劉思成 裴小軍 王海蓉

摘 要：介紹一種用于中藥及天然植物有效成分提取的多級(jí)組合連續(xù)逆流超聲提取設(shè)備。其突出特點(diǎn)是具有應(yīng)用柔性，適應(yīng)多品種大規(guī)模提取生產(chǎn)使用需求。

關(guān)鍵詞：中藥提??；自動(dòng)控制

傳統(tǒng)的中藥提取生產(chǎn)技術(shù)裝備是各類提取罐，人們?cè)诙嗄暄赜眠^(guò)程中雖幾經(jīng)改進(jìn)，但始終存在許多難以克服的問(wèn)題，如：由于實(shí)現(xiàn)的是一種封閉煎煮工藝，因此操作溫度高、用時(shí)長(zhǎng)、浸出率低；屬間歇分批操作，有效成分批間差異大，熔煤和能量耗費(fèi)多，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大。近年來(lái)，涌現(xiàn)出許多連續(xù)逆流提取裝備的設(shè)計(jì)方案【1】【2】【3】，應(yīng)用的案例表明，連續(xù)逆流提取技術(shù)設(shè)備具有顯著的優(yōu)勢(shì)，可提高提取率10%以上，出液系數(shù)降低40—60%。

這些現(xiàn)代化的新型提取裝備，為落后的罐式提取裝備的更新?lián)Q代展示出了廣闊的前景。但是，由于存在一系列技術(shù)問(wèn)題沒有很好的解決，致使這些裝備一直沒能在中藥生產(chǎn)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。此外，迅猛發(fā)展的各類天然植物有效成分大規(guī)模提取行業(yè)，也對(duì)提取工藝裝備的技術(shù)性能提出了許多新的要求。例如：

①應(yīng)用柔性問(wèn)題：通常在規(guī)?；崛』兀ㄜ囬g）中要分期完成多個(gè)品種的提取生產(chǎn)任務(wù)。一般情況下，如果采用傳統(tǒng)的提取罐可以適用于所有這些品種的提取生產(chǎn)。逆流提取設(shè)備擁有眾多優(yōu)越的性能，但一套固定長(zhǎng)度的管道式浸提艙的逆流提取設(shè)備，由于受到“逆流行程” 和 “提取時(shí)間”的限制，只能適應(yīng)其中部分品種的生產(chǎn)工藝要求。如果因此而配置多臺(tái)不同長(zhǎng)度規(guī)格的專用設(shè)備，顯而易見其經(jīng)濟(jì)性很差。因此，如何設(shè)計(jì)逆流提取工藝裝備，使其具有相應(yīng)的應(yīng)用柔性是一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

②物料推進(jìn)器設(shè)計(jì)問(wèn)題：逆流提取設(shè)備的管道式浸提艙中的螺旋推進(jìn)器在工作中通常會(huì)使被提取物料偏向一側(cè)，使得逆向流動(dòng)的溶劑更傾向于繞過(guò)物料流走而喪失逆流浸提的效果。

③超聲波提取技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題：已有大量研究和實(shí)驗(yàn)表明超聲波的作用可以顯著加快浸出速率，因而如何在逆流提取過(guò)程中有效地引入應(yīng)用超聲提取技術(shù)，受到廣大用戶的關(guān)注。其中超聲波換能器的安裝和維護(hù)是工藝設(shè)備開發(fā)的主要難點(diǎn)。

1.技術(shù)方案

本文介紹的多級(jí)組合連續(xù)逆流超聲提取機(jī)組，已獲得國(guó)家發(fā)明專利【5】，整體結(jié)構(gòu)采用并列的多臺(tái)管道式浸提艙，可通過(guò)調(diào)整安裝排渣機(jī)構(gòu)和切換提取液管路，達(dá)到若干個(gè)浸提艙進(jìn)行自由串接組合，從而滿足不同品種的生產(chǎn)工藝對(duì)于逆流行程以及浸提時(shí)間的特別要求。具體技術(shù)方案如下（參見下圖）：

