折流式连续逆流提取机

Continuous Countercurrent Extractor with Parallel Pipelines

一、主要特点

    与目前20-50长的（超声波）连续逆流提取机相比，该折流式连续逆流提取机zui大的优势在于：

1. 占地面积小。“*”的折流式多级管式结构，设备zui长6米，*减少设备占地面积；
2. 提取率高。“*”的螺旋结构，整个提取流程无回流、混返现象，固液比可低至1：6，无需超声波辅助，有效成份提取率高；
3. 适用范围广。不仅适用于有效成份含量较高（%量级）的1-2小时常规提取，如银杏黄酮（提取率>=98%）；而且同样适用于有效成份含量非常低（ppm量级）的10-20小时超常规提取，如红豆杉紫杉醇（提取率>=95%）。
4. 能耗低。“*”的真空加热与保温装置，*提高加热效率，保温*，安全可靠；
5. 性价比高。结构紧凑、有效，减少冗余管道和支架设计，制造成本大幅减低。由于大大提高了提取效率，降低了能耗，因此，运行成本大幅降低。
6. 维护清晰方便。“*”的内部结构设计，使得每段螺旋能够方便快捷地装卸，清洗方便、*，符合GMP规范要求；

二、研发背景

目前，天然动、植物中有效成份提取主要采用多功能提取罐和（超声波）连续逆流提取机。但是在实际生产过程中，发现这两种提取方式还存在弊端。

1、提取罐单罐间歇提取的工艺已有数十年的使用历史，该工艺相对过时。该工艺具有设备容积效率低，蒸发浓缩能耗大，操作环境恶劣，以及提取率低的缺点。

2、（超声波）连续逆流提取机在提取罐的工艺基础上作了改进，使用了槽式或管道式逆流提取，甚至附加了超声辅助浸提装置。虽然该设备使得提取技术有了质的改进，但是至少还存在五方面的不足：（1）、设备太长。一般有20到40米，甚至更长，这给安置设备提出了较苛刻的空间要求；（2）、投资成本高。厂房及配套设施成本甚至超过了设备本身；（3）、提取效率不高。由于结构设计的局限，提取存在回流、混返现象严重，使得提取率不高。（详细请见：沈善明,朱丰金.追求理想的连续逆流折流管式提取机[J].医药工程设计，2009，30（3）：6；链接为: http://www.docin。。ｃｏｍ/p-1048904050.html）；（4）、能源消耗大。为了弥补提取率不高，增加超声装置。但该装置效果不佳，且能耗*；（5）、拆卸清洗不方便。需要拆卸推料螺旋槽法兰盖板上数以百计的螺丝，然后再装配，非常不方便；

三、研发成果

1、针对以上现有提取工艺的不足，研制了，具体特点见第三章；

2、针对超长提取停留时间（大于8 h）或*品种有效成份含量低（ppm量级）的难题，研制了立式搅拌连续逆流提取机。

1. 沈善明.[J].医药工程设计，2004，25（2）：1
2. 沈善明.易清洗操作的[J].医药工程设计，2007，28（4）：8
3. 沈善明,朱丰金.追求理想的连续逆流折流管式提取机[J].医药工程设计，2009，30（3）：6

：200320122235.5、200620048081.3、200810202286.6，以及200910046851.9；

四、结构原理

1、逆流提取

逆流，即提取溶剂行进方向反向于提取物料推进的方向。用逆流的方式来进行提取，可以始终确保提取物和提取液之间的高浓度差。浓度差是浸出和提取作用发生的原动力，连续逆流采用的物料和溶剂持续逆向运动，增大了固、液间的浓度梯度，提高了浸出效率和浸出液浓度。

提取物料和提取液在提取管内连续不断接触, 液、固间在加热条件下进行扩散和渗透。在浓提取液出口端,即使提取液中有效成份的浓度再高,但仍低于刚加入的提取物料浓度。对即将从螺旋出口排出的提取物料,即使其所含有效成份浓度再低，但仍高于刚加入的提取液浓度。因此，在整个提取管内，高浓度差使得提取过程一直在有效地进行。

图1 固液逆流提取技术浓度差

2、结构原理

如图2，这种新型的提取机由几部分组件构成：（1）驱动轴、（2）左固定支撑板、（3）轴连接头、（4）低温蒸汽发生器、（5）提取管、（6）螺旋推料轴、（7）蒸汽加热盘管、（8）药材（物料）进口管、（9）沉降槽、（10）提取液出口管、（11）右固定支撑板、（12）可拆卸支撑板、（13）加热蒸汽进口、（14）废渣槽、（15）溶剂（提取液）进口、（16）螺旋排渣机。

图2 连续逆流折流管式提取机组结构图

驱动轴（1）和螺旋轴（6）通过轴连接头（3）连接后分别支撑于左固定支撑板（2）和螺旋轴可拆卸支撑板（12）上。驱动机通过链轮带动一个驱动轴（1），然后再带动另一个驱动轴，直至带动全部。低温蒸汽发生器（4）底部设加热蒸发盘管（7），并与加热蒸汽进口（13）连接。提取管（5）的两端焊接在低温蒸发器（4）的左、右固定支撑板（2，11）上。采用水平倾斜和垂直焊接的方式，将各段提取管（5）串联和并联在一起。药材进料口（8）垂直焊接在提取管（5）上。提取管（5）的末端与废渣槽（14）焊接，溶剂进口（15）和螺旋排渣机（16）焊接固定在废渣槽（14）上。在药材进料口（8）相隔一段间距后的提取管（5）上焊接提取液出口管（10），带提取液出口的齿形溢流槽焊接在提取液出口管上。

3、提取流程

图3 连续逆流提取流程图

六、性能比对

表1. 与多功能提取罐、超声波逆流提取机的性能比对