類中藥的根、根莖、皮、葉、花、果、種子等，在高壓水射流的沖擊和水楔張力及空化剝蝕作用下，超細粉碎至平均粒徑約< 5?10 μ m，使直徑約在10?100 μπι尺寸范圍的各種中藥植物細胞的細胞壁破壞，不僅有利于活性物質的極性成分溶于水中，而且在高壓水射流劇烈的湍流乳化作用下，也有利于活性物質的非極性(脂性或油性)成分溶于水中。
[0104]由于所述用于植物超細粉碎的水射流磨以水為工作介質，若粉碎過程中，通過高壓柱塞栗源源不斷地從提取系統外補充工介水，則會造成對活性物質的過于稀釋而影響蒸餾效率。對此，提取系統配置了離心分離機，使高壓柱塞栗、所述用于植物超細粉碎的水射流磨、離心分離機和輸送栗形成閉路粉碎與分離回路，將離心分離機分離的重質物(含粗顆粒)返回所述用于植物超細粉碎的水射流磨，進行連續循環粉碎；將離心分離機分離的輕質物(含活性物質和微細中藥植物顆粒)送人高壓柱塞栗，作為工作介質循環使用，直至離心分離機分離的輕質物的粒度達到平均粒徑約< 5?10 μπι時，以濕溶膠的形式被輸送進入換熱器預熱，再被送入多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置上端加料口進行蒸發處理。
[0105]由于工介水中所含的植物顆粒尺寸微小，且幾乎無磨蝕性，故不會造成高壓柱塞栗以簡單的直線往復式運動為工作原理的增壓推桿磨損，而對溶液產生摻雜性污染。水射流磨在粉碎過程中升溫很小，不會對活性物質產生熱影響。
[0106]在水射流粉碎過程中，中藥植物中的一些易于從液相中逃逸的揮發性分子，由于高壓水射流的沖擊和空化作用而產生揮發，因此在所述用于植物超細粉碎的水射流磨的排料接管處設置氣液分離器，將這部分揮發性氣體直接輸送至位于蒸發裝置后段的冷凝和氣液分離裝置中，隨中藥有效成分一并捕集。
[0107]作為中藥有效成分提取原料的植物根、根莖、皮、葉、花、果、種子等，在所述用于植物超細粉碎的水射流磨粉碎前，先在攪拌罐中用水浸漬，使植物纖維產生一定的溶脹，以便水射流磨進行高效松解粉碎。
[0108]通過對植物根、根莖、皮、葉、花、果、種子等原料的一段時間細胞破壁粉碎和活性物質的溶出處理，經由離心分離機分離的重質物(含粗顆粒)被送入過濾脫水裝置進行固液分離，所得的渣料可被綜合利用，如作為飼料或可降解的農藥載體等。
[0109]所述多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置，具有回轉和固定的兩組倒置錐面碟片同軸相間疊層設置結構，其中，回轉錐面碟片組相間固定在中心軸上做旋轉運動。當料液噴灑到最上層的回轉錐面碟片的內表面上時，在離心力作用下鋪展成均勻的膜層；并在重力作用下繼續流入與其相間的下一層固定錐面碟片內表面的外圓處，進而沿錐面匯集流動至固定錐面碟片內圓處，期間在重力作用下，在固定錐面碟片內表面上鋪展成均勻的薄膜層，直至落入與其相間的下一層回轉錐面碟片的內表面上的內圓處。以此方式，溶液在離心力和重量作用下，交替在回轉和固定的兩組錐面碟片內表面上形成均勻膜層。
[0110]液體膜層越薄，受熱蒸發越快，膜層流速可提高，蒸發量增加。同時，膜層數量越多，比表面積越大，蒸發量也越大。因此，所述多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置，通過交替在回轉和固定的兩組數量較多的錐面碟片內表面上形成均勻膜層，來提高料液的蒸發效率。當介質和微波源一定時，料液膜層對微波能量的吸收主要決定于料液膜層所處位置處的微波電場強度值，而水是高電損介質，微波能量在水中會迅速衰減，因此，料液薄膜層中的微波電場強度值要遠大于液位較深料液內部的微波電場強度值，膜層越薄，微波能量的衰減越小，因此，均勻連續料液薄膜層，可顯著提高其對微波能量的吸收作用。
[0111]由于以微波輻照的加熱方式，取代了直接導入蒸發器內的加熱蒸汽，蒸發器內的氣相僅為料液蒸發所產生的揮發性氣體，消除了水蒸汽對蒸發器內氣相的增量作用，使蒸發器在真空機組的抽吸作用下，真空度顯著提高，這有助于降低料液膜層氣液界面上的壓力，以利于揮發性組分在25?105°C范圍內低溫蒸發，既可提高料液的蒸發效率，降低揮發性氣體后續冷凝的氣液分離負荷，也減小了可能的過熱作用對揮發性組分品質的影響。
[0112]利用微波加熱過程中，熱慣性小、可控制性好的特性，通過微波的脈沖輻照加載控制，對蒸發溫度進行較為精準的控制，進一步提高揮發性組分的品質。
[0113]排出所述多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置的氣相活性物質，被抽吸進入冷凝裝置和氣液分離裝置，使活性物質與冷凝水分離，獲得液態的中藥活性成分。冷凝和氣液分離可采用本領域公知的高效冷凝及分離裝置，如螺旋螺紋管冷凝器、膜分離器、層析柱分離器、大孔樹脂分離器等。
[0114]經過蒸發濃縮后的溶液，經由所述多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置下端排出，由于濃縮液中含有一些具有低飽和蒸氣壓值的中藥活性物質，經脫水干燥可作為微米化中藥的原料加以利用。
[0115]上面結合附圖對本實用新型的實施例進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護之內。
【主權項】
