CN107188983B - 卡拉胶的自动化提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开卡拉胶的自动化提取工艺，是由海藻经碎料、碱处理、水洗、煮胶、过滤、盐析沉淀、压滤、切条以及粉碎而成；该海藻被投放在原料罐中，并按照原料行进的方向依次包括碎料装置、碱处理装置、煮胶装置、第一板框过滤机、第二板框过滤机、压滤机、切条装置和粉碎机；本发明中将碎料装置安装在碱处理装置的上部，碎料装置粉碎的原料在重力的作用下进入碱处理装置中，提高了生产的自动化程度，降低了能耗，降低了劳动强度，生产高效环保。

Description

卡拉胶的自动化提取工艺

技术领域

本发明涉及天然产物有效成份的分离提取技术领域，具体涉及的是卡拉胶的自动化提取工艺，其整个制备过程实现了自动化生产，极大程度提高了生产效率。

背景技术

卡拉胶是三大海藻胶之一，也叫角插菜胶、鹿角藻胶、爱尔兰菜胶，主要是从红藻的角插菜属、麒麟菜属、杉藻属及沙菜属等海藻中获得；其产量仅次于褐藻胶，位居第二位，由于其优良的性质及广泛的应用而备受关注。

卡拉胶的反应活性主要来自半乳糖残基上带有的半酯式硫酸基，它具有较强的阴离子活性，是一种典型的阴离子多糖。食品级卡拉胶为白色或者淡黄色、表面褶皱、微有光泽、半透明片状体或者粉状物，无臭或者有微臭，无味，口感粘滑，溶于60℃以上的热水中，形成粘性透明为轻微乳白色的易流动液体。由于卡拉胶大分子没有分支的结构、阴离子特性，它们可以形成高粘度溶液。

卡拉胶的提取工艺为：海藻-碱处理-洗涤-煮胶-过滤-盐析沉淀-脱水-干燥-成粉。

煮胶是通过用约为干海藻20倍的热水，在95℃的条件下搅拌提取数小时，至卡拉胶完全溶出。煮胶时间的长短和温度的变化会影响产品的品质。

目前的卡拉胶生产工艺，现有的生产设备度多为小型设备，其生产效率低，自动化程度低，需要较大的劳动强度配合设备生产，且不能有效处理生产过程中产生的废水，造成生产规模难以扩大，产品品质也难以保证。有鉴于此，为了提高卡拉胶的生产效率，本发明人苦心研究之后，遂开发得到本案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种卡拉胶的自动化提取工艺，其能够实现自动化生产，大大降低了人力成本，并且具有节能环保性强的特点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

卡拉胶的自动化提取工艺，其中，是由海藻经碎料、碱处理、水洗、煮胶、过滤、盐析沉淀、压滤、切条以及粉碎而成，

该海藻被投放在原料罐中，并按照原料行进的方向依次包括碎料装置、碱处理装置、煮胶装置、第一板框过滤机、第二板框过滤机、压滤机、切条装置和粉碎机；所述碱处理装置、煮胶装置、第一板框过滤机和第二板框过滤机均与污水处理装置相连通；所述碎料装置通过高度可调节的支架安装在所述碱处理装置上部，所述碎料装置伸入所述碱处理装置内，经所述碎料装置粉碎的原料在重力的作用下进入所述碱处理装置内；所述碎料装置包括一固连在所述支架上储料箱，储料箱位于所述碱处理装置上侧；所述储料箱安装有第一电机，第一电机的输出端传动连接有第一传动杆和第二传动杆，第一传动杆上装有若干把沿径向延伸的第一刀具，该第二传动杆上装有若干把沿径向延伸的第二刀具；所述储料箱底部设有一出料管，所述出料管伸入所述碱处理装置；该第一传动杆和第二传动杆的转动方向相反，该第一传动杆和第二传动杆之间的距离小于第一刀具和第二刀具的长度之和，该第一刀具和第二刀具在第一传动杆和第二传动杆的轴向方向呈错开设置。

