折流式连续逆流提取机
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最大的优势在于：
- 占地面积小。“独特”的折流式多级管式结构，设备最长6米，极大减少设备占地面积；
- 提取率高。“独特”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；
- 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%）。
- 能耗低。“独特”的真空加热与保温装置，极大提高加热效率，保温效果显著，安全可靠；
- 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。
- 维护清晰方便。“独特”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、彻底，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，且能耗极大；（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，研制了折流式连续逆流提取机；
2、针对超长提取停留时间（大于8 h）或珍稀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。
- 沈善明.折流式连续逆流提取机[J].医药工程设计，2004，25（2）：1
- 沈善明.易清洗操作的折流式连续逆流提取机[J].医药工程设计，2007，28（4）：8
- 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
专利：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. 折流式连续逆流提取机与多功能提取罐、超声波逆流提取机的性能比对
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提取罐 |
逆流提取机（超声波） |
折流式连续逆流提取机 |
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工作原理 |
搅拌、间歇 |
连续逆流提取 |
连续逆流提取 |
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提取特征 |
液固间浓度差趋于零，浸提动力不强 |
提取物存在混返现象 |
无混返现象 |
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操控方式 |
以人工操作为主 |
自动化操作 |
自动化操作 |
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有效成份提取率 |
较低 |
比提取罐提高80% |
比提取罐提高100% |
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提取时间范围 |
间歇式 |
提取流程在2-3 h内 |
提取流程可延长至20 h |
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设备占地 |
大 |
20-60米长 |
最长6米 |
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液固比 |
大于13：1 |
10：1左右 |
可降低至8：1 |
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能耗 |
较大 |
较大 |
热效率90%以上 |
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温度控制 |
受热不均匀 |
均匀受热 |
均匀受热 |
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物料堆积 |
需要人工搅拌 |
无堆积 |
无堆积 |
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拆卸清洗 |
不方便 |
不方便 |
方便拆卸，方便清洗 |
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性价比 |
低 |
低 |
高 |
上海邮昌制药设备有限公司注册地址为上海市闵行区，注册资金1000万元。设备生产在江苏省高邮市，厂房建筑面积达4000平方米，各类机加工设备100余台套，现有职工人数87名，企业年生产能力达5000万元。公司具有江苏省环境污染设计、治理双乙级资质，为江苏省环境保护产业协会会员单位。顺利通过ISO9001、ISO14001等体系认证。
目前，公司业务涉及逆流提取（2种）、升华提纯（3种）、高效干燥（7种），以及环保工程（2类10种）四大领域。拥有22项专利（发明专利3项），正在申请专利3项。其中，逆流提取、升华提纯、高效干燥这三个领域有7种产品为全国首创，独家制造。本公司不断创新，跟踪先进技术。与中国食品发酵工业研究院、上海三明干燥研究所（原上海医药工程设计院）、江南大学等科研院所保持长期良好合作。
坚持“以人为本、以诚为道、质量第一、服务至上”的理念，提倡“踏实、勤恳、诚实、互惠、共享“的精神，努力为广大客户提供优质设备与专业服务。
二、重点业务
在逆流提取领域，独创性地开发了折流式连续逆流提取机，采用溶媒与提取物逆向行进的提取流程，大大增加了提取效率。该设备适用于动、植物（根、茎、叶）有效成分提取，不仅对有效成份含量较高（％量级）的提取效果显著（>＝98%），而且对有效成分含量非常低（ppm量级）的提取效果同样显著（>=96%）。
在升华提纯领域，开发了连续真空升华凝华设备，适用于化工、制药领域，升华点有明显差异的物料之间分离和提纯。该技术彻底改变了现有间歇釜式工艺的现状，是一种能代替重结晶工艺最经济、有效、便利的新技术。
在高效干燥领域，1、开发了20-100℃低温干燥设备，利用低温蒸汽直接加热法替代低温代冻干干燥技术；2、独创的内部设计，大大增加干燥面积。3、在中药浸膏干燥领域，独创性开发了流化制粒干燥技术。
这些专利技术的研发和实现，可能会在质上改变现有相关设备的诸多弊端，极大提升现有工艺的产能极限，以进一步提高化工、制药企业的效益。
