CN107261551A - 超声波联合微波高效浸提装置及提取有效成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了超声波联合微波高效浸提装置及提取有效成分的方法，包括罐体、搅拌装置、支架，其特征在于：所述罐体包括微波腔体、容置在微波腔体内的浸提室、设置在微波腔体壁上的微波发生装置、设置在浸提室下方可与浸提室盖合密封的放料盖、设置在罐体顶部的投料盖；所述放料盖包括设置在其内部的超声波发生装置、贯穿放料盖的放液管道、将超声波发生装置和放液管道封闭在放料盖内的筛板。本发明集微波和超声波一体，可以对提取罐内的物料同时进行超声波及微波处理，可大大提升提取效率，增加提取得率。
Description
技术领域
本发明属于植物提取物技术领域，具体涉及一种超声波联合微波高效浸提装置及提取有效成分的方法。
背景技术
植物提取物是以植物为原料，按照对提取的最终产品的用途的需要，经过物理化学提取分离过程，定向获取和浓集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变其有效成分结构而形成的产品。目前，植物提取物的产品概念比较宽泛。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜类、黄酮、生物碱等；按照最终产品的性状不同，可分为植物油、浸膏、粉、晶状体等，可广泛应用于药品、保健品、食品、化妆品等领域中。
目前，植物提取物的制备主要采用浸提罐提取后浓缩，再喷雾干燥制得，其中浸提的方法、设备对浸提效率影响很大。现有技术中公开了大量的提取设备及方法的技术方案，如中国专利(申请号201220581914.8)公开了一种多功能浸提罐，包括内胆、外层、投料口、进液口、出液口、泵，所述的投料口及进液口设置于罐体的上方，出液口设置于罐体底部，内胆中下部设置有网眼料架，网眼料架上方设有搅拌器。所述内胆和外层间设有螺旋式盘管形成调温中层。所述出液口相连的出液管上设置有多个阀门和泵，通过阀门和泵的控制，可实现浸提液在罐内循环浸提，也可使浸提液完成浸提过程进入下一道工序。该实用新型的多功能浸提罐内设有网眼料架，方便放置浸提物，搅拌器搅拌可以促进浸提罐中的能量交换，提高浸提效果。通过调温中层可以控制浸提温度，满足浸提对温度的要求。此外浸提液可在罐内循环浸提，浸提效率高、效果好。
如中国专利(201320168789.2)公开了一种植物有效成分提取设备，它包括蒸发浓缩罐、冷凝器、浸提罐、提取物存储罐和溶剂存储罐，蒸发浓缩罐通过蒸汽管连通冷凝器进气端，冷凝器出液端通过管路连通浸提罐和溶剂存储罐，浸提罐的底部通过虹吸回流管连通蒸发浓缩罐，蒸发浓缩罐通过管路和提取物输送泵连通提取物存储罐，溶剂存储罐通过管路和溶剂输送泵连通浸提罐。它是按照索式提取原理设计的一套植物有效成分提取设备，结构简单，占用空间小，使用安 全方便，节约能源，提取效率高。
如中国专利(201410334016.6)公开了一种植物浸提罐，所述罐体内设置有过滤桶，且该过滤桶与罐体内壁存在间隙，过滤桶底部由外至内向下倾斜，过滤桶底最低处与排渣管相连接；所述罐体底部由外至内向上倾斜，且罐体底部最低处均布设置有多个出液管。本发明克服了传统植物所用的浸提罐，物料下沉，翻腾度较小，物料与溶液不能充分、均匀的接触，在浸泡结束后，物料沉底，造成罐体下部出液不畅的技术难题，通过采用罐体内设置的过滤桶，使得物料与液体分离，避免了在浸泡结束后，物料沉底，造成罐体下部出液不畅，并且通过外至内向上倾斜的罐体底部与由外至内向下倾斜的过滤桶底相配合，使得下沉的物料可与更多的溶液相接触。
上述设备方案中，主要为提高提取效率、增加设备的安全可靠性，并未加入可提升提取效率的微波、超声波等装置。另外，在利用超声波和微波辅助提取有效成分的现有技术方案中，基本是同时采用超声波和微波处理，能耗大，并没有充分利用微波和超声波的特性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了超声波联合微波高效浸提装置及提取有效成分的方法，其集微波和超声波一体，可以对提取罐内的物料同时进行超声波及微波处理，可大大提升提取效率，增加提取得率。
本发明技术方案如下。
超声波联合微波高效浸提装置，包括罐体、搅拌装置、支架，其特征在于：
所述罐体包括微波腔体、容置在微波腔体内的浸提室、设置在微波腔体壁上的微波发生装置、设置在浸提室下方可与浸提室盖合密封的放料盖、设置在罐体顶部的投料盖；所述放料盖包括设置在其内部的超声波发生装置、贯穿放料盖的放液管道、将超声波发生装置和放液管道封闭在放料盖内的筛板。