进一步，所述碱处理装置包括第一釜体和盖在所述第一釜体上端的第一盖体；所述出料管经所述第一盖体伸入所述第一釜体内。

进一步，所述第一釜体内卡接有一圆筒状过滤网，在所述圆筒状过滤网下部的所述第一釜体上设有出液管。

进一步，所述第一釜体内底部装有一波轮，所述波轮有第二电机带动。

进一步，所述第一釜体内壁有多块竖直设置的导流板，所述导流板为上端小下端大的楔形板；所述导流板朝向所述过滤网的一侧支撑所述过滤网。

进一步，所述煮胶装置包括第二釜体和盖在所述第二釜体上端的第二盖体；所述第二釜体从外向内依次包括外壳、第一保温层、加热层、第二保温层和内胆，所述第二釜体内的侧壁上装有温度传感器。

进一步，该第二盖体上形成有进液管，该第二釜体下部安装有用于支撑第二釜体的底座，该第二釜体下部形成有椭圆形体，该椭圆形体的最下部位置形成有出液管，该煮胶装置还包括隔离网以及露出在煮胶容腔中的加热丝，该加热丝位于隔离网和釜体内侧壁之间，该隔离网呈圆筒状，其上部和下部均为开口，侧壁具有防止原料藻露出的镂空孔。

进一步，该碱处理装置内还设置有螺旋式搅拌轴、搅拌电机、位于螺旋式搅拌轴和搅拌电机之间的过载调节机构以及设置在螺旋式搅拌轴上并用于裁切海藻的裁切机构；该过载调节机构包括固定在螺旋搅拌轴上的输入端模块、固定在搅拌电机输出轴上的输出端模块以及位于输入端模块和输出端模块之间的转动扭力调节模块，该输入端模块和输出端模块之间设置有转动轴承；该输出端模块形成有输出轴和环形挡缘，该环形挡缘上设置有呈环形阵列的若干个镂空孔；该转动扭力调节模块包括调节杆、弹簧、抵顶环和若干个扭力传递球，该调节杆可沿输出轴轴向发生位移，该弹簧套设在输出轴上，该弹簧一端抵顶在调节杆上，另一端抵顶在抵顶环上；每一扭力传递球活动容设在镂空孔中，每一扭力传递球一端与输入端模块相抵顶，另一端抵触于抵顶环上；该螺旋式搅拌轴上设置有沿搅拌轴延伸方向设置的下沉凹槽以及位于搅拌轴端部的限位挡块，该裁切机构具有可沿着搅拌轴延伸方向移动的行走机构以及固定在行走机构上并在下沉凹槽处进行切割的刀片，该裁切机构在过载调节机构发生过载时启动并进行一个循环的切割。

进一步，该第一传动杆和第二传动杆上都设置有若干个刀具组接座，该第一刀具和第二刀具均可以选择连接在一个刀具组接座上以方便调整相邻第一刀具以及相邻第二刀具之间的距离。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明创造性地提出在碱处理之前就进行了碎料处理，如此让海藻在进行第一道核心工序之前就已经处于碎开状态，如此在各道工序之间直接采用泵以及皮带输送机构，即可以完成自动化输送操作，从而实现了自动化提取的目的。另外本发明中设备配套合理，且在安装有污水处理装置，能够对生产中产生的污水进行及时有效的处理，降低本发明在生产过程中对环境的污染；本发明中将碎料装置安装在碱处理装置的上部，碎料装置粉碎的原料在重力的作用下进入碱处理装置中，提高了生产的自动化程度，降低了能耗，降低了劳动强度，生产高效环保。

附图说明

图1为本发明涉及卡拉胶的自动化提取工艺的流程框图。

图2为本发明涉及卡拉胶的自动化提取工艺的结构示意图。

图3为本发明中碱处理装置剖视图。

图4为本发明中煮胶装置剖视图。

图5为图4中A处放大图。

图6为本发明碎料装置中两组刀具的位置示意图。

图7为本发明中煮胶装置优选实施例的剖视图。

图8为碱处理装置优选实施例的结构示意图。

图9为图8中过载调节机构的结构示意图。

图10为图8中螺旋式搅拌轴的具体结构示意图。

图中：

原料罐1；碎料装置2；支架21；储料箱22；第一电机23；传动杆24第一传动杆241第二传动杆242；刀具25第一刀具251第二刀具252；出料管26；闸阀27；碱处理装置3；第一釜体31；出液管311；导流板312；第一盖体32；过滤网33；螺旋式搅拌轴-34；下沉凹槽-341；限位挡块-342；链齿-343；搅拌电机-35；裁切机构-36；过载调节机构-37；输入端模块-371；输出端模块-372；输出轴-3721；环形挡缘-3722；镂空孔-3723；转动扭力调节模块-373；调节杆-3731；弹簧-3732；抵顶环-3734；扭力传递球-3735；转动轴承-374；煮胶装置4；第二釜体41；外壳411；第一保温层412；加热层413；第二保温层414；内胆415；第二盖体42；进液管421；温度传感器43；底座44；椭圆形体45；出液管451；隔离网46；加热丝47；第一板框过滤机5a；第二板框过滤机5b；压滤机6；切条装置7；粉碎机8；污水处理装置9。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

