导热油加热在中药有效成分提取、浓缩、干燥工艺中的应用

摘要

本发明涉及一种制药领域的加热工艺技术，具体的说是一种导热油加热在中药有效成分提取、浓缩、干燥工艺中的应用，该导热油加热工艺中包括一个热油循环回路和一个冷油循环回路，在生产中可实现提取，浓缩，干燥三个单独结构单元的加热，也可多结构单元同时加热；为了操作安全和提高生产效率加热系统中增设了冷却循环回路，用高温齿轮泵将低位罐中的冷油直接送入提取罐的夹层中，把高温油置换到低位罐。具有高温低压、闭路循环、热效率高、节能效果好、运行平稳等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制药领域的加热工艺技术，具体的说是一种导热油加热在中药有效成分提取、浓缩、干燥工艺中的应用。

背景技术

在中药提取、浓缩和干燥的规模化生产过程中传统的加热介质为水蒸气，其存在的主要问题在于工作压力大，对设备安全性要求高，传热慢，效率低，消耗能源大。

热油炉又称有机热载体锅炉，即锅炉内的工作介质是导热油，而不是水和水蒸汽。导热油在锅炉内被加热而获得高温，利用循环热油泵将高温的导热油输送到用热设备，放热降温后又被送回到炉内继续加热，周而复始地在供热系统中进行循环(液相闭路循环)。由于导热油是一种热稳定性很好的介质油，最高工作温度可达350℃，而系统最高压力仅为0.6-0.7MPa——仅是循环泵为了克服供热系统循环阻力而需要的压力。

由于热油炉具有高温低压、闭路循环、热效率高、节能效果好、运行平稳等优点，被广泛地应用在各种工业加热系统中如：木材工业(胶合板、纤维板、刨花板)、石油化学工业、油脂工业、塑料及橡胶工业等。是替代蒸汽锅炉的理想设备。但在医药行业至今仍未涉足，主要原因是由于医药企业对热油炉的认识不够，不了解热油炉高效节能、安全稳定的特点，担忧导热油渗漏影响到药品质量，以及从未有医药企业热油炉使用的先例。所以热油炉在医药行业中一直未被使用。

发明内容

本发明的目的是要提供一种高温低压、闭路循环、热效率高、节能效果好、运行平稳的导热油加热工艺及其该工艺在中药有效成分提取、浓缩、干燥工艺中的应用。

本发明的目的是这样实现的，导热油加热在中药有效成分提取、浓缩、干燥工艺中的应用。其中导热油加热工艺中包括一个热油循环回路和一个冷油循环回路。

该导热油循环加热系统包括热油炉、浓缩罐、提取罐、干燥箱、高位罐、低位罐、热油泵、注油泵、油汽分离器、出油分油缸、回油分油缸、仪表、电动三通阀、单向止回阀、截止阀门，所述的浓缩罐、提取罐和干燥箱与高位罐、低位罐和热油炉连接构成回路，高位罐为热油罐，低位罐为冷油罐。

所述的浓缩罐、提取罐和干燥箱与高位罐和热油炉构成的热油循环回路上设置有出油分油缸、回油分油缸、油汽分离器、热油泵、电动三通阀、单向止回阀、截止阀门。

所述的浓缩罐、提取罐和干燥箱与低位罐和高位罐构成的冷油循环回路上设置有注油泵、截止阀门。

本发明采用导热油加热方法应用在中药有效成分提取、浓缩、干燥生产过程中优点和效果明显，不但节省了燃料、降低了生产成本，更重要的是可以大大的提高了生产效率和产量，比传统的水蒸气加热方式传热更快、加热温度可以精确控制、节省能源。且安全绿色环保，适合大规模生产应用。

具体的优点和积极效果如下：

1、导热油炉加热与蒸汽锅炉加热在中药提取生产过程中的应用对比表明，采用导热油炉加热的时间比蒸汽锅炉加热的时间要短，尤其是第一次加热时间缩短了60分钟，第二次和第三次因为提取罐内的物料已经被加热，所以优势并不十分明显，但是总的加热时间缩短了60分钟，不仅节省了燃料，重要的是大大的提高了生产效率，提高了产量。(见表1-1、1-2)

