CN108047297A - 一种熔融造粒制备植物甾醇的方法 - Google Patents

一种熔融造粒制备植物甾醇的方法 Download PDF

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CN108047297A CN201711344122.2A CN201711344122A CN108047297A CN 108047297 A CN108047297 A CN 108047297A CN 201711344122 A CN201711344122 A CN 201711344122A CN 108047297 A CN108047297 A CN 108047297A
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陈其林
吴正章
方华
郭春荣
张鹏
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Abstract

本发明公开了一种熔融造粒制备植物甾醇的方法,包括,对大豆油脱臭馏出物进行精制,然后进行熔融造粒。我方发明提供的熔融造粒制备植物甾醇的方法,植物甾醇纯度高,色泽透亮,反应温和高效,符合绿色化学的理念。

Description

一种熔融造粒制备植物甾醇的方法
技术领域
本发明属植物甾醇制备技术领域,具体涉及一种熔融造粒制备植物甾醇的方法。
背景技术
植物油是植物甾醇含量较为丰富的食品之一,而其中大豆油中的植物甾醇含量较高。本品为白色粉末,也可有酯状溶于油脂。植物甾醇分为4-无甲基甾醇、4-甲基甾醇和4,4’-二甲基甾醇三类,无甲基甾醇主要有Β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇等,主要存在于植物的种子中植物甾醇的结构与动物性甾醇的结构基本相似,唯一不同之处是c-4位所连甲基数目及c-11位侧链的差异,正是这些侧链上的微小不同致使其具有不同生理功能。
大豆油富含亚油酸等不饱和脂肪酸(80%以上)、植物甾醇(1.1%)和VE(0.99%)等生物活性物质,具有降低人体胆固醇、软化血管、降低血压、预防和改善动脉硬化、减少心血管病发生等作用,成为国际公认的健康食用油,所以近年来国内大豆油消费量增长迅速,与此同时大豆油脱臭馏出物产量也急剧上升,大豆油脱臭馏出物成分复杂,主要包括游离脂肪酸、生育酚、甾醇、中性油和角鲨烯。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述和/或现有熔融造粒制备植物甾醇的方法的技术空白,提出了本发明。
因此,本发明的目的是解决现有技术中的不足,提供一种熔融造粒制备植物甾醇的方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种熔融造粒制备植物甾醇的方法,包括,向大豆油脱臭馏出物经皂化水解后中加入一定量的甲醇二氯乙烷混合溶液萃取,在40~45℃下减压蒸馏浓缩,在-15~-5℃下结晶8~10h,真空抽滤或离心分离得到晶体,洗涤干燥,获得大豆甾醇粗品;
向所述大豆甾醇粗品加入乙醇或其他有机溶剂,在一定温度下结晶,获得精制植物甾醇;
将所述精制植物甾醇投入挤出机中,挤出机温度设置为,第一区140~150℃,第二区150~160℃,第三区160~165℃,机头160~165℃。
作为本发明所述熔融造粒制备植物甾醇的方法的一种优选方案,其中:所述乙醇,其添加量为所述大豆甾醇粗品质量的8~10倍。
作为本发明所述熔融造粒制备植物甾醇的方法的一种优选方案,其中:所述在一定温度下结晶,其是在-15~0℃下结晶4~10h。
作为本发明所述熔融造粒制备植物甾醇的方法的一种优选方案,其中:所述精制植物甾醇,其纯度为95~99.8%。
作为本发明所述熔融造粒制备植物甾醇的方法的一种优选方案,其中:所述挤出机,其是单螺杆挤出机。
作为本发明所述熔融造粒制备植物甾醇的方法的一种优选方案,其中:所述大豆甾醇粗品,其中,甾醇含量为50~80%。
本发明所具有的有益效果:
我方发明提供的熔融造粒制备植物甾醇的方法,植物甾醇纯度高,色泽透亮,反应温和高效,符合绿色化学的理念。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为实施例1~3中涉及到的植物甾醇制作流程图;
图2为实施例1~3中涉及到的结构功能图;
图3为实施例4中涉及到的整体结构正面示意图;
图4为实施例4中涉及到的驱动组件结构示意图;
图5为实施例4中涉及到的进料系统结构示意图;
图6为实施例4中涉及到的压塑系统结构示意图;
图7为实施例6中涉及到的压塑系统内部结构示意图;
图8为实施例7中涉及到的控温组件结构示意图;
图9为实施例1~3、8中涉及到的风量控制装置结构示意图;
图10为实施例1~3、8中涉及到的回弹组件结构示意图;
图11为实施例8中涉及到的控温组件整体结构示意图;
图12为实施例9中涉及到的支撑架整体结构示意图;
图13为实施例9中涉及到的第二底座整体结构示意图;
图14为实施例9中涉及到的卡盘结构示意图;
图15为实施例9中涉及到的限位组件结构示意图;
图16为实施例9中涉及到的第二底座结构示意图;
图17为实施例9中涉及到的旋钮件结构示意图;
图18为实施例9中涉及到的卡盘与限位组件连接示意图;