本发明公开一种自动高效环保的卡拉胶生产线，如图1至图5所示，按照原料行进的方向依次包括原料罐1、碎料装置2、碱处理装置3、煮胶装置4、第一板框过滤机5a、第二板框过滤机5b、压滤机6、切条装置7和粉碎机8；所述碱处理装置3、煮胶装置4、第一板框过滤机5a和第二板框过滤机5b均与一污水处理装置9相连通。

所述碎料装置2通过高度可调节的支架21安装在所述碱处理装置3上部，所述碎料装置2伸入所述碱处理装置3内，经所述碎料装置2粉碎的原料在重力的作用下进入所述碱处理装置3内。

如图6所示，作为该碎料装置2的具体实施结构，第一电机23的输出端传动连接有第一传动杆241和第二传动杆242，第一传动杆241上装有若干把沿径向延伸的第一刀具251，该第二传动杆242上装有若干把沿径向延伸的第二刀具252；所述储料箱22底部设有一出料管26，所述出料管26伸入所述碱处理装置3；该第一传动杆241和第二传动杆242的转动方向相反，该第一传动杆241和第二传动杆242之间的距离小于第一刀具251和第二刀具252的长度之和，该第一刀具251和第二刀具252在第一传动杆241和第二传动杆242的轴向方向呈错开设置。

本实施例中设备配套合理，且在安装有污水处理装置9，能够对生产中产生的污水进行及时有效的处理，降低本实施例在生产过程中对环境的污染；本实施例能够完成卡拉胶的整个生产过程，尤其是将碎料装置2安装在碱处理装置3的上部，碎料装置2粉碎的原料在重力的作用下进入碱处理装置3中，提高了生产的自动化程度，降低了能耗，降低了劳动强度，生产高效环保。

本实施例中所述碎料装置2包括一固连在所述支架21上的储料箱22，储料箱22位于所述碱处理装置3上侧；所述储料箱22安装有一第一电机23，第一电机23的输出端固连有一传动杆24，传动杆24上装有刀具25；所述储料箱22底部设有一出料管26，所述出料管26伸入所述碱处理装置3。本实施例中将原料藻与清水置于储料箱22内进行粉碎，原料粉碎适宜后打开出料管26上安装的闸阀27，原料浆液在重力作用下进入碱处理装置3中，本实施例自动碎料，自动添料，生产自动化程度高，节能环保。

本实施例中所述碱处理装置3包括第一釜体31和盖在所述第一釜体31上端的第一盖体32；所述出料管26经所述第一盖体32伸入所述第一釜体31内。利于本实施例在密封的条件下运送原料，减少环境对原料的污染。

本实施例中所述第一釜体31内卡接有一圆筒状过滤网33，在所述圆筒状过滤网33下部的所述第一釜体31上设有出液管311。本实施例中通过卡接在第一釜体31内的过滤网33防止原料沉积在第一釜体31底部，同时也将一定量的残值收集在过滤网33内，减少了后续的残渣处理的工作量，促进碱液与原料藻的接触，促进碱处理的进行。

本实施例中所述第一釜体31内底部装有一波轮34，所述波轮34有第二电机35带动。通过波轮34对第一釜体31内的原料和碱液进行搅拌，提高碱处理的生产效率。

本实施例所述第一釜体31内壁有多块竖直设置的导流板312，所述导流板312为上端小下端大的楔形板；所述导流板312朝向所述过滤网33的一侧支撑所述过滤网33。所述导流板312配合波轮34促进第一釜体31内液体沿着导流板312在釜体内上下流动，增加第一釜体31内液体的流动性，促进碱处理的进行。

