一种中药连续提取的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，尤其涉及一种中药连续提取的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

本发明的目的就是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，为此提供一种中药连续提取的节能系统及其中药提取方法，用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连续提取的节能系统，包括加热系统、缓冲罐和至少两个提取罐；

所述缓冲罐的两端分别通过第一管路与所述加热系统相连接；

每个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所述加热系统之间的所述第一管路上设有循环泵；

所述缓冲罐与每个所述提取罐分别通过第三管路相连接，各个所述第三管路上均装有第一截止阀；

在任意两个所述提取罐之间均设有第四管路，所述第四管路上装有第二截止阀。

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，本发明中所述加热系统包括若干个相互并联的所述冷凝器，并且每个所述冷凝器均配备一个与其串联的所述节流阀；所述缓冲罐的两端分别通过所述第一管路与相应冷凝器的两端相连。

优选的，本发明中所述提取罐内侧的顶部装有至少一组用于外部液体输入的喷淋头，并且提取罐通过气管连接真空泵。

本发明还提供了一种中药动态连续提取的节能系统的中药提取方法，包括：

s1，向缓冲罐中加入溶媒；

s2，关闭第一截止阀，并同时切换第一换向阀和第二换向阀，以加热缓冲罐中的溶媒，直至溶媒达到中药提取的预设温度；

s3，向各个提取罐中加入中药，随机选择其中一个提取罐作为首罐进行药剂配置，并打开与首罐对应的第一截止阀，将其余的排序在中间位和最后位的提取罐作为中间罐和尾罐，等待备用；

s4，对首罐进行中药提取操作，继续由s2对溶媒进行加热，使得溶媒维持在中药提取的预设温度；

s5，通过操作第二截止阀，控制首罐中的提取药剂以接力的方式依次向各个中间罐和尾罐中转移，后续接收到提取药剂的提取罐依次加入中药提取操作，直至所有的提取罐同步进行中药提取。

优选的，本发明还包括：s6，将成品药剂从s5中的尾罐中排出，由s1-s6组成的一个中药提取周期结束。

优选的，本发明还包括：s7，依据s5中的中药提取顺序，将前一个中药提取周期中排序在第二位和第一位的提取罐，对应作为下一个中药提取周期中排序为第一位和最后位的提取罐，按此规律依次循环。

优选的，本发明在每个中药提取周期的s5中，排序为第一位的提取罐在向其下一位的提取罐转移提取药剂后，还包括向缓冲罐中补充溶媒的步骤。

优选的，本发明在s4中对首罐进行中药提取操作时，包括对药剂进行加热的步骤：关闭与首罐对应的第一截止阀，同时切换与首罐对应的第一换向阀和第二换向阀，由加热系统对首罐中1/4-1/5体积容量的药剂进行循环加热，首罐中的其余药剂与循环加热的药剂进行直接接触换热。

优选的，本发明中所述提取罐设有三个，分别为首罐、中间罐和尾罐，并且首罐、中间罐和尾罐的提取时间比为1:2:1。

(三)有益效果

上述技术方案可知，本发明通过将提取药剂以接力的方式依次在各个提取罐之间转移，实现了连续提取操作，并使得提取罐中药剂与药渣维持在合理的浓度差，提高了提取率；与此同时，在中药提取的过程中，实现了对药剂的直接接触换热，从而药剂快速达到了对提取温度的要求，相比于传统的对药剂进行蒸汽加热的方式而言，本发明大大提高了能量利用率和中药提取效率。

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所述的中药连续提取的节能系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2所述的提取罐上配置的各个进出口的结构示意图。

图中：1—缓冲罐，21、22、23—循环泵，31、32、33—过滤器，41、42、43—冷凝器，51、52、53—提取罐，61、62、63—第三管路，71、72、73—第一截止阀，81、82、83—第一换向阀，91、92、93—第二换向阀，10—压缩机，11—蒸发器，121、122、123—节流阀，13—加药口，14—进液口，15—出液口，16—排渣口，171、172、173—第四管路，181、182、183—第二截止阀，19—喷淋头，20—真空泵，211、212、213—第一管路，221、222、223—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连续提取的节能系统，包括加热系统、缓冲罐和至少两个提取罐，其中在本实施例中提取罐具体设置3个，依次为提取罐51、52、53；

