CN108102416A - 一种天然彩棉色素快速提取装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种天然彩棉色素快速提取装置，包含有溶剂室，色素提取室和色素收集室，溶剂室通过管道分别与计量装置、A泵、溶剂通道开关连接，溶剂通道开关通过管道与色素提取室连接；色素提取室通过管道分别与色素溶液通道开关、过滤装置连接，过滤装置通过管道与色素收集室连接；色素收集室通过管道分别与B泵、回收液通道开关、冷却装置连接，冷却装置通过管道与溶剂室连接。色素提取室顶端设有纤维填入口，色素提取室内部顶端中间位置固装一个碎纤装置，色素提取室底部固装有超声波萃取装置和B加热装置，色素收集室底部固装有A加热装置。
Description
技术领域
本发明涉及天然彩棉成分提取装置，特别是一种天然彩棉色素快速提取装置。
背景技术
天然彩棉是指在其生长期就具有了天然色彩的棉花。天然彩棉作为一种不需要漂白、染色的“绿色”环保纤维，在世界范围内得到广泛的研究，目前存在可纺性能较差，纤维中色素不匀以及颜色种类较少的缺陷。
天然色素是彩棉颜色的来源，它可以提高彩棉的紫外线辐射防护性能，这使彩棉可能用来生产天然防晒纺织品。彩棉中的色素与蜡质共同起到防御霉菌和土传病原体的作用。
根据目前已有的研究结果，天然绿棉色素中存在黄酮醇类化合物，还可能有木质素类物质。棕色棉纤维中色素物质包括原花青素，黄酮类化合物和花色苷。黄酮类化合物是原花青素和花色苷的前体物质，在生物体内可转化生成原花青素和花色苷，棕色短绒里有单宁的前体儿茶素及单宁的衍生物。天然彩棉色素还可提取作为植物染料，与环境的相容性好，甚至具有明显的抗菌性能。对彩棉色素的提取及研究可以指导培养更加适宜产业化的彩棉纤维，增加纤维颜色品种，或者作为植物染料进行应用，生产具有天然防护功能与天然色彩的绿色纺织品。
天然彩棉色素的提取方法，传统上大致有萃取法、粉碎法、组织培养法、压榨法、微生物发酵法以及人工合成法等，其中最常用的是萃取法。这些传统提取方法虽然简便，但处理时间较长，提取成分复杂，通常会造成天然活性成分分解，造成提取率和纯度降低。随着现代科学技术的发展，一些新的提取和纯化的方法获得了前所未有的发展，如超声波辅助萃取技术、超临界流体萃取技术、微波辅助萃取术、分子蒸馏技术、双水相萃取技术、高效液相色谱技术、高速逆流色谱技术、高效毛细管电泳技术、色谱-质谱联用技术等，这些新技术的提取效率较传统提取方法高，但仍需要分步骤进行，且受到操作人员技术水平的影响。目前市场上还没有彩棉色素的提取及分离装置，得到的色素样品亦不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种天然彩棉色素快速提取装置，它可以克服现有技术的不足之处。
一种天然彩棉色素快速提取装置，其特征是包含有溶剂室，色素提取室和色素收集室，溶剂室通过管道分别与计量装置、A泵、溶剂通道开关连接，溶剂通道开关通过管道与色素提取室连接；色素提取室通过管道分别与色素溶液通道开关、过滤装置连接，过滤装置通过管道与色素收集室连接；色素收集室通过管道分别与B泵、回收液通道开关、冷却装置连接，冷却装置通过管道与溶剂室连接。
所述的色素提取室顶端设有纤维填入口，色素提取室内部顶端中间位置固装一个碎纤装置，色素提取室底部固装有超声波萃取装置和B加热装置；
所述的色素收集室底部固装有A加热装置。
本发明的有益效果在于其结构简单，控制方便，工作效率高，效果好，耗能低，无环境污染。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
图中：1为溶剂室，2为计量装置，3为A泵，4为溶剂通道开关，5为碎纤装置，6为纤维填入口，7为色素提取室，8为超声波萃取装置，9为色素溶液通道开关,10为过滤装置，11为色素收集室，12为A加热装置,13为B泵，14为回收液通道开关,15为冷却装置，16为B加热装置。
具体实施方式
一种天然彩棉色素快速提取装置，其特征是包含有溶剂室1，色素提取室7和色素收集室11，溶剂室1通过管道分别与计量装置2、A泵3、溶剂通道开关4连接，溶剂通道开关4通过管道与色素提取室7连接；色素提取室7通过管道分别与色素溶液通道开关9、过滤装置10连接，过滤装置10通过管道与色素收集室11连接；色素收集室11通过管道分别与B泵13、回收液通道开关14、冷却装置15连接，冷却装置15通过管道与溶剂室1连接。
