一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備，在水箱第一上水口處連接蒸汽鍋爐進(jìn)水口，蒸汽鍋爐出汽口連接超聲式蒸發(fā)器進(jìn)汽口，超聲式蒸發(fā)器進(jìn)料口連接預(yù)熱罐出料口，超聲式蒸發(fā)器出料口處安裝三通接頭，其中一條支路連接提取液儲罐；超聲式蒸發(fā)器排汽口與分離器進(jìn)口相連，分離器第一出口與分離液儲罐相連，分離器第二出口與冷凝器被冷卻介質(zhì)進(jìn)口相連，冷凝器被冷卻介質(zhì)出口與冷凝水儲罐相連，冷凝器冷卻介質(zhì)進(jìn)口與水箱第二上水口相連，冷凝器冷卻介質(zhì)出口與水箱冷凝水進(jìn)口相連，超聲式蒸發(fā)器出料口處的另一支路與濃縮液儲罐相連，真空泵安裝在各儲罐的管道上。本實(shí)用新型具有提取均勻、循環(huán)速度快、不易結(jié)垢、方便清洗與維修等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于提取與蒸發(fā)濃縮領(lǐng)域，特別是一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲波自產(chǎn)生以來，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療衛(wèi)生和家電等領(lǐng)域，表現(xiàn)為超聲提取、超聲滅菌、超聲過濾、超聲清洗等方面。近年，超聲技術(shù)在中藥制劑提取工藝中的應(yīng)用受到了國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注和研究，研究內(nèi)容主要為小規(guī)模實(shí)驗(yàn)室超聲提取工藝的研究。
[0003]在當(dāng)前植物化學(xué)成分的提取工藝中，一般都是采用電加熱，局部溫度升高，而導(dǎo)致提取不均勻，出現(xiàn)“糊罐”現(xiàn)象。
[0004]中央循環(huán)管蒸發(fā)器是常見的一種蒸發(fā)濃縮設(shè)備，它的循環(huán)速度較低，一般在0.4m/s-0.5m/s以下。而且由于溶液不斷循環(huán)，使管束內(nèi)的溶液組成始終接近完成液的組成，因而溶液的粘度大、沸點(diǎn)高、有效溫度差減小、容易產(chǎn)生結(jié)垢。此外，設(shè)備的清洗和檢修也不夠方便。因此，現(xiàn)有的中央循環(huán)管蒸發(fā)器適用于蒸發(fā)結(jié)構(gòu)不嚴(yán)重，有少量結(jié)晶析出和腐蝕性較小的溶液，適用范圍較小。
[0005]現(xiàn)有提取濃縮設(shè)備，一般都是提取設(shè)備與蒸發(fā)濃縮設(shè)備分開的形式，使整個(gè)工藝結(jié)構(gòu)更為繁瑣復(fù)雜，效率低，成本高，耗能大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理、提取均勻、循環(huán)速度快、溶液性能好、不易結(jié)垢、方便清洗與維修、適用范圍廣、工藝簡單的超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備，包括超聲式蒸發(fā)器，其特征在于:還包括水箱、蒸汽鍋爐、預(yù)熱罐、過濾器、提取液儲罐、分離器、冷凝器、真空泵、冷凝水儲罐、分離液儲罐及濃縮液儲罐，在所述水箱的第一上水口處通過第一水泵連接蒸汽鍋爐的進(jìn)水口，蒸汽鍋爐的出汽口連接超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)汽口，超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)料口通過離心泵與轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接預(yù)熱罐的出料口，超聲式蒸發(fā)器的出料口處安裝一三通接頭，其中一條由提取閥門控制的支路連接安裝過濾器的提取液儲罐；所述超聲式蒸發(fā)器的排汽口與分離器的進(jìn)口相連，分離器的第一出口與分離液儲罐相連，分離器的第二出口與所述冷凝器的被冷卻介質(zhì)進(jìn)口相連，冷凝器的被冷卻介質(zhì)出口與冷凝水儲罐相連，冷凝器的冷卻介質(zhì)進(jìn)口通過第二水泵與水箱的第二上水口相連，冷凝器的冷卻介質(zhì)出口與水箱的冷凝水進(jìn)口相連，超聲式蒸發(fā)器出料口處安裝有濃縮閥門的另一支路與濃縮液儲罐相連，所述的真空泵安裝在連接冷凝水儲罐、分離液儲罐、濃縮液儲罐以及提取液儲罐的管道上。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:
