一种中药提取节能系统及其中药提取方法与流程

本发明涉及中药提取技术领域，尤其涉及一种中药提取节能系统及其中药提取方法。

背景技术：

目前，中药提取是以提取物为主要加工原料的中药制剂生产的重要生产单元，提取工艺和装备的合理性与先进性，直接关系到药品的产量与质量，也关系到产品的能源消耗与成本。

中药提取分为水提、醇提等，提取罐是中药提取过程中最重要的部件，其原理是将中草药浸泡在水中，经过一定时间，将有效成分提取出来。现有技术中，大多数提取罐以蒸汽为热源，蒸汽加热药剂释放潜热后成为冷凝水排出，因此在中药蒸煮及提取过程中，需要大量的蒸汽，能源消耗量巨大。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是为了解决当前提取罐以蒸汽为热源进行中药提取存在能源消耗巨大的问题，为此提供一种中药提取节能系统及其中药提取方法，以大幅度地提高能量利用率和提取效率。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种中药提取节能系统，包括加热系统、缓冲罐和提取罐；

所述缓冲罐的两端分别通过第一管路与加热系统相连接；

所述提取罐的两端分别通过第二管路与所述缓冲罐的两端相并联，并在所述第二管路与所述第一管路的对应连接处设有第一换向阀和第二换向阀；

在所述第一换向阀或第二换向阀到加热系统之间的所述第一管路上装有循环泵；

所述缓冲罐通过第三管路连接提取罐，第三管路上装有第一截止阀。

优选的，本发明中所述加热系统包括通过管路依次连接形成闭环的压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，其中，所述缓冲罐的两端分别通过所述第一管路与所述冷凝器的两端相连。

优选的，本发明中所述提取罐具有罐体，在罐体上设有加药口、进液口、出液口和排渣口，在出液口处设有旁路支管，并在旁路支管上装有第二截止阀。

优选的，本发明中所述罐体内侧的顶部装有至少一组喷淋头，喷淋头与进液口相连接，所述喷淋头上喷淋口的直径为3-5mm。

优选的，本发明中所述提取罐还配置有真空泵，真空泵通过气管与罐体相连通。

本发明还提供了一种中药提取节能系统的中药提取方法，包括以下步骤：

将溶媒加入至缓冲罐中；

对溶媒进行加热，关闭第一截止阀，同时切换第一换向阀和第二换向阀，加热系统对缓冲罐中的溶媒进行加热，直至溶媒达到中药提取温度；

配置药剂，打开第一截止阀，使得缓冲罐中的溶媒进入至提取罐中，并向提取罐中加入中药；

对药剂进行加热，关闭第一截止阀，再次切换第一换向阀和第二换向阀，加热系统对提取罐中的药剂进行加热；

换药并排出药剂，当药剂达到设定的浓度时，再次切换第一换向阀和第二换向阀，加热缓冲罐中的溶媒，同时排出提取罐中的药剂和药渣；

按照上述步骤开始下一轮循环加热和提取。

优选的，本发明中在对药剂进行加热的步骤中，对提取罐中1/4-1/5体积容量的药剂进行循环加热，提取罐中其余药剂在提取罐中与循环加热的药剂进行直接接触换热。

优选的，本发明中在对溶媒进行加热的步骤与换药并排出药剂的步骤中，所述加热系统中压缩机的运行频率为30-50hz；在对药剂进行加热的步骤中，所述压缩机的运行频率根据提取罐内药剂的温度来控制，当药剂温度低于提取温度5℃时，压缩机运行频率为30-50hz，当药剂温度高于提取温度5℃时，压缩机运行频率为5-30hz。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益效果：

本发明提供的一种中药提取节能系统,充分利用了环境中低品位的空气能,将该空气能转换成在冷凝器中存储的热能，并分别向溶媒或药剂供热，实现了药剂的直接接触换热，从而快速达到了中药药剂对提取温度的要求，大大提高了能量利用率和中药提取效率；与此同时，本发明所述的系统实现了由一套加热系统分别向缓冲罐中的溶媒和提取罐中的药剂进行交替供热，并在此过程中，压缩机和循环泵及相关设备一直处于运行状态，有效避免了设备因频繁启动而造成的损坏。

