一种甘草提取液澄清浓缩膜系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开的一种甘草提取液澄清浓缩膜系统，包括陶瓷膜澄清系统和RO膜浓缩系统，陶瓷膜澄清系统与RO膜浓缩系统通过输送管路连接，甘草粗提取液泵入到陶瓷膜澄清系统进行膜系统内循环，得到的甘草澄清液通过输送管路泵入到RO膜浓缩系统进行膜系统内循环的浓缩加工，透析液进入到透析液储罐并返回前段甘草提取工序中循环使用，浓缩液进入浓缩液罐待后续加工处理。本发明所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统利用陶瓷膜澄清系统去除甘草提取液中残留的杂质实现有效成分的富集，RO膜浓缩系统将澄清液进一步提纯浓缩得到优质的甘草浓缩液，系统在常温下进行，有效成分损失少，无化学变化，物理分离过程，产品不受污染。
【专利说明】一种甘草提取液澄清浓缩膜系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及甘草提取浓缩设备，尤其涉及一种甘草提取液澄清浓缩膜系统。
【背景技术】
[0002] 用水提取中药是中药制剂中运用最为广泛的工艺步骤，以水为溶媒，廉价易得，操 作方便，制作成本低。然而，中药水提取液一般体积较大，溶液中存在大量鞣质、蛋白质、粘 液质、多糖、果胶等大分子物质以及许多微粒、亚微粒和絮状物等，他们大部分不断没有药 理作用，而且影响产品的质量。怎样对提取液进行科学合理的纯化、精制、去粗取精，既保留 中药中的有效成分和疗效，又除去无效杂质，使中药达到现代制剂的要求，是中药制剂的研 究重要方向。
[0003] 目前用于甘草提取液精制的传统方法有醇沉法、澄清剂法等。醇沉法的原理是中 药有效成分既溶于水又溶于醇，而水提取液中常含有粘液质、糊化淀粉、果胶、蛋白质等，用 适当浓度的乙醇可以有效地沉淀除去。如药液中含醇量达60%时可以除去淀粉，含醇量达 75%时，除鞣质、水溶性色素等少数无效成份外，大部分杂质均可沉淀除去。但是，醇沉法使 得中药总固体特别是有效成份损失严重，难以保证制剂的有效性，成品稳定性差，易产生沉 淀和粘壁现象；同时醇沉法需要大量酒精，回收损耗在30%以上，生产成本高，周期长。澄 清剂法是向水提取液中加入澄清剂，使药液汇总微粒互相合并形成较大微粒而沉析除去。 但澄清剂会对药剂产生污染，并且适用范围有限定，当药液中有效成份水溶性较小时需要 慎用。在去除甘草提取液的多余杂质后需要进行浓缩得到药效更高的浓缩液，通常会采用 低温蒸发法来进行浓缩，低温蒸发法是利用真空泵降低分离室中的气压从而降低蒸发温 度，使提取液中的溶剂在较低的稳定便能蒸发掉，从而达到浓缩的目的。总而言之，传统的 精制方式生产周期长、药液易受污染、有效成分易损失或者受热破坏，最终导致药效降低。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种 甘草提取液澄清浓缩膜系统，解决目前技术中传统的甘草提取液精制方式生产周期长、药 液易受污染、有效成分易损失或者受热破坏，导致药效降低的问题。
[0005] 为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
[0006] -种甘草提取液澄清浓缩膜系统，包括陶瓷膜澄清系统和R0膜浓缩系统，其特征 在于，陶瓷膜澄清系统与R0膜浓缩系统通过输送管路连接，甘草粗提取液罐中的甘草粗提 取液泵入到陶瓷膜澄清系统进行膜系统内循环，不溶性杂质排入渣料罐，得到的甘草澄清 液通过输送管路泵入到R0膜浓缩系统进行膜系统内循环的浓缩加工，去除澄清液中的大 部分水分，透析液进入到透析液储罐并返回前段甘草提取工序中循环使用，降低成产成本， 浓缩液进入浓缩液罐待后续加工处理。本发明将甘草粗提取液先经过陶瓷膜澄清系统滤清 得到甘草澄清液，再利用R0膜浓缩系统去除甘草澄清液中多余的水分，从而实现甘草提取 液的浓缩。陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料液在膜管内或膜外侧流动，小分子物 质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体）被膜截留，从而达到分离、浓缩、纯化和环保等 目的。而R0膜的孔径极小，只有水分子及部分矿物离子能够通过，水一旦加压之后，将由高 浓度流向低浓度，亦即所谓逆渗透原理，从而滤去大部分水，剩下甘草提取液的有效成分。 整个甘草提取液澄清浓缩膜系统在常温下进行，有效成分不会因高温而被破坏，保障甘草 提取液的良好药效。整个过程无化学变化，典型的物理分离过程，澄清浓缩过程中不用添加 化学试剂，甘草提取液不会受到污染。
