一种低温循环粉碎干燥装置及使用其制备鲜三七粉、鲜三七液的方法与流程

本发明属于粉碎加工领域，具体涉及一种低温循环粉碎干燥装置，及具体涉及使用其制备鲜三七粉、鲜三七液的方法。

背景技术：

现有的粉碎和干燥设备在作业时往往伴随着高温及高热，然而却对绝大多数物料的有效成分造成极大的影响，对于药品、食品、化学品等热敏性物料更明显。如在《中药丸剂常温干燥技术的研究与应用》的文中便指出：“薄荷、三棱采用70 度热风干燥时，尽管其最高料温只要68.5 及67 度，其指标成分已完全损失，天花粉采用70 度热风干燥时，其指标成分已损失了2/3 以上，莪术、白芍采用70 度热风干燥时，其指标成分已损失了60% 以上，板蓝根采用60 度以下的变温热风干燥时，其指标成分已损失掉59.2%，大黄、防风采用80 度以下变温热风干燥时，尽管最高料温仅70.2 度，其指标成分已损失了40% 以上”。

一般在温度低于50 摄氏度的条件下进行干燥称为常温干燥，因为在日照下自然干燥也会达到该温度。低于50 摄氏度进行的常温干燥过程为最佳干燥过程。温度越低，干燥过程中指标成分的损失越小，但一般来说，其干燥时间越长，干燥能耗也越大。然而现有设备和方法在摄氏50度以下的温度干燥物料速度都较慢，少则几个小时，多则十几天。

三七（Panax Notoginseng）又名田七，是中药材中的一颗明珠，明代著名的药学家李时珍称其为“金不换”；为扬名中外的中成药“云南白药”和“片仔黄”的主要原料。

三七粉的加工方法多为：将鲜三七洗净后晒干、烘干或烤干为干三七，再进一步粉碎制得三七粉。然而此方法不仅需要大量的时间、物力及财力对三七进行干制及粉碎。而且在处理的过程中，三七的有效成分及活性物质被不断的损失及浪费。在《鲜三七、干三七及活性三七皂苷含量比较》的研究指出：三七总皂苷主要成分（人参皂苷Rg1，Rb1，三七皂苷R1）的含量为：鲜三七>干三七>活性三七皂苷。

同时，三七也含有丰富的挥发性物质，如萜烯类、醇类、醛类、烯烃类及烷烃类，其中萜烯类为挥发性成分中的主要物质，具有丰富的活性。然而在传统方法干制的过程中，高温高热及时间较长造成了挥发性物质被大量的损失。

虽然超低温冻干粉碎技术解决了直接从鲜三七加工制粉的加工工艺，解决了三七的活性物质损失，但该方法对设备的要求较高，成本较高，并不适合于产业化的发展。而且制得的三七冻干粉容易吸水及吸潮，并不利于储存。

因此，在三七的加工过程中如何尽可能全面的保持三七原有的有效成分及活性，如何控制生产成本、做到节能环保、易于产业化生产，一直是三七工业化孜孜不倦探索的问题。

同样，不仅是三七及中药材，还有许多食品、化工品、农产品及热敏物质都需要低温粉碎、干燥及浓缩。因此，市场上亟需一款高效、节能的低温粉碎干燥装置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供1）一种低温循环粉碎干燥装置，节能低耗，实现在50度以下快速干燥，减少对物料有效成分的损失，防止氧化及褐变。1）一种鲜三七粉的制粉方法，直接从鲜三七中粉碎，并在50度以下干燥，保持鲜三七中的有效成分和活性。2）一种鲜三七混合液的制液方法，将鲜三七细胞中的水分、挥发性成分及其他物质进行收集，实现固液分离，使三七成分得以充分利用。

