CN105582690A - 微波萃取方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明为一种微波萃取方法及其系统，包含有将待萃取物进行初步粉碎，使待萃取物碎裂形成小颗粒状的步骤；将上述形成小颗粒状的待萃取物进行低温冷冻并研磨形成粉末状的步骤；将上述形成粉末状的待萃取物冷却降温，并定速输送以准备进行萃取的步骤；将上述低温的待萃取物反复进行微波升温与冷却降温，使待萃取物受冷、热交互作用而使细胞受热涨冷缩作用而破裂，进而使细胞中的物质可分离出来形成萃取物的步骤；侦测上述萃取物的温度以控制待萃取物的萃取时间及速度，并将萃取物冷冻压缩过滤使形成液态萃取物与固态萃取物的步骤；借此，提供一种提高萃取速度的微波萃取方法与系统。

Description

微波萃取方法及其系统

技术领域

木发明是有关于一种微波萃取方法及其系统，特别是一种提高萃取速度的微波萃取方法与系统。

背景技术

目前对于有机物的萃取方式，主要有高温水萃取法、有机溶剂萃取法、微波萃取法与超临界流体萃取法；就以微波萃取法而言，其是利用高频电磁波穿透待萃取物内部细胞，使带极性的水分子产生高速旋转与高频率震动，使各水分子间产生摩擦而提高内部温度甚而蒸发，进而使细胞内部压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力，细胞壁即破裂使其内的待萃取成份流出，再经过滤后，即可得所需的萃取物。

但查，由于该微波萃取法于微波过程中会产生高温，其温度甚至会高达摄氏100℃以上，而因待萃取物大多为有机物，因此微波萃取法很容易破坏待萃取物细胞内的活性物质，造成待萃取物中的有效成份损灭，进而降低微波萃取后的萃取物质量及效益。

就以超临界流体萃取法而言，由于其是利用超临界流体(如：二氧化碳)作为介质来进行萃取，因此其作业温度较低，而不易破坏待萃取物细胞中的活性物质与有效成份；但，由于该超临界流体萃取方式具有设备成本较高、萃取作业速度缓慢的缺点，使得其整体萃取效益较差，而有提高萃取作业成本的缺点。

故，由于生物科技的进步与国民养生保健意识的提高，借由摄取有机物中的有效成份及活性物质来作为药品、食品以供食用，取代化学合成的药品与食品，降低化学合成物质残留体内或减少副作用的产生；因此，如何将有机物的细胞中有效率的萃取出来，且不破坏有效成份及活性物质，同时可提高萃取速度和降低萃取成本，实为目前业者所急欲解决的课题。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种微波萃取方法及其系统，可提高萃取速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种微波萃取方法及其系统，包括如下步骤：

步骤一：将待萃取物进行初步粉碎，使待萃取物碎裂形成小颗粒状；

步骤二：将上述形成小颗粒状的待萃取物进行低温冷冻并研磨形成粉末状；

步骤三：将上述形成粉末状的待萃取物冷却降温，并定速输送以准备进行萃取；

步骤四：将上述低温的待萃取物反复进行微波升温与冷却降温，使待萃取物受冷、热交互作用而使细胞受热涨冷缩作用而破裂并接受微波的旋转运动力，进而使细胞中的物质可分离出来形成萃取物；

步骤五：侦测上述萃取物的温度以控制待萃取物的萃取时间及速度，并将萃取物冷冻压缩过滤使形成液态萃取物与固态萃取物；

而为应用上述方法，本发明的微波萃取系统，包含有一储料槽、粉碎机、冷冻研磨机、定温差输送机、动态微波装置及高压冷冻过滤机；其中：

储料槽，用以储存待萃取物；

粉碎机，与储料槽连接，用以将自储料槽输入的待萃取物进行粉碎；

冷冻研磨机，与粉碎机连接，用以将经粉碎机粉碎后的待萃取物进行研磨，且该冷冻研磨机外围并设有冷冻降温装置，降低冷冻研磨机内部待萃取物的温度；

定温差输送机，与冷冻研磨机连接，用以将经冷冻研磨机研磨后的待萃取物输送至动态微波装置，且该定温差输送机并设有冷冻降温器，令定温差输送机得以维持低温输送待萃取物至动态萃取装置进行萃取；该定温差输送机末端并设有一温度侦测器；

