中藥液低溫提取濃縮結晶器及其提取結晶方法技術

本發明專利技術是中藥低溫提取濃縮結晶器及其提取結晶方法，裝置由蒸發器或冷凝器、制冷／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連通；方法是采用熱泵／制冷裝置、制冷循環時，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、傳質的關系。本發明專利技術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、結晶器結構緊湊、操作簡單。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是，屬中藥制藥技術及設備。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、海水淡化和污水處理等方面，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道。中藥制藥的提取、分離、純化技術近二十年來有了很大的變化，但對比國內外制藥工業及植物藥生產現狀還處于相對落后的水平，是中藥制藥行業亟待提高的關鍵性技術，現有及傳統中藥采用的濃縮方法普遍采用負壓蒸汽沸騰，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，由于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。本專利技術的目的就是為了克服和解決現有中藥液提取濃縮方法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，研究專利技術一種，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；且結晶水分離干凈充分，無廢水處理問題；由于中醫藥液中易揮發組分并未跑掉，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。本專利技術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附圖說明圖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、制冷/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，其相互連接關系為蒸發器或冷凝器1通過制冷工質輸送管道與制冷/熱泵循環裝置2相連接；冷凝器或蒸發器3通過制冷工質輸送管道與制冷/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。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、制冷工質進口管12、管側或板側制冷工質通道13、制冷工質出口管14、藥液出口匯集區15共同連接構成，其相互位置及連接關系為藥液進口管8通過焊接與藥液進口匯集區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15固定連接并相連通；制冷工質進口管12、制冷工質出口管14通過焊接與管側或板側制冷工質通道13固定連接并相連通；殼側藥液通道9通過焊接與管側或板側制冷工質通道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11和藥液出口匯集區10固定連接并連通。本專利技術裝置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器溫度下降，制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，當蒸發器的溫度低于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，然后返回到水箱中；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(即制冷工況時的蒸發器)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復循環，這就是的原理。本中藥液低溫提取濃縮結晶器提取結晶方法是主要采用熱泵/制冷循環裝置，制冷循環時，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系；具體來說在制冷裝置運行中，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，濃縮后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、范圍(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于蒸發器所提供的冷量，所以蒸發器在保證提供低于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，或裝置采取兩級的工作模式，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制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。本專利技術與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果(1)本專利技術用于中藥液中水的分離，將使傳統工藝中存在的缺點均得以有效解決；(2)本專利技術環境友好，由于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；且結晶水分離干凈充分，無廢水處理問題；(3)本專利技術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)本專利技術不存在蛋白，多糖類物的聚合反應，濃縮后流膏易于干燥；不存在糖類物的酸化反應，使最終產品口感好；(5)本專利技術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)本專利技術的濃縮結晶器的設備結構緊湊，操作簡單，工作環境好，便于生產工藝的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。本專利技術的實施方式可謂如下(1)按圖2所示，設計、加工制造濃縮結晶器(蒸發器)的各部件；例如因為中藥液的防污染性，結晶器的材料可選購不銹鋼，防銹鐵等有良好的耐腐蝕性能，經久耐用，符合藥品衛生要求的材料，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計加工，然后按上面說明所述的相互連接關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器(原SN系列三效蒸發濃縮器)；(2)按圖1所示設計、加工、制造或訂購、選本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種中藥液低溫提取濃度結晶器，其特征在于：由蒸發器（結晶器）或冷凝器（融晶器）（１）、制冷／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，其相互連接關系為：蒸發器或冷凝器（１）通過制冷工質輸送管道與制冷／熱泵循環裝置（２）相連接；冷凝器或蒸發器（３）通過制冷工質輸送管道與制冷／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。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂樹申，
申請(專利權)人：華南理工大學，
類型：發明
國別省市：81[中國|廣州]