本发明提供的技术方案是：

一种低温循环粉碎干燥装置，包括：加料口、强气流设备、第一固液分离器、第二固液分离器、粉料收集器、液体收集器、升温器、第一循环管道、第二循环管道和保护气路。

所述的加料口具有加料阀；所述的第一固液分离器的底部具有出口、顶部具有入口，所述底部的出口设有单向阀；所述的第二固液分离器的底部具有入口、顶部具有出口；所述底部的入口设有单向阀；所述的粉料收集器的底部具有排料口、顶部具有入口、一侧具有进料口；所述的排料口设有排料阀；所述的液体收集器的两侧分别具有进气口和出气口，底部具有排液口，所述的排液口设有排液阀；所述的升温器的两侧分别具有进气口和出气口。

所述第一循环管道依次连接加料口、强气流设备、第一固液分离器的出口、升温器的进气口，升温器的出气口由第一循环管道连接第二固液分离器的入口。

所述第二循环管道依次连接第一固液分离器的入口、液体收集器的出气口，液体收集器的进气口由第二循环管道连接第二固液分离器的出口。

所述的第一固液分离器和/或第二固液分离器的一侧具有出料口，所述的出料口设有分级装置；出料口与粉料收集器通过管道连接；所述粉料收集器通过管道与第二循环管道连接。

所述的保护气路包括储气罐、风机及管道；所述的管道依次连接储气罐、风机，及第一循环管道或第二循环管道或第一固液分离器或第二固液分离器；所述的储气罐为氮气罐或惰性气体罐。

本发明在第二固液分离器的底部的入口设置了向上的单向阀，在第一固液分离器的底部的出口设置了向下的单向阀，组成了由第一循环管道、升温器、第二固液分离器、第二循环管道、液体收集器与第一固液分离器形成的闭合循环管道。当物料由加料口进入装置中，在负压及高速气流的推动下进入闭合循环系统。在闭合循环系统中，物料通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被循环粉碎；物料通过与升温器产生的热气流进行热质交换，及液体收集器收集水份而被循环干燥。同时分级装置能将符合粒径要求及水分要求的粉末、颗粒筛分出来，在粉料收集器进行收集，达到分级的效果。

本发明在循环粉碎干燥机中设置保护气路，使闭合循环系统中为氮气或惰性气体循环，降低系统内部的含氧量，有效的避免了氧气对物料的影响，减少有效成分的氧化、避免含量降低，防止物料的褐变。

作为本发明进一步地优选，所述的气体支路包括管道及管道两端的进气口和出气口；所述的气体支路的进气口位于升温器的进气口，或升温器的进气口前端的第一循环管道；所述的气体支路的出气口位于液体收集器的出气口，或液体收集器的出气口后端的第二循环管道。

本发明运用气体支路，一部分气流经过升温器的升温形成热气流，加速固液分离器中物料的干燥，并夹带着水分进入液体收集器；而另一部分冷气流从气体支路进入到液体收集器，与夹带水分的热气流相遇，液化形成“降雨”，在液体收集器中进行收集。不仅显著的加速了液体的收集，加快了干燥的速度，而且减少了液体收集器制冷消耗的能量，使整个系统更加节能环保。

一种鲜三七粉制备方法，使用上述任一的一种低温循环粉碎干燥装置，包括以下的步骤：

1）预处理：将鲜三七的根及根茎清洗干净、切为块状或段状。

2）循环粉碎及干燥：将预处理过的鲜三七加入加料口进入负压系统，鲜三七随高速气流形成流化态进入第一循环管道、升温器、第二固液分离器、第二循环管道、液体收集器与第一固液分离器组成的闭合循环系统；在闭合循环系统中，鲜三七通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被粉碎；鲜三七通过与升温器产生的热气流的热质交换，以及液体收集器液化并收集水份而被干燥；未达到粒径和水份要求的鲜三七粉末继续在闭合循环系统中循环粉碎及干燥。