所述缓冲罐1的两端分别通过第一管路211、212、213与所述加热系统相连接；

每个所述提取罐的两端分别通过第二管路221、222、223与所述缓冲罐1的两端相并联，并在所述第二管路221、222、223与所述第一管路211、212、213的对应连接处设有第一换向阀81、82、83和第二换向阀91、92、93；

其中，第一换向阀81的两个切换方向通道分别以a11-b11通道和a11-c11通道表示，第二换向阀91的两个切换方向通道分别以a21-b21通道和a21-c21通道表示；第一换向阀82的两个切换方向通道分别以a12-b12通道和a12-c12通道表示，第二换向阀92的两个切换方向通道分别以a22-b22通道和a22-c22通道表示；第一换向阀83的两个切换方向通道分别以a13-b13通道和a13-c13通道表示，第二换向阀93的两个切换方向通道分别以a32-b32通道和a32-c32通道表示；

在所述第一换向阀81、82、83或第二换向阀91、92、93到所述加热系统之间的所述第一管路211、212、213上分别设有循环泵21、22、23，其中在所述第一管路211、212、213上还对应设有过滤器31、32、33；

所述缓冲罐1与每个所述提取罐分别通过第三管路61、62、63相连接，所述第三管路61、62、63上对应装有第一截止阀71、72、73；

在任意两个所述提取罐之间分别设有第四管路171、172、173，所述第四管路171、172、173上对应装有第二截止阀181、182、183。

对于上述节能系统，缓冲罐1、循环泵21、过滤器31和加热系统分别通过第一管路211连接构成用于对缓冲罐1中的溶媒进行加热的缓冲系统s1，其中本实施例中选择以水作为中药提取的溶媒；提取罐51、循环泵21、过滤器31和加热系统分别通过第一管路211连接构成用于对提取罐51中的药剂进行加热的加热提取系统e1。

缓冲罐1、循环泵22、过滤器32和加热系统分别通过第一管路212连接构成用于对缓冲罐1中的溶媒进行加热的缓冲系统s2；提取罐52、循环泵22、过滤器32和加热系统分别通过第一管路212连接构成用于对提取罐52中的药剂进行加热的加热提取系统e2。

缓冲罐1、循环泵23、过滤器33和加热系统分别通过第一管路213连接构成用于对缓冲罐1中的溶媒进行加热的缓冲系统s3；提取罐53、循环泵23、过滤器33和加热系统分别通过第一管路213连接构成用于对提取罐53中的药剂进行加热的加热提取系统e3。

上述节能系统在工作过程中，在初始阶段，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s1、s2和s3，对溶媒进行加热，具体操作为：

切换第一换向阀81、82、83和第二换向阀91、92、93，并确保第一截止阀71、72、73处于关闭状态，从而使得缓冲罐1中的溶媒能够分别通过第二换向阀91的a21-b21通道、第二换向阀92的a22-b22通道和第二换向阀93的a32-b32通道，经由循环泵21、22、23和过滤器31、32、33，分别进入至冷凝器41、42、43的换热通道中，溶媒在冷凝器41、42、43的换热通道中吸收工质的潜热而提高温度后，再经过第一换向阀81的a11-b11通道、第一换向阀82的a12-b12通道和第一换向阀83的a13-b13通道返回至缓冲罐1中，并以此循环加热溶媒，直至缓冲罐1中的溶媒达到中药提取的预设温度；

然后，分别向提取罐51、52、53中加入中药，并随机选择将提取罐51作为中药提取的首罐，打开第一截止阀71，使得缓冲罐1内的溶媒进入至提取罐51中，以配置得到药剂，而将提取罐52和提取罐53依次作为中药提取的中间罐和尾罐，并等待备用；

接着，由提取罐51首次进行中药提取操作，其具体操作为：关闭第一截止阀71，同时切换第一换向阀81和第二换向阀91，缓冲系统s1关闭，加热提取系统e1启动运行，由加热系统对提取罐51中的药剂进行循环加热；

