CN105561628A - 植物胶体提取工艺及分离设备 - Google Patents

Abstract

一种植物胶体提取工艺，包括以下步骤，A.添加原材料，B.添加酶解液，C.启动加热器，D.搅拌原材料，E.排出酶解液，F.取出植物胶。一种植物胶体分离设备，包括架体，架体上固定有盛液槽及配合在盛液槽内的筛网滚筒，筛网滚筒圆周壁上的分离孔直径为0.9mm-1.1mm，筛网滚筒的一端中心固定有转轴、另一端固定有中空圆辊，中空圆辊与滚筒空腔连通且同心；架体上固定有轴承座及支撑件，支撑件包括支撑座、至少两个转动连接在支撑座上的滚轮；中空圆辊配合在各滚轮上，转轴配合在轴承座上并通过伺服电机驱动。本发明具有提取植物胶效率高、耗能少、对环境无污染、成本低等优点，值得推广应用。

Description

植物胶体提取工艺及分离设备

技术领域

本发明涉及一种提取工艺及提取设备，尤其是用于植物胶提取的植物胶提取工艺及分离设备。

背景技术

有些植物中包含有特殊用途(如能制作成绝缘性好、耐水、耐酸碱腐蚀的弹性体)的天然高分子胶体(如杜仲胶)，这种天然高分子胶体由于其叶、根、皮中胶体含量少，所以怎样高效、安全的从植物(如杜仲的叶、皮)中大量高效的提取天然高分子胶体是当前亟待解决的问题。

传统从植物内提取天然高分子胶体的方式通常由两种，一种是：对植物原材料(如叶、树皮等)进行充分的发酵处理再用强碱水溶液蒸煮处理，然后再用机械清洗的方法分离出植物胶体；使用该种方法不仅环境污染严重，而且提取植物胶体纯度低，成本高。

另一种是：使用生物酶对植物的皮、叶子等原材料进行预处理后，再使用石油醚等有机溶剂进行进一步溶解最后得到植物胶，但是石油醚等有机溶剂沸点低，危险性较高，因此不适宜产业化生产。

综上所述，在现有的技术中还没有可以应用于产业化生产的安全、高效、成本低的植物胶提取方法及其设备。

发明内容

本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种能高效、无污染提取植物胶的植物胶体提取工艺及其分离设备，满足了生产企业分离植物胶体效率高、成本低，提取过程无污染的需求。

本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种植物胶体提取工艺，包括以下步骤：

A.添加原材料：拧动手柄螺栓，把盖体从中空圆辊的进料端处卸下，接着把植物的叶、皮通过中空圆辊的进料端塞入到筛网滚筒内，塞入量为筛网滚筒直径的三分之一；

B.添加酶解液：把含多少分解酶的酶解液加到盛液槽内，加入量以能浸没植物的叶、皮为停止加入参照；

C.启动加热器:加热器加热储水槽内的加热液，恒温控制在40℃-60℃之间，优选温度为50℃；

D.搅拌原材料：筛网滚筒旋转从而对植物的叶、皮进行搅拌打散，旋转速率为每分钟十九转，一圈顺时针再返回一圈逆时针为一转，转动时间为1h-2h；

E.排出酶解液：打开电动阀，排出含有杂质的酶解液；

F.取出植物胶:利用工具把植物胶从筛网滚筒的圆周壁内表面上取出。

这种植物胶体分离设备，包括架体，架体上固定有盛液槽及配合在盛液槽内的筛网滚筒，筛网滚筒圆周壁上的分离孔直径为0.9mm-1.1mm，筛网滚筒的一端中心固定有转轴、另一端固定有中空圆辊，中空圆辊与滚筒空腔连通且同心；架体上固定有轴承座及支撑件，支撑件包括支撑座、至少两个转动连接在支撑座上的滚轮；中空圆辊配合在各滚轮上，转轴配合在轴承座上并通过伺服电机驱动转动。这里筛网滚筒的作用是，用于把植物(如杜仲)的叶、皮进行分解，分解后的植物胶体会留在筛网滚筒内，分解出来的杂质通过分离孔排到盛液槽中进行去除；这里分离孔的直径为0.9mm-1.1mm的作用是为了能把植物胶留在筛网滚筒内，通过酶解液(含多种分解酶如纤维素酶、角质酶等)的酶解后，树叶、皮等植物组织结构遭到了破坏和瓦解，原来的组织状态已经不复存在，其细胞结构、物理强度、物理性质发生了变化，从而使组织中含有的植物胶游离出来，由于植物胶状物的大小都大于1.3mm以上，所以会留在筛网滚筒内，而通过酶解液酶解的分解物杂质大小都为0.7mm以下，所以会通过分离孔，沉淀在盛液槽底部，这些分解物杂质可被再分离回收利用；这里筛网滚筒通过伺服电机顺时针和逆时针往复旋转，筛网滚筒旋转的作用是用于对分解扎堆一起原材料的转动打散，能够使原材料被打散进行酶解液分解处理，避免原材料扎堆一起位于原材料中心处的原料不能够被酶解液接触到，影响植物胶体的质量和产量，也可以加快原材料的酶解速度；这里支撑件的作用是，利用支撑件上的滚轮来支撑中空圆辊，由于中空圆辊搁放支撑在至少两个转动连接在支撑座上的滚轮上，所以筛网滚筒旋转时会比单纯的通过支撑轴进行支撑旋转筛网滚筒旋转来的更加稳定，减少筛网滚筒旋转的离心力而造成架体晃动，避免盛液槽中的酶解液从盛液槽中溅出(酶解液对人体组织具有一定的腐蚀性)，避免误伤工人；这里的轴承座为带座外球面轴承。