3）粉料收集：达到粒径和水份要求的鲜三七粉通过分级结构进入粉料收集器，得到鲜三七粉中药饮片。

优选的，所述的高速气流为800～1000m/s。

优选的，所述的升温器的温度为40～50℃；所述的液体收集器的温度为5～10℃。

优选的，所述的粒径要求为1000～1200目。

优选的，所述的水份要求为5～8%。

一种鲜三七液制备方法，使用上述任一的一种低温循环粉碎干燥装置，包括以下的步骤：

1）预处理：将鲜三七的根及根茎清洗干净、切为块状或段状。

2）循环粉碎及干燥：将预处理过的鲜三七加入加料口进入负压系统，鲜三七随高速气流形成流化态进入第一循环管道、升温器、第二固液分离器、第二循环管道、液体收集器与第一固液分离器组成的闭合循环系统；在闭合循环系统中，鲜三七通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被粉碎；水份、挥发油及其他物质被释放，在闭合循环系统中的液体收集器被循环液化。

3）液体收集：水份、挥发油及其他物质在液体收集器被收集，得到鲜三七液。

优选的，所述的高速气流为800～1000m/s。

优选的，所述的升温器的温度为40～50℃；所述的液体收集器的温度为5～10℃。

本发明使鲜三七在粉碎和干燥的过程中，处于负压及温度保持在50℃以下的条件。一方面，干燥的温度对物料的成分有极大的影响，温度较高不仅使挥发性成分损失，而且其有效成分含量也明显降低。而在50℃以下，不仅接近于常温干燥，避免有效成分的损耗，而且有利于干燥的速度及效率，节约时间。另一方面，在负压的情况下，水的沸点减低，有利于水分形成气态，加速干燥的速度，缩短时间。因此在负压密闭循环的系统中，将干燥的温度保持在50℃以下，不仅有利于三七的干燥，加快速度，而且避免了三七的有效成分的损失，保障了三七的品质。而将液体收集器的温度设置在5～10℃，不仅保障了液化的速度，而且还避免了温度较低造成的能耗较高，同时也确保了三七液的品质。

本发明采用鲜三七作为原料，直接从鲜三七加工制粉，鲜三七中含有更多丰富的有效成分，不仅能获得活性成分更多的优质产品；而且还节约了传统三七加工过程中需要干制、储存、运输、粉碎耗费的大量的人力、财力及物力。

本发明制得的鲜三七粉质地均匀，不易潮解，并且粒径小于10μm，为破壁超微细粉，有利于三七有效成分的溶出，以及人体对三七的吸收和利用。

此外，鲜三七中含有丰富的水份、挥发性成分及其他物质。本发明通过物理的进行收集，而这部分物质也具有丰富的活性及功效，本发明扩大了三七的利用及开发范围。

附图说明

图1为本发明低温循环粉碎干燥装置的一个实施例的结构连接示意图；

图2为本发明低温循环粉碎干燥装置的另一个实施例的结构连接示意图；

图3为本发明低温循环粉碎干燥装置的第三个实施例的结构连接示意图；

图4为本发明低温循环粉碎干燥装置的第四个实施例的结构连接示意图。

具体实施方式

实施例1

参考图1，一种低温循环粉碎干燥装置，包括：加料口1、强气流设备2、第一固液分离器3、第二固液分离器4、粉料收集器5、液体收集器6、升温器7、第一循环管道8、第二循环管道9和保护气路12。

所述的加料口1具有加料阀101；所述的第一固液分离器3的底部具有出口301、顶部具有入口302，所述底部的出口301设有单向阀11；所述的第二固液分离器4的底部具有入口401、顶部具有出口402；所述底部的入口401设有单向阀11；所述的粉料收集器5的底部具有排料口501、顶部具有入口502、一侧具有进料口503；所述的排料口501设有排料阀504；所述的液体收集器6的两侧分别具有进气口601和出气口602，底部具有排液口603，所述的排液口603设有排液阀604；所述的升温器7的两侧分别具有进气口701和出气口702。