在此过程中，向缓冲罐1内加入新的溶媒，并启动缓冲系统s2和s3，继续对溶媒进行加热，使得溶媒维持在中药提取的预设温度；

接着，当药剂达到设定的浓度时，打开第二截止阀181，将提取罐51中的提取药剂向提取罐52中转移；打开第一截止阀71，向提取罐51中补充溶媒；与此同时，加热提取系统e1、e2开启，e3关闭，即相应地关闭缓冲系统s1和s2，启动s3，在缓冲罐1中加入新的溶媒并通过缓冲系统s3循环加热；提取罐51和提取罐52提取一段时间后，打开第二截止阀182，提取罐52中的提取药剂向提取罐53转移，同时提取罐51中的提取药剂向提取罐52转移，此时加热提取系统e1、e2和e3同时开启，提取罐51、52、53同时进行中药提取操作，此时在缓冲罐1中加入新的溶媒，并加热等待。

由上可知，本实施例所述的节能系统在工作过程中，实现了由缓冲系统对缓冲罐中的溶媒进行加热，并由加热提取系统对提取罐中药剂进行加热，以便进行中药提取；通过将提取药剂以接力的方式依次在各个提取罐之间转移，并由各个提取罐依次加入进行提取操作，使得提取罐中药剂与药渣维持在合理的浓度差，提高了提取率；另外，在中药提取的过程中，通过切换第一换向阀或第二换向阀，使得循环加热的药剂与每个提取罐中剩余的药剂进行接触换热，从而使得药剂快速达到了对提取温度的要求，相比于传统的对药剂进行蒸汽加热的方式而言，本系统大大提高了能量利用率和中药提取效率；与此同时，在中药提取过程中，加热系统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。

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形成闭环的压缩机10、冷凝器、节流阀和蒸发器11，其中，所述缓冲罐1的两端分别通过所述第一管路211、212、213与所述冷凝器的两端相连。

公知，冷凝器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的换热通道。对于本实施例而言，当缓冲系统s1、s2和s3启动作业时，流经换热通道的流体为溶媒，溶媒具体为水；当加热提取系统e1、e2和e3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；释放潜热后的工质对应经过节流阀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。

因而，本实施例所述的加热系统充分利用了环境中的低品位空气能，并将低品位空气能转换成热能，实现了在中药提取过程中对溶媒和药剂所需热量的供应。

进一步的，本实施例中所述加热系统包括若干个相互并联的所述冷凝器41、42、43，并且每个所述冷凝器41、42、43对应配备一个与其串联的所述节流阀121、122、123；所述缓冲罐1的两端分别通过所述第一管路211、212、213对应与所述冷凝器41、42、43的两端相连。

如此，可以通过控制每个节流阀的开度，来实时控制与其串联的每个冷凝器的换热效率，以便通过缓冲系统和加热提取系统，进一步实现对缓冲罐内溶媒的温度和每个提取罐内药剂的温度进行实时控制，具体而言，在中药提取的启动阶段，3个节流阀开度一致；当提取药剂在不同的提取罐之间依次接力转移时，存在缓冲系统和加热提取系统进行并行工作的情况，此时处于加热提取系统回路上的节流阀的开度远小于与处于缓冲系统回路上节流阀的开度，且随着缓冲罐中溶媒的温度升高，处于缓冲系统回路上节流阀的开度逐渐减小；最终当各个提取罐同时进行中药提取操作时，三个节流阀开度趋于一致。

实施例2

本实施例基于实施例1所述的节能系统，并进一步对提取罐进行了改进。参见图2，所述提取罐设有用于添加中药的加药口13、用于向提取罐内添加溶媒或用于加热循环的药剂返回的进液口14、用于输出提取药剂的出液口15和用于排出药渣的排渣口16；在提取罐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。

进一步的，本实施例中所述提取罐还配置有真空泵20，真空泵20通过气管23与提取罐的罐体相连通，其中通过设置真空泵20用于使得提取罐内的气压维持在负压状态，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；与此同时，有效避免了高温提取对药剂中有效成分的破坏。