本发明还提供的一种中药提取节能系统的中药提取方法，在中药提取方法中通过控制第一截止阀、第一换向阀和第二换向阀的开关状态，依次可完成对溶媒的加热、配置药剂、对药剂的加热、换药并排出药剂等工艺操作，在对药剂加热时实现了将循环加热的药剂与提取罐中的其余药剂进行直接接触换热，这大大提高了换热效率和中药的提取效率；与此同时，在对药剂进行加热的步骤中，还根据药剂的温度实时调控压缩机运行在不同的频率段，这大大减小了压缩机的能耗，提高了整个系统的能量利用率；另外，该中药提取方法可应用于中药蒸煮、水提、醇提等过程中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1所述的中药提取节能系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2所述提取罐上配置的各个进出口的结构示意图。

图中：1—缓冲罐，2—循环泵，3—过滤器，4—冷凝器，5—提取罐，6—第三管路，7—第一截止阀，8—第一换向阀，9—第二换向阀，10—压缩机，11—蒸发器，12—节流阀，13—加药口，14—进液口，15—出液口，16—排渣口，17—旁路支管，18—第二截止阀，19—喷淋头，20—真空泵，21—第一管路，22—第二管路，23—气管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参见图1，本实施例提供了一种中药提取节能系统，包括加热系统、缓冲罐1和提取罐5；

所述缓冲罐1的两端分别通过第一管路21与加热系统相连接；

所述提取罐5的两端分别通过第二管路22与缓冲罐的两端相并联，并在所述第二管路22与所述第一管路21的对应连接处设有第一换向阀8和第二换向阀9，其中第一换向阀8的两个切换方向通道分别以a1-b1通道和a1-c1通道表示，第二换向阀9的两个切换方向通道分别以a2-b2通道和a2-c2通道表示；

在所述第一换向阀或第二换向阀到加热系统之间的所述第一管路21上装有循环泵2和过滤器3，并且缓冲罐1、循环泵2、过滤器3和加热系统构成用于对溶媒进行加热的缓冲系统，提取罐5、循环泵2、过滤器3和加热系统构成用于对待提取的药剂进行加热的加热提取系统，在本实施例中以水作为中药提取的溶媒；所述缓冲罐1通过第三管路6连接所述提取罐5，第三管路6装有第一截止阀7。

进一步的，本实施例中过滤器3用于过滤循环流动的溶媒或药剂中存在的固体杂质。

进一步的，本实施例中所述加热系统包括通过管路依次连接成闭环系统的压缩机10、冷凝器4、节流阀12和蒸发器11，其中，所述缓冲罐1的两端分别通过所述第一管路21与所述冷凝器4的两端相连。

公知，冷凝器4包括壳体和位于壳体内的换热管，在换热管中循环流动的是工质(制冷剂)，壳体与换热管之间的夹层空间作为另外一种流体(溶媒或药剂)的换热通道，其中当缓冲系统启动作业时，流经换热通道的流体为溶媒，当加热提取系统启动工作时，流经换热通道的流体为药剂。

加热系统在进行循环工作时，工质(制冷剂)在蒸发器11中吸收外界环境低品位的空气能，通过压缩机10提高其温度和焓值，然后流经冷凝器4内的换热管，在冷凝器中释放潜热，而处于换热通道中的溶媒或药剂通过热交换吸收由换热管释放的潜热；释放潜热后的工质经过节流阀12降温降压后重新进入蒸发器11，再由蒸发器11吸收环境中的低品位空气能，从而完成一个循环。

由此可知，本实施例所述的加热系统充分利用了外界环境低品位的空气能，并实现了将该空气能转换成在中药提取过程中用于向溶媒或药剂供热的热能。

本实施例所述的一种中药提取节能系统的工作过程如下：

当开始中药提取工艺时，首先，通过缓冲罐1上的进液口向其罐体内添加常温溶媒，并启动缓冲系统，对溶媒进行加热，具体操作为：

切换第一换向阀8和第二换向阀9，使得第一换向阀8的a1-b1通道和第二换向阀9的a2-b2通道均导通，第一换向阀8的a1-c1通道和第二换向阀9的a2-c2通道均关闭，并确保第一截止阀7处于关闭状态，此时常温溶媒进入缓冲罐1，并通过第二换向阀9的a2-b2通道，经由循环泵2和过滤器3进入冷凝器中的换热通道，在冷凝器中吸收工质的潜热而提高温度后，经由第一换向阀8的a1-b1通道返回缓冲罐1，以此循环加热溶媒，直至缓冲罐1中的溶媒达到中药提取的预设温度。

然后，关闭缓冲罐1上的进液口，打开第一截止阀7，使缓冲罐1中达到预设温度的溶媒进入提取罐5中；

接着，关闭第一截止阀7，切换第一换向阀8和第二换向阀9，使得第一换向阀8的a1-c1通道和第二换向阀9的a2-c2通道均导通；通过提取罐5的进药口往提取罐5中加入中药，中药浸入提取罐5的溶媒中成为药剂。