图19为实施例10中涉及到的制动组件分布位置示意图及安装详图;
图20为实施例10中涉及到的制动组件整体结构示意图;
图21为实施例10中涉及到的转轴结构示意图;
图22为实施例10中涉及到的耐磨块结构示意图;
图23为实施例10中涉及到的阻尼件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
选用大豆油脱臭馏出物,经皂化水解后向其中加入甲醇二氯乙烷混合溶液,甲醇二氯乙烷混合溶液中甲醇与二氯乙烷的体积比为1:3.5,每千克大豆油脱臭馏出物加入甲醇二氯乙烷混合溶液4.5升,然后在45℃下以200rpm搅拌反应20min,然后在-6℃下结晶10h,真空抽滤,得到晶体,洗涤干燥,获得大豆甾醇粗品,如图1所示。
取大豆甾醇粗品(甾醇含量为66.7%),向其中加入大豆甾醇粗品质量8倍的乙醇,在0℃下结晶5h,获得精制植物甾醇(测得纯度为96.7%),将精制植物甾醇从进料斗201投入单螺杆挤出机中,如图2所示,物料沿进料斗201快速下落,进入机筒501。同时,驱动组件100中的驱动电机101通过减速箱102和联轴器103的传动作用,带动机筒501内的螺杆502进行旋转。进入机筒501的精制植物甾醇在螺杆502的旋转推动作用下进行熔融造粒的生产。其中,驱动组件100中所有部件的运动参数均由第一控制面板301进行统一控制,以此来调节物料的加工速度。
在生产加工的过程中需要保证机筒501最内部各工作区的温度以及环境温度处于合适的范围。而温度范围的控制主要由第二控制面板302来调节实施。通过第二控制面板302能够调节机筒501最内部各区温度,将其设置为第一区150℃,第二区155℃,第三区160℃,机头162℃。第二控制面板302还能调节机筒501的环境温度。其中,机筒501内环境温度的调节主要通过控温组件503来实现。进一步,控温组件503内的风量控制装置509可以实现对气体流量大小的调控。
具体的,在风量控制装置509中,如图9、10所示,第一配合件509a起到推动第二配合件509b进行偏心转动的作用。第二配合件509b具有遮盖进风口503c,决定气体流量大小的作用。回弹组件509c具有将第一配合件509a和第二配合件509b进行回弹归位的作用。固定件509d具有固定整个风量控制装置509的作用。在本实施例中,风量控制装置509能够通过外部磁场的作用控制第一配合件509a的运动,从而通过联动的机构影响气流流量的面积大小。具体过程包括如下步骤:
一、外部磁场(磁力圈503a)增强,套设于伸缩轴509c-1上的圆形磁块509a-1受到磁力圈503a的排斥力作用沿着伸缩轴509c-1向内移动。
二、运动的磁力圈503a同时带动固定于其上的联动杆509a-2进行移动,由于联动杆509a-2的另一端穿插于第二配合件509b的孔洞509b-2内,因此带动第二配合件509b绕转轴509b-1进行偏心转动,转动的方向为装置的内侧。
三、向内侧偏心转动的第二配合件509b逐渐阻挡了一部分进风口503c的面积,从而影响了气体流量的大小。
四、继续增大磁场,直至外部磁场引起的排斥力等于弹簧片509c-4的反弹力或等于弹簧片509c-4的反弹力与底座509c-2提供的支持力之和,此时气体的流量最小。
五、减小磁场,磁场引起的排斥力相对减小,第一配合件509a受到压缩弹簧509c-3的反弹力向外运动,同时第二配合件509b受到弹簧片509c-4反弹力的作用向外偏心转动,整个装置逐渐归位。
六、装置归位的过程中,第二配合件509b遮盖进风口503c的面积减少,气体流量变大。
此生产过程挤出造粒的甾醇产品色度为0.9且颜色透亮。
实施例2
选用大豆油脱臭馏出物,经皂化后向其中加入甲醇二氯乙烷混合溶液,甲醇二氯乙烷混合溶液中甲醇二氯乙烷的体积比为1:4,每千克大豆油脱臭馏出物加入甲醇二氯乙烷混合溶液4升,然后在40℃下以400rpm搅拌反应20min,然后在-8℃下结晶8h,真空抽滤,得到晶体,洗涤干燥,获得大豆甾醇粗品,如图1所示。
取大豆甾醇粗品(甾醇含量为66.7%),向其中加入大豆甾醇粗品质量9倍的乙醇,在-1℃下结晶4h,获得精制植物甾醇(测得纯度为95.8%),将精制植物甾醇从进料斗201投入单螺杆挤出机中,如图2所示,物料沿进料斗201快速下落,进入机筒501。同时,驱动组件100中的驱动电机101通过减速箱102和联轴器103的传动作用,带动机筒501内的螺杆502进行旋转。进入机筒501的精制植物甾醇在螺杆502的旋转推动作用下进行熔融造粒的生产。其中,驱动组件100中所有部件的运动参数均由第一控制面板301进行统一控制,以此来调节物料的加工速度。
在生产加工的过程中需要保证机筒501最内部各工作区的温度以及环境温度处于合适的范围。而温度范围的控制主要由第二控制面板302来调节实施。通过第二控制面板302能够调节机筒501最内部各区温度,将其设置为第一区150℃,第二区155℃,第三区160℃,机头162℃。第二控制面板302还能调节机筒501的环境温度。其中,机筒501内环境温度的调节主要通过控温组件503来实现。进一步,控温组件503内的风量控制装置509可以实现对气体流量大小的调控。
具体的,在风量控制装置509中,如图9、10所示,第一配合件509a起到推动第二配合件509b进行偏心转动的作用。第二配合件509b具有遮盖进风口503c,决定气体流量大小的作用。回弹组件509c具有将第一配合件509a和第二配合件509b进行回弹归位的作用。固定件509d具有固定整个风量控制装置509的作用。在本实施例中,风量控制装置509能够通过外部磁场的作用控制第一配合件509a的运动,从而通过联动的机构影响气流流量的面积大小。具体过程包括如下步骤:
