CN101130146A - 溶液制取装置、方法及花草茶机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种溶液制取装置和方法以及一种花草茶机，溶液制取装置包括：蒸汽发生器(1)、双输入阀门单元、气泵(22)、材料室(12)、液体容器(19)；所述蒸汽发生器(1)的蒸汽出口通过管道连接到双输入阀门单元的一个入口，双输入阀门单元的另一个入口与气泵(22)相连，双输入阀门单元的出口连接到材料室(12)，材料室(12)中存放待制取溶液的材料，材料室(12)具有一个出口，该出口通过管道伸入液体容器(19)的液面下方。采用本发明可以确保溶液被充分提取的同时不会烫伤使用者，而且还可以进一步降低挥发性有效物质在液体容器中被挥发。
Description
技术领域
本发明涉及溶液的制取装置及方法，具体的说，涉及一种可以替代传统“煮”方式的从固体材料中，特别是花草中提取有效成本的溶液制取方法和装置。
背景技术
现有的从固体材料中提取和提纯有效成分并制取溶液主要采用“煮”的方法，例如煎药、煲汤等。将原材料放入水中，将其加热，在高温环境下将材料中的有效成分释放出来，并溶于水中，形成含有材料有效成分的溶液。由于煮的方式需要人工全程监测，制取的溶液因不同的人有较大的差异。此外，在煮的过程中，水长时间处于烧开状态，水中对人体有害的非挥发性物质会富集，导致制取的溶液对人体有一定的危害；另外，在煮的过程中，原材料中可挥发性的有效物质会随着加热过程挥发到空气中，造成有效成分降低和浪费。
申请人在申请号为：CN03113538.2的在先中国专利申请中提出了一种液体制取方法和装置，通过蒸馏吸收、浸泡的循环处理流程实现溶液的制取。由于其对于溶液的最后提取时，采用高温蒸汽将浸泡的溶液排出材料室。此时取溶液时，如果关闭蒸汽发生器，液体容器中的溶液就会负压回流，如果不关闭蒸汽发生器，高温蒸汽从材料室排出将可能烫伤使用者，存在安全隐患。因此，该专利在溶液的最后提取环节的设计存在缺陷。
发明内容
本发明解决的技术问题之一是提出了一种安全、可靠的溶液提取装置和方法。
本发明提出的溶液制取装置，包括：蒸汽发生器、双输入阀门单元、气泵、材料室、液体容器；所述蒸汽发生器的蒸汽出口通过管道连接到双输入阀门单元的一个入口，双输入阀门单元的另一个入口与气泵相连，双输入阀门单元的出口连接到材料室，材料室中存放待制取溶液的材料，材料室具有一个出口，该出口通过管道伸入液体容器的液面下方。
优选的，所述的双输入阀门单元由三通和开关阀组成，所述蒸汽发生器的蒸汽出口通过管道连接到三通的一个入口，三通的另一个入口与气泵相连，三通的出口通过开关阀连接到材料室。
优选的，还包括调压阀，位于液体容器和材料室出口的管道之间。
优选的，还包括冷凝管，位于液体容器和材料室出口之间的管道中靠近材料室一侧。
优选的，还包括传感器，所述传感器安装在蒸汽发生器与材料室之间的管道中，测量送到材料室的蒸汽的参数。
优选的，所述的蒸汽发生器中还包括一个用于避免蒸汽发生器干烧的水位控制器。
优选的，还包括控制板，用于控制气泵和蒸汽发生器的工作以及阀门的开关。
本发明提出的溶液制取方法，包括以下处理步骤：
1)材料蒸馏：蒸汽发生器将蒸汽通过管道送入材料室，对材料室内的材料进行蒸馏处理，蒸馏后的混合蒸汽通过材料室出口排入液体容器内的溶液中；
2)材料负压浸泡：关闭开关阀，材料室内形成负压空间，液体容器内的溶液通过材料室出口被吸入材料室，吸入的溶液对材料室中的材料进行浸泡；
3)溶液提取：启动气泵并打开开关阀，气泵产生的气体进入材料室，并将材料室中的溶液排入液体容器中。
优选的，如果制取的溶液浓度不够，通过循环进行步骤1)至3)的处理过程提升溶液的浓度。
优选的，所述步骤1)中蒸馏后的混合蒸汽通过材料室出口，并经过冷凝管的冷凝处理后排入液体容器内的溶液中。
本发明解决的技术问题之二是提出了一种快速制取花草溶液的花草茶机。
本发明提出的花草茶机，包括：三通、开关阀、气泵、材料室、液体容器、控制板；所述三通的一个入口为蒸汽输入口，三通的另一个入口与气泵相连，三通的出口通过开关阀连接到材料室，材料室中存放待制取溶液的花草原料，材料室的下部具有一个出口，该出口通过管道伸入液体容器的液面下方；控制板用于控制气泵的工作以及开关阀的开关。
优选的，还包括一个插拔式蒸汽发生器，所述蒸汽发生器蒸汽出口与三通的蒸汽输入口相连，所述蒸汽发生器电源和加热器件与控制板插接，控制板控制蒸汽发生器的工作。
