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1、黄姜皂素提取成套系统技术方案,济宁金百特工程机械有限公司,目 录,第一部分：用户技术要求第二部分：设计方案概述第三部分：系统构成、工艺路线及技术指标第四部分：优越性能第五部分：成本对比分析第六部分：结论,第一部分：用户技术要求,提取物：黄姜皂素。提取原料：干黄姜，含水分10%。鲜黄姜，含水分65%。提取量：日提取处理 18 吨 干黄姜。,第二部分：设计方案概述,根据用户提出的技术要求，我方技术人员设计了 一 条生产线，提取处理能力为 750 kg/h 干黄姜 原料（折合 鲜黄姜 原料为 2000 kg/h）。说明：粉碎后的 干黄姜 比重按 0.45 kg/l计算。,第二部分：设计方案概述,整条
2、生产线除进料口、出渣口、溶剂尾气排放口之外，各工位实现全封闭条件下的连续化运行，自动化控制。,第二部分：设计方案概述,本方案可以用于多种植物提取物的生产制备，具体技术方案是以 黄姜 提取 黄姜皂素为标准设计的。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,整条生产线包括如下系统：喂送料系统；提取系统；提取溶媒控制系统；药渣处理系统；提取液处理系统；提取液浓缩系统；溶剂尾气回收系统；PLC操作控制系统。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,工艺流程示意图,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,一、喂送料系统：包括储料、定量控制喂料、物料输送等装置。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,一、
3、喂送料系统-储料：型式：料斗。用途和要求：批次性盛装提取原料，保证定量控制喂料器的供给。起到缓冲作用，减轻喂料操作工人的劳动强度。流程和操作：人工将粉碎好的物料批次性地加入到料斗中。料斗中的提取原料连续、自动、均匀地进入定量控制喂料器中。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,一、喂送料系统-定量控制喂料：型式：螺旋输送器。用途和要求：定量控制提取原料喂料量。喂料量调节范围：180900 kgh。流程和操作：人工设定提取量，自动控制。将料斗中的提取原料定量、均匀、连续地输送到物料输送机中。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,一、喂送料系统-物料输送：型式：真空上料器。用途和要求：将喂料
4、器供给的提取原料（干料），输送到提取系统中。说明：输送距离、高度等，需根据用户厂房尺寸、设备布局等实际情况，另行设计、确定。流程和操作：自动控制。说明：若输送鲜或湿物料，需根据用户具体情况另行选用其他输送方式，如：履带输送、螺旋输送等。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,二、提取系统型式：单级管道式连续逆流超声提取机。型号：TDCLD-6/3240/7850（GDC-TQ/6/C8N4）数量：1套。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,二、提取系统-提取机配置及构成：1套进料装置。4 节浸泡提取管。8 节超声提取管。1套排液装置。1套排渣管。1套冷凝器。,第三部分：系统构成、工艺流程
5、和技术指标,二、提取系统-提取机技术指标：提取管内径：600 mm。提取管节数：共 12 节，其中超声 8 节，浸泡 4 节。提取管总长：约 29.3 m。提取管总容积：约 7850 L，其中超声约 3240 L。超声功率：64 kw。冷凝器：2 m2。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,二、提取系统-提取工艺：原料处理：粉碎，粒度 4080 目。提取溶媒类型：60%乙醇。料液比：1：6(重量体积比)。用量：4500 L/h。提取温度：60。提取时间：在超声作用下，提取时间为 40 分钟左右。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,二、提取系统-流程和操作：提取时间：人工设定超声提取时
6、间，自动控制。超声提取时间调节范围：1575 分钟。排渣、排液：连续化、自动控制。提取后渣料被排渣装置排出，进入药渣处理系统中。提取液被排液装置排出，进入提取液处理系统中。提取过程搅拌：人工任意设定搅拌时长，自动控制。提取过程温度控制：根据工艺要求的温度值，人工设定，自动控制。清洗清理：配备WIP在线冲洗装置。各个提取管段采用法兰连接、滚轮支撑，易于安装、拆卸，清洗清理。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,三、提取溶媒控制系统：包括溶媒储存、输送、定量控制、温度调节等装置。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,三、提取溶媒控制系统：储存型式：卧式或立式 储罐。溶媒输送：型式：离心 泵