进一步完善，筛网滚筒的圆周壁内侧面上固定有至少两根呈筛网滚筒中心均布设置的加强筋，加强筋的两端分别固定在筛网滚筒的两侧壁上。由于筛网滚筒的圆周壁厚度很薄，为了能够承受更多的原材料(如杜仲的叶和皮)，使筛网滚筒的圆周壁不会被原材料压变形或不会使筛网滚筒旋转时、圆周壁被压着转动而扭曲，利用加强筋的作用，能让筛网滚筒做的直径更大、长度更长，能够装入更多的原材料，从而可以在相同的时间内可以提取更多的植物胶；在筛网滚筒旋转时，加强筋也能够进一步起到把压在一起的原材料拨动开，进一步增加盛液槽内酶解液在圆周方向来回加剧流动，可更充分的与原材料进行接触并分解原材料的作用。

进一步完善，筛网滚筒的圆周壁内侧上固定有搅拌桨块，搅拌桨块与水平面之间呈夹角A设置，夹角A的度数为20°～30°。这里搅拌桨块的作用是进一步搅动酶解液沿着筛网滚筒的轴线方向来回流动，这样可以保证酶解液在筛网滚筒内能够与原材料(植物的叶、皮等)能够有更充分的接触；搅拌桨块也能够进一步加强对筛网滚筒圆周壁的支撑作用，还能进一步加强拨开堆在一起的原材料的作用；搅拌桨块与水平面之间呈20°～30°的设置，可以使筛网滚筒旋转时，搅拌桨块在拨动酶解液轴线运动时，阻力适中，酶解液的轴向流动速度适中，不会因为对搅拌桨块的阻力过大，而易造成搅拌桨块脱落，也不会搅动酶解液轴线运动力度过大，而造成酶解液从筛网滚筒中溅出而伤人，进而酶解液在筛网滚筒的轴线方向来回晃动，从而使酶解液能够更进一步的与原材料充分接触而充分分解。

进一步完善，筛网滚筒的圆周壁内侧上固定有至少两个呈筛网滚筒中心均布的搅拌桨块组，搅拌桨块组内至少有两个搅拌桨块，搅拌桨块组内的搅拌桨块位于筛网滚筒两侧壁之间并间隔设置。这里搅拌桨块组的作用是，利用搅拌桨块搅动酶解液轴向来回流速相同的情况下，可以降低筛网滚筒旋转的速度，从而减小酶解液在筛网滚筒旋转时从圆周方向甩出盛液槽外的情况(离心力的作用，筛网滚筒旋转速度越快，盛液槽内的酶解液从圆周方向被甩出的机率越大)；搅拌桨块的数量增多也有利于均匀拨散(拨开打散)推在一起的原材料，也可以进一步加强筛网滚筒的圆周壁强度，进一步增加原材料的加入量，进一步增加提取植物胶的效率。

进一步完善，搅拌桨块的顶面上固定一组沿搅拌桨块长度方向均布设置的直杆。这里直杆的作用是，用于进一步打散粘结在一起的原材料，有利于原材料各部分都能被打散与酶解液充分接触，增加酶解效率，增加植物胶的提取效率。

进一步完善，盛液槽的底部为下凹并倾斜设置的沉渣槽，架体上开有与盛液槽空腔连通的出料管，出料管与沉渣槽位置匹配且沉渣槽倾斜方向朝向出料管，出料管的端部固定有电动阀。这里出料管和电动阀的作用是，原材料(如杜仲叶)中被分解出来的纤维素、角质、细胞壁可以跟随多种酶解液一起通过倾斜的出料管流出，经过再过滤后多种酶解液可以被重新利用；这里沉渣槽并倾斜的作用是，用于沉淀较重的杂质，倾斜设置有利于较重杂质的通过出料管冲刷排出。