一、外部磁场(磁力圈503a)增强,套设于伸缩轴509c-1上的圆形磁块509a-1受到磁力圈503a的排斥力作用沿着伸缩轴509c-1向内移动。
二、运动的磁力圈503a同时带动固定于其上的联动杆509a-2进行移动,由于联动杆509a-2的另一端穿插于第二配合件509b的孔洞509b-2内,因此带动第二配合件509b绕转轴509b-1进行偏心转动,转动的方向为装置的内侧。
三、向内侧偏心转动的第二配合件509b逐渐阻挡了一部分进风口503c的面积,从而影响了气体流量的大小。
四、继续增大磁场,直至外部磁场引起的排斥力等于弹簧片509c-4的反弹力或等于弹簧片509c-4的反弹力与底座509c-2提供的支持力之和,此时气体的流量最小。
五、减小磁场,磁场引起的排斥力相对减小,第一配合件509a受到压缩弹簧509c-3的反弹力向外运动,同时第二配合件509b受到弹簧片509c-4反弹力的作用向外偏心转动,整个装置逐渐归位。
六、装置归位的过程中,第二配合件509b遮盖进风口503c的面积减少,气体流量变大。
此生产过程挤出造粒的甾醇产品色度为0.9且颜色透亮。
实施例3
选用大豆油脱臭馏出物,经皂化后向其中加入甲醇二氯乙烷混合溶液,甲醇二氯乙烷混合溶液中甲醇与二氯乙烷的体积比为1:3.5,每千克大豆油脱臭馏出物加入甲醇二氯乙烷混合溶液4升,然后在45℃下以300rpm搅拌反应20min,然后在-5℃下结晶8h,真空抽滤,得到晶体,洗涤干燥,获得大豆甾醇粗品,如图1所示。
取大豆甾醇粗品(甾醇含量为66.7%),向其中加入大豆甾醇粗品质量10倍的乙醇,在-2℃下结晶4h,获得精制植物甾醇(测得纯度为95.1%),将取大豆甾醇粗品(甾醇含量为66.7%),向其中加入大豆甾醇粗品质量9倍的乙醇,在-1℃下结晶4h,获得精制植物甾醇(测得纯度为95.8%),然后将精制植物甾醇从进料斗201投入单螺杆挤出机中,如图2所示,物料沿进料斗201快速下落,进入机筒501。同时,驱动组件100中的驱动电机101通过减速箱102和联轴器103的传动作用,带动机筒501内的螺杆502进行旋转。进入机筒501的精制植物甾醇在螺杆502的旋转推动作用下进行熔融造粒的生产。其中,驱动组件100中所有部件的运动参数均由第一控制面板301进行统一控制,以此来调节物料的加工速度。
在生产加工的过程中需要保证机筒501最内部各工作区的温度以及环境温度处于合适的范围。而温度范围的控制主要由第二控制面板302来调节实施。通过第二控制面板302能够调节机筒501最内部各区温度,将其设置为第一区150℃,第二区155℃,第三区160℃,机头162℃。第二控制面板302还能调节机筒501的环境温度。其中,机筒501内环境温度的调节主要通过控温组件503来实现。进一步,控温组件503内的风量控制装置509可以实现对气体流量大小的调控。
具体的,在风量控制装置509中,如图9、10所示,第一配合件509a起到推动第二配合件509b进行偏心转动的作用。第二配合件509b具有遮盖进风口503c,决定气体流量大小的作用。回弹组件509c具有将第一配合件509a和第二配合件509b进行回弹归位的作用。固定件509d具有固定整个风量控制装置509的作用。在本实施例中,风量控制装置509能够通过外部磁场的作用控制第一配合件509a的运动,从而通过联动的机构影响气流流量的面积大小。具体过程包括如下步骤:
一、外部磁场(磁力圈503a)增强,套设于伸缩轴509c-1上的圆形磁块509a-1受到磁力圈503a的排斥力作用沿着伸缩轴509c-1向内移动。
二、运动的磁力圈503a同时带动固定于其上的联动杆509a-2进行移动,由于联动杆509a-2的另一端穿插于第二配合件509b的孔洞509b-2内,因此带动第二配合件509b绕转轴509b-1进行偏心转动,转动的方向为装置的内侧。
三、向内侧偏心转动的第二配合件509b逐渐阻挡了一部分进风口503c的面积,从而影响了气体流量的大小。
四、继续增大磁场,直至外部磁场引起的排斥力等于弹簧片509c-4的反弹力或等于弹簧片509c-4的反弹力与底座509c-2提供的支持力之和,此时气体的流量最小。
五、减小磁场,磁场引起的排斥力相对减小,第一配合件509a受到压缩弹簧509c-3的反弹力向外运动,同时第二配合件509b受到弹簧片509c-4反弹力的作用向外偏心转动,整个装置逐渐归位。
六、装置归位的过程中,第二配合件509b遮盖进风口503c的面积减少,气体流量变大。
此生产过程挤出造粒的甾醇产品色度为0.9且颜色透亮。
实施例4
实施例1~3中涉及单螺杆挤出机,其主体结构主要包括五个组成单元,分别为驱动系统100、进料系统200、控制系统300、支撑系统400和压塑系统500。
如图3~6所示,驱动系统100包括驱动电机101、减速箱102和联轴器103,三者依次进行连接,形成传动机构。进料系统200包括进料斗201和进料驱动组件202。控制系统300包括第一控制面板301和第二控制面板302,第一控制面板301主要控制驱动系统100以及进料系统200,第二控制面板302主要控制压塑系统500。支撑系统400包括第一底座401、第二底座402和支撑架403。压塑系统500包括机筒501、螺杆502、控温组件503、出风口504、成型模具505、出料口506,螺杆502设置于机筒501的内腔,控温组件503和出风口504设置于机筒501的两侧,成型模具505和出料口506设置于机筒501的端部。