[0010]1.本超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備，通過將傳統(tǒng)的單獨(dú)分開工作的提取設(shè)備與蒸發(fā)濃縮設(shè)備結(jié)合為一體，大大簡化了工藝流程、使設(shè)備的空間布局合理化、提高了提取濃縮效率。通過將傳統(tǒng)的電加熱式的提取方法設(shè)計(jì)為蒸汽加熱的方法，使提取液與物料迅速加熱且均勻受熱，避免因電加熱而導(dǎo)致的“糊罐”問題。由于中央循環(huán)管與加熱管內(nèi)部之間形成的壓力降，物料隨著提取液進(jìn)行循環(huán)，使物料提取更加充分。利用超聲式蒸發(fā)器的超聲換能器產(chǎn)生超聲波，在超聲波的輔助作用下，可以使提取液中產(chǎn)生空化作用、機(jī)械作用、熱效應(yīng)等以增大物資分子運(yùn)動頻率、速度，產(chǎn)生局部高溫高壓，增加溶劑穿透力，從而提高物料成分浸出率，大大縮短提取時(shí)間及節(jié)約能源。同樣超聲提取過程可無需加熱，在蒸汽加熱關(guān)閉的狀態(tài)下，可用于熱敏性成分的提取；在蒸發(fā)濃縮段，蒸發(fā)液在超聲波的作用下，在加熱室中產(chǎn)生超聲空化，蒸發(fā)室內(nèi)液體表面產(chǎn)生超聲霧化，與現(xiàn)有技術(shù)相比，從而大大提高了蒸發(fā)面積，湍流系數(shù)，壓力降和蒸汽揮發(fā)速率?？墒拐舭l(fā)液在較低溫度下、較短時(shí)間內(nèi)快速完成蒸發(fā)。同時(shí)降低了蒸發(fā)液的表面張力，降低了成核勢壘，促進(jìn)溶液內(nèi)部的能量交換，增加汽化成核幾率。超聲波對于加熱室內(nèi)結(jié)垢的防止和去除具有明顯的效果，從而增加傳熱系數(shù)，使液體蒸發(fā)過程得以強(qiáng)化?？稍趩涡д舭l(fā)系統(tǒng)得到較高的濃縮比，為熱敏性稀溶液物料的濃縮提供了一條較為合適的途徑。
[0011]2.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理，具有提取均勻、循環(huán)速度快、溶液性能好、不易結(jié)垢、方便清洗與維修、適用范圍廣、工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，是一種具有較高創(chuàng)新性的超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型超聲式蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖標(biāo)記說明:
[0015]1-預(yù)熱罐、2-離心泵、3-轉(zhuǎn)子流量計(jì)、4-超聲式蒸發(fā)器、5-分離器、6_蒸汽鍋爐、
7-第一水泵、8-水箱、9-第二水泵、10-冷凝器、11-管道、12-濃縮閥門、13-提取閥門、14-過濾器、15-提取液儲罐、16-濃縮液儲罐、17-分離液儲罐、18-冷凝水儲罐、19-真空泵、20-超聲式蒸發(fā)器的排汽口、21-超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)料口、22-超聲換能器、23-超聲式蒸發(fā)器的出料口、24-超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)汽口。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0017]一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備，包括超聲式蒸發(fā)器4，其創(chuàng)新之處在于:還包括水箱8、蒸汽鍋爐6、預(yù)熱罐1、過濾器14、提取液儲罐15、分離器5、冷凝器10、真空泵19、冷凝水儲罐18、分離液儲罐17及濃縮液儲罐16，在所述水箱的第一上水口處通過第一水泵7連接蒸汽鍋爐的進(jìn)水口，蒸汽鍋爐的出汽口連接超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)汽口 24，超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)料口 21通過離心泵2與轉(zhuǎn)子流量計(jì)3連接預(yù)熱罐的出料口，超聲式蒸發(fā)器的出料口 23處安裝一三通接頭，其中一條由提取閥門13控制的支路連接安裝過濾器的提取液儲罐；所述超聲式蒸發(fā)器的排汽口 20與分離器的進(jìn)口相連，分離器的第一出口與分離液儲罐相連，分離器的第二出口與所述冷凝器的被冷卻介質(zhì)進(jìn)口相連，冷凝器的被冷卻介質(zhì)出口與冷凝水儲罐相連，冷凝器的冷卻介質(zhì)進(jìn)口通過第二水泵9與水箱的第二上水口相連，冷凝器的冷卻介質(zhì)出口與水箱的冷凝水進(jìn)口相連，超聲式蒸發(fā)器出料口處安裝有濃縮閥門12的另一支路與濃縮液儲罐相連，所述的真空泵安裝在連接冷凝水儲罐、分離液儲罐、濃縮液儲罐以及提取液儲罐的管道11上。
