CN105920874A - 一种利用蒸汽快速提取植物有效成分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用蒸汽快速提取植物有效成分的方法，主要涉及到蒸汽发生器、加热器、提取釜和喷雾干燥机。本方法将被提取物置于提取釜内的物料框中，密闭并抽真空；向提取釜内通入蒸汽，经蒸汽分布器均匀分布后与被提取物充分接触，提取其中的有效成分；提取液呈液态集聚于提取釜底部，经减压阀减压后喷洒进入喷雾干燥机，最终获得干燥后的有效成分。本方法操作简单，成本低，过程绿色环保，可实现对植物中有效成分的快速提取。

Description

一种利用蒸汽快速提取植物有效成分的方法

技术领域

本发明属生物技术领域，具体涉及一种利用蒸汽快速提取植物有效成分的方法。

背景技术

植物中存在着各种各样的活性成分，因其天然、安全且具有独特的功能活性而在食品、医药、化工和化妆品等行业得到广泛的研究和应用。传统的浸泡法和水煮法提取效率低，周期长，经济效益不显著。有机溶剂提取可显著提高提取效率，但溶剂消耗量大，易产生二次污染。水热提取技术是采用100-374℃的亚临界水代替有机溶剂作为提取剂，水是天然绿色的理想溶剂，可避免二次污染。但目前的水热提取技术几乎都采用高压液态水，液态水的极性较高，而植物活性成分多为非极性或弱极性化合物，导致现有水热提取技术难以达到有机溶剂的提取效果。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种利用蒸汽快速提取植物有效成分的方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：针对现有水热提取技术效率偏低，操作繁琐，耗时长等问题，本发明提出了采用饱和蒸汽或过热蒸汽作为提取剂，将提取工序和干燥工序联合，一步法实现植物中有效成分的快速提取。

本发明所述的蒸汽快速提取植物中有效成分的方法，需包括但不限于以下设备单元：蒸汽发生器、加热器、提取釜和喷雾干燥机。

本发明所述的蒸汽快速提取植物中有效成分的方法，设备单元的具体连接方式为：蒸汽发生器的蒸汽出口连接加热器的进口，加热器的出口通过切换阀1与提取釜的蒸汽进口连接，提取釜的下出料口依次连接切换阀2和减压阀，减压阀连接喷雾干燥机的进料口。

本发明所述的蒸汽快速提取植物中有效成分的方法，单次提取的操作步骤包括：

（1）被提取物放置于提取釜的物料框内，密闭提取釜并抽真空至表压-0.07MPa~-0.06MPa；

（2）同时转换切换阀1和切换阀2，将蒸汽导入提取釜内，经蒸汽分布器均匀分布后与被提取物充分接触，提取其中的有效成分；

（3）提取液呈液态集聚于提取釜底部，经减压阀减压后直接喷洒进入喷雾干燥机，最终获得干燥后的有效成分；

（4）提取完成后，同时转换切换阀1和切换阀2，对提取釜泄压，待提冷却后，打开釜盖，取出提取残渣，重新装填入被提取物。

进一步地，所述的提取釜为2个或多个，通过切换阀1和切换阀2的切换操作并联循环使用，以实现提取过程的连续运行；

进一步地，所述的物料框采用食品级的不锈钢网制作而成，其外径和高度均分别小于提取釜的内径和高度，将其直接搁置于提取釜内；不锈钢网的孔径介于1微米~1000微米之间。

进一步地，所述的提取釜底部为缩口设计，使提取液在重力作用下可自然聚集于提取釜底部，且始终保持聚集的提取液上液面低于物料框的底部；

进一步地，所述的提取所用的蒸汽为100℃~300℃，0.1MPa~10.0MPa的饱和蒸汽或过热蒸汽。

进一步地，所述的提取所用的蒸汽为饱和蒸汽时，直接由蒸汽发生器产生；若为过热蒸汽时，由加热器对饱和蒸汽进行二次加热产生。

进一步地，所述的单次提取时间为1分钟~180分钟。

有益效果

本发明与现有水热提取方法相比，主要有以下优点：

（1）以“气态水”（饱和蒸汽或过热蒸汽）代替“液态水”作为提取剂，“气态水”的非极性可很好地溶解、浸出弱极性和非极性的植物有效成分；同时，“气态水”流动性显著优于“液态水”，可与被提取物充分接触。因此，本发明的方法具有高效、快速的特点。

（2）将提取与干燥联合，利用提取液高温高压的特点，通过减压阀直接喷洒进入喷雾干燥机干燥，既有效利用了余热，又简化了工序，同时避免了长时间反复煎煮对有效成分的破坏。

（3）提取釜为2个或多个并联循环使用，实现了提取工艺的连续运行，缩短了操作周期，提高了设备使用效率。

附图说明

图1为本申请所用设备的示意图。

图中，1是蒸汽发生器；2是纯净水进口；3是加热器；4是切换阀1；5是提取釜；6是蒸汽分布器；7是物料框；8是切换阀2；9是减压阀；10是喷雾干燥机；11是排气口；12是卸料口。

