CN103432769A - 一种水溶性天然产物循环式萃取方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于天然产物制取技术领域，涉及一种水溶性天然产物循环式萃取方法，先将被萃取的天然产物原料制成颗粒原料，再通过进料口装入第一个萃取腔中，然后循环泵将浸取液灌注满萃取腔，再启动电动机运转并带动萃取罐体转动；当第二个萃取腔转动到正对罐壳体的前侧面时，从进料口将颗粒原料加入，并利用循环泵将浸取液加注充满第二个萃取腔，依次类推；当第一个萃取腔转动一周时，启动浸液吸取泵将第一个萃取腔中的浸液吸取干净并拉开泄渣板，将颗粒原料渣排放入出渣仓中，并随后重新装入颗粒原料和浸取液，依次类推；其设计原理可靠，工艺步骤简单，生产工艺易控，产物提取率高，产品质量好，自动化程度高，生产环境友好。

Description

一种水溶性天然产物循环式萃取方法

技术领域：

本发明属于天然产物制取技术领域，涉及一种水溶性天然色素等天然产物的提取方法，特别是一种水溶性天然产物循环式萃取方法。

背景技术：

目前，各种水溶性天然产物，特别是天然色素或天然食品添加剂的需求量越来越大，天然食品添加剂的萃取技术也越来越先进，提取天然产物的设备装置也在不断改进；紫甘薯、紫甘蓝、红萝卜、紫菜色素和玫瑰花色素等水溶性天然产物的萃取技术越来越受到人们的关注，以紫甘薯色素为例。紫甘薯是甘薯中的特有品种，紫甘薯富含红色素，是一种重要的新色素源，其主要成分为酰基化花青素，有明显的抗氧化作用；从紫甘薯中提取的红色素，其色泽亮丽，营养丰富，用于饮料、糖果、红葡萄酒、药衣等的着色，用途广泛，在酸性条件下，产品呈现红色，中性呈现紫蓝色，碱性呈现蓝色，溶于水、醋酸、乙醇、不溶于油脂；紫甘薯中不仅含有人体所需的多种微量元素和维生素，而且还含有抗癌作用的稀有元素—硒，不仅具有着色功能，也同时具有营养保健功效；近年来，甘薯色素的提取技术和设备基本采用灌装式搅拌提取和池装渗透式提取两种方式；灌装式搅拌提取是将紫甘薯破碎后装入罐中加入提取液后，进行搅拌式萃取，一次搅拌完成后通过气压方式将萃取液压出，然后再加入新的提取液，进行重复式萃取直至萃取透彻，萃取后的渣滓再由罐底部的阴风口通过人工方式清理出去；池装渗透式提取是将紫甘薯破碎后装入进行处理的混凝土水池或不锈钢水池中，水池的顶部配备喷淋装置，提取液由水池的顶部均匀喷淋渗透至底部，再通过自吸泵进行反复循环渗透萃取，一次循环周期后，将萃取液导出再加入新的萃取液持续萃取直至萃取彻底，其萃取后的渣滓再通过人工方式进行清理；上述两种提取方式存在的最大弊端是萃取不充分，萃取时间长，容易造成原料发酵，从而降低产品质量和营养度，而且增加人工成本和原料成本，并影响到有效成品的提取率；归纳现有的水溶性天然产物萃取设备和技术，普遍存在着结构笨重复杂，原理不够安全可靠，溶液不能循环利用，资源浪费，生产成本高，提取效率和产率低，环境污染大等缺点。因此，寻求设计提供一种水溶性天然产物循环式萃取方法，能够实现连续不断的循环萃取，具有良好的社会效益和实用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种水溶性天然产物循环式萃取方法，实现水溶性天然色素的提取，以解决紫甘薯色素等天然产物在提取中萃取不充分，萃取时间长，作业不连续和未达到持续性萃取等问题。

