CN104974549B - 用于提取天然植物色素的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于提取天然植物色素的设备，包括依次设置的提取装置、过滤装置、提取液储罐、减压浓缩装置、喷雾干燥装置，减压浓缩装置与提取装置之间设置有换热器，提取液储罐内设置有换热管，换热管的入口与减压浓缩装置的气体出口相连接，换热管的出口与换热器的热流体进口相连接，换热器冷流体入口与提取剂储罐的出口相连接，换热器冷、热流体的出口与提取装置的提取剂进口相连接。上述技术方案中，对减压浓缩装置中蒸汽的热能进行回收利用，对提取液和提取剂进行预热，实现提取液减压蒸馏前的保温/预热和加热提取剂，从而节约能源，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及天然植物色素提取领域，具体涉及一种用于提取天然植物色素的设备。
背景技术
在天然活性组分提取领域，经常需使用提取装置对天然植物的根、茎、叶进行浸提，使得草本植物根、茎、叶中的活性成分溶解在提取剂中，从而实现对活性组分的提取。现有使用的提取罐大多存在物料的投加和卸料繁琐以及耗时的问题，严重影响天然活性组分的生产效率。另外，对于天然活性组分的提取，都存在一个最佳物料比(此物料下活性组分的提取率和/或提取效率最大)，但是传统提取罐的投料难以准确的控制物料比，使得提取率和/或提取效率无法达到最佳，严重影响生产效率和造成原料浪费。
另外，目前使用的活性组分提取设备普遍存在提取率低，能源利用率低，提取周期长等问题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种用于提取天然植物色素的设备，其可实现对植物色素的快速提取，且提取液中色素的浓度高，便于后续的浓缩纯化处理和节约能源。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：包括依次设置的对植物花中色素进行提取的提取装置，对提取装置内的物料进行固液分离的过滤装置，用于收集过滤后的滤液的提取液储罐，对提取液进行浓缩的减压浓缩装置，以及对浓缩后的提取液进行干燥制粉的喷雾干燥装置，减压浓缩装置与提取装置之间设置有换热器，提取液储罐内设置有换热管，换热管的入口与减压浓缩装置的气体出口相连接，换热管的出口与换热器的热流体进口相连接，换热器冷流体入口与提取剂储罐的出口相连接，换热器冷、热流体的出口与提取装置的提取剂进口相连接，提取装置包括提取罐以及水平布置的搅拌轴，提取罐相对的两侧外侧壁中部分别设置有安装座，搅拌轴两端转动安装在安装座内，搅拌轴与第三驱动机构相连接，搅拌轴位于提取罐内的轴身上设置有搅拌机构，提取罐的顶部设置有投料口以及对投料口的闭合状态进行调节的第一调节组件，提取罐的底部设置有卸料口以及对卸料口的闭合状态进行调节的第二调节组件，第二调节组件包括提取罐卸料口处上、下平行布置的圆形的第一、二卸料板，第一卸料板与提取罐固连为一体，第二卸料板的侧面上开设有环形槽，第二卸料板通过环形槽内设置的钢珠组件与提取罐绕铅垂方向构成转动配合连接，第一、二卸料板的圆心位于同一铅垂线上，第一、二卸料板上同一半径大小的圆周处分别开设第一、二卸料口，第一卸料板的下板面设置成由第一、二台阶面组合构成的台阶状，第二台阶面与第二卸料板的上板面相贴合，第一台阶面与第二卸料板上板面之间形成空腔，第一卸料口开设在第一台阶面上，第一、二台阶面交合的台阶处设置有密封件，密封件的形状与第一、二台阶面交接处的台阶形状一致，第二卸料板与第二驱动机构相连接。
进一步的方案为：提取罐内设置有微波发射组件，提取罐安装在机架上，机架包括四个立状布置的支撑脚，支撑脚的底部设置有重力传感器。搅拌机构包括在搅拌轴轴身上螺旋线状间隔设置的搅拌杆，搅拌叶设置在搅拌杆的末端，搅拌杆与搅拌叶之间为铰接连接且构成铰接连接的铰接轴轴向与搅拌轴轴向的夹角为30～60°，搅拌叶沿远离搅拌杆一端指向靠近搅拌杆一端的板面宽度逐渐增大。提取罐内壁面上设置有螺旋线状的扰流筋，提取罐的侧壁为夹层结构。
上述技术方案中，对减压浓缩装置中蒸汽的热能进行回收利用，对提取液和提取剂进行预热，实现提取液减压蒸馏前的保温/预热和加热提取剂，从而节约能源，降低生产成本。另外，提取装置中通过第二驱动机构调节第二卸料板进行转动，使得第一、二卸料板上的第一、二卸料口相对应和相异，从而实现对提取罐的快速卸料和卸料口的闭合，从而节约时间，提高提取效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为提取装置的结构示意图；
图3为图2的A处放大示意图；
图4为滑轨、滑块、料斗的装配示意图；