作为优选方案，所述浸提室为聚丙烯塑料制备而成。
作为优选方案，所述搅拌装置包括设置在罐体顶部的电机、与电机连接延伸至浸提室内的搅拌连杆、安装在搅拌连杆上的搅拌叶；所述搅拌连杆和搅拌叶采用聚丙烯塑料制备而成。
作为优选方案，所述罐体设置有与浸提室连通的抽真空管，用于接入真空系 统，所述抽真空管上设置有阀门。
作为优选方案，所述罐体设置有与微波腔体连通的冷却介质输入管和冷却介质输出管，用于接入冷却系统，所述冷却介质输入管和冷却介质输出管设置有阀门。
作为优选方案，所述放料盖与罐体活动铰接，使放料盖可方便开启进行放料。
采用上述装置提取有效成分的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖将原料投入浸提室内，加入浸提液，关闭投料盖；
2)之后开启搅拌装置，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置和超声波发生装置，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置和超声波发生装置，从放液管道将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖，将原料残渣清理干净。
作为具体方案，采用上述装置提取有效成分的方法，所述步骤(1)关闭投料盖后，从抽真空管接入抽真空系统，控制浸提室内的真空度为0.80～0.95MPa，或从冷却介质输入管和冷却介质输出管接入冷却系统，控制浸提室内的温度为5～15℃，以保护活性成分不被破坏。
作为具体方案，采用上述装置提取有效成分的方法，所述步骤(2)浸提过程中，控制微波发生装置和超声波发生装置的工作方式：包括，使微波发生装置间歇工作、使超声波发生装置间歇工作。
作为具体方案，采用上述装置提取有效成分的方法，所述步骤(2)浸提过程中，控制微波发生装置和超声波发生装置的工作方式：微波发生装置与超声波发生装置交错工作，即微波发生装置间歇工作，超声波发生装置仅在微波发生装的间歇时间内工作。
作为具体方案，采用上述装置提取有效成分的方法，所述即微波发生装置间歇工作，超声波发生装置仅在微波发生装的间歇时间内工作，其中间歇微波发生装置的工作参数为：微波剂量0.1～10kw/kg、微波间歇时间0.5～120min、微波处理总时间4～8h，超声波发生装置的工作参数为：功率200～400W、频率为30～60Hz；采用该方法可以避免微波发生装置长时间工作，意外产生尖角效应， 使物料焦糊，最终影响提取物的品质，为了不影响最终提取得率，在微波停止工作期间，介入超声波处理，通过两者的谐调，可以在有效节约能源的情况下，而不影响提取得率。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图中各标记的含义为：1-电机，2-电机，3-冷却介质输入管，4-微波腔体，5-滚轮，6-放液管道，7-放料盖，8-超声波发生装置，9-筛板，10-冷却介质输出管，11-微波发生装置，12-抽真空管，13-罐体，14-搅拌连杆，15-搅拌叶，16-搅拌装置，17-浸提室，18-支架。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明，需要指出的是以下实施方式仅是以例举的形式对本发明所做的解释性说明，但本发明的保护范围并不仅限于此，所有本领域的技术人员以本发明的精神对本发明所做的等效的替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
超声波联合微波高效浸提装置，如图1所示，包括罐体13、搅拌装置16、支架18；
其中，罐体13包括微波腔体4、容置在微波腔体4内的浸提室17、设置在微波腔体4壁上的微波发生装置11、设置在浸提室17下方可与浸提室17盖合密封的放料盖7、设置在罐体13顶部的投料盖2；放料盖7包括设置在其内部的超声波发生装置8、贯穿放料盖7的放液管道6、将超声波发生装置8和放液管道6封闭在放料盖7内的筛板9。
为了提高微波的效果，浸提室17为聚丙烯塑料制备而成。
搅拌装置16包括设置在罐体13顶部的电机1、与电机1连接延伸至浸提室17内的搅拌连杆14、安装在搅拌连杆上的搅拌叶15；搅拌连杆14和搅拌叶15采用聚丙烯塑料制备而成。
为了使浸提过程在真空或低温条件下进行，以保护浸提过程的有效成品不被破坏，罐体13设置有与浸提室17连通的抽真空管12，可接入真空系统，使浸提室处于真空状态；抽真空管上设置有阀门；罐体13设置有与微波腔体4连通 的冷却介质输入管3和冷却介质输出管10，用于接入冷却系统，冷却介质输入管3和冷却介质输出管10设置有阀门。