本实施例中所述煮胶装置4包括第二釜体41和盖在所述第二釜体41上端的第二盖体42；所述第二釜体41从外向内依次包括外壳411、第一保温层412、加热层413、第二保温层414和内胆415。加热层413对第二釜体41内的溶液进行均匀的加热，第二保温层414进一步均匀加热层413所传递出的热量，同时第一保温层412减少第二釜体41内的热量向外部扩散，降低煮胶装置4的热量损失，利于煮胶装置4内保持稳定的温度。

本实施例中所述第二釜体41内的侧壁上装有温度传感器43。利于监控煮胶的温度，防止煮胶温度过高，影响卡拉胶的性质。

本实施例中的污水处理装置9可以为一污水池，将排出的污水先存入污水池中，对其中的污染物使用现有技术进行处理后使得处理后的水达到排放标准后再行排放。

如图7所示，作为更进一步的改进方案，该第二盖体42上形成有进液管421，该第二釜体41下部安装有用于支撑第二釜体41的底座44，该第二釜体41下部形成有椭圆形体45，该椭圆形体45的最下部位置形成有出液管451，该煮胶装置4还包括隔离网46以及露出在煮胶容腔中的加热丝47，该加热丝47位于隔离网46和第二釜体41内侧壁之间，该隔离网46呈圆筒状，其上部和下部均为开口，侧壁具有防止原料藻露出的镂空孔。这样利用椭圆形体45的结构设计，再配合海藻呈破碎状态，实现了基本无残留，确保了产品的品质。

作为对破碎装置的一种检验提醒，如图8到图10所示，该碱处理装置内还设置有螺旋式搅拌轴34、搅拌电机35、位于螺旋式搅拌轴34和搅拌电机35之间的过载调节机构37以及设置在螺旋式搅拌轴34上并用于裁切海藻的裁切机构36。

该过载调节机构37包括固定在螺旋搅拌轴上的输入端模块371、固定在搅拌电机35输出轴3721上的输出端模块372以及位于输入端模块371和输出端模块372之间的转动扭力调节模块373，该输入端模块371和输出端模块372之间设置有转动轴承374；该输出端模块372形成有输出轴3721和环形挡缘3722，该环形挡缘3722上设置有呈环形阵列的若干个镂空孔3723；该转动扭力调节模块373包括调节杆3731、弹簧3732、抵顶环3734和若干个扭力传递球3735，该调节杆3731可沿输出轴3721轴向发生位移，该弹簧3732套设在输出轴3721上，该弹簧3732一端抵顶在调节杆3731上，另一端抵顶在抵顶环3734上；每一扭力传递球3735活动容设在镂空孔3723中，每一扭力传递球3735一端与输入端模块371相抵顶，另一端抵触于抵顶环3734上。该输入端模块371和输出端模块372之间传递的扭力如果在扭力传递球3735所能承受范围内，即在弹簧3732仍然能够抵顶住而不会发生进一步的变形，则可以将扭力传递过来，当超过范围时，由于弹簧发生形变，此时该输入端模块371和输出端模块372之间相当于处于打滑状态，保证了搅拌电机35的安全而不会被烧毁，此时为了报警，还可以设置有报警器。当人们听到报警器的报警声时，可以通过调节第一传动杆和第二传动杆上刀具的间距，来调整整个设备，让设备可以更加顺畅的运转，而需要刀片对海藻进行切割。

该螺旋式搅拌轴34上设置有沿搅拌轴延伸方向设置的下沉凹槽341以及位于搅拌轴端部的限位挡块342，该裁切机构36具有可沿着搅拌轴延伸方向移动的行走机构以及固定在行走机构上并在下沉凹槽341处进行切割的刀片，该裁切机构36在过载调节机构37发生过载时启动并进行一个循环的切割。该螺旋式搅拌轴34还形成有链齿343，该行走机构为行走电机以及由行走电机带动的链轮，利用链轮与链齿343之间配合，从而带动刀片行走，实现对下沉凹槽341附近的海藻进行切割。

作为更优选的方案，该第一传动杆和第二传动杆上都设置有若干个刀具组接座，该第一刀具和第二刀具均可以选择连接在一个刀具组接座上以方便调整相邻第一刀具以及相邻第二刀具之间的距离。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (9)

1.卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，是由海藻经清洗、碎料、碱处理、水洗、煮胶、过滤、盐析沉淀、压滤、切条以及粉碎而成；