进一步地,在驱动系统100中,驱动电机101的输出部分与减速箱102相连接,减速箱102与联轴器103相连接。驱动系统100的作用是给螺杆502提供所需的扭矩和转速,使得螺杆502在一定的转速范围内旋转工作,按生产工艺条件要求,保证螺杆502在一定的转矩作用下平稳地旋转,完成原料塑化及被推出机筒的输送工作。其中,减速箱102在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用,减速箱102是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增加转矩。在本实施例中,减速箱102有效提高了转动的扭矩,减少了能量的损耗。而联轴器103是用来联接不同机构中的两根轴(主动轴和从动轴)使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在使用该单螺杆挤出机的时候,所述压塑系统500的螺杆502通过联轴器103和减速箱102与驱动电机101相配合,驱动电机101带动减速箱102和联轴器103以及螺杆502进行运动,实现整个结构的传动机制。
在进料系统200中,包括进料斗201和进料驱动组件202,进料斗201与进料驱动组件202连接,进料斗201位于压塑系统500中机筒501的正上方,并与之相通。进料驱动组件202分为两部分,分别为外部的电机,以及进料斗201内的搅拌器,当使用时,向进料斗201内进行投料,同时电机带动搅拌机进行搅拌,驱动进料斗201中的物料快速落入机筒501内,提前一步对原料进行处理,有效的提高了工作效率。
控制系统300具有两个控制面板,分别为第一控制面板301和第二控制面板302。单螺杆挤出机设备中的控制系统主要用来实现挤出机生产工作过程中的螺杆502转速、各部位加热温度和塑化料熔体压力等工艺参数的控制。目前挤出机的控制系统多采用仪表控制。在本实施例中,第一控制面板301主要控制驱动系统100以及进料系统200,第二控制面板302主要控制压塑系统500。具体的,第一控制面板301主要控制驱动电机101的转速,以及进料驱动组件202中电机的转速,如此便可控制螺杆502的转速以及进料斗201中搅拌器的搅拌速度。第一控制面板301设置于第一底座401的外侧边。第二控制面板302主要控制压塑系统500内各部位的温度、环境温度以及加料温度等,从而控制原料在挤出塑化时的工艺温度稳定在一定的范围内,以生产质量。其中,控温组件503也受其控制。第二控制面板302设置于第二底座402的外侧边。
支撑系统400具有三个支撑体,分别为第一底座401、第二底座402和支撑架403。具体的,其中第一底座401用于支撑驱动系统100,其上方安装有驱动电机101、减速箱102和联轴器103。第二底座402用于支撑支撑架403以及压塑系统500,第二底座402上面设置有支撑架403,支撑架403的下端与第二底座402的上表面相连接,压塑系统500的机筒501连同螺杆502设置于支撑架403的上表面。整个支撑系统400起到了固定单元部件,设置控制系统的作用。
压塑系统500中作为整个单螺杆挤出机装置的主体部分,其主要功能是把原料从这里经挤压、加热,由固态转变为塑化熔融态,然后从机筒501前端的分流板(也叫多孔板)等量、等压地均匀挤出,进入成型制品模具。其主要结构包括机筒501、螺杆502、控温组件503、出风口504、成型模具505、出料口506等一系列构件。螺杆502设置于机筒501的内腔,并贯穿始终。机筒501的上端与进料斗201相连接,并互相连通。物料从进料斗201投入,并进入机筒501之后,机筒501内转动的螺杆502将物料挤压、传输到端部。控温组件503设置于机筒501的外侧边,用于通入一定温度的气流以控制机筒501内部的环境温度,保证最内部在挤出过程中最大程度降低环境温度对螺杆502挤出过程中各加工温区温度的影响。出风口504相对于控温组件503设置于机筒501的另一侧,用于排放通入机筒501的气流。成型模具505以及出料口506设置于压塑系统500的外端部,其中成型模具505用于为物料塑形。出料口506设置于成型模具505的外端下侧,用于输出成型物料。
在整个生产过程中,螺杆502和机筒501担负着物料的塑化和加压的任务。螺杆502是挤出机的关键部件,挤出机的挤出产量、熔体温度、熔体均匀性和功率消耗等主要取决于螺杆502结构。螺杆502的直径D是螺杆502的基本参数,挤出机的规格常以螺杆502直径来表示。螺杆502长径比L/D是螺杆502的重要参数。长径比大,塑化均匀,目前常用螺杆502的长径比多为25左右。
本实施例具体的工作原理为:整个挤出机装置设置于支撑系统400之上,控制系统300的两个控制面板分别控制着挤出机的机械运动和温度水平。当物料通过进料斗201进入机筒501后,被驱动系统100传动连接的螺杆502进行同步旋转,促使物料在机筒501内发生移动,物料在合适的环境温度中受到压力并获得热量发生形态变化,最后通过成型模具505成型后,由出料口506排出装置。
