泵通過管道相連接并連通;它采用熱泵/制冷裝置、制冷循環(huán)時,中藥液水分在蒸發(fā)器外結(jié)晶,熱泵循環(huán)時,結(jié)晶冰在冷凝器外融解,在結(jié)晶、融晶過程中確定結(jié)晶融晶溫度及特性、優(yōu)化確定晶體生長速度和傳熱、傳質(zhì)關(guān)系。本實用新型克服和解決了傳統(tǒng)工藝的缺點和問題,環(huán)境友好、藥液有效成分保留率高、產(chǎn)品口感好、節(jié)能、成本低,本結(jié)晶器結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2001年3月13日
發(fā)明者呂樹申 申請人:華南理工大學(xué)