1.一種水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，包括攪拌罐、離心分離機、用于植物超細粉碎的水射流磨、多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置、冷凝器和氣液分離器；所述攪拌罐中與離心分離機連接，離心分離機將分離后的重質物輸送至水射流磨進行水射流粉碎； 水射流磨中獲得的輕物質溶液輸送至多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置上端加料口，多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置包括筒體、中心軸和多個相間疊層設置的回轉錐面碟片組件和固定錐面碟片組件，所述回轉錐面碟片組件與所述中心軸固定連接，所述固定錐面碟片組件固定在所述筒體上；所述筒體的上方設有料液加料接管和蒸發氣體導出接管，所述筒體上設有微波加熱裝置；筒體內產生的氣相活性物質隨蒸汽一起，被抽吸進入冷凝器，并與水蒸汽一起被冷凝成液體；再通過分離器使活性物質與冷凝水分離。2.根據權利要求1所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述固定錐面碟片組件包括固定連接的固定錐面碟片和固定錐面碟片定位圈，所述固定錐面碟片定位圈緊貼筒體設置。3.根據權利要求2所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述微波加熱裝置包括微波饋口透波片、波導和磁控管，所述筒體和固定錐面碟片定位圈上設有與微波饋口透波片對應的安裝孔，所述波導固定在筒體外壁，磁控管與波導固定連接。4.根據權利要求1所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述回轉錐面碟片組件包括固定連接的回轉錐面碟片和回轉錐面碟片定位圈，所述回轉錐面碟片定位圈固定在所述中心軸上，所述回轉錐面碟片為錐形，其表面設置回轉錐面碟片葉片。5.根據權利要求1所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，高壓柱塞栗、水射流磨、離心分離機和粉碎漿料輸送栗連接形成閉路粉碎與分離回路，攪拌罐中的原料，通過植物漿料輸送栗輸送至離心分離機，分離后的重質物被輸送至水射流磨；分離后的輕質物溶液，被輸送人高壓柱塞栗，作為工作介質循環使用。6.根據權利要求1所述的水射流細胞破壁和離心膜減壓低溫蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，蒸發濃縮后的溶液，經由所述多層碟片式離心與重力成膜及差速減壓的低溫蒸發裝置的下端排出，再通過濃縮料漿冷卻器冷卻至常溫。7.根據權利要求6所述的水射流細胞破壁和離心膜減壓低溫蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述冷凝器和冷卻器與冷水機組連接。8.根據權利要求1所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述水射流磨粉碎過程中產生的中藥揮發性有效成分輸送至位于蒸發裝置后段的冷凝器中捕集。9.根據權利要求1所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述水射流磨包括上部進料分級結構和下部噴嘴粉碎結構，所述上部進料分級結構與所述下部噴嘴粉碎結構密封連接，上部進料分級結構與下部噴嘴粉碎結構之間設有扁平環管形粉碎腔和葉片分級沖擊環； 所述下部噴嘴粉碎結構包括下基體、噴嘴堵頭、環形高壓水分布室、多個匯聚噴嘴和多個均布噴嘴； 所述上部進料分級結構包括上基體和設置在所述上基體的進料接管和排料接管，所述進料接管的下料口與所述扁平環管形粉碎腔連通； 所述匯聚噴嘴和均布噴嘴密封連接在所述下基體中，所述匯聚噴嘴和均布噴嘴的進口端連接環形高壓水分布室，出口端與扁平環管形粉碎腔連通；所述匯聚噴嘴的軸線匯聚于所述進料接管的管壁在所述扁平環管形粉碎腔對應投射圓區域內。10.根據權利要求1所述的水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，其特征在于，所述葉片分級沖擊環包括匯聚噴嘴沖擊壁面、均布噴嘴沖擊壁面和切向葉片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種水射流粉碎和離心膜微波蒸餾提取中藥有效成分的系統，包括攪拌罐、離心分離機、用于植物超細粉碎的水射流磨、多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置、冷凝器和氣液分離器；所述攪拌罐中與離心分離機連接，離心分離機將分離后的重質物輸送至水射流磨進行水射流粉碎；水射流磨中獲得的輕物質溶液輸送至多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置上端加料口，多層碟片式離心與重力成膜微波蒸發裝置包括筒體、中心軸和多個相間疊層設置的回轉錐面碟片組件和固定錐面碟片組件，所述回轉錐面碟片組件與所述中心軸固定連接，所述固定錐面碟片組件固定在所述筒體上。本實用新型以純物理方法實現細胞破壁和蒸餾提取的高品質中藥有效成分。
【IPC分類】B01D1/00, B01D3/00, B01D1/30
【公開號】CN205182219
【申請號】CN201520864181
【發明人】葉菁, 胡漢華, 孫春毅
【申請人】武漢紐威晨創科技發展股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月31日