优选的，还包括一个冷凝管，所述的冷凝管一端与材料室的出口相连，另一端与溶液容器的入口相连，用于冷却混合蒸汽的温度。
采用本发明的装置和方法，由于采用了蒸馏和浸泡交替的制取方式，可以减少液体中有害物质并充分提取材料中的有效物质，减少挥发性有效物质的损失。由于采用了气泵送气的溶液提取方式，可以确保溶液被充分提取的同时不会烫伤使用者。而且通过在材料室出口接冷凝管可以进一步降低挥发性有效物质在液体容器中被挥发。
附图说明
图1是本发明溶液制取装置的优选实施例结构示意图；
图2是本发明花草茶机优选实施例结构示意图。
具体实施方式
本发明的溶液制取装置和方法和中请人的在先专利在制取原理上基本相同，但在最后溶液的提取环节本发明材料气泵送气推送溶液排出的方式，更加科学和安全。以下结合附图和实施例，对发明进行详细说明。
如图1所示的溶液制取装置实施例结构示意，将蒸汽发生器1内的水通过加热元件4进行加热，直至沸腾产生蒸汽，蒸汽通过导管5进入到三通7，再通过导管二8、开关阀9、导管三10进入到基本密闭的材料室12的上部，蒸汽逐渐充满材料室12，对材料室12内的材料13进行蒸馏，同时排出材料室12内的空气，材料13在被蒸馏时，其含有的挥发性成分会挥发，与蒸汽混合形成混合蒸汽，在新的蒸汽源源不断地进入，混合蒸汽就会从材料室的底部的出口排出，经过导管四14、调压阀15、导管五16进入到冷凝管17进行冷却，再通过导管六18进入到液体容器19的底部，直接排入到溶液20中，混合蒸汽会直接溶入到溶液20中，这时杯中的溶液20内已经含有被提取材料13中的挥发性成分。至此完成材料蒸馏的处理过程。
在蒸馏一段时间后，将蒸汽发生器1停止加热，同时关闭开关阀9，隔断蒸汽的继续供给，由于材料室12内已经没有空气，全部是蒸汽，蒸汽在没有新蒸汽供给的时候，温度会下降，凝结成水，加上内部的饱和蒸汽压原因，蒸汽凝结的速度非常快，再短时间内材料室内部就可以形成真空状态，而此时材料13内部的压力就会在外部高负压的状态下向外释放，释放压力是通过材料13的空隙向外释放，如果材料13比较致密，不足以在较短的时间内释放压力，就会将材料13的裂隙撕裂，使得材料13在负压的作用下变得蓬松。这时，液体容器19内的溶液20在材料室12内负压的作用下，溶液20经过导管六18、冷凝管17、导管五16、调压阀15、导管四14以及材料室出口进入到材料室12内，对材料13进行浸泡，由于材料13已经蓬松，裂隙加大且增多，便于溶液20进入到材料13内部溶取水溶性有效成分。至此完成了材料的负压浸泡的处理过程。
溶取一段时间后，如果认为溶液20成分已经达到理想的情况下，这时启动气泵22，同时打开开关阀9，气泵22送出的空气就会通过三通7、导管二8、开关阀9、导管三10进入到材料室12内，将材料室12内的溶液20排出，经过导管四14、调压阀15、导管五16、冷凝管17、导管六18进入到液体容器19的底部，直至将全部溶液排入到溶液杯内，这时杯中的溶液20内不仅含有被提取材料13中的挥发性成分，同时也含有水溶性成份。至此，完成了溶液提取的工作过程。
如果溶取后获得的溶液浓度不理想，可以再次通入蒸汽重复蒸馏、负压、浸取的过程，此过程可以进行多次循环，直至达到需要的浓度再启动气泵将溶液排入液体容器内。图1中的控制板21用于控制气泵22和蒸汽发生器1的工作以及开关阀9、调压阀15的开关。
图1中加装调压阀15的作用是用于调节材料室内的蒸汽压力，用于提高材料室内的压力，同时提高材料室内的蒸汽温度，目的是加大挥发性成分的提取，同时创造针对材料内外的压力差，使材料蓬松的更加完善，获取更加理想的提取效果。在适当的产品中可以视实际情况决定是否安装该阀。
冷凝管17的作用主要是冷却蒸汽温度，防止温度过高造成溶液温度高，挥发性成分的逸出，视产品情况决定是否加装该冷凝管。
该实施例中三通7和开关阀9组成了双输入阀门单元，双输入阀门单元中接两路气体输入，一路接蒸汽发生器1，另一路接气泵22，双输入阀门单元可以控制两路气体是否输入材料室12中。
三通7内可以加装的温度传感器或压力传感器，也可以加装在材料室与蒸汽发生器内之间的蒸汽通道内，目的是用于传递蒸汽温度与压力信号，用于过压保护和控制。蒸汽发生器内的水位控制器，用于控制蒸汽发生器干烧的安全问题。
