直錐形雙螺旋中藥提取罐的優化設計研究

林永紹 陽章

摘 要：本文對直錐形雙螺旋型中藥提取罐優化設計必要性進行分析，并對如何優化直錐形雙螺旋中藥提取罐設計加以闡述，希望能為實現中藥提取過程全自動控制提供有效建議。

關鍵詞：直錐形雙螺旋;中藥提取罐;優化設計

引言：傳統中醫提取罐已經無法滿足現階段中藥提取要求，通過優化中藥提取罐，在一定程度上能夠有效解決傳統中藥提取罐過濾裝置易堵塞、操作不便捷以及自動化生產功能缺失等問題，如何優化直錐形雙螺旋中藥提取罐設計，是目前各相關人員需要考慮的問題。

1 直錐形雙螺旋型中藥提取罐優化設計必要性

中藥作為中國傳統藥物，在治療疾病方面具有無可替代的效用，為了更好地滿足社會發展需求，中藥產業基于傳統中藥優勢，與現代科學技術深度融合，研發出一系列中藥提取罐，中藥提取罐運用，雖然有助于中藥產業生產，為其提供了便利，但中藥提取罐仍存在諸多設計缺陷尚未解決，導致中藥提取罐在使用過程中經常出現過濾裝置堵塞、排渣難以及操作不靈活等問題，尤其是不能自動化生產，進而需要投入大量人力資源[1]。為了有效解決上述中藥提取罐存在的問題，選用直錐形雙螺旋型中藥提取罐，通過優化設計，實現將傳統生產工藝與現代設備有機結合，控制整個中藥生產質量，將雙螺旋攪拌機裝置在直錐形中藥提取罐上，罐筒轉動時，攪拌槳將圍繞中藥提取罐筒身進行自轉運動，實現動態藥液提取，彌補傳統中藥提取罐設計不足，從而達到全過程自動化控制中藥提取效果。

2 如何優化直錐形雙螺旋中藥提取罐設計

2.1直錐形雙螺旋中藥提取罐結構設計流程

將DSH型雙螺旋錐形混合攪拌槳裝置在原有直錐形中藥提取罐上，該類型攪拌槳設有非對稱螺旋槳兩只，運轉過程中，可使中藥提取罐中物料在其自轉作用下，完成向上運動，其轉臂公轉運動較為緩慢，能夠讓中藥提取罐中物料不同程度進入螺柱，物料呈全圓周范圍不斷擴散與更新。提升過程中的兩股物料將匯合到中藥提取罐中心凹穴處，所形成的物料流向下流動，進而達到對流循環的三重混合效果，其中直錐形雙螺旋中藥提取罐采取梅花狀“錯位閥”設計方式，緊密結合直錐形雙螺旋中藥提取罐底部長螺旋槳，避免物料混合死角情況出現。直錐形雙螺旋中藥提取罐基本設計參數參考表1。

2.2直錐形雙螺旋中藥提取罐筒體設計

直錐形雙螺旋中藥提取罐由投料口、罐體、出渣門等幾個模塊構成，鑒于雙螺旋攪拌槳在該中藥提取罐上裝置，因此，將中藥提取罐封頭部分以圓弧形為主進行設計。同時結合工藝操作需要，在罐體上加設清洗、循環、出渣門啟閉緊鎖等輔助裝置與工藝接管等部件。直錐形雙螺旋中藥提取罐筒體簡易結構設計參考圖1。

通過對直錐形雙螺旋中藥提取罐應用性質綜合考慮，容器直徑設置范圍為100-200cm，高度為25cm，支座荷載量為60KN。以雙面連續填角焊接方式對支座與容器殼體進行焊接，焊縫腰高不低于0.4cm;焊接的過程中，需要確保焊接精度，避免焊接完成的焊縫金屬表層存在裂紋、夾渣，焊瘤，燒穿等焊接缺陷問題，同時減少或禁止飛濺物在焊接區域出現。墊板應與容器壁應緊密貼合，其局部縫隙最大值不高于0.1cm，控制支座螺栓孔的加工極限偏差數值，其它部分加工極限公差以IT16與IT14為準;Ra5cm為支座全部焊件周邊粗糙度數值，焊接人員必須嚴格按照上述參數進行焊接，確保后續直錐形雙螺旋中藥提取罐使用過程中無任何缺陷出現。直錐形雙螺旋中藥提取罐支座組焊作業結束后，應再次確認所焊接的各部件是否保持平整，是否存在翹曲情況，若存在此情況，需要及時修整。

2.3中藥提取罐雙螺旋攪拌槳設計

機械強度是中藥提取罐材料選擇主要依據，設計雙螺旋攪拌槳時，需要對所選擇材料的強度極限與屈服極限綜合考慮，既要保證機械強度與剛度，也要兼顧選材自身防漏、防爆以及耐腐蝕性能等。因此，直錐形雙螺旋中藥提取罐與物料充分接觸部位全部使用奧氏體不銹鋼，因奧氏體不銹鋼含有Cr與Ni元素，在一定程度上能夠有效提升中藥提取罐雙螺旋攪拌槳耐腐蝕性。其中中藥提取罐體密封件均使用耐熱、無毒材料，防止提取過程中的中藥受到有毒物質影響，而無法使用。

2.4直錐形雙螺旋中藥提取罐控制系統設計

一般情況下，會選擇以液位控制法對投入提取罐的溶劑加入量進行控制，溶劑加入量不應超過中藥材投入量5-10倍。藥液提取選用動態提取法，提取罐中藥液保持恒定溫度，壓力為常壓;水與醇是提取時主要溶劑，提取溶劑不同，所選擇的控制方法也不同[2]。例如，當水是提取溶劑時，提取過程中，放空閥需要一直保持開啟狀態，罐內壓力為常壓，若發生排氣通道堵塞故障，則應立即處理;當醇是提取溶劑時，放空閥始終保持關閉狀態。本次中藥提取罐優化設計，基于固定設備與管線，為實現不同提取模式均可達到全過程自動化控制，選擇自控設計方式，既能水提又能醇提，也能做到單罐提取、多罐提取、循環提取以及非循環提取，實現提取罐加料補料、恒溫升溫、提取出料等全階段自動化控制。

2.5直錐形雙螺旋中藥提取罐優化后性能分析

優化后的直錐形雙螺旋中藥提取罐，相較于未優化的中藥提取罐，其提取率明顯得到提升，并在自動控制系統輔助下，實現了提取罐內動態化藥液提取，可使罐內溶劑與物料充分接觸，增加了有效中藥成分提取率，從直錐形雙螺旋中藥提取罐整體性能上看，性能得到極大程度上優化，能夠充分滿足中藥產業生產各項需求，提高中藥產業生產自動化水平，減少人力、物力資源投入，實現中藥生產效益最大化。

結束語：綜上所述，傳統中藥提取罐存在排渣難、提取效率低等明顯問題，通過優化直錐形雙螺旋中藥提取罐設計，不僅能夠有效改善上述問題，該類型中藥提取罐其自身優勢，在某種程度上也進一步提升了中藥有效成分提取率，就我國中藥產業而言，是實現現代化發展有效途徑。

參考文獻：

[1]谷江濤.現代中藥提取自動排渣系統設計[J].現代制造技術與裝備，2019（11）：63-64.

[2]冷胡峰，龍勇濤，萬小偉.中藥提取生產過程及自動化控制研究[J].科技風，2019（31）：206.