动态萃取装置，包含有一微波升温器、两冷冻降温器与一输送管，该两冷冻降温器分别设于微波升温器的两侧，该输送管以迂回弯绕的方式穿越设于微波升温器与冷冻降温器间，而该输送管前端与定温差输送机衔接，输送管后端与高压冷冻过滤机连接；该动态萃取装置末端并枢接有第二温度传送控制器，且该第二温度传送控制器与定温差输送机的第一温度侦测传送器电性连接有一温差控制器，该温差控制器并与定温差输送机电性连接，使第一温度侦测传送器与第二温度侦测传送器所侦测的温度可传送至温差控制器，以调整控制定温差输送机的输送速度；

高压冷冻过滤机，与输送管后端连接，用以将萃取物压缩使液体分离出来而可过滤形成固态萃取物与液态萃取物；

借由上述方法及装置构造，提供一种提高萃取速度的微波萃取系统。

本发明的有益效果是，可提高萃取速度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的步骤示意图。

图2是本发明的系统图。

图3是本发明的流程示意图。

图中标号说明：

10储料槽

20粉碎机

30冷冻研磨机

31冷冻降温装置

40定温差输送机

41冷冻降温器

42第一温度侦测传送器

50动态萃取装置

51微波升温器

52冷冻降温器

53输送管

531直管部

532弯折部

54第二温度侦测传送器

55温差控制器

60高压冷冻过滤机

61冷冻降温器

62压缩装置

63过滤网

64推送装置

70A液态萃取物

70B固态萃取物

具体实施方式

如图1所示，本发明的动态微波萃取方法，包括如下步骤：

步骤一：将待萃取物进行初步粉碎，使待萃取物碎裂形成小颗粒状。

步骤二：将上述形成小颗粒状的待萃取物进行低温冷冻并研磨形成粉末状。

步骤三：将上述形成粉末状的待萃取物冷却降温，并定速输送以准备进行萃取。

步骤四：将上述低温的待萃取物反复进行微波升温与冷却降温，使待萃取物受冷、热交互作用而使细胞受热涨冷缩作用而破裂并接受微波的旋转运动力，进而使细胞中的物质可分离出来形成萃取物。

步骤五：侦测上述萃取物的温度以控制待萃取物的萃取时间及速度，并将萃取物冷冻压缩过滤使形成液态萃取物与固态萃取物。

而如图2所示，实施例中的微波萃取系统，包含有一储料槽10、粉碎机20、冷冻研磨机30、定温差输送机40、动态微波装置50及高压冷冻过滤机60；其中：

储料槽10(请同时参阅图2所示)，用以储存待萃取物。

粉碎机20(请同时参阅图3所示)，与储料槽10连接，用以将自储料槽10输入的待萃取物进行粉碎。

冷冻研磨机30(请同时参阅图2所示)，与粉碎机20连接，用以将经粉碎机20粉碎后的待萃取物进行研磨，且该冷冻研磨机30外围并设有冷冻降温装置31，降低冷冻研磨机30内部待萃取物的温度。

定温差输送机40(请同时参阅图2所示)，与冷冻研磨机30连接，用以将经冷冻研磨机30研磨后的待萃取物输送至动态微波装置50，且该定温差输送机40并设有冷冻降温器41，令定温差输送机40得以维持低温输送待萃取物至动态萃取装置50进行萃取；该定温差输送机40末端并设有第一温度侦测传送器42。

动态萃取装置50(请同时参阅图2所示)，包含有一微波升温器51、两冷冻降温器52与一输送管53，该两冷冻降温器52分别设于微波升温器51的两侧，该输送管53以迂回弯绕的方式穿越设于微波升温器51与冷冻降温器52间，而该输送管53前端与定温差输送机40衔接，输送管53后端与高压冷冻过滤机60连接；该动态萃取装置50末端并枢接有第二温度传送控制器54，且该第二温度传送控制器54与定温差输送机40的第一温度侦测传送器42电性连接有一温差控制器55，该温差控制器55并与定温差输送机40电性连接，使第一温度侦测传送器42与第二温度侦测传送器54所侦测的温度可传送至温差控制器55，以调整控制定温差输送机40的输送速度。

承上述，较佳的实施例是，该输送管53以迂回绕置的方式形成数段直管部531与弯折部532，令该直管部532恰穿越微波升温装置51内，该弯折部532则穿越设于冷冻降温装置52内。