[0007] 进一步的，所述的陶瓷膜澄清系统选用的无机陶瓷膜孔径为50?200nm，滤过时 提取液温度为20?50°C，控制压差为0. 05?0. 15MPa，膜面流速3?5m/s。采用无机陶瓷 膜过滤可实现有效成分的富集，并且去除多余杂质，将甘草提取液澄清，提高甘草提取液的 品质。
[0008] 进一步的，所述的R0膜浓缩系统选用的R0膜孔径为0. 1?0. 5nm，滤过时提取液 温度为20?40°C，给水压为0. 95?1. 05MPa。利用R0膜滤掉多余的水分，从而得到高浓 度的甘草浓缩液，提高药效。
[0009] 进一步的，所述的陶瓷膜澄清系统的膜芯和R0膜浓缩系统的膜芯都装置在304不 锈钢制成的外壳中，并且陶瓷膜澄清系统和R0膜浓缩系统的料液进出口都采用哈氏合金 制成。304不锈钢具有耐酸碱、机械轻度大，表面平整、光洁、易清洗，料液容易排空等特点， 304不锈钢和哈氏合金不易氧化生锈从而确保再澄清和浓缩的过程中甘草提取液不会受到 污染。
[0010] 进一步的，所述的陶瓷膜澄清系统与甘草粗提取液罐之间还装置有保安过滤器， 保安过滤器采用不锈钢滤篮式设计，采用卡箍式连接，拆卸和检查更换滤袋非常方便。保安 过滤器用于料液在进入陶瓷膜元件之前的安全过滤，设置的目的是截留由于前面不当操作 而进入循环管道料罐的硬性颗粒或微量悬浮物，避免硬性颗粒或微量悬浮物造成陶瓷膜澄 清系统的堵塞，从而降低膜组件性能，使得喜用运行压力升，严重高影响系统的正常运行。 [0011] 进一步的，所述的陶瓷膜澄清系统和R0膜浓缩系统上还装置有用于系统膜元件 污染后清洗的CIP清洗系统，CIP清洗系统包括陶瓷膜清洗罐和R0膜清洗罐，两者分别与 陶瓷膜澄清系统和R0膜浓缩系统连接，陶瓷膜清洗罐和R0膜清洗罐内置换热器，采用蒸汽 加热，清洗温度保持在35?38°C。陶瓷膜澄清系统和R0膜浓缩系统的膜组件在长期运行 后，会受到某些难以冲洗掉的污染，如长期有机物积累造成膜组件性能的下降，运行压力升 高，因此必须使用化学药剂进行清洗，以恢复正常的过滤能力。CIP清洗系统主要根据产水 能力、工作压差等指标综合判断膜的污染情况，确定污染原因采取不同的药剂进行清洗。
[0012] 进一步的，该系统输送管路中使用的泵均为机械密封式的，并且都采用变频控制。 根据共同调节泵电机的工作频率和压力调节阀的开度共同调节系统工作压力，以保证膜系 统的过滤速度。泵只采用机械密封，不带有油封，不会由于密封磨损而导致物料污染。
[0013] 进一步的，该系统的管路均采用304不锈钢制成，确保在整个甘草提取液输送的 过程不会由于管路生锈而被污染。
[0014] 进一步的，该系统还装置有现场数据采集系统和PLC控制系统，现场数据采集系 统包括装置在管路上的在线压力检测传感器和流量监测传感器、装置在陶瓷膜澄清系统和 R0膜浓缩系统的温度监测传感器，以及装置在各液罐上的液位监测传感器，现场数据采集 系统获得系统运行数据后传递给PLC控制系统控制整个甘草提取液澄清浓缩膜系统稳定 运行。
[0015] 与现有技术相比，本发明优点在于：
[0016] 本发明所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统利用陶瓷膜澄清系统和R0膜浓缩系统 共同作用，陶瓷膜澄清系统去除甘草提取液中残留的杂质实现有效成分的富集，R0膜浓缩 系统将澄清液进一步提纯浓缩得到优质的甘草浓缩液，在常温下进行，有效成分损失少，特 别适用于热敏性物质；无相态变化，运行能耗低；无化学变化，典型的物理分离过程，不适 用化学试剂，产品不受污染；选择性好，可在分子级内进行物质分离；系统占地面积小，有 利企业扩产计划；适应性强，配套条件更简单，安装方便；
[0017] 本发明所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统易于实现，制造成本低，适用性强，操作 简单，经济效益高。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0020] 本发明实施例公开一种甘草提取液澄清浓缩膜系统，在常温下进行，有效成分损 失少，无相态变化，运行能耗低，无化学变化，典型的物理分离过程，不适用化学试剂，产品 不受污染，选择性好，在分子级内进行物质分离。