为了实现上述目的，本发明涉及的水溶性天然产物循环式萃取方法具体工艺过程为：先将被萃取的包括紫甘蓝、紫萝卜、甜菜红、玫瑰花、紫苏叶和含有天然水溶性色素的天然产物原料切割成直径为1-10mm的颗粒原料，再通过进料口将颗粒原料装入第一个萃取腔中，然后通过循环泵将浸取液灌注满萃取腔，萃取腔的转速和浸取液的流量能够手动调节；然后启动电动机使其运转并带动萃取罐体逆时针方向低速转动；当第二个萃取腔转动到正对罐壳体的前侧面时，打开第二个萃取腔的罐盖，从进料口将颗粒原料加入到第二个萃取腔中，再利用循环泵将浸取液加注充满第二个萃取腔；随着萃取罐体的逆时针转动，依次将2-12个萃取腔加注颗粒原料和浸取液，并依次进行萃取，实现天然植物颗粒原料的连续循环式加注和萃取；当第一个加注原料的萃取腔转动一周时，启动浸液吸取泵将第一个萃取腔中的浸液吸取干净后，然后拉开泄渣板，将萃取后的颗粒原料渣排放入出渣仓中，并随后再重新装入颗粒原料和浸取液，出渣仓中的颗粒原料渣通过萃取罐体底端的出渣口排出并便于收集再利用；随着萃取罐体的转动，各萃取腔中的原料渣陆续排放入至出渣仓中，并在萃取腔中装入新的原料和浸取液，同时调节好萃取腔的转速及浸取液的加入量，以实现连续不断的循环萃取。

本发明实现水溶性天然产物循环式萃取涉及的装置主体结构包括循环泵、浸液吸取泵、电动机、罐壳体、观察窗、罐盖、萃取罐体、出渣口、进料口、间隔板、出渣仓、萃取腔、支撑轴、顶盖、固定座、泄渣板、板槽和轴承；圆筒状结构的罐壳体的内腔中制有同轴心的圆筒状结构的萃取罐体，萃取罐体的外径小于罐壳体的内径1-5cm,萃取罐体的内腔以中心处的支撑轴为中心分割制成均匀分布等容积的扇状结构的萃取腔,2-12个扇状结构的萃取腔拼合组装成密封式的萃取罐体；罐壳体的顶端制有与罐壳体配合使用的圆弧状结构的顶盖，顶盖的内侧面中心处固定制有轴承，轴承与支撑轴配合构成插接式结构的轴承支撑单元，供支撑轴自由转动，顶盖的侧边上对应罐壳体前侧处制有扇状结构的进料口；萃取罐体的顶端侧面上对应每个萃取腔制有掀动式结构的罐盖，每个罐盖的外观形状相同且面积小于进料口，2-12个罐盖通过间隔板分割开并密闭拼合成萃取罐体的圆形顶侧面，萃取罐体的底端侧面对应每个萃取腔制有与罐盖形状相同的泄渣板，扇形结构的泄渣板的两个直线边处制有支架结构的板槽，每个板槽的两侧处均能密封式插入推拉式泄渣板,2-12组泄渣板拼合组装成萃取罐体的圆形底侧面；罐壳体的底端制有支撑结构的固定座，固定座的上侧设有出渣仓，固定座的前侧中心处制有出渣口，出渣仓中心处固定制有电动机，电动机的变速式动力输出轴与支撑轴动力对接，使电动机的快速转动变为支撑轴的慢速转动；罐壳体的中部前侧面上制有检修用的观察窗；罐壳体的底部右侧固定制有循环泵，循环泵的输出端通过软质管道能够分别与每个萃取腔连通，实现向萃取腔中加注萃取液；罐壳体的底部左侧处固定制有浸液吸取泵，浸液吸取泵的输入端通过管道能够分别与每个萃取腔的内侧底端连通，实现浸取液的完全吸取；在罐壳体和萃取罐体间的空隙中或充有热水或加制有电加热单元。

本发明与现有技术相比，采用的装置在萃取罐体中设置有多个萃取腔，并分别配有相应的罐盖和泄渣板，通过循环泵注入浸取液，以实现每个萃取腔进行独立连续循环萃取；其设计原理可靠，工艺步骤简单，生产工艺易控，产物提取率高，产品质量好，自动化程度高，生产环境友好。

附图说明：

图1为本发明涉及的萃取装置结构原理示意图。

图2为本发明涉及的萃取罐体的顶端结构俯视图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作出进一步详细说明。