进一步的,在这一过程中,还包括其他辅助性的作用。物料投进料斗201后,在驱动组件202的作用下,能加快物料快速进入机筒501。驱动系统100中的驱动电机101、减速箱102和联轴器103形成传动将旋转传递到螺杆502。控温组件503维持了机筒501内、螺杆502外的区域温度稳定(即机筒501内有两个区域,一个是机筒501内、螺杆502外的外部区域;一个是螺杆502所在的,包含各工作区的内部区域;内部区域与外部区域具有隔离层),控温组件503维持了外部区域的温度稳定,而非替代加热器对内部区域中各工作区进行加热,极大程度降低了由于挤出机环境温度的不稳定对内部各工作区的温度造成的影响。
实施例5
本实施例不同于实施例4的是,根据物料在挤出机中的三种物理状态的变化过程以及对螺杆各部位的工作要求,可以将螺杆分成加料段,又称固体输送段;熔融段,又称压缩段;均化段,又称计量段。这就是通常我们所说的普通螺杆,又称三段式螺杆。本实施例所需解决的问题是:单螺杆挤出机在生产加工过程中,加料段、熔融段以及均化段这三个区域的工作状态。
在单螺杆挤出机的生产应用领域,普通的挤出理论是建立在输送、压缩和计量这三个基本职能的基础上的。因而一般而言,螺杆包括加料段、熔融段和匀化段。加料段起固体输送作用,物料在加料段中呈未塑化的固态,由松散的颗粒逐渐变成压实的颗粒,并经摩擦产生热量;压缩段起物料熔融作用,物料在压缩段中逐渐由固态向黏流态转变,这一段中的搅拌、剪切、摩擦作用都比较复杂;匀化段的主要作用是将压缩段送来的熔融物料增大压力,进一步均匀塑化,并使其定压、定量地从机头挤出。
具体的,在螺杆中,加料段(输送段)是自物料进入到物料开始呈现熔融状态之间的一段,是由加料区、固体输送区和过渡迟滞区组成。物料处在这一段是固态,到加料段末端,物料受热变软。加料段螺槽为等距等深,并且比较深。加料段的作用是使物料受热、受压并前移,即把从料斗进入机筒的原料输送到塑化段。所以加料段又称送料段或供料段。
物料由料斗进入螺杆以后,在旋转的螺杆作用下,通过机筒内壁和螺杆表面的摩擦作用向前输送和压实,物料在加料段是呈固态向前输送的。通常情况下,在加料段的末端,由于机筒外部加热与摩擦热的作用,与机筒内壁相接触的物料已达到或接近黏流态并开始熔融,而出现一个过渡区,即迟滞区。严格来说,所谓迟滞区是指从固体输送区结束到熔池最初出现的这一区城。
熔融段(压缩段)是指螺杆中部的一段,又称塑化段。这段是从物料开始熔融到物料完全熔融。在压缩段的螺槽为等距不等深且由深到浅。压缩段的作用是使物料熔融塑化,被压实并前移,同时也有排气的作用。
物料由加料段进入熔融段,随着物料的继续向前输送,由于螺杆螺槽的逐渐变浅,以及过滤网、分流板和机头的阻碍作用,物料逐渐受到压力作用,并且被进一步压实。与此同时,物料受到来自机筒的外部加热和螺杆与机筒的强烈搅拌、混合和剪切等作用,物料不断升温,熔融物料量不断增多而未熔融的物料量不断减少,到熔融段末端,物料全部或绝大部分熔融而转变为黏流态。
均化段(计量段)是螺杆的最后一段,又叫计量段或挤出段。它的作用是使熔体进一步塑化均匀,使料流定温、定量、定压由机头流道均匀挤出,这段螺槽等距等深,且较浅。
实施例6
本实施例不同于实施例5的是:在机筒501的外侧还设置有加热系统507和冷却系统508。其主要是指对压塑系统500中的机筒501、螺杆502等部件的加热和冷却。对这些部位的加热和冷却的目的,是为了控制原料在挤出塑化时的工艺温度在一定的范围内,保证原料的塑化质量,使物料制品的生产能正常稳定的进行,得到合格的的产品。
具体的,如图7所示,在机筒501的外侧还具有加热器507a、保温层507b以及安全防护罩507c等结构层。进一步,螺杆502设置于机筒501的内部。机筒501的内部的外部设置有三个加热器507a分别对应于螺杆502中加料段、熔融段和匀化段三个分段区域(当然在实际使用过程中,根据实际需求可以不局限于3个加热器507,可以根据多段式螺杆502的段数适当调整数量)。每个加热器507a均为环状,围绕机筒501的外围一圈,并紧密贴合。加热器507a主要由温控器和加热圈组成,可以对机筒501以及内部的螺杆502进行加热,各个区段可以调节不同的温度范围。加热器507a的外侧包裹一层保温层507b,能够有效地减少热量的损失,节约生产成本。而保温层507b的外侧还覆盖一层安全防护罩507c,对整个结构具有外部保护作用。
同时,在安全防护罩507c以及保温层507b所在的结构层对应于加料段的区域位置可以留空设置冷却系统508,其作用是对进料斗201处的机筒501部分进行冷却,防止原料过早融化,出现“架桥”现象,堵塞进料斗201。冷却系统508是一个套在机筒501上的冷却水套,具有进水口508a和出水口508b。冷却系统508内部空心,可容置水并可以流通。当冷水从进水口508a流入,充满冷却系统508内部空间,再从出水口508b流出后,可以吸收并带走机筒501内的热量。如此,冷却系统508的循环水流依次不断,可持续为该区域冷却降温,防止原料过早融化。较佳的,本实施例中的冷却系统508还可以采用如图7所示的结构,冷却系统508同样也是分布在保温层507b所在的结构层,整体结构为螺旋式流通通道,通道的截面为尺寸一定的矩形(实际尺寸可根据客观需求进行合理变动)。通道具有进水口508a和出水口508b,均位于加料段的下方位置。
实施例7
由图8可见,控温组件503包括磁力圈503a,进风端503b,进风口503c。
本设备采用气流温度来控制内部的环境温度,即对内部环境通入所需温度的气流,从而实现持续控温。