图2所示为本发明花草茶机的结构示意图。花茶机主要用于现在国际流行的花草茶的自动制取，由于花草茶中基本是由脱水水果、干花、草叶等组成，基本不含过于致密性材料，并且由于时间短，因此可以选择采用取消调压阀和冷凝管的方式。如果在花草茶机中增加冷凝管，可以将冷凝管一端与材料室的出口相连，另一端与溶液容器的入口相连，用于冷却混合蒸汽的温度。为了配合消费使用的习惯，将蒸汽发生器设计成可以拔插的结构方式，23表示蒸汽导管的拔插，24表示电源和控制电路的拔插。工作原理与上述的溶液制取方法基本相同，可以材料采用了一次蒸馏加浸泡的过程与两次蒸馏加浸泡两次的组合方式，由消费者在控制板上进行选择控制。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种溶液制取装置，其特征在于，所述装置包括：蒸汽发生器(1)、双输入阀门单元、气泵(22)、材料室(12)、液体容器(19)；所述蒸汽发生器(1)的蒸汽出口通过管道连接到双输入阀门单元的一个入口，双输入阀门单元的另一个入口与气泵(22)相连，双输入阀门单元的出口连接到材料室(12)，材料室(12)中存放待制取溶液的材料，材料室(12)具有一个出口，该出口通过管道伸入液体容器(19)的液面下方。
2.根据权利要求1所述的溶液制取装置，其特征在于，所述的双输入阀门单元由三通(7)和开关阀(9)组成，所述蒸汽发生器(1)的蒸汽出口通过管道连接到三通(7)的一个入口，三通(7)的另一个入口与气泵(22)相连，三通(7)的出口通过开关阀(9)连接到材料室(12)。
3.根据权利要求1所述的溶液制取装置，其特征在于，还包括调压阀(15)，位于液体容器(19)和材料室(12)出口的管道之间。
4.根据权利要求1至3任一项所述的溶液制取装置，其特征在于，还包括冷凝管(17)，位于液体容器(19)和材料室(12)出口之间的管道中靠近材料室(12)一侧。
5.根据权利要求1至3任一项所述的溶液制取装置，其特征在于，还包括传感器(6)，所述传感器(6)安装在蒸汽发生器(1)与材料室(12)之间的管道中，测量送到材料室(12)的蒸汽的参数。
6.根据权利要求1至3任一项所述的溶液制取装置，其特征在于，所述的蒸汽发生器(1)中还包括一个用于避免蒸汽发生器(1)干烧的水位控制器(2)。
7.根据权利要求1至3任一项所述的溶液制取装置，其特征在于，还包括控制板(21)，用于控制气泵(22)和蒸汽发生器(1)的工作以及阀门(9、15)的开关。
8.一种溶液制取方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：
1)材料蒸馏：蒸汽发生器(1)将蒸汽通过管道送入材料室(12)，对材料室(12)内的材料(13)进行蒸馏处理，蒸馏后的混合蒸汽通过材料室出口排入液体容器(19)内的溶液(20)中；
2)材料负压浸泡：关闭开关阀(9)，材料室(12)内形成负压空间，液体容器(19)内的溶液(20)通过材料室出口被吸入材料室(12)，吸入的溶液(20)对材料室(12)中的材料(13)进行浸泡；
3)溶液提取：启动气泵(22)并打开开关阀(9)，气泵(22)产生的气体进入材料室(12)，并将材料室(12)中的溶液(20)排入液体容器(19)中。
9.根据权利要求8所述的溶液制取方法，其特征在于，如果制取的溶液浓度不够，通过循环进行步骤1)至3)的处理过程提升溶液的浓度。
10.根据权利要求8或9所述的溶液制取方法，其特征在于，所述步骤1)中蒸馏后的混合蒸汽通过材料室出口，并经过冷凝管(17)的冷凝处理后排入液体容器(19)内的溶液(20)中。
11.一种花草茶机，其特征在于，所述的花茶机包括：三通(7)、开关阀(9)、气泵(22)、材料室(12)、液体容器(19)、控制板(21)；所述三通(7)的一个入口为蒸汽输入口，三通(7)的另一个入口与气泵(22)相连，三通(7)的出口通过开关阀(9)连接到材料室(12)，材料室(12)中存放待制取溶液的花草原料，材料室(12)的下部具有一个出口，该出口通过管道伸入液体容器(19)的液面下方；控制板(21)用于控制气泵(22)的工作以及开关阀(9)的开关。
12.根据权利要求11所述的花草茶机，其特征在于，还包括一个插拔式蒸汽发生器(1)，所述蒸汽发生器(1)蒸汽出口与三通(7)的蒸汽输入口相连，所述蒸汽发生器(1)电源和加热器件与控制板(21)插接，控制板(21)控制蒸汽发生器(1)的工作。
13.根据权利要求11所述的花草茶机，其特征在于，还包括一个冷凝管(17)，所述的冷凝管(17)一端与材料室(12)的出口相连，另一端与溶液容器(19)的入口相连，用于冷却混合蒸汽的温度。
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