实施例：

本实施例涉及的水溶性天然产物循环式萃取方法的具体工艺过程为：先将被萃取的包括紫甘蓝、紫萝卜、甜菜红、玫瑰花、紫苏叶和含有天然水溶性色素的天然产物原料切割成直径为1-10mm的颗粒原料，再通过进料口9将颗粒原料装入第一个萃取腔12中，然后通过循环泵1将浸取液灌注满萃取腔12，萃取腔12的转速和浸取液的流量能够手动调节；然后启动电动机3使其运转并带动萃取罐体7逆时针方向低速转动；当第二个萃取腔12转动到正对罐壳体4的前侧面时，打开第二个萃取腔12的罐盖6，从进料口9将颗粒原料加入到第二个萃取腔12中，再利用循环泵1将浸取液加注充满第二个萃取腔12；随着萃取罐体7的逆时针转动，依次将2-12个萃取腔12加注颗粒原料和浸取液，并依次进行萃取，实现天然植物颗粒原料的连续循环式加注和萃取；当第一个加注原料的萃取腔转动一周时，启动浸液吸取泵2将第一个萃取腔12中的浸液吸取干净后，然后拉开泄渣板16，将萃取后的颗粒原料渣排放入出渣仓11中，并随后再重新装入颗粒原料和浸取液，出渣仓11中的颗粒原料渣通过萃取罐体7底端的出渣口8排出并便于收集再利用；随着萃取罐体7的转动，各萃取腔12中的原料渣陆续排放入至出渣仓11中，并在萃取腔12中装入新的原料和浸取液，同时调节好萃取腔12的转速及浸取液的加入量，以实现连续不断的循环萃取。

本实施例实现循环式萃取涉及的装置主体结构包括循环泵1、浸液吸取泵2、电动机3、罐壳体4、观察窗5、罐盖6、萃取罐体7、出渣口8、进料口9、间隔板10、出渣仓11、萃取腔12、支撑轴13、顶盖14、固定座15、泄渣板16、板槽17和轴承18；圆筒状结构的罐壳体4的内腔中制有同轴心的圆筒状结构的萃取罐体7，萃取罐体7的外径小于罐壳体4的内径1-5cm,萃取罐体7的内腔以中心处的支撑轴13为中心分割制成均匀分布等容积的扇状结构的萃取腔12,2-12个扇状结构的萃取腔12拼合组装成密封式的萃取罐体7；罐壳体4的顶端制有与罐壳体4配合使用的圆弧状结构的顶盖14，顶盖14的内侧面中心处固定制有轴承18，轴承18与支撑轴13配合构成插接式结构的轴承支撑单元，供支撑轴13自由转动，顶盖14的侧边上对应罐壳体4前侧处制有扇状结构的进料口9；萃取罐体7的顶端侧面上对应每个萃取腔12制有掀动式结构的罐盖6，每个罐盖6的外观形状相同且面积小于进料口9，2-12个罐盖6通过间隔板10分割开并密闭拼合成萃取罐体7的圆形顶侧面，萃取罐体7的底端侧面对应每个萃取腔12制有与罐盖6形状相同的泄渣板16，扇形结构的泄渣板16的两个直线边处制有支架结构的板槽17，每个板槽17的两侧处均能密封式插入推拉式泄渣板16,2-12组泄渣板16拼合组装成萃取罐体7的圆形底侧面；罐壳体4的底端制有支撑结构的固定座15，固定座15的上侧设有出渣仓11，固定座15的前侧中心处制有出渣口8，出渣仓11中心处固定制有电动机3，电动机3的变速式动力输出轴与支撑轴13动力对接，使电动机3的快速转动变为支撑轴13的慢速转动；罐壳体4的中部前侧面上制有检修用的观察窗5；罐壳体4的底部右侧固定制有循环泵1，循环泵1的输出端通过软质管道能够分别与每个萃取腔12连通，实现向萃取腔12中加注萃取液；罐壳体4的底部左侧处固定制有浸液吸取泵2，浸液吸取泵2的输入端通过管道能够分别与每个萃取腔12的内侧底端连通，实现浸取液的完全吸取；在罐壳体4和萃取罐体7间的空隙中或充有热水或加制有电加热单元。