高压冷冻过滤机60(请同时参阅图2所示)，与输送管53后端连接，用以将萃取物冷却降温及高压压缩，使液体分离出来并经过滤形成固态萃取物与液态萃取物。

承上述，较佳的实施例是，该高压冷冻过滤机60包含有一冷冻降温器61，该冷冻降温器61可对萃取物冷却降温，冷冻降温器61末端设有一压缩装置62，压缩装置62下侧设有过滤网63，该压缩装置62可将萃取物压缩使液体分离出来，并可经过滤网63过滤使形成液态萃取物与固态萃取物；又，该高压冷冻机60并包含有一推送装置64，该推送装置64可将固态萃取物推送出高压冷冻过滤机60来集收。

借由上述装置，兹同时配合图1的步骤图及图3的流程图所示，其是先将待萃取物置放于储料槽10中，借由该储料槽10可定时定量将待萃取物输入粉碎机20预先粉碎，接着，再将经粉碎机20粉碎后的待萃取物输送至冷冻研磨机30进行研磨使形成粉末，此时，因冷冻研磨机30设有冷冻降温装置31，使待萃取物不致于研磨过程中因高温产生热破坏，并可同时并可降低待萃取物的温度；然后，将低温的待萃取物经定温差输送机40输送至动态微波装置50的输送管53内，由于定温差输送机40同样设有冷冻降温装置41，其可提供待萃取物于输送过程中维持低温；接着，借由动态萃取装置50中迂回弯绕设置的输送管53，令待萃取物可随着迂回的输送管53反复经微波升温器51作微波加热及冷冻降温器52冷却降温，使待萃取物的细胞受冷热交互作用，其细胞壁因反复热胀冷缩而破裂，此时，待萃取物细胞中的有效成份、活性物质即会分离流出；接着，将经动态萃取装置50微波萃取后的萃取物输送至高压冷冻过滤机60中，借由高压冷冻过滤机50可对萃取物冷却降温，且压缩装置61可将萃取物中的液体高压压缩出来并经过滤网62过滤分离而形成液态萃取物70A，而留存于过滤网62上的萃取物即为固态萃取物70B，然后推送装置63将固态萃取物70B推送出高压冷冻过滤机60集收，即可得液态萃取物70A与固态萃取物70B。

承上述，由于该待萃取物经动态萃取装置50萃取后，其萃取物的温度会上升，而借由第二温度侦测传送器54侦测萃取物的温度及借由第一温度侦测传送器42侦测定温差输送机40末端待萃取物温度，其可判别两温度间的温差是否落于标准值内(如：温差为10℃)，当两者温差高于标准值时，温差控制器55则控制定温差输送机40降低输送速度，使待萃取物可充分降温后再进行经动态微波装置进行微波萃取，而当两者温差低于标准值时，该温差控制器55则控制定温差输送机40提高输送速度，进而可提高萃取效益。

由是，从以上所述可知，本发明具有如下的优点：

(一)由于本发明是先将待萃取物粉碎、研磨形成粉末，同时将待萃取物冷却降温，避免因研磨时所产生的高温、热能破坏待萃取物的活性；因此，本发明可提高萃取物的有效成份、活性物质可保留而不丧失者。

(二)由于本发明将待萃取物经冷冻研磨成粉末后，借由定温出输送机40维持低温状态下再输送至动态萃取装置50进行萃取作业，借由动态萃取装置50的微波升温器51与冷却降温器52对待萃取物进行升温与降温，同时因输送管53是以迂回弯绕的方式设于微波升温器51与冷却降温器52间，令待萃取物即可随输送管53的输送而可反复多次受冷热交互作用，加速待萃取物细胞受热涨冷缩作用而破裂形成萃取物，进而可有效提高萃取速度与萃取效益。

(三)由于本发明先将待萃取物先冷冻降温后再进行微波萃取，并于该微波萃取中再利用冷却降温器52对待萃取物作降温，纵使微波升温器51对待萃取物进行微波使温度上升，因本发明已先降低待萃取物的温度，该待萃取物微波后的高温值不致太高或超过摄氏100℃，进而可避免热破坏待萃取物，并可避免待萃取物中的有效成份与活性物质因高温而丧失。

(四)因本发明的动态萃取装置50末端设有一温差控制器54，其可侦测经萃取后的萃取物温度来与定温差输送机40上待萃取物温度予以比较，若萃取物温度高于预设的温差值时，该温差控制器54即会加快输送待萃取物进入动态萃取装置50的速度，以减少待萃取物的萃取时间，即可降低萃取物的温度；而若萃取物温度低于预设的温差值时，则该温差控制器54即会减慢输送待萃取物进入动态萃取装置50的速度，以增加待萃取物的萃取时间，即可提高萃取物的温度以顺利作萃取作业并提高萃取效益。