图5为第一卸料板的仰视图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
本发明采取的技术方案如图1所示，一种用于提取天然植物色素的设备，包括依次设置的对植物花中色素进行提取的提取装置A1，对提取装置A1内的物料进行固液分离的过滤装置A2，用于收集过滤后的滤液的提取液储罐A3，对提取液进行浓缩的减压浓缩装置A4，以及对浓缩后的提取液进行干燥制粉的喷雾干燥装置A5，减压浓缩装置A4与提取装置A1之间设置有换热器A6，提取液储罐A3内设置有换热管，换热管的入口与减压浓缩装置A4的气体出口相连接，换热管的出口与换热器A6的热流体进口相连接，换热器A6冷流体入口与提取剂储罐A7的出口相连接，换热器A6冷、热流体的出口均与提取装置A1的提取剂进口相连接。上述技术方案中，对减压浓缩装置A4中蒸汽的热能进行回收利用，对提取液和提取剂进行预热，实现提取液减压蒸馏前的保温/预热和加热提取剂，从而节约能源，降低生产成本。过滤装置、减压浓缩装置、喷雾干燥装置、换热器均可采用现有化工中使用的具有相应功能的装置进行使用，提取液储罐采用一般的溶液储罐改造得到，在储罐内安装列管状或螺旋状的换热管，相邻装置间的固体物料采用输送带输送，液态物料采用管道和输送泵输送。
提取装置A1包括提取罐10以及水平布置的搅拌轴151，提取罐10相对的两侧外侧壁中部分别设置有安装座，搅拌轴151两端转动安装在安装座内，搅拌轴151与第三驱动机构Q3相连接，搅拌轴151位于提取罐10内的轴身上设置有搅拌机构，提取罐10的顶部设置有投料口以及对投料口的闭合状态进行调节的第一调节组件，提取罐10的底部设置有卸料口以及对卸料口的闭合状态进行调节的第二调节组件，第一、二调节组件可为提取罐10顶部或者底部设置的水平布置的闸板构成，闸板可以通过手动调节，也可以将闸板与驱动其沿水平方向移动的丝杆螺母调节组件或气缸的活塞杆相连接，利用电动或者气动调节。需要说明的是，本发明中，为了便于简要、清楚的说明本发明请求保护的范围，因此，并未对提取罐10上存在提取剂泄露处的密封进行描述，当然这也是本领域普通技术人员所了解的公知常识和常规操作手段。
在本发明中，优选采用如下方案，如图2、4所示，第一调节组件包括开口向上的槽型件构成的滑轨12，槽型件槽底开设的空缺部构成投料口，滑轨12沿水平方向布置，滑轨12上设置有滑块13，滑块13与滑轨12沿滑轨12的长度方向构成滑动导向连接配合，滑块13的底面与槽型件的槽底相贴合，滑块13上设置有立状布置的料斗14，滑块13与料斗14底部料口的交接处开设成空缺状，滑块13与第一驱动机构Q1相连接。通过第一驱动机构调节滑块13进行移动，使得滑块13上的空缺部与滑轨12上的加料口相对应和相异，从而实现对提取罐10的快速加料和加料口的闭合，同时在进行提取时，操作人员，可以通过投料装置向料斗14中加入下一批次需要投加的物料量，这样就不需要在提取罐10完成提取操作后再称料投加，从而节约时间，提高原料提取效率。
优选按照如图2、3所示方案进行实施，第二调节组件包括提取罐10卸料口处上、下平行布置的圆形的第一、二卸料板16、17，第一卸料板16与提取罐10固连为一体，第二卸料板17的侧面上开设有环形槽，第二卸料板17通过环形槽内设置的钢珠组件18与提取罐10绕铅垂方向构成转动配合连接，第一、二卸料板16、17的圆心位于同一铅垂线上，第一、二卸料板上同一半径大小的圆周处分别开设第一、二卸料口16a、17a，第一卸料板16的下板面设置成由第一、二台阶面161、162组合构成的台阶状，第二台阶面162与第二卸料板17的上板面相贴合，第一台阶面161与第二卸料板17上板面之间形成空腔，第一卸料口16a开设在第一台阶面161上，第一、二台阶面交合的台阶处设置有密封件163，密封件163的形状与第一、二台阶面交接处的台阶形状一致，第二卸料板17与第二驱动机构Q2相连接，优选如图5所示方案，第一、二台阶面交接处的外轮廓为弧形，这样将密封件设置为弧形，密封件可采用O形密封件。通过第二驱动机构Q2调节第二卸料板17进行转动，使得第一、二卸料板上的第一、二卸料口相对应和相异，从而实现对提取罐10的快速卸料和卸料口的闭合，实现快速卸料，从而节约时间，提高提取效率。
本发明中第一、二、三驱动机构可采用电动构成，当然第一驱动机构还可采用气缸构成，第三驱动机构也可采用设置操作把手进行手动调节，提取罐10外形为鼓形或者椭球形。