7、。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,三、提取溶媒控制系统-定量控制：型式：涡轮 流量计。用途和要求：定量控制提取溶媒输送量。流量调节范围：600 6000 Lh。流程和操作：人工设定流量值，自动控制。在线流量检测仪实时检测流量值，自动调节阀门大小来定量控制溶媒的输送量。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,三、提取溶媒控制系统-温度控制：型式：板式 换热器。用途和要求：加热提取溶媒，达到工艺要求的温度。流程和操作：人工设定加热温度范围，自动控制。在线温度探测器实时在线检测溶媒的温度值，自动调节。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,三、提取溶媒控制系统-温度控制：节能设计：为了
8、节省加热提取溶媒的能耗，公司设计了综合利用系统中余热的二级溶媒加热节能方案：第一级利用蒸脱机产生的溶剂气体热量，一方面溶剂气体预热提取溶媒，温度可达到 40，有效节约蒸汽用量 129 kg/h，同时提取溶媒又起到冷却水的作用，降低溶剂气体的温度，减少冷却水的循环用量，节约电耗。第一级预热后的提取溶媒再通过二级换热器（蒸汽加热）加热，达到工艺要求的温度（60）。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,四、药渣处理系统包括药渣残留溶剂挤压回收、蒸脱回收，以及渣料输送等装置。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,四、药渣处理系统-挤压回收：型式：连续渣料挤压机。用途和要求：减少渣料中残留溶剂量
9、，降低下步蒸脱回收的蒸汽使用量，节约能耗。渣料经挤压后，残留溶剂含液量约为 60%。流程和操作：连续化、自动控制。提取后的渣料经排渣管进入挤压机，经挤压后，挤出药液重新回到提取管，渣料进入下步 蒸脱回收 处理。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,四、药渣处理系统-蒸脱回收：型式：连续渣料蒸脱机。用途和要求：减少渣料中残留溶剂量，减少浪费，保证安全，并有利于环境保护。蒸脱后渣料中溶剂残留 500ppm。根据用户的要求，蒸脱后渣料不进行烘干脱水处理。流程和操作：自动控制。渣料中残留的乙醇溶剂在蒸脱机中，经蒸汽加热后挥发进入冷凝器，回收再利用；蒸脱后的渣料进入渣料输送机。说明：蒸脱后的渣料可根
10、据用户的需要进行脱水处理。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,四、药渣处理系统-渣料输送：型式：螺旋输送机。用途和要求：将蒸脱后的渣料输送到厂房外，用户制定地点，装车。说明：药渣输送机的长度、排渣口位置需根据用户厂房尺寸、设备布局等实际情况，另行设计、确定。流程和操作：渣料连续、自动地从蒸脱机中输送出。排出的渣料装车后需由人工处理。说明：若长距离输送，要采用履带输送或其他方式。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,五、提取液处理系统包括渣液分离和过滤等装置。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,五、提取液处理系统-渣液分离：型式：旋筒式渣液分离器。用途和要求：将提取液中渣料分离出
11、。分离精度：60目。流程和操作：连续化、自动控制。分离出的渣重新回提取管进行再提取，分离液进入过滤系统。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,五、提取液处理系统-过滤：型式：旋盘式过滤器。用途和要求：将分离液中残留的渣料过滤掉。过滤精度：300目。流程和操作：连续化、自动控制。过滤掉的渣料重新回提取管进行再提取，滤清液进入暂存罐保存，以备后处理。说明：本过滤为粗过滤，若用户过滤精度要求高，必须再配备第二级（400600目）、第三级（8001100目），或精过滤（0.510um）设备。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,六、提取液浓缩系统包括加热蒸发/冷凝回收、真空等装置。,第三部分：
12、系统构成、工艺流程和技术指标,六、提取液浓缩系统-加热蒸发/冷凝回收：型式：三效动态循环蒸发浓缩器。用途和要求：将提取液中的乙醇溶剂蒸发出，并回收再利用。蒸发量：蒸发能力：3000 L/h，以蒸发纯水为标准计算和验收。实际蒸发量：3150 L/h。说明：按蒸发出 70%的液体来计算：4500L x 70%。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,六、提取液浓缩系统-加热蒸发/冷凝回收：蒸发浓缩工艺：蒸发温度：80。加热介质：饱和蒸汽。压力 3 kg，温度 130。冷却介质：地下水循环。冷却水循环温度：依照夏天进水温度 25，回水 30 计算。流程和操作：进液：液位自动控制进液。排液：根据人工