所述第一循环管道8依次连接加料口1、强气流设备2、第一固液分离器3的出口301、升温器7的进气口701，升温器7的出气口702由第一循环管道8连接第二固液分离器4的入口401。

所述第二循环管道9依次连接第一固液分离器3的入口302、液体收集器6的出气口602，液体收集器6的进气口601由第二循环管道8连接第二固液分离器4的出口402。

所述的第二固液分离器4的一侧具有出料口403，所述的出料403设有分级装置；出料口403与粉料收集器5的进料口503通过管道连接；所述粉料收集器5的入口502与第二循环管道9连接。

所述的保护气路12包括储气罐16、风机15及管道；所述的管道依次连接储气罐、风机及第二循环管道9。其中，储气罐为氮气或惰性气体。

所述第二固液分离器4的底部的入口401设置了向上的单向阀11，在第一固液分离器3的底部的出口301设置了向下的单向阀11，组成了由第一循环管道8、升温器7、第二固液分离器4、第二循环管道9、液体收集器6与第一固液分离器3形成的闭合循环管道。当物料由加料口1进入装置中，在负压及高速气流的推动下进入闭合循环系统。在闭合循环系统中，物料通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被循环粉碎；物料通过与升温器产生的热气流进行热质交换，及液体收集器收集水份而被循环干燥。同时分级装置能将符合粒径要求及水分要求的粉末、颗粒筛分出来，在粉料收集器5中进行收集，达到分级的效果。物料中的水份、挥发性成分及其他物质在液体收集器6中被收集。

实施例2

参考图2，一种低温循环粉碎干燥装置，包括：加料口1、强气流发生器2、第一固液分离器3、第二固液分离器4、粉料收集器5、液体收集器6、升温器7、第一循环管道8、第二循环管道9、气体支路10和保护气路12。

所述的加料口1具有加料阀101；所述的第一固液分离器3的底部具有出口301、顶部具有入口302，所述底部的出口301设有单向阀11；所述的第二固液分离器4的底部具有入口401、顶部具有出口402；所述底部的入口401设有单向阀11；所述的粉料收集器5的底部具有排料口501、顶部具有入口502、一侧具有进料口503；所述的排料口501设有排料阀504；所述的液体收集器6的两侧分别具有进气口601和出气口602，底部具有排液口603，所述的排液口603设有排液阀604；所述的升温器7的两侧分别具有进气口701和出气口702；所述的气体支路10的两端分别具有进气口1001和出气口1002。

所述第一循环管道8依次连接加料口1、强气流发生器2、第一固液分离器3的出口301、气体支路10的进气口1001、升温器7的进气口701，升温器7的出气口702由第一循环管道8连接第二固液分离器4的入口401。

所述第二循环管道9依次连接第一固液分离器3的入口302、气体支路10的出气口1001、液体收集器6的出气口，液体收集器6的进气口601由第二循环管道8连接第二固液分离器4的出口402。

所述的第二固液分离器4的一侧具有出料口403，所述的出料403设有分级装置；出料口403与粉料收集器5的进料口503通过管道连接；所述粉料收集器5的入口502与第二循环管道9连接。

所述的保护气路12包括储气罐16、风机15及管道；所述的管道依次连接储气罐16、风机15及第一固体分离器3。其中，储气罐为氮气或惰性气体。

其中，所述的气体支路10的进气口1001位于升温器7的进气口701，所述的气体支路10的出气口1002位于液体收集器6的出气口602。

所述第二固液分离器4的底部的入口401设置了向上的单向阀11，在第一固液分离器3的底部的出口301设置了向下的单向阀11，组成了由第一循环管道8、升温器7、第二固液分离器4、第二循环管道9、液体收集器6与第一固液分离器3形成的闭合循环管道。当物料由加料口1进入装置中，在负压及高速气流的推动下进入闭合循环系统。在闭合循环系统中，物料通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被循环粉碎；物料通过与升温器产生的热气流进行热质交换，及液体收集器收集水份而被循环干燥。同时分级装置能将符合粒径要求及水分要求的粉末、颗粒筛分出来，在粉料收集器5中进行收集，达到分级的效果。物料中的水份、挥发性成分及其他物质在液体收集器6中被收集。