此时，加热提取系统启动运行，以对药剂进行加热，药剂通过第二换向阀9的a2-c2通道，经由循环泵2和过滤器3进入冷凝器的换热通道，在其中吸收工质的潜热而提高温度后，经由第一换向阀8的a1-c1通道返回提取罐5。

在正常运行阶段只需要将药剂维持在提取温度，因此，此时压缩机10保持低频率运行即可，当药剂温度低于提取温度5℃时，设置压缩机10运行频率为30-50hz，在实际工作时通常选择50hz的运行频率，当药剂温度高于提取温度5℃时，设置压缩机10在5-30hz的频率区间运行，具体可选择10hz，从而降低压缩机的运行功耗。

当药剂达到设定的浓度时，再次切换第一换向阀8和第二换向阀9，使得第一换向阀8的a1-b1通道和第二换向阀9的a2-b2通道均导通。缓冲罐1中的溶媒经由与初始启动阶段相同的通路加热，此时可提高压缩机10运行频率，短时间内将缓冲罐1中的溶媒加热到提取温度，溶媒循环过程中可以清洗过滤器3。在该过程中，将药剂从提取罐5中排出，并排出药渣。与此同时，在提取罐1中加入新的中药开始下一轮循环加热和提取。

实施例2

一种中药提取节能系统，该实施例涉及到的系统是在实施例1的基础上作出的改进，其改进为：参见图2，所述提取罐5具有罐体，在罐体上设有加药口13、进液口14、出液口15和排渣口16，在出液口15处设有旁路支管17，并在旁路支管17上装有第二截止阀18，第二截止阀18用于控制提取的药剂的排出；在罐体内侧的顶部装有至少一组喷淋头19，喷淋头19与进液口14相连接，其中喷淋头19具体可设置2-3组，并且设置喷淋头19用于确保循环加热的药剂与提取罐5中剩余的药剂进行充分地接触换热，从而提高了中药的提取效率。

进一步的，本实施例中所述喷淋头19上喷淋口的直径为3-5mm。

实施例3

一种中药提取节能系统，该实施例涉及到的系统是在实施例2的基础上作出的改进，其改进为：参见图2，所述提取罐5还配置有真空泵20，真空泵20通过气管23与提取罐5的罐体相连通，其中通过设置真空泵20用于使得提取罐5维持在负压，这增加了中药中有效成分向药剂中渗透的驱动力，并且使药剂在较低的提取温度下处于沸腾状态，从而进一步提高了中药的提取效率，并且有效避免了高温提取对药剂中有效成分的破坏。

实施例4

本实施例基于实施例1-3所述的系统结构，其具体为一种中药提取节能系统的中药提取方法，包括以下步骤：

将溶媒加入至缓冲罐1中；

对溶媒进行加热，关闭第一截止阀7，同时切换第一换向阀8和第二换向阀9，使得缓冲系统启动运行，对缓冲罐1中的溶媒进行加热，直至溶媒达到中药提取的预设温度；

配置药剂，打开第一截止阀7，使得缓冲罐1中的溶媒进入至提取罐5中，并向提取罐5中加入中药；

对药剂进行加热，关闭第一截止阀7，再次切换第一换向阀8和第二换向阀9，使得加热提取系统启动运行，以对提取罐5中的药剂进行加热；

换药并排出药剂，当药剂达到设定的浓度时，再次切换第一换向阀8和第二换向阀9，使得缓冲系统启动运行，用以对缓冲系统的循环管路中残留的药剂及管路上安装的过滤器3进行清洗，同时排出提取罐5中的药剂和药渣；

在提取罐5中加入新的中药，并按照上述步骤开始下一轮循环加热和提取。

进一步的，本实施例中在对药剂进行加热的步骤中，提取罐5中1/4-1/5体积容量的药剂经由加热提取系统进行循环加热，提取罐5中其余药剂在提取罐5中与经由加热提取系统进行循环加热的药剂直接接触换热。

进一步的，本实施例中在对溶媒进行加热的步骤与换药并排出药剂的步骤中，所述加热系统中压缩机10的运行频率为30-50hz，其中在实际工作时通常选择50hz的运行频率；在对药剂进行加热的步骤中，所述压缩机10的运行频率根据提取罐5内药剂的温度来控制，当药剂温度低于提取温度5℃时，压缩机运行频率为30-50hz，其中在实际工作时通常选择50hz的运行频率，当药剂温度高于提取温度5℃时，压缩机在5-30hz的频率区间运行，其中压缩机的实际运行频率选择10hz。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。