13、设定浓度值，自动控制浓缩液排出。说明：浓度值的设定，需根据用户对浓缩液乙醇残留量的要求，现场取样检测，得出合格浓缩液的浓度值。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,六、提取液浓缩系统-真空：型式：液环式真空泵。用途和要求：用于蒸发和冷凝系统的抽真空。流程和操作：自动控制。抽出的溶剂尾气进入溶剂尾气回收系统。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,七、溶剂尾气回收系统包括冷凝回收、冷冻机组等装置。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,七、溶剂尾气回收系统-冷凝回收：型式：两级冷凝回收装置。用途和要求：将浓缩系统未回收下来的溶剂尾气，以及整套生产线中的排空管中的溶剂气体回收，减少浪费，确
14、保生产过程安全和环境保护。最后排放的尾气中残留溶剂量达到 国家 排放标准。流程和操作：自动控制。一级冷凝水采用地下循环水。二级冷凝水才采用冷冻机组产生的-15 冷冻水。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,七、溶剂尾气回收系统-冷冻机组：型式：风冷式冷冻机组 用途和要求：向第二级冷凝器提供冷冻水。冷冻水温度：-15。流程和操作：人工设定制冷温度，自动控制。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,八、PLC自动化操作控制系统PLC电脑编程，实现程序控制。配备在线检测仪，实现工艺参数（进料量、进液量、温度、浓度等）的实时监控及自动化控制。显示屏幕，直观显示整套工艺路线及各个电气运行状况。电脑
15、实时自动记录各个工艺参数实际运行值。动力设备过载保护。故障报警装置。急停开关。现场开关。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,九、密封性能及材料全套设备密封连接，无泄漏，保证生产过程的安全性。静密封全部采用 硅橡胶 材料密封垫，动密封采用公司特制机械密封。整套设备可使用多种溶剂，包括水，以及甲醇、乙醇等易燃易爆有机溶剂。说明：可根据用户要求选择 聚四氟 材料，就可使用各种有机溶剂，包括乙酸乙酯、石油醚等。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十、泵所有接触料、液的泵全部采用公司特制的 离心溶剂渣泵，防爆，不锈钢材质，既可输送各种有机溶剂，同时还可输送含渣的有机溶剂溶液，但含渣量要求 2
16、0%。所有水输送泵采用防爆离心不锈钢泵。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十一、材质整套设备所有接触提取液部件的材质均采用 sus304（国标GB为0Cr18Ni9，奥氏体不锈钢）。所有非接触提取液部件、储罐支腿、提取管支架等的材质均采用 sus430（国标GB为0Cr13或1Cr13，铁索体不锈钢）。说明：可根据用户要求调整材质。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十二、平台及占地面积占地面积：长 40 m，宽 18 m，高 8 m。平台：包括提取机、挤压和蒸脱机平台；蒸发浓缩器平台。说明：平台尺寸及占地面积，需在合同签订后，根据用户现场的情况及要求进行设计后确定，以设计图纸为
17、准。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十三、管路连接所有接触料液管线、管件（阀门、弯头、三通、四通、端头等）全部采用卫生级 sus304，卡箍式 快接式连接,非接触料液的管件（卡箍等）采用普通不锈钢材质；非接触料液管路（蒸汽及回水管路、冷却水管路等）的材料采用镀锌管。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十四、防爆电气操作控制系统不防爆，放置于无危险气体、通风、干燥的隔离间中。防爆车间内的所有电机、灯、动力电气、分线盒、开关等采用防爆型的，达到GB 3836.1-2000的防爆要求。各个防爆电器电缆引入装置执行GB3836.1-2000中附录D的规定。电气安装施工执行GB50257