[0021] 一种甘草提取液澄清浓缩膜系统，包括陶瓷膜澄清系统1和R0膜浓缩系统2,陶 瓷膜澄清系统1与R0膜浓缩系统2通过输送管路连接，该系统的管路均采用304不锈钢制 成，甘草粗提取液罐3中的甘草粗提取液泵入到陶瓷膜澄清系统1进行膜系统内循环，并且 陶瓷膜澄清系统1与甘草粗提取液罐3之间还装置有保安过滤器7,不溶性杂质排入渣料罐 4,得到的甘草澄清液通过输送管路泵入到R0膜浓缩系统2进行膜系统内循环的浓缩加工， 透析液进入到透析液储罐5并返回前段甘草提取工序中循环使用，浓缩液进入浓缩液罐6 待后续加工处理。
[0022] 陶瓷膜澄清系统1选用的无机陶瓷膜孔径为50?200nm，滤过时提取液温度为 20?50°C，控制压差为0. 05?0. 15MPa，膜面流速3?5m/s。
[0023] R0膜浓缩系统2选用的R0膜孔径为0. 1?0. 5nm，滤过时提取液温度为20? 40°C，给水压为 0. 95 ?1. 05MPa。
[0024] 陶瓷膜澄清系统1的膜芯和R0膜浓缩系统2的膜芯都装置在304不锈钢制成的 外壳中，并且陶瓷膜澄清系统1和R0膜浓缩系统2的料液进出口都采用哈氏合金制成，确 保甘草提取液在澄清和浓缩的过程中不会受到污染。
[0025] 保安过滤器7用于截留由于前面不当操作而进入循环管道料罐的硬性颗粒或微 量悬浮物，保安过滤器7采用不锈钢滤篮式设计，采用卡箍式连接。
[0026] 陶瓷膜澄清系统1和R0膜浓缩系统2上还装置有CIP清洗系统，CIP清洗系统包 括陶瓷膜清洗罐8和R0膜清洗罐9,两者分别与陶瓷膜澄清系统1和R0膜浓缩系统2连接， 陶瓷膜清洗罐8和R0膜清洗罐9内置换热器，采用蒸汽加热，清洗温度保持在35?38°C。
[0027] 陶瓷膜澄清系统1中设置一个体积为2m3的陶瓷膜清洗罐8 ;R0膜浓缩系统2中 设置一个体积为lm3的R0膜清洗罐9。
[0028] 在陶瓷膜澄清系统1和R0膜浓缩系统2长期运行效能下降时，根据产水能力、工 作压差等指标综合判断膜的污染情况，确定污染原因采取不同的药剂进行清洗。
[0029] 甘草提取液澄清浓缩膜系统中装置有多个输料泵、高压泵等用于输送甘草提取 液。输料泵用于从原料罐中抽取料液并泵送到膜系统的公共管路系统内，为膜的过滤提供 动力；高压泵保证充足的膜系统运行压力。泵都采用变频控制，根据共同调节泵电机的工作 频率和压力调节阀的开度共同调节系统工作压力，以保证膜系统的过滤速度。
[0030] 甘草提取液澄清浓缩膜系统还装置有现场数据采集系统和PLC控制系统。现场数 据采集系统包括在线压力检测传感器10、温度监测传感器11、流量监测传感器12,以及液 位监测传感器13。
[0031] A、在线压力监测传感器
[0032] 在线压力传感器10分别安装于公共进料管路和进膜管路上，以对系统的工作压 力进行检测，并将数据送往PLC处理，同时在显示屏上显示，当压力范围超过正常值时，PLC 控制系统会自动调节泵的运行转速，以保持压力恒定。
[0033] B、温度监测传感器
[0034] 系统配备有在线温度监测传感器11，对陶瓷膜澄清系统1和R0膜浓缩系统2中料 液的温度进行监测，并将数据送往PLC处理，同时在显示屏上显示，当温度范围超过正常值 时，PLC控制系统会自动调节换热器，以保持料液温度稳定。
[0035] C、流量监测传感器
[0036] 控制系统依靠设置在管路上流量传感器12,对膜系统的浓缩液流量及透析流量进 行监测，并将数据送往PLC处理，同时在显示屏上显示，并在线计算系统能够的产水比，PLC 控制系统会自动调节泵的运行转速或调节出水管路上的自动调节阀的开度，以保持系统平 稳运行。
[0037] D、液位监测传感器
[0038] 系统在各水罐和CIP清洗罐上均配备液位传感器13,以保证系统运行期间不至于 水溢出贮罐或罐内无水运行。并通过设置液位参数值，使系统可以自动操作运行。
[0039] PLC控制系统采用工业控制软件，系统运行稳定可靠。PLC控制系统采用业界最著 名的SIEMENS S7型PLC控制单元，包括CPU中央处理器和输入输出扩展模块。
[0040] PLC用于接收、计算、汇总和发送控制信号，所有现场采集的数据信号均被送往 PLC控制器，并通过PLC处理后送往工业控制计算机并在显示屏上在线显示运行数据。同样 所有的控制参数设定和现场控制指令亦通过计算机接口输入后被送往PLC控制单元，并经 PLC控制单元处理后发送至各控制点，包括泵电机、各控制阀。