进一步完善，盛液槽的下方固定有储水槽，盛液槽水浴在储水槽上，储水槽内安装有加热器。这里储水槽及加热管的作用是，用于加热储水槽，加热温度为40℃-60℃，优先为50℃，并保持恒温，由于盛液槽水浴在储水槽中，所以通过热传导把热量传导给多种酶解液中加热酶解液，由于酶解液在50℃时，酶的活性达到最高，最有利于分解植物的叶、皮等，更有利于植物叶、皮的分解，从而得到植物胶，这样植物胶的提取的效率会大大提高，也可增加植物胶的提取率，增加效益，降低成本。

进一步完善，中空圆辊的进料端处密闭有盖体，盖体上安装有至少两个呈盖体中心均布设置的手柄螺栓，中空圆辊的圆周面上固定有数量、分布位置与手柄螺栓匹配的螺母，盖体通过手柄螺栓紧固在螺母上，盖体上安装有密封圈。这里盖体及手柄螺栓的作用是，方便密闭住中空圆辊的进料端，防止筛网滚筒旋转时，酶解液从中空圆辊的进料端处溅出而伤人。

进一步完善，架体上转动连接有用于盖住筛网滚筒的外罩，外罩与架体之间安装有用于顶起外罩的气弹簧，外罩上固定有把手。这里外罩的作用是，在筛网滚筒旋转时，外罩起到防止酶解液被甩出的作用(筛网滚筒浸在酶解液中)；这里气弹簧的作用是用于方便撑起外罩，从而方便向盛液槽内加酶解液。

进一步完善，储水槽内安装有温控器，架体上安装有PLC控制器，PLC控制器与温控器、加热器、电动阀、伺服电机线路连接。本方案中的PLC控制器为市面上通用的可编程逻辑控制器，可选用市面上通用的三菱PLC、施耐德PLC、犹尼康Unitronics、台达PLC和松下PLC等品牌；PLC控制器的作用是，自动控制温控器对储水槽内水的加热温度，并通过温控器控制水温在恒温状态，并自动控制伺服电机驱动筛网滚筒的旋转速率，提取好植物胶后，通过电动阀的打开，把分解完成的酶解液排出。

本发明有益的效果是：本发明结构设计巧妙、合理，利用PLC控制器和温控器自动加热控制储水槽内的液体并把热量传导到盛液槽内的酶解液中，并恒温控制在50℃范围，自动控制筛网滚筒的转动频率(一分钟旋转十九转，顺时针一圈再返回逆时针一圈为一转)，筛网滚筒内安装有搅拌桨块，可以把原材料打散并推动酶解液沿筛网滚筒轴线方向来回流动，从而可以使原材料与酶解液更加充分的接触，原材料酶解更充分，酶解效率更高，值得推广应用。

附图说明

图1为本发明的立体图一；

图2为本发明的另一侧立体图二；

图3为图1的B-B剖视示意图；

图4为图2的C-C剖视示意图；

图5为图1的D-D剖面图；

图6为图3的E局域放大图；

图7为本发明中筛网滚筒的立体图。

附图标记说明：架体1，盛液槽2，沉渣槽2-1，筛网滚筒3，分离孔3-1，转轴3-2，中空圆辊3-3，轴承座4，支撑件5，支撑座5-1，滚轮5-2，伺服电机6，加强筋7，搅拌桨块8，直杆9，出料管10，电动阀11，储水槽12，加热器13，盖体14，手柄螺栓14-1，螺母15，密封圈16，外罩17，气弹簧18，把手19，温控器20，PLC控制器21，搅拌桨块组22。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

参照附图：这种植物胶体提取工艺，包括以下步骤：

A.添加原材料：拧动手柄螺栓14-1，把盖体14从中空圆辊3-3的进料端处卸下，接着把植物的叶、皮通过中空圆辊3-3的进料端塞入到筛网滚筒3内，塞入量为筛网滚筒3直径的三分之一；