Claims (2)

1.一种水溶性天然产物循环式萃取方法，其特征在于具体工艺过程为：先将被萃取的包括紫甘蓝、紫萝卜、甜菜红、玫瑰花、紫苏叶和含有天然水溶性色素的天然产物原料切割成直径为1-10mm的颗粒原料，再通过进料口将颗粒原料装入第一个萃取腔中，然后通过循环泵将浸取液灌注满萃取腔，萃取腔的转速和浸取液的流量能够手动调节；然后启动电动机使其运转并带动萃取罐体逆时针方向低速转动；当第二个萃取腔转动到正对罐壳体的前侧面时，打开第二个萃取腔的罐盖，从进料口将颗粒原料加入到第二个萃取腔中，再利用循环泵将浸取液加注充满第二个萃取腔；随着萃取罐体的逆时针转动，依次将2-12个萃取腔加注颗粒原料和浸取液，并依次进行萃取，实现天然植物颗粒原料的连续循环式加注和萃取；当第一个加注原料的萃取腔转动一周时，启动浸液吸取泵将第一个萃取腔中的浸液吸取干净后，然后拉开泄渣板，将萃取后的颗粒原料渣排放入出渣仓中，并随后再重新装入颗粒原料和浸取液，出渣仓中的颗粒原料渣通过萃取罐体底端的出渣口排出并便于收集再利用；随着萃取罐体的转动，各萃取腔中的原料渣陆续排放入至出渣仓中，并在萃取腔中装入新的原料和浸取液，同时调节好萃取腔的转速及浸取液的加入量，以实现连续不断的循环萃取。

2.根据权利要求1所述的水溶性天然产物循环式萃取方法，其特征在于使用的装置主体结构包括循环泵、浸液吸取泵、电动机、罐壳体、观察窗、罐盖、萃取罐体、出渣口、进料口、间隔板、出渣仓、萃取腔、支撑轴、顶盖、固定座、泄渣板、板槽和轴承；圆筒状结构的罐壳体的内腔中制有同轴心的圆筒状结构的萃取罐体，萃取罐体的外径小于罐壳体的内径1-5cm,萃取罐体的内腔以中心处的支撑轴为中心分割制成均匀分布等容积的扇状结构的萃取腔,2-12个扇状结构的萃取腔拼合组装成密封式的萃取罐体；罐壳体的顶端制有与罐壳体配合使用的圆弧状结构的顶盖，顶盖的内侧面中心处固定制有轴承，轴承与支撑轴配合构成插接式结构的轴承支撑单元，供支撑轴自由转动，顶盖的侧边上对应罐壳体前侧处制有扇状结构的进料口；萃取壳体的顶端侧面上对应每个萃取腔制有掀动式结构的罐盖，每个罐盖的外观形状相同且面积小于进料口，2-12个罐盖通过间隔板分割开并密闭拼合成萃取罐体的圆形顶侧面，萃取罐体的底端侧面对应每个萃取腔制有与罐盖形状相同的泄渣板，扇形结构的泄渣板的两个直线边处制有支架结构的板槽，每个板槽的两侧处均能密封式插入推拉式泄渣板,2-12组泄渣板拼合组装成萃取罐体的圆形底侧面；罐壳体的底端制有支撑结构的固定座，固定座的上侧设有出渣仓，固定座的前侧中心处制有出渣口，出渣仓中心处固定制有电动机，电动机的变速式动力输出轴与支撑轴动力对接，使电动机的快速转动变为支撑轴的慢速转动；罐壳体的中部前侧面上制有检修用的观察窗；罐壳体的底部右侧固定制有循环泵，循环泵的输出端通过软质管道能够分别与每个萃取腔连通，实现向萃取腔中加注萃取液；罐壳体的底部左侧处固定制有浸液吸取泵，浸液吸取泵的输入端通过管道能够分别与每个萃取腔的内侧底端连通，实现浸取液的完全吸取；在罐壳体和萃取罐体间的空隙中或充有热水或加制有电加热单元。

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