表1-1热油炉运行加热时间及温度表

  加热时间  油炉出口温度  油炉回油温度  沸腾时间  药液初始温度  药液沸腾温度  第1次加热  60分钟  180℃  160℃  2小时  7℃  92℃  第2次加热  40分钟  180℃  160℃  2小时  45℃  92℃  第3次加热  25分钟  180℃  160℃  2小时  55℃  92℃

表1-2蒸汽锅炉加热时间及温度表

  加热时间  蒸汽压力  沸腾时间  药液初始温度  药液沸腾温度  第1次加热  120分钟  0.15Mpa  2小时  7℃  92℃  第2次加热  70分钟  0.15Mpa  2小时  45℃  92℃  第3次加热  40分钟  0.15Mpa  2小时  55℃  92℃

2、导热油炉加热与蒸汽锅炉加热在中药有效成分的浓缩生产过程中的应用对比表明，导热油炉加热烘干的时间比蒸汽锅炉加热浓缩的时间缩短了8小时，缩短了1/3的加热时间，提高了生产效率。(表2所示)

表2

  加热方式  加热时间  药液初始温度  药液沸腾温度  真空度  导热油浓缩  8小时  50  70  -0.09MPa  蒸汽浓缩  12小时  50  70  -0.09MPa

3、导热油炉加热与蒸汽锅炉加热在在中药有效成分的干燥生产过程中的应用对比表明，热油炉加热烘干的时间比蒸汽锅炉加热烘干的时间缩短了8小时，缩短了1/3的加热时间，提高了生产效率。(见表3)

表3

  加热时间  药膏初含水率  药膏终含水率  导热油烘干  16小时  65％  2％  蒸汽烘干  24小时  65％  2％

4、经济效益分析。

1)、耗煤量：以II类烟煤计算(发热值17693KJ/kg＝4226kcal/kg)，10t蒸汽锅炉的耗煤量为2028Kg/h，由于热油炉是闭路循环系统，热效率高，10t热油炉耗煤量为1500Kg/h，按每天工作20小时，一年工作300天计算，每年节省燃料费用为：

(2028-1500)*20*300*/1000*400元/吨＝126.7万元

2)、水费：由于药厂一般都有冷凝水回收装置，如果回水率按60％计算，则耗水量为每小时4吨，则每年水费为：

4*20*300*3元/吨＝7.2万元

3)、电费：如果蒸汽锅炉和热油炉的鼓引风机的配置相同，那么热油炉比蒸汽锅炉增加了2个55KW的循环泵，按每天24小时工作计算；而蒸汽锅炉同样也需要增加一台22KW的补水泵，按每天工作12小时计算，则热油炉比蒸汽锅炉每年多出的电费为：

(2*55*24-22*12)*300*0.93元/度＝66.29万元

把以上各项综合起来，10吨热油炉比10吨蒸汽锅炉每年节省费用为：

126.7-66.29+7.2＝67.61万元

10吨热油炉投资大约100万元左右，使用热油炉不到两年的时间即能收回投资。

附图说明

图1为本发明导热油加热系统结构示意图。

具体实施方式

由附图1所示：热油炉1、浓缩罐2、提取罐3、干燥箱4、高位罐5、低位罐6、热油泵7、8、注油泵9、油汽分离器10、出油分油缸11、回油分油缸12、仪表13、14、电动三通阀15、16、单向止回阀17、18、截止阀门19～52。

在中药有效成分的提取、浓缩、干燥过程中要根据药品生产工艺的要求设定进入提取、浓缩和干燥设备的热油温度和回油温度。

中药制剂简单工艺流程：

药材粉碎-称重-投料-加水-加热至煮沸-保持微沸-放药液至储存罐-加热浓缩-药膏-烘干。

在生产过程中导热油加热可实现单独结构单元(包括提取，浓缩，干燥)加热，也可实现多结构单元同时加热。提取、浓缩、干燥同时加热，而需要的加热温度又不同，多功能提取罐需要的温度越高越好，而浓缩罐和烘干箱的温度却要控制在一定温度，为了满足这一要求，我们在热油炉供热系统中增加了电动三通阀，电动三通阀可以根据需要的温度，自动调整进入设备内高温导热油的流量，从而自动控制温度。解决了用热设备用热温度不同的工艺需求。