(五)由于本发明是利用微波萃取的方式来对待萃取物作萃取作业，利用微波所产生的高频电磁波穿透待萃取物内部细胞，使产生高速旋转与高频率震动，使细胞内的物质分离，其可有效提高萃取作业的速度，尤其已先行对待萃取物冷却降温，使得萃取物可顺利分离且不致产生热破坏，实可提高萃取效益。

(六)再，因本发明将萃取物利用高压冷冻过滤机60进行压缩过滤，其可使萃取物顺利分离形成液态萃取物与固态萃取物，尤其，借由高压冷冻过滤机60的高压压缩，其可将微波萃取作业中未完全破裂的细胞压缩使其内部物质分离，且借由冷冻降温器61对萃取物冷却降温，其可避免萃取物受压缩而产生热破坏，进而可提高萃取物的纯度及提升萃取效益。

从以上的所述及附图的实施例所示可知，本发明先将待萃取物进行粉碎、研磨及冷却降温后，再利用动态萃取装置50反复对待萃取物作微波升温、冷却降温的冷、热交互作用，使待萃取物细胞破裂而使细胞内物质得以分离，再经压缩过滤后形成萃取物，提供一种可提高萃取速度且不致产生热破坏的微波萃取系统。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

综上所述，本发明在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关发明专利要件的规定，故依法提起申请。

Claims (5)

1.一种微波萃取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将待萃取物进行初步粉碎，使待萃取物碎裂形成小颗粒状；

步骤二：将上述形成小颗粒状的待萃取物进行低温冷冻并研磨使形成粉末状；

步骤三：将上述形成粉末状的待萃取物冷却降温，并定速输送以准备进行萃取；

步骤四：将上述低温的待萃取物反复进行微波升温与冷却降温，使待萃取物受冷、热交互作用而使细胞受热涨冷缩作用而破裂并接受微波的旋转运动力，进而使细胞中的物质可分离出来形成萃取物；

步骤五：侦测上述萃取物的温度以控制待萃取物的萃取时间及速度，并将萃取物冷冻压缩过滤使形成液态萃取物与固态萃取物；

借由上述步骤，提供一种提高萃取速度的微波萃取方法。

2.一种微波萃取系统，其特征在于，包括一储料槽、粉碎机、冷冻研磨机、定温差输送机、动态微波装置及高压冷冻过滤机；其中：

储料槽，用以储存待萃取物；

粉碎机，与储料槽连接，用以将自储料槽输入的待萃取物粉碎；

冷冻研磨机，与粉碎机连接，用以将经粉碎机粉碎后的待萃取物进行研磨，且该冷冻研磨机外围并设有冷冻降温装置，降低冷冻研磨机内部待萃取物的温度；

定温差输送机，与冷冻研磨机连接，用以将经冷冻研磨机研磨后的待萃取物输送至动态微波装置，且该定温差输送机并设有冷冻降温器，令定温差输送机得以维持低温输送待萃取物至动态萃取装置进行萃取；该定温差输送机末端并设有第一温度侦测传送器；

动态萃取装置，包含有一微波升温器、两冷冻降温器与一输送管，该两冷冻降温器分别设于微波升温器的两侧，该输送管以迂回弯绕的方式穿越设于微波升温器与冷冻降温器间，而该输送管前端与定温差输送机衔接，输送管后端与高压冷冻过滤机连接；该动态萃取装置末端并枢接有第二温度传送控制器，且该第二温度传送控制器与定温差输送机的第一温度侦测传送器电性连接有一温差控制器，该温差控制器并与定温差输送机电性连接，使第一温度侦测传送器与第二温度侦测传送器的温度可传送至温差控制器，以调整控制定温差输送机的输送速度；

高压冷冻过滤机，与输送管后端连接，用以将萃取物压缩使液体分离出来而可过滤形成固态萃取物与液态萃取物；

借由上述装置构造，提供一种提高萃取速度的微波萃取系统。

3.根据权利要求2所述的微波萃取系统，其特征在于，所述输送管以迂回绕置的方式形成数段直管部与弯折部，令该直管部恰穿越微波升温装置内，该弯折部则穿越设于冷冻降温装置内。

4.根据权利要求2所述的微波萃取系统，其特征在于，所述高压冷冻过滤机包含有一冷冻降温器，该冷冻降温器可对萃取物冷却降温，冷冻降温器末端至少设有一压缩装置，压缩装置下侧设有过滤网。

5.根据权利要求2所述的微波萃取系统，其特征在于，所述高压冷冻机还包含有一推送装置，该推送装置可将固态萃取物推送出高压冷冻过滤机。