B.添加酶解液：把含多少分解酶的酶解液加到盛液槽2内，加入量以能淹没植物的叶、皮为停止加入参照；

C.启动加热器:加热器13加热储水槽12内的加热液，恒温控制在40℃-60℃之间，优选温度为50℃；

D.搅拌原材料：筛网滚筒3旋转从而对植物的叶、皮进行搅拌打散，旋转速率为每分钟十九转，一圈顺时针再返回一圈逆时针为一转，转动时间为1h-2h；

E.排出酶解液：打开电动阀11，排出含有杂质的酶解液；

F.取出植物胶:利用工具把植物胶从筛网滚筒3的圆周壁内表面上取出。

这种植物胶体分离设备，包括架体1，架体1上固定有盛液槽2及配合在盛液槽2内的筛网滚筒3，筛网滚筒3圆周壁上的分离孔3-1直径为0.9mm-1.1mm，筛网滚筒3的一端中心固定有转轴3-2、另一端固定有中空圆辊3-3，中空圆辊3-3与滚筒3空腔连通且同心；架体1上固定有轴承座4及支撑件5，支撑件5包括支撑座5-1、至少两个转动连接在支撑座5-1上的滚轮5-2；中空圆辊3-3配合在各滚轮5-2上，转轴3-2配合在轴承座4上并通过伺服电机6驱动。

筛网滚筒3的圆周壁内侧面上固定有至少两根呈筛网滚筒3中心均布设置的加强筋7，加强筋7的两端分别固定在筛网滚筒3的两侧壁上。

筛网滚筒3的圆周壁内侧面上固定有至少两个呈筛网滚筒3中心均布的搅拌桨块组22，搅拌桨块组22内至少有两个搅拌桨块8，搅拌桨块组22内的搅拌桨块8位于筛网滚筒3两侧壁之间并间隔设置，各搅拌桨块8与水平面之间均呈夹角A设置，夹角A的度数为20°～30°。

搅拌桨块8的顶面上固定一组沿搅拌桨块8长度方向均布设置的直杆9。

盛液槽2的底部为下凹并倾斜设置的沉渣槽2-1，架体1上开有与盛液槽2空腔连通的出料管10，出料管10与沉渣槽2-1位置匹配且沉渣槽2-1倾斜方向朝向出料管10，出料管10的端部固定有电动阀11。

盛液槽2的下方固定有储水槽12，盛液槽2水浴在储水槽12上，储水槽12内安装有加热器13。

中空圆辊3-3的进料端处密闭有盖体14，盖体14上安装有至少两个呈盖体14中心均布设置的手柄螺栓14-1，中空圆辊3-3的圆周面上固定有数量、分布位置与手柄螺栓14-1一致的螺母15，盖体14通过手柄螺栓14-1紧固在螺母15上，盖体14上安装有密封圈16。

架体1上转动连接有用于盖住筛网滚筒3的外罩17，外罩17与架体1之间安装有用于顶起外罩17的气弹簧18，外罩17上固定有把手19。

储水槽12内安装有温控器20，架体1上安装有PLC控制器21，PLC控制器21与温控器20、加热器13、电动阀11、伺服电机6线路连接。

这里使用的PLC控制器21为施耐德PLC控制器；使用是，先拧开手柄螺栓14-1，从而把盖体14从中空圆辊3-3的进料端处卸下，然后把含有植物胶的植物(如杜仲)的叶、皮通过中空圆辊3-3进料端塞入到筛网滚筒3内，接着酶解液加到盛液槽2内，加入量为能浸没植物的叶、皮为宜，然后人工把外罩17盖合在筛网滚筒3上，接着PLC控制器21启动并加热储水槽12内的加热液，加热温度通过温控器20控制在恒温50℃，并同步控制驱动筛网滚筒3旋转，筛网滚筒3内的搅拌桨块8和直杆9拨开打散植物的叶、皮等原材料，从而使原材料能充分与酶解液接触分解，增加分解效率，此时，筛网滚筒3顺时针旋转和逆时针旋转往复周期运动(每分钟控制旋转速率为十九转，顺时针一圈再返回逆时针一圈为一转)，酶解时间为1h-2h(植物叶多，酶解时间短、植物皮多，酶解时间长，可根据情况自行设置酶解时间)，酶解完成后，PLC控制器21控制电动阀11打开并停止加热器13继续工作，这样位于盛液槽2内的酶解液(包含有酶解杂质)通过电动阀11排出(此时，筛网滚筒3停止旋转)，酶解液经过过滤后可以被继续使用，由于植物胶汇聚成植物胶块(丝状胶凝块)并大于分离孔3-1的直径，所以不会从分离孔3-1处漏出，最后通过工具把位于筛网滚筒3内的植物胶捞出放置到特定容器内。

虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

Claims (10)