18、-96中第3章爆炸危险环境的电气线路中3.2条电缆布线的有关规定要求。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十五、WIP在线清洗设备均匀排布WIP在线清洗系统；配备快开式手孔，确保设备内部可彻底清洗干净。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十六、循环水整套系统加热和冷却水采用软化水，循环使用。循环水用量：t/h。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十七、蒸汽蒸汽为3kg、130左右的饱和蒸汽。蒸汽用量：kg/h。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十八、电源和装机动力电源：380v 50Hz。装机总功率：kW。,第三部分：系统构成、工艺流程和技术指标,十九、其他：水处理、
19、锅炉、冷却塔及冷却水循环泵等由用户自备。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,1、连续化作业、规模化生产、自动化控制生产效率提高5倍以上。能耗降低2倍以上。降低劳动强度，单班操作人员减少2倍以上。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,2、超声技术提取时间显著缩短6倍以上。快速提取，减少杂质含量。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,3、动态逆流提取。提取管全程逆流状态，每一段浓度差保持最大，保证了使用最小量的溶剂达到最好的提取效果。提取溶媒用量节约30%60%。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,4、搅拌回流提取保证了提取的均一性。提高了提取效率。,第四部分：优越性能
20、（和传统罐提技术相比）,5、自动排渣装置避免了渣料从罐中不易排出，清理过程麻烦又不安全的问题。克服了排渣阀门频繁开启，密封性难以保证的难题。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,6、渣料残留溶剂挤压和脱溶回收装置提高收率，减少浪费，保证生产过程的安全性。脱溶后，渣料中残留溶剂量 500 ppm。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,7、连续自动排渣过滤密封下过滤，保证安全性。连续化作业，提高过滤的效率。自动化控制排渣、清理筛网，提高生产效率。,第四部分：优越性能（和传统罐提技术相比）,8、全程密闭运行减少了过程损失，提高了生产过程的安全性。特种密封结构和材料，适合于各种易燃、易爆、
21、毒性大等挥发性有机溶剂的提取。,第四部分：优越性能（和传统外循环蒸发浓缩技术相比）,9、动态循环蒸发浓缩快速循环加热和蒸发，加热效率和蒸发效率提高了410倍，有效地节约了能耗。物料无粘壁、糊层、结垢。易于清洗。,第五部分：成本对比分析（和传统罐提技术相比）,1、溶剂损失少。每提取处理1吨黄姜，本方案溶剂综合损失小于 10 kg，相比传统方法 300 kg损失，减少了 290 kg，节约成本约 1450 元。每吨乙醇按 5000 元计算。,第五部分：成本对比分析（和传统罐提技术相比）,2、蒸汽用量少。每提取处理1吨黄姜，本方案料液比为 1：6，提取溶媒用量为 6000 升，溶媒加热过程（按20加
22、热至60计算）蒸汽用量为 345 kg，由于采取二级加热节能方案，减少蒸汽用量 172 kg，合计蒸汽用量 173 kg；而传统方法料液比 1：10，溶媒用量为 10000 升，溶媒加热（按20加热至60计算）过程蒸汽用量 573 kg。蒸汽用量相比减少 400 kg，节约成本 52 元。每提取处理 1吨黄姜，本方案相比传统方法，溶媒用量减少 4000 升，蒸发浓缩回收过程蒸汽用量减少 950 kg，节约成本 123 元。合计蒸汽用量减少 1350 kg，节约成本 175 元。每吨蒸汽按 130 元计算。,第五部分：成本对比分析（和传统罐提技术相比）,3、用人少。日提取处理 18 吨黄姜，平均
23、每班 6 吨。本方案每班人员约需 6 人，相比传统方法每班约需人员 12 人，减少 6 人，降低人工综合成本 480 元，折合1吨黄姜，节约人工成本约 80 元。每班每人按 80 元报酬及福利计算。,第五部分：成本对比分析（和传统罐提技术相比）,4、用电多。每提取处理1吨黄姜，本方案耗电为 260 度，相比传统方法耗电 90 度，增加 170 度，增加成本 136 元。每度电按 0.8 元计算。,第五部分：成本对比分析（和传统罐提技术相比）,5、上述成本综合计算：每提取处理 1 吨黄姜，可节约成本约 0.15 万元。日提取处理 18 吨黄姜，可节约成本约 2.7 万元。年处理 5400 吨黄姜，可节约成本约 800 万元。,第六部分：结论,1、本方案是一个系统工程技术，凝聚了超声提取、动态逆流提取、连续渣料挤压和蒸脱、连续自动渣液分离和过滤、动态循环蒸发浓缩、溶剂尾气回收、特种密封、特种溶剂渣泵等15项专利和关键创新技术，实现了全程连续化密封作业，自动控制，快速低温提取、浓缩，是一套高效、节能、安全、环保的生物技术装备，虽然相比传统设备一次性投入高，但运营成本大幅度降低，节约的生产成本一年就可收回设备投资，经济效益显著。2、保证了生产过程的安全，减少了对环境的污染，具有重大的社会意义。,
