高硼硅材料在實(shí)驗(yàn)用逆流提取設(shè)備中的應(yīng)用

劉思成+白國峰+申正佳

摘 要：文章針對自主開發(fā)的用逆流提取設(shè)備不能直觀查看提取過程存在的不足，把提取倉的一部分改成高硼硅玻璃材料，即可實(shí)施觀察到提取運(yùn)行狀態(tài)，從而能高效找到最佳的工藝方案和運(yùn)行參數(shù)，縮短了提取工藝開發(fā)周期。

關(guān)鍵詞：高硼硅；逆流提??；應(yīng)用

前言

為了改變提取生產(chǎn)技術(shù)裝備和工藝的落后面貌，近年來涌現(xiàn)出許多連續(xù)逆流提取設(shè)備?，F(xiàn)在很多從事食品、藥品、保健品等提取開發(fā)的企業(yè)，在開發(fā)應(yīng)用新設(shè)備和新工藝時，往往先進(jìn)行很多次提取試驗(yàn)，從中找出最佳提取工藝參數(shù)。因此提取試驗(yàn)設(shè)備性能是開發(fā)提取新工藝的重要組成部分。目前常規(guī)提取設(shè)備是不銹鋼材質(zhì)加工而成，還存在不能直接觀察到提取過程，這樣就要進(jìn)行多組提取試驗(yàn)，因而增加試驗(yàn)研發(fā)資金投入，研發(fā)周期變長；與此相對應(yīng)，玻璃倉體連續(xù)逆流提取設(shè)備恰好具有透明直觀的優(yōu)勢，能在不停機(jī)的情況下，根據(jù)觀察到的運(yùn)行狀態(tài)隨時改變進(jìn)料、主軸轉(zhuǎn)速、溶媒配比等參數(shù)。本文所述是一種透明高硼硅玻璃倉體連續(xù)逆流浸出設(shè)備，充分利用倉體透明的效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流浸出過程實(shí)時查看，利用最少的試驗(yàn)次數(shù)，找到最佳的工藝方案和運(yùn)行參數(shù)，極大的減少人、財(cái)、物的投入，縮短提取工藝開發(fā)周期，具有明顯的節(jié)能效果。同時，設(shè)備在提取試驗(yàn)過程中，根據(jù)觀察到的運(yùn)行情況，在不停機(jī)的情況下，可根據(jù)不同的提取方案通過實(shí)時觀察，調(diào)節(jié)進(jìn)料電機(jī)的轉(zhuǎn)速對進(jìn)料量進(jìn)行改變，相應(yīng)的通過透明倉體可查看倉體物料的狀態(tài)，實(shí)時改變主軸的轉(zhuǎn)速，來實(shí)現(xiàn)最佳提取效果。

1 高硼硅玻璃管在逆流提取設(shè)備上的應(yīng)用

連續(xù)逆流提取設(shè)備在提取分離應(yīng)用上越來越被行業(yè)認(rèn)可，但是存在一系列缺陷和問題：（1）不能直接觀察到提取過程，需要停機(jī)取樣分析，這樣就要進(jìn)行多組提取，因而增加工藝研發(fā)資金投入，研發(fā)周期變長； （2）屬間歇作業(yè)設(shè)備，仍存在運(yùn)行效率不高、產(chǎn)品批次不同的問題。另外，在該設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，進(jìn)料、出液、排渣，以及設(shè)備清洗等方面也存在很多的問題。與此相對應(yīng)，玻璃倉體連續(xù)逆流浸出提取裝置恰好具有明顯的優(yōu)勢，能在不停機(jī)的情況下，根據(jù)觀察到的運(yùn)行狀態(tài)隨時改變進(jìn)料、主軸轉(zhuǎn)速、溶媒配比等參數(shù)。

以往相關(guān)設(shè)備都是采用不透明的鋼材加工制造的連續(xù)逆流提取設(shè)備。不具備在線觀察提取工作狀態(tài)，即使有觀察口也只能看到非常小的局部狀態(tài)情況。