为了便于浸提结束后物料的清理，放料盖7与罐体13活动铰接，放料盖7可方便开启进行放料。
实施例2
采用实施例1所述装置提取有效成分的方法，包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖2将原料投入浸提室17内，加入浸提液，关闭投料盖2；
2)之后开启搅拌装置16，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置11和超声波发生装置8，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置11和超声波发生装置8，从放液管道6将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖7，将原料残渣清理干净。
实施例3
采用实施例1所述装置提取有效成分的方法，包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖2将原料投入浸提室17内，加入浸提液，关闭投料盖2；
2)之后开启搅拌装置16，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置11和超声波发生装置8，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置11和超声波发生装置8，从放液管道6将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖7，将原料残渣清理干净；
所述步骤1关闭投料盖后，从抽真空管12接入抽真空系统，控制浸提室内的真空度为0.80～0.95MPa，或从冷却介质输入管3和冷却介质输出管10接入冷却系统，控制浸提室17内的温度为5～15℃，以保护活性成分不被破坏。
实施例4
采用实施例1所述装置提取有效成分的方法，包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖2将原料投入浸提室17内，加入浸提液，关闭投料盖2；
2)之后开启搅拌装置16，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置11和超声波发生装置8，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置11和超声波发生装置8，从放液管道6将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖7，将原料残渣清理干净；
所述步骤1关闭投料盖后，从抽真空管12接入抽真空系统，控制浸提室内的真空度为0.80～0.95MPa，或从冷却介质输入管3和冷却介质输出管10接入冷却系统，控制浸提室17内的温度为5～15℃，以保护活性成分不被破坏。
所述步骤2浸提过程中，控制微波发生装置11和超声波发生装置8的工作方式：包括，使微波发生装置11间歇工作、使超声波发生装置8间歇工作。
实施例5
采用实施例1所述装置提取有效成分的方法，包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖2将原料投入浸提室17内，加入浸提液，关闭投料盖2；
2)之后开启搅拌装置16，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置11和超声波发生装置8，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置11和超声波发生装置8，从放液管道6将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖7，将原料残渣清理干净；
所述步骤1关闭投料盖后，从抽真空管12接入抽真空系统，控制浸提室内的真空度为0.80～0.95MPa，或从冷却介质输入管3和冷却介质输出管10接入冷却系统，控制浸提室17内的温度为5～15℃，以保护活性成分不被破坏。
所述步骤2浸提过程中，控制微波发生装置11和超声波发生装置8的工作方式：微波发生装置11与超声波发生装置8交错工作，即微波发生装置11间歇工作，超声波发生装置8仅在微波发生装11的间歇时间内工作。
实施例6
