新型连续逆流智能控制提取设备

作者：赵传玉 裴小军 徐树军 刘思成 时云昆

欢迎访问e展厅 展厅 3 压缩机/分离/过滤机械展厅 压缩机, 空气压缩机, 过滤器, 滤清器, 滤油机, ... 黑龙江省计算中心、哈尔滨申宜科技有限公司最新研制成功一种连续逆流智能控制提取设备，可以高效率从各类天然植物中提取有效成分，广泛适用于中药、保健品、食品等行业。该设备作为国家中药行业“十五”规划重点推广应用技术之一，已列入2003年度国家重点国家新产品计划。 目前，国内相当一部分中药企业生产技术和装备水平落后，尤其表现在中药材提取和药液分离技术上。中药生产企业普遍采用已沿用近40余年传统提取设备（多功能提取罐），提取效率低，有效成份提取率低，能耗大，提取过程缺乏先进的控制手段，采用人工操作，劳动强度大。随着中药逐渐被世界各国所认可，对中药行业落后的生产技术和装备进行更新改造迫在眉睫。 为此，在黑龙江省科技厅、哈尔滨市科技局的支持和组织下，黑龙江省计算中心、哈尔滨申宜科技有限公司最新研制成功一种连续逆流智能控制提取设备。由于采用了自动控制技术、仿真优化控制技术等与连续逆流提取技术相结合，在传统中药提取生产领域中实现了一项重大技术突破。 结构与原理 该设备的设计基于高效的连续逆流浸出原理，主体设备由螺旋送料器、螺旋推进式连续逆流浸出舱（外设蒸汽加热夹套）、独特设计的连续固—液分离机构、连续排渣机构及传动机构构成，并可以选择配备先进的计算机智能控制。该设备实现连续逆流提取过程如下。 待提取固体物料（中药材或天然植物）从送料器上部料斗加入，由螺旋送料器不断地送至浸出舱低端，浸出舱中螺旋推进器将固体物料平稳地推向高端过程中，有效成份被连续地浸出，残渣由高端排渣机构排出；同时溶剂从浸出舱高端进入，渗透固体物料走向低端过程中浓度不断加大，提取液经浸出舱底端固—液分离机构导出。 在整个提取过程中，计算机全程自动控制，固体物料和溶媒始终保持相对运动并均匀受热，连续更新不断扩散的界面；始终保持理想的料—液浓度差（梯度）；有效成份提尽率大，提取速度快。 特点与性能 该设备的技术特点是将连续逆流提取工艺技术和计算机控制及仿真技术有机结合，采用自有专利技术独特设计的创新型中药提取装备，具有提取效率高、浓度梯度大、浸出速度快、有效成份提取率高、出液系数小、大幅度节能、可低温浸出、加热均匀等优点。可稳定地实现连续逆流提取工艺，全封闭连续化生产；整机体积小，操作简便的特点，便于清洗及维护，符合GMP规范要求。 该设备结合了计算机智能控制等技术，对提取生产过程进行控制，并对重要工艺参数进行在线分析与优化控制，使整个提取生产过程达到高效、稳定、可控、节能，消除了人工操作的不稳定性，有效地提高产品的质量。变传统的模糊生产为全程数据跟踪和智能控制，由计算机数字化、智能化控制替代传统的凭经验手工操作。计算机智能控制系统主要有过程测控子系统、软测量子系统、过程分析子系统、生产管理子系统、实验管理子系统、远程监控子系统等功能系统，按用户需求选择配置。 ■ 过程测控子系统可实现温度、压力、流量、液位、电机转数等过程参数自动测控。 ■ 实验管理子系统专为实验和中试设备配置,具有实验方案管理、数据处理和存储检索、统计分析、报表、报告等功能。也可应用户要求提供各类专用数据处理和分析软件。 ■ 软测量子系统对处理量、料液比、浸润时间、浸出时间、出液系数等工艺参数在线计算。 ■ 过程分析子系统可对物料平衡、能耗核算、提取效率、成分提取率等进行动态地分析。 ■ 生产管理子系统可由给定的工艺卡片生成生产方案，进行生产操作指导、自动控制以及生产过程管理。 与传统的提取设备的比较 目前，国内中药提取生产技术及装备落后，普遍采用传统的提取工艺，主要有以下几种：煎煮提取、循环回流提取、渗漉提取、逆流罐组提取等，都是在封闭单元中完成浸出，随着浸出过程进行，浸出液浓度加大，物料浓度减小（指物料中可溶性物质浓度），浸出速率的速度减慢，并逐步达到一定平衡状态。因此要保持一定的浸出速率必须更新溶剂以替换已近饱和的浸液。这些工艺还存在着难以避免的缺陷：提取率低,药材浪费大；提取时间长；出液系数大，加重后续处理负担，能耗较高；批间差异较大；属于间歇操作，劳动条件较差。 与传统提取设备相比，我们开发的连续逆流提取设备优点如下所示。 有效成份提取率 因为采用了高效的连续逆流提取工艺，浓度梯度大、有效成分提尽率大；应用本设备有效成份提取率可提高10%～30%(对比实验数据分析)。 由于采用了先进的计算机智能控制，产品质量稳定，设备连续工作，克服了批次之间差异的弊病。加热均匀、可低温浸出，最大限度地保护热敏成份不被破坏。 处理能力 由于采用了高效的连续逆流提取工艺，提取速度快；一次开车后连续化生产，因而处理能力大、效率高。免除了多功能提取罐间歇生产过程中加料、预热、换容媒、出渣等工序所花费的额外时间。以浸出舱容积为0.8m3的NLTQ-A40型设备为例,运行10天可处理28t原料药材（提取时间180 min），相当于2个6m3多功能提取罐。 能耗 出液系数小（一般控制在6～12倍之间），而多功能提取罐出液系数大（一般控制在18～30倍之间），节省多余倍数溶媒加热所需的蒸汽消耗。同时可大幅度减少后道工序（蒸发设备）的浓缩时间和蒸汽消耗，提高蒸发设备的利用率。提取相同数量和品种的中药材时，使用该设备所需提取时间明显少于多功能提取罐提取时间（一般减少50%以上）,并节省多余时间溶媒加热所需的蒸汽消耗。加热温度自动控制(而多功能提取罐一般可控性差)，节省蒸汽消耗。通过实际生产运行数据分析，使用该设备总体上可节约相当于多功能提取罐能耗的50%。 控制方式 该设备可配备计算机智能控制系统，由计算机数字化、智能化控制替代传统的凭经验手工操作，减少了人工操作的不稳定性。 设备投资 通常情况下，采用该设备代替多功能提取罐组建提取车间将减少车间占地面积和高度，减少后道工序设备及配套设施的投资，大幅度地降低提取车间整体投资(减少约20%)。 结论 目前，该设备在哈滨乐泰药业提取分公司成功投入使用，已经取得专利1项，还有2项专利待批。 据统计，全国拥有中成药企业3000家，中药饮片和保健品企业近3000家。如果本设备在国内得到应用将会为国家带来巨大的经济效益和社会效益。(end)

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