本實(shí)驗(yàn)室用逆流提取設(shè)備由不銹鋼倉體和高硼硅玻璃倉體共同連接組成。逆流提取設(shè)備為四節(jié)倉體組成，2節(jié)不銹鋼倉體采用Φ159管，2節(jié)透明玻璃段采用Φ160高硼硅玻璃管。選用的透明高硼硅玻璃管也稱為BJ-TY料，膨脹系數(shù)3.3，擁有良好的熱穩(wěn)定性，化學(xué)穩(wěn)定性，透光性能和電學(xué)性能，并具有很強(qiáng)的耐水，耐酸，耐堿等特性，又稱為耐熱玻璃，耐熱沖擊玻璃，耐高溫玻璃，也是一種防火玻璃。退火點(diǎn)560度，軟化點(diǎn)820度，密度2.23g/cm3，高硼硅玻璃管廣泛應(yīng)用于醫(yī)療，化工，航空航天等。主要作為防爆玻璃套管，機(jī)械視筒，高精度定位管等。經(jīng)過我們選用合適的玻璃管與不銹鋼管組成可視提取設(shè)備，達(dá)到了過去難以實(shí)現(xiàn)的在先實(shí)施觀看提取過程的目的，而且根據(jù)不同的提取工藝要求，可實(shí)現(xiàn)全部提取倉體和部分提取倉體均可以采用玻璃材質(zhì)的可視要求，同時完全滿足醫(yī)藥設(shè)備GMP的要求。

2 倉體之間組裝及連接

高硼硅玻璃材質(zhì)的倉體與不銹鋼倉體連接比較困難，既要求密封又要求剛度、強(qiáng)度要求。我們與北京玻璃生產(chǎn)廠家協(xié)商，根據(jù)我們提出的要求，生產(chǎn)出擴(kuò)口玻璃管（見圖），采用特殊方蘭和密封圈連接，實(shí)現(xiàn)了玻璃管和不銹鋼管、玻璃管與玻璃管之間的連接，生產(chǎn)出來的逆流提取可視提取設(shè)備完全滿足試驗(yàn)生產(chǎn)要求，也符合GMP國家標(biāo)準(zhǔn)。并申請了國家實(shí)用新型專利（專利號：ZL201120386069.4）。

3 高硼硅玻璃管段倉體的清洗

由于以往設(shè)備都是不銹鋼材質(zhì)加工而成，倉體清洗采用清洗口注入清洗液或清水來清洗，有的直接接入自來水管，一邊注水一邊放水，由于不是用來觀察設(shè)備運(yùn)行情況，只要清洗干凈就行。采用了透明玻璃管材質(zhì)后，主要用來查看提取物料運(yùn)行等內(nèi)部情況，因此對玻璃管段的內(nèi)部清洗要求干凈透明，不能由于清洗不凈而影響運(yùn)行觀察。我們先后采用螺旋軸鉆眼通高壓清洗液清洗、用螺旋片上安裝條形清洗刷清晰等方案，都不太理想。后來我們采用半圓形活動清洗塊，清洗塊外表面全部是清洗刷，從清洗口的上端放入，經(jīng)螺旋主軸旋轉(zhuǎn)把清洗塊推向下端，經(jīng)過整個玻璃段后，把玻璃管段進(jìn)行清洗，效果非常理想，徹底解決了玻璃管倉體內(nèi)壁的清洗難題。

4 結(jié)束語

采用高硼硅透明玻璃材質(zhì)生產(chǎn)的試驗(yàn)用逆流提取設(shè)備，充分利用倉體透明的效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)逆流浸出過程實(shí)時查看，利用最少的試驗(yàn)次數(shù)，找到最佳的工藝方案和運(yùn)行參數(shù)，極大的減少人、材、物的投入，縮短提取工藝開發(fā)周期，使得在提取分離工藝試驗(yàn)方面具有明顯優(yōu)勢，透明倉體使得試驗(yàn)的周期縮短30%、原料及能源消耗降低25%，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，在提取分離試驗(yàn)設(shè)備方面有著廣闊的市場前景。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：劉思成（1962-），男，黑龍江省哈爾濱人，黑龍江省計(jì)算中心設(shè)備開發(fā)工程師，高級工程師，研究領(lǐng)域：提取分離設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)，申請了多項(xiàng)國家專利。