本实施例具体的工作流程为:具有特定温度的气流从进风端503b进入装置,再通过进风口503c进入机筒501内,最后从出风口504排出。
实施例8
本实施方式中主要解决的问题为:如何实现控温组件503对气体流量的大小进行控制。因此,本实施例与上述实施例的不同之处在于:进风口503c处设置有风量控制装置509,其可以实现对通入机筒501内的气体流量进行限定。
如图9~11所示,在本实施例中,风量控制装置509包括第一配合件509a、第二配合件509b、回弹组件509c以及固定件509d。第一配合件509a与第二配合件509b穿插连接,第一配合件509a通过回弹组件509c被设置于固定件509d上,第二配合件509与固定件509d互相连接。
具体的,第一配合件509a起到推动第二配合件509b进行偏心转动的作用。第一配合件509a包括圆形磁块509a-1和联动杆509a-2,圆形磁块509a-1具有磁性,结构形状为圆形,中间位置具有一个圆孔。联动杆509a-2具有四根,联动杆509a-2的其中一端固定在圆形磁块509a-1上,另外一端在对应的一个平面上向外倾斜,该平面经过联动杆509a-2在圆形磁块509a-1上的接触点与圆心所连成的直线上,且该平面垂直于圆形磁块509a-1所在平面。四根联动杆509a-2均匀分布在圆形磁块509a-1的表面上,较佳的,四根联动杆509a-2的倾斜角度相同,互相呈中心对称,且四个接触点也同时分布在直径一定的圆周上。
第二配合件509b具有遮盖进风口503c,决定气体流量大小的作用。第二配合件509b为圆形轮廓,对应于联动杆509a-2也同样具有四个,且四个形状结构相同。其通过转轴509b-1与固定件509d偏心连接,并可以绕着转轴509b-1进行偏心旋转。第二配合件509b在转轴509b-1所在直径的另一侧上具有孔洞509b-2,四根联动杆509a-2的外端分别对应伸入到第二配合件509b的四个孔洞509b-2内,形成联动。
回弹组件509c具有将第一配合件509a和第二配合件509b进行回弹归位的作用。回弹组件509c包括伸缩轴509c-1、底座509c-2、压缩弹簧509c-3以及弹簧片509c-4。伸缩轴509c-1的一端与底座509c-2相连接,且固定,另一端设置有一个端口,端口为圆形,直径大于伸缩轴509c-1的外径。压缩弹簧509c-3套设于伸缩轴509c-1上,两端被底座509c-2以及伸缩轴509c-1的端口所限制。弹簧片509c-4对应于四个第二配合件509b具有四个,且形状相同,均为“V”形弹簧片。弹簧片509c-4的一边较长,一边较短,较短的一端固定在底座509c-2的边缘,较长的一端背离底座509c-2,朝向外侧,并抵在所对应第二配合件509b的外边缘。在结构上,固定后的弹簧片509c-4呈倒“V”形。需要指出的是,在第一配合件509a的圆形磁块509a-1上,圆孔直径略大于伸缩轴509c-1的外径尺寸。同时,圆形磁块509a-1通过其上的圆孔套设于伸缩轴509c-1上,一面抵住伸缩轴509c-1的端口,另一面抵住压缩弹簧509c-3。
固定件509d具有固定整个风量控制装置509的作用,其外轮廓为圆形,在两个互相垂直的直径上具有连接杆,两个连接杆垂直相较于圆心,且圆心处具有一定的空间用以放置和固定回弹组件509c的底座509c-2。连接杆之间的空间用于气体的流通。
在本实施例中,风量控制装置509能够通过外部磁场的作用控制第一配合件509a的运动,从而通过联动的机构影响气流流量的面积大小。具体过程包括如下步骤:
一、外部磁场(磁力圈503a)增强,套设于伸缩轴509c-1上的圆形磁块509a-1受到磁力圈503a的排斥力作用沿着伸缩轴509c-1向内移动。
二、运动的磁力圈503a同时带动固定于其上的联动杆509a-2进行移动,由于联动杆509a-2的另一端穿插于第二配合件509b的孔洞509b-2内,因此带动第二配合件509b绕转轴509b-1进行偏心转动,转动的方向为装置的内侧。
三、向内侧偏心转动的第二配合件509b逐渐阻挡了一部分进风口503c的面积,从而影响了气体流量的大小。
四、继续增大磁场,直至外部磁场引起的排斥力等于弹簧片509c-4的反弹力或等于弹簧片509c-4的反弹力与底座509c-2提供的支持力之和,此时气体的流量最小。
五、减小磁场,磁场引起的排斥力相对减小,第一配合件509a受到压缩弹簧509c-3的反弹力向外运动,同时第二配合件509b受到弹簧片509c-4反弹力的作用向外偏心转动,整个装置逐渐归位。
六、装置归位的过程中,第二配合件509b遮盖进风口503c的面积减少,气体流量变大。
实施例9
参照图12~18为本发明的第九个实施例,本实施例不同于实施例4的是:在本实施方式中,支撑架403与第二底座402通过卡盘404以及限位组件405进行连接,两者可互相卡扣,同时也可以拆卸分离。其中,卡盘404设置于支撑架403的下侧,并处于靠近内侧的一端。限位组件405设置于第二底座402的上侧,同样对应于卡盘404处于靠近内侧的一端。具体的,卡盘404具有外伸短管404a、扣接外缘404b以及卡扣404c。外伸短管404a为空心圆管状,由支撑架403下表面的内侧端部向下延伸,其外端的边缘设置有外凸的扣接外缘404b,扣接外缘404b呈圆环状,四周均匀分布着四个卡扣404c。卡扣404c呈钩状,且从下向上看,弯钩方向为顺时针方向。限位组件405包括外接环405a、锁定块405b和轮齿条405c。其中,外接环405a的整体为圆环状,其上切割有限位槽405d,限位槽405d在外接环405a所在平面的基础上进行剪裁,限位槽405d的形状对应于卡盘404中扣接外缘404b和卡扣404c的组合形状,外接环405a的厚度略大于卡扣404c的厚度。锁定块405b设置于限位槽405d之上,且覆盖于对应卡扣404c形状的相应位置上。外接环405a上设置有一小段轮齿条405c,轮齿条405c的纵向侧边贴合外接环405a,垂直设置,其外侧具有轮齿,内侧光滑。在轮齿条405c一端对应于外接环405a的外侧设置有弧形缺口405e。