实施例3

本实施例基于实施例1-2所述的节能系统，其具体为一种中药连续提取节能系统的中药提取方法，包括：

s1，向缓冲罐中加入溶媒；

s2，关闭第一截止阀，并同时切换第一换向阀和第二换向阀，以加热缓冲罐中的溶媒，直至溶媒达到中药提取的预设温度；

s3，向各个提取罐中加入中药，随机选择其中一个提取罐作为首罐进行药剂配置，并打开与首罐对应的第一截止阀，将其余的排序在中间位和最后位的提取罐作为中间罐和尾罐，等待备用；

s4，对首罐进行中药提取操作，继续由s2对溶媒进行加热，使得溶媒维持在中药提取的预设温度；

s5，通过操作第二截止阀，控制首罐中的提取药剂以接力的方式依次向各个中间罐和尾罐中转移，后续接收到提取药剂的提取罐依次加入中药提取操作，直至所有的提取罐同步进行中药提取。

上述s1-s5所述的中药提取方法，依次完成了对溶媒的加热、配置药剂、对药剂的加热及对中药进行提取的工艺操作，并在此过程中，实现了由各个提取罐对药剂进行连续提取，不仅大大提高了能量的利用率，而且使得提取罐中药剂与药渣维持在合理的浓度差，提高了提取率。

进一步的，本实施例中还包括：s6，将成品药剂从s5中的尾罐中排出，由s1-s6组成的一个中药提取周期结束；

s7，依据s5中的中药提取顺序，将前一个中药提取周期中排序在第二位和第一位的提取罐，对应作为下一个中药提取周期中排序为第一位和最后位的提取罐，按此规律依次循环。

从而，本实施例所述的方案进一步在对药剂进行连续提取的基础上，还实现了由各个提取罐进行动态的不间断提取作业，即当本实施例所述的提取罐设为三个，并分别为实施例1所述的提取罐51、52、53时，在第一个中药提取周期，对中药进行提取操作的顺序为：提取罐51→提取罐52→提取罐53，基于本实施例s7所述的提取方法，在第二、三个中药提取周期，对中药进行提取操作的顺序分别为：提取罐52→提取罐53→提取罐51和提取罐53→提取罐51→提取罐52，如此重复进行不间断地连续动态提取，大大提高了中药提取的效率。

进一步的，本实施例中，在每个中药提取周期的s5中，排序为第一位的提取罐在向其下一位的提取罐转移提取药剂后，还包括向缓冲罐中补充溶媒的步骤。通过在此步骤中向缓冲罐中补充溶媒，不仅用于填补缓冲罐中的溶媒的消耗，还用于为排序在后面的中间罐和尾罐的中药提取操作作准备。

进一步的，本实施例中，在s4中对首罐进行中药提取操作时，包括对药剂进行加热的步骤：关闭与首罐对应的第一截止阀，同时切换与首罐对应的第一换向阀和第二换向阀，由加热系统对首罐中1/4-1/5体积容量的药剂进行循环加热，首罐中的其余药剂与循环加热的药剂进行直接接触换热。通过采用药剂进行直接接触换热的方式对药剂进行加热，使得药剂能够快速达到对提取温度的要求，相比于传统的对药剂进行蒸汽加热的方式而言，大大提高了能量利用率和中药提取效率。

进一步的，本实施例中所述提取罐设有三个，分别为首罐、一个中间罐和尾罐，并且首罐、中间罐和尾罐的提取时间比为1:2:1，即当首罐设定的提取时间为30分钟，中间罐和尾罐设定的提取时间依次为60分钟和30分钟。与此同时，通过对三个提取罐的提取时间进行如上设置，确保了在进行连续动态提取过程中对能量的充分利用，并使得提取罐中药剂与药渣维持在合理的浓度差，从而进一步提高了提取效率，相应地增加了成品药剂的提取量。

实施例4

本实施例基于实施例1-2所述的节能系统，其具体为一种中药连续提取节能系统的应用，该节能系统不仅用于中药提取，还可应用于中药蒸煮、水提、醇提等过程中。

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。