1.一种植物胶体提取工艺，其特征包括以下步骤：

A.添加原材料：拧动手柄螺栓(14-1)，把盖体(14)从中空圆辊(3-3)的进料端处卸下，接着把植物的叶、皮通过中空圆辊(3-3)的进料端塞入到筛网滚筒(3)内，塞入量为筛网滚筒(3)直径的三分之一；

B.添加酶解液：把含多少分解酶的酶解液加到盛液槽(2)内，加入量以能淹没植物的叶、皮为停止加入参照；

C.启动加热器:加热器(13)加热储水槽(12)内的加热液，恒温控制在40℃-60℃之间，优选温度为50℃；

D.搅拌原材料：筛网滚筒(3)旋转从而对植物的叶、皮进行搅拌打散，旋转速率为每分钟十九转，一圈顺时针再返回一圈逆时针为一转，转动时间为1h-2h；

E.排出酶解液：打开电动阀(11)，排出含有杂质的酶解液；

F.取出植物胶:利用工具把植物胶从筛网滚筒(3)的圆周壁内表面上取出。

2.一种植物胶体分离设备，包括架体(1)，其特征是：所述架体(1)上固定有盛液槽(2)及配合在盛液槽(2)内的筛网滚筒(3)，所述筛网滚筒(3)圆周壁上的分离孔(3-1)直径为0.9mm-1.1mm，所述筛网滚筒(3)的一端中心固定有转轴(3-2)、另一端固定有中空圆辊(3-3)，所述中空圆辊(3-3)与滚筒(3)空腔连通且同心；

所述架体(1)上固定有轴承座(4)及支撑件(5)，所述支撑件(5)包括支撑座(5-1)、至少两个转动连接在支撑座(5-1)上的滚轮(5-2)；

所述中空圆辊(3-3)配合在各滚轮(5-2)上，所述转轴(3-2)配合在轴承座(4)上并通过伺服电机(6)驱动。

3.根据权利要求2所述的植物胶体分离设备，其特征是：所述筛网滚筒(3)的圆周壁内侧面上固定有至少两根呈筛网滚筒(3)中心均布设置的加强筋(7)，所述加强筋(7)的两端分别固定在筛网滚筒(3)的两侧壁上。

4.根据权利要求2所述的植物胶体分离设备，所述筛网滚筒(3)的圆周壁内侧面上固定有至少两个呈筛网滚筒(3)中心均布的搅拌桨块组(22)，所述搅拌桨块组(22)内至少有两个搅拌桨块(8)，所述搅拌桨块组(22)内的搅拌桨块(8)位于筛网滚筒(3)两侧壁之间并间隔设置，各所述搅拌桨块(8)与水平面之间均呈夹角A设置，所述夹角A的度数为20°～30°。

5.根据权利要求4所述的植物胶体分离设备，其特征是：所述搅拌桨块(8)的顶面上固定一组沿搅拌桨块(8)长度方向均布设置的直杆(9)。

6.根据权利要求2所述的植物胶体分离设备，其特征是：盛液槽(2)的底部为下凹并倾斜设置的沉渣槽(2-1)，所述架体(1)上开有与盛液槽(2)空腔连通的出料管(10)，所述出料管(10)与沉渣槽(2-1)位置匹配且沉渣槽(2-1)倾斜方向朝向出料管(10)，所述出料管(10)的端部固定有电动阀(11)。

7.根据权利要求6所述的植物胶体分离设备，其特征是：所述盛液槽(2)的下方固定有储水槽(12)，所述盛液槽(2)水浴在储水槽(12)上，所述储水槽(12)内安装有加热器(13)。

8.根据权利要求2所述的植物胶体分离设备，其特征是：所述中空圆辊(3-3)的进料端处密闭有盖体(14)，所述盖体(14)上安装有至少两个呈盖体(14)中心均布设置的手柄螺栓(14-1)，所述中空圆辊(3-3)的圆周面上固定有数量、分布位置与手柄螺栓(14-1)一致的螺母(15)，所述盖体(14)通过手柄螺栓(14-1)紧固在螺母(15)上，所述盖体(14)上安装有密封圈(16)。

9.根据权利要求2所述的植物胶体分离设备，其特征是：所述架体(1)上转动连接有用于盖住筛网滚筒(3)的外罩(17)，所述外罩(17)与架体(1)之间安装有用于顶起外罩(17)的气弹簧(18)，所述外罩(17)上固定有把手(19)。

10.根据权利要求7或8或9所述的植物胶体分离设备，其特征是：所述储水槽(12)内安装有温控器(20)，所述架体(1)上安装有PLC控制器(21)，所述PLC控制器(21)与温控器(20)、加热器(13)、电动阀(11)、伺服电机(6)线路连接。