快速冷却。在加热结束时需要快速把温度降到50--60℃，原因①是从安全角度考虑，防止温度过高时候烫伤到工作人员；②是为了提高生产效率。基于以上两点原因，我们在设计管路系统时，又增加了冷却循环系统，用高温齿轮泵将低位罐中的冷油直接送入提取罐的夹层中，把高温油置换到低位罐。

实现以上加热，冷却过程的具体操作如下：

加热具体操作过程：

(1)、提取

确认截止阀门19、29、30、44开通，打开分油缸上提取进油总阀门34和回油缸上回油总阀门38，分别打开各提取罐上的进出口截止阀门42，43，开启热油泵7，待运行平稳后，导热油炉加热，用提取罐上截止阀门42，43调整罐里加热温度。

(2)、浓缩

确认截止阀门19、29、30、44开通，打开分油缸上浓缩进油总阀门35和回油缸上回油总阀门39，分别打开各浓缩罐上的进出口截止阀门40，41，开启热油泵7，待运行平稳后，导热油炉加热，用浓缩罐上电动三通阀15，截止阀门40，41调整罐里加热温度

(3)、干燥

确认截止阀门19、29、30、44开通，打开分油缸上干燥箱进油总阀门36和回油缸上回油总阀门37，分别打开各干燥箱上的进出口截止阀门45，46，，开启油泵7，待运行平稳后，导热油炉加热，用干燥箱上电动三通阀16，截止阀门45，46调整箱里加热温度。

冷却具体操作过程：

(1)、提取

打开截止阀门33，先关闭进油阀门42，再关闭回油阀门43，把进出口油阀下面两个截止阀门47，48打开，确认截止阀门22、32开通。开启注油泵9，开始冷油循环。

(2)、浓缩

打开截止阀门33，先关闭进油阀门40，再关闭回油阀门41，把进出口油阀下面两个截止阀门51，52打开，确认截止阀门22、32开通。开启注油泵9，开始冷油循环。

(3)、干燥

打开截止阀门33，先关闭进油阀门45，再关闭回油阀门46把进出口油阀下面两个截止阀门49，50。打开确认截止阀门22、32开通。，开启油泵9，开始冷油循环。

实施例1

1、导热油加热工艺在中药有效成分的提取生产过程中的应用：

首先对3.5m³多功能提取罐进行外观检查，然后进行气密性实验。在确保无渗漏的情况下，注入导热油后进行冷循环。向罐内加入300kg药材，注入3000kg的水。热油炉开始供热，记录加热时间和温度。

对提取罐进行加热至沸腾，待药液沸腾以后，按照药品生产工艺的要求，药液在沸腾后需要保持微沸2小时以上，由于在提取罐夹层中还有160℃左右的导热油在循环，因此热油炉在这个时间内基本上不用加热，只有在热油炉出口温度降至100℃时，再重新启动热油炉进行加热升温，使药液始终保持微沸状态。

热油炉运行加热时间及温度表

  加热时间  油炉出口温度  油炉回油温度  沸腾时间  药液初始温度  药液沸腾温度 第1次加热  60分钟  180℃  160℃  2小时  7℃  92℃ 第2次加热  40分钟  180℃  160℃  2小时  45℃  92℃ 第3次加热  25分钟  180℃  160℃  2小时  55℃  92℃

实施例2

2、导热油加热工艺在中药有效成分的浓缩生产过程中的应用：

首先对2m³真空浓缩罐进行外观检查，然后进行气密性实验。在确保无渗漏的情况下，注入导热油后进行冷循环。热油炉开始供热，待温度达到要求后开启真空泵，向真空罐内加入300L药液，开始浓缩，记录加热时间和温度。

  加热方式  加热时间  药液初始温度  药液沸腾温度  真空度  导热油浓缩  8小时  50  70  -0.09MPa

实施例3

3、导热油加热工艺在中药有效成分的干燥生产过程中的应用：

真空干燥箱是用来干燥药膏的设备，药膏的初含水率为60％，要求烘干后达到2％以下的含水率，基本上达到绝干。由于药膏中含有一些热敏物质，烘干温度过高会破坏这种热敏物质的药性，要求通入干燥箱的导热油温度最高不得超过130℃，因此我们在试验时，设定通入的导热油的温度为115℃，回油温度设定为95℃。

  加热时间  药膏初含水率  药膏终含水率  导热油烘干  16小时  65％  2％