[0018]所述的超聲式蒸發(fā)器由下管箱、管殼、上管箱組成的外殼以及超聲換能器22構(gòu)成，在管殼內(nèi)焊接上管板、下管板，上管板與下管板之間穿裝并固定連接一組換熱管，在該一組換熱管的中部位置固裝中央循環(huán)管，管殼上設(shè)置進(jìn)汽口，在管殼上設(shè)置位于中央循環(huán)管上部的進(jìn)料口，上管箱的頂部制有排汽口，下管箱的底部制有出料口，在下管箱內(nèi)固裝一支架，在該支架上固定安裝有由一組復(fù)合棒壓電換能器構(gòu)成的超聲換能器。
[0019]本實(shí)用新型的工作原理:
[0020]本工藝一般可以分為兩個(gè)工段:超聲提取段及超聲蒸發(fā)濃縮段。
[0021]超聲提取段:1.向水箱內(nèi)注水到液位面，開啟第一水泵向蒸汽鍋爐內(nèi)輸水，啟動蒸汽鍋爐；2.將物料放入預(yù)熱罐中，并將其加熱至所需溫度后開啟離心泵，進(jìn)料至超聲式蒸發(fā)器；3.啟動超聲式蒸發(fā)器，利用超聲波進(jìn)行輔助提??；4.待提取完畢，開啟提取閥門，使物料及提取液進(jìn)入過濾器進(jìn)行過濾，之后收集提取液至提取液儲罐。
[0022]如物料需多次提取，需將過濾器中的物料取出重復(fù)步驟I到3。
[0023]若用于熱敏性成分的提取，為避免加熱因素所引起的藥物成分結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，直接從步驟2開始。
[0024]超聲蒸發(fā)濃縮段:1.向水箱內(nèi)注水到液位面，開啟第一水泵向蒸汽鍋爐內(nèi)輸水，啟動蒸汽鍋爐；2.開啟真空泵與第二水泵，同時(shí)開啟各儲罐上進(jìn)料口處的閥門，使整個(gè)系統(tǒng)處于所需的真空狀態(tài)；3.收集提取液儲罐內(nèi)的提取液進(jìn)入預(yù)熱罐進(jìn)行預(yù)熱，同時(shí)開啟蒸汽鍋爐的閥門，使蒸汽預(yù)熱超聲式蒸發(fā)器，待提取液溫度達(dá)到所需預(yù)熱溫度，開始進(jìn)料；
4.分離器為旋風(fēng)分離器，其用于將混入蒸汽內(nèi)的固體物料進(jìn)行分離，蒸汽通過冷凝器生成冷卻水儲存到冷凝水儲罐內(nèi)，夾雜的物料儲存到分離液儲罐內(nèi)，待濃縮完成，開啟濃縮閥門，收集濃縮液至濃縮液儲罐內(nèi)。
[0025]如需多次蒸發(fā)濃縮，需將濃縮液儲罐中的濃縮液再次注入預(yù)熱罐內(nèi)，重復(fù)I到4步驟，直至濃縮液達(dá)到所需要求。
[0026]盡管為說明目的公開了本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型及所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換、變化和修改都是可能的，因此，本實(shí)用新型的范圍不局限于實(shí)施例和附圖所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲提取與超聲蒸發(fā)濃縮一體化設(shè)備，包括超聲式蒸發(fā)器，其特征在于:還包括水箱、蒸汽鍋爐、預(yù)熱罐、過濾器、提取液儲罐、分離器、冷凝器、真空泵、冷凝水儲罐、分離液儲罐及濃縮液儲罐，在所述水箱的第一上水口處通過第一水泵連接蒸汽鍋爐的進(jìn)水口，蒸汽鍋爐的出汽口連接超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)汽口，超聲式蒸發(fā)器的進(jìn)料口通過離心泵與轉(zhuǎn)子流量計(jì)連接預(yù)熱罐的出料口，超聲式蒸發(fā)器的出料口處安裝一三通接頭，其中一條由提取閥門控制的支路連接安裝過濾器的提取液儲罐；所述超聲式蒸發(fā)器的排汽口與分離器的進(jìn)口相連，分離器的第一出口與分離液儲罐相連，分離器的第二出口與所述冷凝器的被冷卻介質(zhì)進(jìn)口相連，冷凝器的被冷卻介質(zhì)出口與冷凝水儲罐相連，冷凝器的冷卻介質(zhì)進(jìn)口通過第二水泵與水箱的第二上水口相連，冷凝器的冷卻介質(zhì)出口與水箱的冷凝水進(jìn)口相連，超聲式蒸發(fā)器出料口處安裝有濃縮閥門的另一支路與濃縮液儲罐相連，所述的真空泵安裝在連接冷凝水儲罐、分離液儲罐、濃縮液儲罐以及提取液儲罐的管道上。
【文檔編號】B01J19/10GK204017401SQ201420375176
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】宋繼田, 許曉飛, 劉明, 田瑋, 林海波, 李占勇, 劉建波, 宋玉臣, 韓峰 申請人:四川理工學(xué)院, 天津科技大學(xué)