所述的色素提取室7顶端设有纤维填入口6，色素提取室7内部顶端中间位置固装一个碎纤装置5，色素提取室7底部固装有超声波萃取装置8和B加热装置16；
所述的色素收集室11底部固装有A加热装置12。
工作时，溶剂室1内装有一定量的提取液，提取液根据提取方法的不同可以是醇类或腈类等溶剂，关闭所有开关，从纤维填入口6将一定质量的经过净化处理的天然彩棉原料放入色素提取室7，关闭纤维填入口6，打开碎纤装置5，碎纤装置5功率为1kw-2kw，转速为2000rpm-3000rpm，粉碎时间为5-10分钟，打开溶剂通道开关4，开启A泵3和计量装置2，按照设定的浴比（天然彩棉原料的质量（g）与提取液体积(ml)之比）,在A泵3的作用下，提取液进入到色素提取室7内，然后关闭溶剂通道开关4，打开超声波萃取装置8和B加热装置16，超声波萃取装置8频率为20kHz-80kHz,功率为1kw-2kw。超声波萃取装置8内的超声波发生器把低频交流电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号。超声波换能器在超频率范围内将交变的电信号转换为高频机械振动。利用高频机械振动在粉碎的天然彩棉原料颗粒中间所产生的“空化”作用使天然彩棉原料中的色素分子快速溶解于提取液中。B加热装置16功率为1kw-2kw，温控范围为0℃-100℃，选取适合的提取温度，同样可以增加色素分子溶解于提取液的速度，提高提取效率。提取结束后，打开色素溶液通道开关9，提取液经过滤装置10滤除杂质和果胶，经滤除杂质和果胶的（含色素）提取液进入到色素收集室11中，如果需要得到固体天然彩棉色素，则可打开A加热装置12，A加热装置12功率为1kw-2kw，温控范围为0℃-150℃，A加热装置12将（含色素）提取液蒸发，经过B泵13和冷却装置15，色素收集室11中的提取液被回收到溶剂室1备用。然后可以从色素收集室11中得到固体天然彩棉色素。
上述所涉及电路均为已知或通用。
以天然绿棉色素的提取为例，工作时，在溶剂室1内装有一定量的乙醇提取液，关闭所有阀门，从纤维填入口6将20kg经过净化处理的天然绿棉纤维放入色素提取室7，关闭纤维填入口6，打开碎纤装置5，碎纤装置5功率为1.5kw，转速为2500rpm，粉碎时间为5-10分钟，打开溶剂通道开关4，开启A泵3和计量装置2，按照设定的浴比1:5（天然绿棉原料的质量（g）与提取液体积(ml)之比）,在A泵3的作用下，100L乙醇提取液进入到色素提取室7内，然后关闭溶剂通道开关4，打开超声波萃取装置8和B加热装置16，超声波萃取装置8频率为28kHz,功率为2kw。B加热装置16功率为2kw，温度设定为50℃。提取结束后，打开色素溶液通道开关9，提取液经过滤装置10滤除杂质和果胶，经滤除杂质和果胶的（含色素）提取液进入到色素收集室11中，如果需要得到固体天然绿棉色素，则可打开A加热装置12，A加热装置12功率为2kw，温度设定为150℃，A加热装置12将（含色素）提取液蒸发，经过B泵13和冷却装置15，色素收集室11中的乙醇提取液被回收到溶剂室1备用。然后可以从色素收集室11中得到固体天然绿棉色素。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种天然彩棉色素快速提取装置，其特征是包含有溶剂室，色素提取室和色素收集室，溶剂室通过管道分别与计量装置、A泵、溶剂通道开关连接，溶剂通道开关通过管道与色素提取室连接；色素提取室通过管道分别与色素溶液通道开关、过滤装置连接，过滤装置通过管道与色素收集室连接；色素收集室通过管道分别与B泵、回收液通道开关、冷却装置连接，冷却装置通过管道与溶剂室连接。
2.根据权利要求1所述的一种天然彩棉色素快速提取装置，其特征是所述的色素提取室顶端设有纤维填入口，色素提取室内部顶端中间位置固装一个碎纤装置，色素提取室底部固装有超声波萃取装置和B加热装置。
3.根据权利要求1所述的一种天然彩棉色素快速提取装置，其特征是所述的色素收集室底部固装有A加热装置。
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