[0041] 本发明所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统的工作流程为：经前段工序处理后的甘 草粗提取液，泵入陶瓷膜澄清系统，通过膜系统内循环，去除甘草提取液中的甘草残渣等颗 粒性不容物杂质，得到澄清透明的甘草提取液；再将澄清后的甘草提取液泵入R0膜浓缩系 统，通过膜系统内循环，去除提取液中的大部分水分（去除80%以上水分），从而实现甘草 提取液的浓缩，浓缩液进入后续处理工艺，透析液进入储罐，可返回到前段甘草提取工序中 循环使用，节约生产成本。
[0042] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对 本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本【技术领域】的 普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改 进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种甘草提取液澄清浓缩膜系统，包括陶瓷膜澄清系统（1)和R0膜浓缩系统（2)， 其特征在于，陶瓷膜澄清系统（1)与R0膜浓缩系统（2)通过输送管路连接，甘草粗提取液 罐（3)中的甘草粗提取液泵入到陶瓷膜澄清系统（1)进行膜系统内循环，不溶性杂质排入 渣料罐（4)，得到的甘草澄清液通过输送管路泵入到R0膜浓缩系统（2)进行膜系统内循环 的浓缩加工，透析液进入到透析液储罐（5)并返回前段甘草提取工序中循环使用，浓缩液 进入浓缩液罐（6)待后续加工处理。
2. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，所述的陶瓷膜澄 清系统（1)选用的无机陶瓷膜孔径为50?200nm，滤过时提取液温度为20?50°C，控制压 差为0· 05?0· 15MPa，膜面流速3?5m/s。
3. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，所述的R0膜浓 缩系统（2)选用的R0膜孔径为0. 1?0. 5nm，滤过时提取液温度为20?40°C，给水压为 0. 95 ?1. 05MPa。
4. 根据权利要求2或3所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，所述的陶瓷膜 澄清系统⑴的膜芯和R0膜浓缩系统⑵的膜芯都装置在304不锈钢制成的外壳中，并且 陶瓷膜澄清系统（1)和R0膜浓缩系统（2)的料液进出口都采用哈氏合金制成。
5. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，所述的陶瓷膜澄 清系统（1)与甘草粗提取液罐（3)之间还装置有用于截留硬性颗粒或悬浮物的保安过滤器 (7)，保安过滤器（7)采用不锈钢滤篮式设计，采用卡箍式连接。
6. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，所述的陶瓷膜澄 清系统（1)和R0膜浓缩系统（2)上还装置有CIP清洗系统，CIP清洗系统包括陶瓷膜清洗 罐（8)和R0膜清洗罐（9)，两者分别与陶瓷膜澄清系统（1)和R0膜浓缩系统（2)连接，陶瓷 膜清洗罐（8)和R0膜清洗罐（9)内置换热器，采用蒸汽加热，清洗温度保持在35?38°C。
7. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，该系统输送管路 中使用的泵均为机械密封式的，并且都采用变频控制。
8. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，该系统的管路均 采用304不锈钢制成。
9. 根据权利要求1所述的甘草提取液澄清浓缩膜系统，其特征在于，该系统还装置有 现场数据采集系统和PLC控制系统，现场数据采集系统包括装置在管路上的在线压力检测 传感器（10)和流量监测传感器（12)、装置在陶瓷膜澄清系统（1)和R0膜浓缩系统（2)的 温度监测传感器（11)，以及装置在各液罐上的液位监测传感器（13)，现场数据采集系统获 得系统运行数据后传递给PLC控制系统控制整个甘草提取液澄清浓缩膜系统稳定运行。
【文档编号】B01D36/02GK104084047SQ201410342063
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】熊德闰 申请人:新疆鹏弘生物科技有限公司, 四川省砚山中药饮片有限公司