多臺(tái)管道式浸提艙（1）首尾相錯(cuò)并列安置，內(nèi)部為帶式雙螺旋推進(jìn)器（2）、側(cè)壁外可配置嵌入式超聲波換能器箱體（3）。每臺(tái)管道式浸提艙（1）的出液端配置提取液緩存罐（4）、輸送泵（5）和過(guò)濾器（6），排渣端配置螺旋排渣器（7），從而構(gòu)成相對(duì)完整的提取設(shè)備可獨(dú)立工作。而通過(guò)調(diào)整螺旋排渣器（7）的安裝方向，即將其排渣朝向下一臺(tái)管道式浸提艙（1）的加料口（8）安裝，就實(shí)現(xiàn)了這兩臺(tái)設(shè)備的串聯(lián)。如此可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)全部或其中任意幾臺(tái)的串聯(lián)使用。管道式浸提艙（1）的上部等間距設(shè)置若干快開清洗口（9），下部設(shè)蒸汽加熱夾層（10），外表覆蓋保溫材料（11）及不銹鋼蒙皮（12）。帶式雙螺旋推進(jìn)器（2）由2條并列的螺旋軸（13）組成，2組帶式螺旋葉片（14）相錯(cuò)交叉，螺旋軸（13）由浸提艙（1）兩端的滾動(dòng)軸承以及設(shè)在浸提艙（1）的清洗口（9）旁的滑動(dòng)吊撐（15）定位。嵌入式超聲波換能器箱體（3）由粘接換能器（16）的震板（17）、固定法蘭（18）、保護(hù)箱蓋（19）組成?？梢苑奖愕乩霉潭ǚㄌm（18）將其鑲嵌在管道式浸提艙（1）的側(cè)壁或拆下維修、更換。螺旋排渣器（7）由兩側(cè)的連接法蘭（21）、單側(cè)盲板（22）、推料螺旋（23）縮徑篩網(wǎng)筒（24）、集液夾層（25）組成?？筛鶕?jù)連接方向要求，使用其中一側(cè)連接法蘭（21）與管道式浸提艙（1）的端頭法蘭連接，并將另一側(cè)用盲板（22）封死。

2. 幾個(gè)實(shí)施例子

參照上述的多級(jí)組合連續(xù)逆流超聲提取機(jī)組及附圖，作為在天然植物有效成分規(guī)模化提取基地應(yīng)用的一個(gè)典型實(shí)施例，采用4臺(tái)12米長(zhǎng)的管道式浸提艙（1）首尾相錯(cuò)并列安置，總?cè)莘e20M3，內(nèi)部為帶式雙螺旋推進(jìn)器（2）；側(cè)壁配置80組嵌入式超聲波換能器箱體（3），聲功率總計(jì)80KW。每管道式臺(tái)浸提艙（1）的出液端配置提取液緩存罐（4）、輸送泵（5）和旋轉(zhuǎn)筒式過(guò)濾器（6），排渣端配置螺旋排渣器（7）。

組合工作模式A：4臺(tái)管道式浸提艙（1）獨(dú)立并行工作，逆流行程12米，提取時(shí)間可在30—60MIN內(nèi)調(diào)節(jié)控制，可完成茶飲品、茶多酚等品種提取生產(chǎn)任務(wù)，日處理量約為30噸。

組合工作模式B：通過(guò)調(diào)整螺旋排渣器（7）的安裝方向，將每2臺(tái)管道式浸提艙（1）串聯(lián)為一組工作，則逆流行程24米，提取時(shí)間可在60—120MIN內(nèi)調(diào)節(jié)控制，可完成菊苣菊粉、天然果膠、菊芋多糖等品種的提取生產(chǎn)任務(wù)，日處理量約為45噸。

組合工作模式C：通過(guò)調(diào)整螺旋排渣器（7）的安裝方向，將4臺(tái)管道式浸提艙（1）串聯(lián)為一組工作，則逆流行程48米，提取時(shí)間可在180—240MIN內(nèi)調(diào)節(jié)控制，可完成甜菊甙、銀杏葉活性成分，以及各類單方和復(fù)方中草藥提取物的提取生產(chǎn)任務(wù)，日處理量15—20噸。

參考文獻(xiàn)：

[1]黑龍江省計(jì)算中心，直式連續(xù)逆流浸出提取裝置，實(shí)用新型專利：2004-20018620.X

[2]黑龍江省計(jì)算中心，折式連續(xù)逆流浸出裝置，實(shí)用新型專利：ZL02029808.9

[3]黑龍江省計(jì)算中心，雙螺旋連續(xù)逆流提取裝置，實(shí)用新型專利：ZL200510010561.0

[4]黑龍江省計(jì)算中心，超聲波強(qiáng)化連續(xù)逆流浸出裝置，實(shí)用新型專利，ZL200420018621.4

[5]黑龍江省計(jì)算中心，多級(jí)組合連續(xù)逆流超聲提取設(shè)備，發(fā)明專利， ZL2010 1 0578468.0.