实施例3

参考图3，一种低温循环粉碎干燥装置，包括：加料口1、强气流发生器2、第一固液分离器3、第二固液分离器4、粉料收集器5、液体收集器6、升温器7、第一循环管道8、第二循环管道9、气体支路10和保护气路12。

所述的加料口1具有加料阀101；所述的第一固液分离器3的底部具有出口301、顶部具有入口302，所述底部的出口301设有单向阀11；所述的第二固液分离器4的底部具有入口401、顶部具有出口402；所述底部的入口401设有单向阀11；所述的粉料收集器5的底部具有排料口501、顶部具有入口502、一侧具有进料口503；所述的排料口501设有排料阀504；所述的液体收集器6的两侧分别具有进气口601和出气口602，底部具有排液口603，所述的排液口603设有排液阀604；所述的升温器7的两侧分别具有进气口701和出气口702；所述的气体支路10的两端分别具有进气口1001和出气口1002。

所述第一循环管道8依次连接加料口1、强气流发生器2、第一固液分离器3的出口301、气体支路10的进气口1001、升温器7的进气口701，升温器7的出气口702由第一循环管道8连接第二固液分离器4的入口401。

所述第二循环管道9依次连接第一固液分离器3的入口302、气体支路10的出气口1001、液体收集器6的出气口602和进气口601、第二固液分离器4的出口402。

所述的第一固液分离器3的一侧具有出料口303，所述的出料口303设有分级装置；出料口303与粉料收集器5的进料口503通过管道连接；所述粉料收集器5的入口502与第二循环管道9连接。

所述的保护气路12包括储气罐16、风机15及管道；所述的管道依次连接储气罐16、风机15及第二固液分离器4。其中，储气罐为氮气或惰性气体。

其中，所述的气体支路10的进气口1001位于升温器7的进气口701前端的第一循环管道8；所述的气体支路10的出气口1002位于液体收集器6的出气口602后端的第二循环管道9。

所述第二固液分离器4的底部的入口401设置了向上的单向阀11，在第一固液分离器3的底部的出口301设置了向下的单向阀11，组成了由第一循环管道8、升温器7、第二固液分离器4、第二循环管道9、液体收集器6与第一固液分离器3形成的闭合循环管道。当物料由加料口1进入装置中，在负压及高速气流的推动下进入闭合循环系统。在闭合循环系统中，物料通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被循环粉碎；物料通过与升温器产生的热气流进行热质交换，及液体收集器收集水份而被循环干燥。同时分级装置能将符合粒径要求及水分要求的粉末、颗粒筛分出来，在粉料收集器5中进行收集，达到分级的效果。物料中的水份、挥发性成分及其他物质在液体收集器6中被收集。

实施例4

参考图4，一种低温循环粉碎干燥装置，包括：加料口1、强气流发生器2、第一固液分离器3、第二固液分离器4、粉料收集器5、液体收集器6、升温器7、第一循环管道8、第二循环管道9、气体支路10和保护气路12。

所述的加料口1具有加料阀101；所述的第一固液分离器3的底部具有出口301、顶部具有入口302，所述底部的出口301设有单向阀11；所述的第二固液分离器4的底部具有入口401、顶部具有出口402；所述底部的入口401设有单向阀11；所述的粉料收集器5的底部具有排料口501、顶部具有入口502、一侧具有进料口503；所述的排料口501设有排料阀504；所述的液体收集器6的两侧分别具有进气口601和出气口602，底部具有排液口603，所述的排液口603设有排液阀604；所述的升温器7的两侧分别具有进气口701和出气口702；所述的气体支路10的两端分别具有进气口1001和出气口1002。