进一步的方案为：提取罐10内设置有超声发射组件或者微波发射组件，超声发射组件或者微波发射组件可以提高植物活性组分的提取效率和提取率，缩短周期和提高原料的利用率。提取罐10安装在机架11上，机架11包括四个立状布置的支撑脚11，支撑脚11的底部设置有重力传感器111，重力传感器111能够实时测量整个提取设备的重量并通过显示器显示，这样操作人员就能够实时准确得知每个物料的加料量，从而实现按照最佳物料比进行投料。搅拌机构包括在搅拌轴151轴身上螺旋线状间隔设置的搅拌杆152，搅拌叶153设置在搅拌杆152的末端，搅拌杆152与搅拌叶153之间为铰接连接且构成铰接连接的铰接轴轴向与搅拌轴151轴向的夹角为30～60°，搅拌叶153沿远离搅拌杆152一端指向靠近搅拌杆152一端的板面宽度逐渐增大，这样的搅拌机构可以使得物料的搅拌更加充分，同时可以对搅拌机构进行很好的保护，防止固体物料缠结时造成搅拌机构扭曲变形，搅拌叶153在搅拌杆152上转动角度不易过大，一般转动的角度为1～2°。提取罐10内壁面上设置有螺旋线状的扰流筋，扰流筋的设置也是为了实现物料搅拌的充分性。
详细的方案为：滑块13为一长条形板块构成，滑块13的两端分别设置有料斗14，两料斗14的外侧分别设置物料投加机构，实现多种物料的投加，提取罐10的侧壁为夹层结构，夹层结构形成的夹腔用于容纳热流体，对提取罐10内的物料进行保温或加热。
总之，本发明提供的提取设备，可有效实现物料的快速投加和卸载，实现植物色素的高浓度快速提取，提高植物色素的提取效率。本发明可用于映山红色素、辣红素、红花素、月季花红色素等天然植物色素的提取。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本发明中记载内容后，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：包括依次设置的对植物花中色素进行提取的提取装置，对提取装置内的物料进行固液分离的过滤装置，用于收集过滤后的滤液的提取液储罐，对提取液进行浓缩的减压浓缩装置，以及对浓缩后的提取液进行干燥制粉的喷雾干燥装置，减压浓缩装置与提取装置之间设置有换热器，提取液储罐内设置有换热管，换热管的入口与减压浓缩装置的气体出口相连接，换热管的出口与换热器的热流体进口相连接，换热器冷流体入口与提取剂储罐的出口相连接，换热器冷、热流体的出口与提取装置的提取剂进口相连接，提取装置包括提取罐以及水平布置的搅拌轴，提取罐相对的两侧外侧壁中部分别设置有安装座，搅拌轴两端转动安装在安装座内，搅拌轴与驱动机构B相连接，搅拌轴位于提取罐内的轴身上设置有搅拌机构，提取罐的顶部设置有投料口以及对投料口的闭合状态进行调节的第一调节组件，提取罐的底部设置有卸料口以及对卸料口的闭合状态进行调节的第二调节组件，第二调节组件包括提取罐卸料口处上、下平行布置的圆形的第一、二卸料板，第一卸料板与提取罐固连为一体，第二卸料板的侧面上开设有环形槽，第二卸料板通过环形槽内设置的钢珠组件与提取罐绕铅垂方向构成转动配合连接，第一、二卸料板的圆心位于同一铅垂线上，第一、二卸料板上同一半径大小的圆周处分别开设第一、二卸料口，第一卸料板的下板面设置成由第一、二台阶面组合构成的台阶状，第二台阶面与第二卸料板的上板面相贴合，第一台阶面与第二卸料板上板面之间形成空腔，第一卸料口开设在第一台阶面上，第一、二台阶面交合的台阶处设置有密封件，密封件的形状与第一、二台阶面交接处的台阶形状一致，第二卸料板与驱动机构A相连接。
2.根据权利要求1所述的用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：提取罐内设置有微波发射组件。
3.根据权利要求1所述的用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：提取罐安装在机架上，机架包括四个立状布置的支撑脚，支撑脚的底部设置有重力传感器。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：搅拌机构包括在搅拌轴轴身上螺旋线状间隔设置的搅拌杆，搅拌叶设置在搅拌杆的末端，搅拌杆与搅拌叶之间为铰接连接且构成铰接连接的铰接轴轴向与搅拌轴轴向的夹角为30～60°，搅拌叶沿远离搅拌杆一端指向靠近搅拌杆一端的板面宽度逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：提取罐内壁面上设置有螺旋线状的扰流筋。
6.根据权利要求4所述的用于提取天然植物色素的设备，其特征在于：提取罐的侧壁为夹层结构。
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Legal Events
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Inventor after: Li Tinghui Inventor before: Hu Liuman Inventor before: Wang Xuanming |