在本实施例中,限位组件405整体设置于第二底座402的上侧,同时,第二底座402的上侧对应于限位组件405的外接环405a外轮廓形状设置有四个固定件402a,固定件402a呈钩状,可以固定住限位组件405整个结构。同时,第二底座402上侧还设置有一个固定架402b,固定架402b为倒“L”形,其侧壁的端部固定于第二底座402上,上端面中心位置开设有一个圆孔,用以放置和固定旋钮件406,圆孔垂直对应在第二底座402表面上具有一个定位孔402c,可以使旋钮件406的下端嵌入和固定。
在本实施例中,卡盘404与限位组件405的连接和固定需要旋钮件406的配合完成。旋钮件406在其中起到上锁和稳固的作用。旋钮件406包括顶盘406a、齿轮盘406b、固定盘406c、连接轴406d和定位轴406e。顶盘406a处于旋钮件406的最上端,其圆心位置与连接轴406d的端面进行连接,连接轴406d的另一端面连接齿轮盘406b,齿轮盘406b的另一侧连接固定盘406c,固定盘406c的另一侧连接定位轴406e。进一步的,上述限位组件405边缘的弧形缺口405e尺寸对应于固定盘406c,并用于固定旋钮件406。限位组件405的轮齿条405c模数与齿轮盘406b的模数相同,能够组合联动。
支撑架403与第二底座在进行连接前,先将限位组件405安装在第二底座402上的固定件402a内,限位组件405可在其内转动。再将卡盘404的卡扣404c对准限位组件405上的限位槽405d,并放置进槽内。然后将旋钮件406安装在固定架402b上,具体的,将旋钮件406的连接轴406d穿插固定在固定架402b的圆孔内,定位轴406e朝下对准定位孔402c。此时旋钮件406正好对准轮齿条405c的起始端,逆时针方向转动旋钮件406,同时带动轮齿条405c以及整个限位组件405进行逆时针转动,直至卡扣404c完全嵌入限位槽405d。此时,锁定块405b位于卡扣404c上方,固定住卡扣404c,使得整个卡盘404无法脱落,且弧形缺口405e正好位于旋钮件406的侧边位置。为保证偶然因素导致限位组件405转动滑脱,在卡扣404c完全嵌入限位槽405d时,按下旋钮件406,使得其上的固定盘406c卡在弧形缺口405e内,使得限位组件405无法松动。至此,支撑架403与第二底座402连接完毕。
实施例10
参照图19~23为本发明的第十个实施例,该实施例不同于上述实施例的是:所述驱动电机101与减速箱102连接的端头设置有制动组件600,制动组件600具有缓冲和制动的作用,其主要包括阻尼件601、耐磨块602、转轴603和调节件604。进一步的,转轴603即为驱动电机101内部旋转轴的外露段。转轴603主体为圆柱状,其外侧表面具有一段长度的螺纹。进一步的,转轴603外侧表面还开设有两道互相平行的第一凹槽603a和第二凹槽603b,第一凹槽603a和第二凹槽603b为凹槽状,沿转轴603的纵向进行布置,且两者在转轴603的外侧表面互相正对。
在本实施例中,耐磨块602套设于转轴603的外围。耐磨块602主体为套管状,内部为空心通道,内径对应于转轴603的主体外径。进一步的,耐磨块602的内侧壁上设置有对应于第一凹槽603a和第二凹槽603b的第一凸块602a和第二凸块602b。其中,第一凸块602a和第二凸块602b的尺寸、结构分别与第一凹槽603a和第二凹槽603b相匹配,且为互补形式。当需要将耐磨块602套设在转轴603的外侧时,只需将第一凸块602a和第二凸块602b分别对准第一凹槽603a和第二凹槽603b,并进行推动即可实现嵌套。
在本实施例中,耐磨块602穿插架设在阻尼件601上。阻尼件601固定于驱动电机101输出端口的壳体外表面,其具有沿转轴603纵向的开口,开口尺寸对应于耐磨块602的的主体外径。进一步的,阻尼件601的内侧壁上设置有复数个阻尼凸起601a,阻尼凸起601a为沿着阻尼件601的纵向进行等间距排布的条状突起物。与此相对应的,耐磨块602的外侧表面上设置有第一阻尼条602c和第二阻尼条602d,第一阻尼条602c和第二阻尼条602d为条状的高强度耐磨凸起,两者沿着耐磨块602的纵向正对设置于耐磨块602的外侧表面。其中,第一阻尼条602c和第二阻尼条602d的宽度均小于任意相邻的两个阻尼凸起601a之间的距离,以保证,当耐磨块602穿插在阻尼件601的开口内之时,第一阻尼条602c和第二阻尼条602d均能够嵌入阻尼凸起601a之间的空隙间。当驱动电机101的转轴603带动耐磨块602进行转动的时候,耐磨块602上的第一阻尼条602c和第二阻尼条602d将会因为密集排布的阻尼凸起601a的阻碍作用,致使耐磨块602整体的转动呈不连续的间隔运动状态,且转动的过程中始终都存在阻力作用。