所述第一循环管道8依次连接加料口1、强气流发生器2、第一固液分离器3的出口301、气体支路10的进气口1001及升温器7的进气口701，升温器7的出气口702由第一循环管道8连接第二固液分离器4的入口401。

所述第二循环管道9依次连接第一固液分离器3的入口302、气体支路10的出气口1001、液体收集器6的出气口602，液体收集器6的进气口601由第二循环管道8连接第二固液分离器4的出口402。

所述的第一固液分离器3和第二固液分离器4的一侧具有出料口303和403，所述的出料口303和403设有分级装置；出料口303和403与粉料收集器5的进料口503通过管道连接；所述粉料收集器5的入口502与第二循环管道9连接。

所述的保护气路12包括储气罐16、风机15及管道；所述的管道依次连接储气罐16、风机15及第一循环管道8。其中，储气罐为氮气或惰性气体。

其中，所述的气体支路10的进气口1001位于升温器7的进气口701前端的第一循环管道8；所述的气体支路10的出气口1002位于液体收集器6的出气口602后端的第二循环管道9。

所述第二固液分离器4的底部的入口401设置了向上的单向阀11，在第一固液分离器3的底部的出口301设置了向下的单向阀11，组成了由第一循环管道8、升温器7、第二固液分离器4、第二循环管道9、液体收集器6与第一固液分离器3形成的闭合循环管道。当物料由加料口1进入装置中，在负压及高速气流的推动下进入闭合循环系统。在闭合循环系统中，物料通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被循环粉碎；物料通过与升温器产生的热气流进行热质交换，及液体收集器收集水份而被循环干燥。同时分级装置能将符合粒径要求及水分要求的粉末、颗粒筛分出来，在粉料收集器5中进行收集，达到分级的效果。物料中的水份、挥发性成分及其他物质在液体收集器6中被收集。

实施例5

一种鲜三七粉的制备方法，运用上述的低温循环粉碎干燥机，包括以下的步骤：

1）预处理：将鲜三七的根及根茎清洗干净、切为块状或段状。

2）循环粉碎及干燥：将预处理过的鲜三七加入加料口，鲜三七随高速气流形成流化态进入第一循环管道、升温器、第二固液分离器、第二循环管道、液体收集器与第一固液分离器组成的闭合循环系统；在闭合循环系统中，鲜三七通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被循环粉碎；鲜三七通过与升温器产生的热气流进行热质交换，及液体收集器收集水份而被循环干燥。

3）粉料收集：达到粒径和水份要求的鲜三七粉通过分级结构进入粉料收集器，得到鲜三七粉中药饮片。

其中，所述的高速气流为800～1000m/s。

其中，所述的升温器的温度为40～50℃。

其中，所述的液体收集器的温度为5～10℃。

其中，所述的负压系统的压强为0.3～0.5MPa。

其中，所述的粒径要求为1000～1200目。

其中，所述的水份要求为5～8%。

实施例6

一种鲜三七液制备方法，其特征在于，使用权利要求1或2任一所述的一种粉碎干燥装置，包括以下的步骤：

1）预处理：将鲜三七的根及根茎清洗干净、切为块状或段状。

2）循环粉碎及干燥：将预处理过的鲜三七加入加料口进入负压系统，鲜三七随高速气流形成流化态进入第一循环管道、升温器、第二固液分离器、第二循环管道、液体收集器与第一固液分离器组成的闭合循环系统；在闭合循环系统中，鲜三七通过与高速气流、管道及颗粒间的相互碰撞而被粉碎；水份、挥发油及其他物质被释放，在闭合循环系统中的液体收集器被循环液化。

3）液体收集：水份、挥发油及其他物质在液体收集器被收集，得到鲜三七液。

其中，所述的高速气流为800～1000m/s。

其中，所述的升温器的温度为40～50℃。

其中，所述的液体收集器的温度为5～10℃。

其中，所述的负压系统的压强为0.3～0.5MPa。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。