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Effective date of registration: 20160816 Address after: 350208, No. 187, crane Town Road, Changle, Fujian, Fuzhou Applicant after: Li Tinghui Address before: 246002 Anhui province Anqing City Daguan District Jixian Road No. 148 Applicant before: Wang Xuanming |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Chengcai Inventor before: Li Tinghui |
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Effective date of registration: 20170630 Address after: 519055 Guangdong province Zhuhai Guangxin Pingsha Town Road No. 49 Shipping Corporation North Industrial Buildings Patentee after: ZHUHAI JINZHI ALOE DEVELOPMENT RESEARCH Co.,Ltd. Address before: 350208, No. 187, crane Town Road, Changle, Fujian, Fuzhou Patentee before: Li Tinghui |
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Inventor after: Liu Kaihua Inventor before: Zhang Chengcai |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Effective date of registration: 20170818 Address after: 710404 Jixian Industrial Park, Zhouzhi County, Shaanxi, Xi'an Patentee after: Zhouzhi County Tianyi biological science and Technology Co.,Ltd. Address before: 519055 Guangdong province Zhuhai Guangxin Pingsha Town Road No. 49 Shipping Corporation North Industrial Buildings Patentee before: ZHUHAI JINZHI ALOE DEVELOPMENT RESEARCH Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: Equipment for extracting natural plant pigments Effective date of registration: 20230109 Granted publication date: 20161207 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: Zhouzhi County Tianyi biological science and Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023610000021 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20161207 Pledgee: Xi'an innovation financing Company limited by guarantee Pledgor: Zhouzhi County Tianyi biological science and Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023610000021 |