较佳的,阻尼凸起601a的末端设置为齿状,优化阻力效果。
在实际使用中,当转轴603进行旋转时,由于转轴603的第一凹槽603a和第二凹槽603b与耐磨块602的第一凸块602a和第二凸块602b穿插配合连接,形成固定,因此转轴603也将带动耐磨块602进行旋转。与此相对的,阻尼件601虽然套设于耐磨块602外围,但其也被固定在驱动电机101的壳体上,因此,阻尼件601不会跟随耐磨块602进行转动,显而易见的,阻尼件601内侧壁的阻尼凸起601a将对耐磨块602外侧面的第一阻尼条602c和第二阻尼条602d产生间隔性阻碍作用,即间接实现对转轴603的旋转产生间隔性阻碍。
较佳的,耐磨块602的内端面通过压缩弹簧与驱动电机101的外壳表面进行衔接。在本实施例中,转轴603外端的螺纹区段还套设有调节件604,调节件604采用螺母,调节件604在使用过程中始终与耐磨块602的外端面进行贴合。因此,通过旋转调节件604即可挤压耐磨块602,使其沿着转轴603的纵向进行伸缩,进而调节阻尼凸起601a与第一阻尼条602c和第二阻尼条602d之间的交接长度,最终达到控制和调节阻尼效果强弱的作用。
因此,使用制动组件600可以使得驱动电机101在开启或者关闭的时候具有一定的缓冲作用,同时,当需要调整转速或者需要直接制动的时候,可以利用制动组件600调节阻尼效果的强弱来进行实现。
应理解的是,该申请不限于以上的描述中阐明的或在图中例示的细节或方法。还应理解的是,本文中所采用的措辞和术语仅是出于描述目的而不应被认为是限制的。
重要的是,应注意,在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案,但参阅此公开内容的人员应容易理解,在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下,许多改型是可能的(例如,各种部件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如,温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如,示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成,元件的位置可被倒置或以其它方式改变,并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此,所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中,任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构,且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下,可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此,本发明不限制于特定的实施方案,而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:包括,
大豆油脱臭馏出物经皂化水解后中加入一定量的甲醇二氯乙烷混合溶液萃取,在40~45℃下减压蒸馏浓缩,在-15~-5℃下结晶8~10h,真空抽滤或离心分离得到晶体,洗涤干燥,获得大豆甾醇粗品;
向所述大豆甾醇粗品加入乙醇或其他有机溶剂,在一定温度下结晶,获得精制植物甾醇;
将所述精制植物甾醇投入挤出机中,挤出机温度设置为,第一区140~150℃,第二区150~160℃,第三区160~165℃,机头160~165℃。
2.根据权利要求1所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述乙醇,其添加量为所述大豆甾醇粗品质量的8~10倍。
3.根据权利要求1或2所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述在一定温度下结晶,其是在-15~0℃下结晶4~10h。
4.根据权利要求3所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述精制植物甾醇,其纯度为95~99.8%。
5.根据权利要求1、2或4中任一项所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述挤出机,其是单螺杆挤出机。
6.根据权利要求5所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述大豆甾醇粗品,其中,甾醇含量为50~80%。
7.根据权利要求1所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述甲醇二氯乙烷混合溶液,其添加量按照每千克所述大豆油脱臭馏出物添加4~4.5升。
8.根据权利要求1所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述甲醇二氯乙烷混合溶液,其中,甲醇与二氯乙烷的体积比为1:3~4。
9.根据权利要求1所述熔融造粒制备植物甾醇的方法,其特征在于:所述搅拌,其搅拌速度为200~400rpm。
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