具体实施方式

下面结合图1对本发明的实施方式进行详细说明。

请参考图1，本发明的方法包含蒸汽发生器（1）、加热器（3）、提取釜（5）和喷雾干燥机（10）四个主要设备单元，其中提取釜（2）为2个或多个并联使用，通过切换阀1（4）和切换阀2（8）进行循环使用。下面以提取釜的单次操作周期为例进行详细描述：将被提取物料装入物料框（7）并搁置于提取釜（5）内，密闭提取釜（5）并抽真空至表压-0.07MPa~-0.06MPa；转换切换阀1和切换阀2，将蒸汽导入提取釜（5）内，经蒸汽分布器（6）均匀分布后与被提取物充分接触，提取样品中的有效成分；提取液呈液态集聚于提取釜（5）底部，经减压阀（9）减压后直接喷洒进入喷雾干燥机（10）；提取完成后，转换切换阀1（4）和切换阀2（8）连接另一个已装填好样品的提取釜（5）；对完成提取的提取釜（5）泄压，待提冷却后，打开釜盖，取出提取残渣，重新装填入被提取物，进入下一循环。

实施例 1

采用195℃、1.0MPa的过热蒸汽提取枳壳中的黄酮甙，采用2个提取釜。

将200g破碎后的新鲜枳壳放置于孔径为100微米的物料框（7）内，并置于提取釜（5）中，密闭提取釜（5）并抽真空至表压-0.07MPa；将纯净水（2）泵入蒸汽发生器（1）中，流量控制为10ml/min，饱和蒸汽被加热器加热为195℃的过热蒸汽；同时转换切换阀1（4）和切换阀2（8），将过热蒸汽导入提取釜（5）内；提取液被收集于提取釜（5）底部，调解减压阀（9）将提取液喷洒入喷雾干燥机（10）内，废气和蒸汽从排气口（11）排出，提取的黄酮甙从卸料口12排出；提取30分钟后，转换切换阀1（4）和切换阀2（8）至下一提取釜（5），对已提取的提取釜（5）进行泄压、冷却、卸料，并装入新鲜样品，进入下一循环。经分析，枳壳中黄酮甙的提取率为87%。

实施例 2

采用130℃、0.3MPa的饱和蒸汽提取黑茶中的茶多酚，采用3个提取釜。

将100g黑茶砖放置于孔径为50微米的物料框（7）内，并置于提取釜（5）中，密闭提取釜（5）并抽真空至表压-0.07MPa；将纯净水（2）泵入蒸汽发生器（1）中直接产生130℃的饱和蒸汽，流量控制为5ml/min；同时转换切换阀1（4）和切换阀2（8），将饱和蒸汽导入提取釜（5）内；提取液被收集于提取釜（5）底部，调解减压阀（9）将提取液喷洒入喷雾干燥机（10）内，废气和蒸汽从排气口（11）排出，提取的茶多酚从卸料口12排出；提取20分钟后，转换切换阀1（4）和切换阀2（8）至下一提取釜（5），对已提取的提取釜（5）进行泄压、冷却、卸料，并装入新鲜样品，进入下一循环。经分析，黑茶砖中茶多酚的提取率为83%。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种利用蒸汽快速提取植物有效成分的方法，其特征在于：所述方法包括以下设备，蒸汽发生器（1）、加热器（3）、提取釜（5）和喷雾干燥机（10）；所述设备的具体连接方式为，蒸汽发生器（1）的蒸汽出口连接加热器（3）的进口，加热器（3）的出口通过切换阀1（4）与提取釜（5）的蒸汽进口连接，提取釜（5）的下出料口依次连接切换阀2（8）和减压阀（9），减压阀（9）连接喷雾干燥机（10）的进料口；单次提取的具体操作步骤为：

步骤一、被提取物放置于提取釜（5）的物料框（7）内，密闭提取釜（5）并抽真空至表压-0.07MPa~-0.06MPa；

步骤二、同时转换切换阀1（4）和切换阀2（8），将蒸汽导入提取釜（5）内，经蒸汽分布器（6）均匀分布后与被提取物充分接触，提取其中的有效成分；

步骤三、提取液呈液态集聚于提取釜（5）底部，经减压阀（9）减压后直接喷洒进入喷雾干燥机（10），从喷雾干燥机（12）的卸料口直接获得干燥的有效成分；

步骤四、提取完成后，同时转换切换阀1（4）和切换阀2（8），对提取釜（5）泄压，待提冷却后，打开釜盖，取出提取残渣，重新装填入被提取物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：提取釜（5）为2个或多个，通过切换阀1（4）和切换阀2（8）的切换操作并联循环使用，以实现提取过程的连续运行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：物料框（7）采用食品级的不锈钢网制作而成，其外径和高度均分别小于提取釜（5）的内径和高度，将其直接搁置于提取釜（5）内；不锈钢网的孔径介于1微米~1000微米之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：提取釜（5）底部为缩口设计，使提取液在重力作用下可自然聚集于提取釜（5）底部，且始终保持聚集的提取液上液面低于物料框（7）的底部。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所采用的蒸汽为100℃~300℃，0.1MPa~10.0MPa的饱和蒸汽或过热蒸汽。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：单次提取时间为1分钟~180分钟。