采用实施例1所述装置提取有效成分的方法，包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖2将原料投入浸提室17内，加入浸提液，关闭投料盖2；
2)之后开启搅拌装置16，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置11和超声波发生装置8，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置11和超声波发生装置8，从放液管道6将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖7，将原料残渣清理干净；
所述步骤1关闭投料盖后，从抽真空管12接入抽真空系统，控制浸提室内的真空度为0.80～0.95MPa，或从冷却介质输入管3和冷却介质输出管10接入冷却系统，控制浸提室17内的温度为5～15℃，以保护活性成分不被破坏。
所述步骤2浸提过程中，微波发生装置11间歇工作，超声波发生装置8仅在微波发生装11的间歇时间内工作，其中间歇微波发生装置的工作参数为：微波剂量0.1～10kw/kg、微波间歇时间0.5～120min、微波处理总时间4～8h，超声波发生装置的工作参数为：功率200～400W、频率为30～60Hz。
Claims (10)
1.超声波联合微波高效浸提装置，包括罐体(13)、搅拌装置(16)、支架(18)，其特征在于：
所述罐体(13)包括微波腔体(4)、容置在微波腔体(4)内的浸提室(17)、设置在微波腔体(4)壁上的微波发生装置(11)、设置在浸提室(17)下方可与浸提室(17)盖合密封的放料盖(7)、设置在罐体(13)顶部的投料盖(2)；所述放料盖(7)包括设置在其内部的超声波发生装置(8)、贯穿放料盖(7)的放液管道(6)、将超声波发生装置(8)和放液管道(6)封闭在放料盖(7)内的筛板(9)。
2.如权利要求1所述的超声波联合微波高效浸提装置，其特征在于所述浸提室(17)为聚丙烯塑料制备而成。
3.如权利要求1所述的超声波联合微波高效浸提装置，其特征在于所述搅拌装置(16)包括设置在罐体(13)顶部的电机(1)、与电机(1)连接延伸至浸提室(17)内的搅拌连杆(14)、安装在搅拌连杆上的搅拌叶(15)；所述搅拌连杆(14)和搅拌叶(15)采用聚丙烯塑料制备而成。
4.如权利要求1所述的超声波联合微波高效浸提装置，其特征在于所述罐体(13)设置有与浸提室(17)连通的抽真空管(12)，用于接入真空系统，所述抽真空管上设置有阀门。
5.如权利要求1所述的超声波联合微波高效浸提装置，其特征在于所述罐体(13)设置有与微波腔体(4)连通的冷却介质输入管(3)和冷却介质输出管(10)，用于接入冷却系统，所述冷却介质输入管(3)和冷却介质输出管(10)设置有阀门。
6.如权利要求1所述的超声波联合微波高效浸提装置，其特征在于所述放料盖(7)与罐体(13)活动铰接，使放料盖(7)可方便开启进行放料。
7.采用权利要求1所述装置提取有效成分的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)将原料破碎后，通过投料盖(2)将原料投入浸提室(17)内，加入浸提液，关闭投料盖(2)；
2)之后开启搅拌装置(16)，使原料与浸提液充分混合浸润，然后开启微波发生装置(11)和超声波发生装置(8)，开始浸提；
3)浸提结束后，关闭微波发生装置(11)和超声波发生装置(8)，从放液管道(6)将提取液泵出；
4)提取液抽取完毕后，开启放料盖(7)，将原料残渣清理干净。
8.如权利要求7所述的提取有效成分的方法，其特征在于：步骤(1)关闭投料盖后，从抽真空管(12)接入抽真空系统，控制浸提室内的真空度为0.80～0.95MPa，或从冷却介质输入管(3)和冷却介质输出管(10)接入冷却系统，控制浸提室(17)内的温度为5～15℃，以保护活性成分不被破坏。
9.如权利要求7所述的提取有效成分的方法，其特征在于：步骤(2)浸提过程中，控制微波发生装置(11)和超声波发生装置(8)的工作方式：包括，使微波发生装置(11)间歇工作、使超声波发生装置(8)间歇工作。
10.如权利要求7所述的提取有效成分的方法，其特征在于：步骤(2)浸提过程中，控制微波发生装置(11)和超声波发生装置(8)的工作方式：微波发生装置(11)与超声波发生装置(8)交错工作，即微波发生装置(11)间歇工作，超声波发生装置(8)仅在微波发生装(11)的间歇时间内工作。
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