该海藻被投放在原料罐中，并按照原料行进的方向依次包括碎料装置、碱处理装置、煮胶装置、第一板框过滤机、第二板框过滤机、压滤机、切条装置和粉碎机；所述碱处理装置、煮胶装置、第一板框过滤机和第二板框过滤机均与污水处理装置相连通；所述碎料装置通过高度可调节的支架安装在所述碱处理装置上部，所述碎料装置伸入所述碱处理装置内，经所述碎料装置粉碎的原料在重力的作用下进入所述碱处理装置内；所述碎料装置包括一固连在所述支架上储料箱，储料箱位于所述碱处理装置上侧；所述储料箱安装有一第一电机，第一电机的输出端传动连接有第一传动杆和第二传动杆，第一传动杆上装有若干把沿径向延伸的第一刀具，该第二传动杆上装有若干把沿径向延伸的第二刀具；所述储料箱底部设有一出料管，所述出料管伸入所述碱处理装置；该第一传动杆和第二传动杆的转动方向相反，该第一传动杆和第二传动杆之间的距离小于第一刀具和第二刀具的长度之和，该第一刀具和第二刀具在第一传动杆和第二传动杆的轴向方向呈错开设置。

2.如权利要求1所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，所述碱处理装置包括第一釜体和盖在所述第一釜体上端的第一盖体；所述出料管经所述第一盖体伸入所述第一釜体内。

3.如权利要求2所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，所述第一釜体内卡接有一圆筒状过滤网，在所述圆筒状过滤网下部的所述第一釜体上设有出液管。

4.如权利要求3所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，所述第一釜体内底部装有一波轮，所述波轮有第二电机带动。

5.如权利要求4所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，所述第一釜体内壁有多块竖直设置的导流板，所述导流板为上端小下端大的楔形板；所述导流板朝向所述过滤网的一侧支撑所述过滤网。

6.如权利要求5所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，所述煮胶装置包括第二釜体和盖在所述第二釜体上端的第二盖体；所述第二釜体从外向内依次包括外壳、第一保温层、加热层、第二保温层和内胆，所述第二釜体内的侧壁上装有温度传感器。

7.如权利要求6所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，该第二盖体上形成有进液管，该第二釜体下部安装有用于支撑第二釜体的底座，该第二釜体下部形成有椭圆形体，该椭圆形体的最下部位置形成有出液管，该煮胶装置还包括隔离网以及露出在煮胶容腔中的加热丝，该加热丝位于隔离网和第二釜体内侧壁之间，该隔离网呈圆筒状，其上部和下部均为开口，侧壁具有防止原料藻露出的镂空孔。

8.如权利要求7所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，该碱处理装置内还设置有螺旋式搅拌轴、搅拌电机、位于螺旋式搅拌轴和搅拌电机之间的过载调节机构以及设置在螺旋式搅拌轴上并用于裁切海藻的裁切机构；该过载调节机构包括固定在螺旋搅拌轴上的输入端模块、固定在搅拌电机输出轴上的输出端模块以及位于输入端模块和输出端模块之间的转动扭力调节模块，该输入端模块和输出端模块之间设置有转动轴承；该输出端模块形成有输出轴和环形挡缘，该环形挡缘上设置有呈环形阵列的若干个镂空孔；该转动扭力调节模块包括调节杆、弹簧、抵顶环和若干个扭力传递球，该调节杆可沿输出轴轴向发生位移，该弹簧套设在输出轴上，该弹簧一端抵顶在调节杆上，另一端抵顶在抵顶环上；每一扭力传递球活动容设在镂空孔中，每一扭力传递球一端与输入端模块相抵顶，另一端抵触于抵顶环上；该螺旋式搅拌轴上设置有沿搅拌轴延伸方向设置的下沉凹槽以及位于搅拌轴端部的限位挡块，该裁切机构具有可沿着搅拌轴延伸方向移动的行走机构以及固定在行走机构上并在下沉凹槽处进行切割的刀片，该裁切机构在过载调节机构发生过载时启动并进行一个循环的切割。

9.如权利要求8所述的卡拉胶的自动化提取工艺，其特征在于，该第一传动杆和第二传动杆上都设置有若干个刀具组接座，该第一刀具和第二刀具均可以选择连接在一个刀具组接座上以方便调整相邻第一刀具以及相邻第二刀具之间的距离。