CN108635960A - 一种茶叶样品快速过滤装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于浸提液过滤技术领域，具体涉及一种茶叶样品快速过滤装置。本装置包括罐体、滤网段以及收集容器；罐体内腔设置导流套，导流套出液口处布置球状分散器；球状分散器包括外形呈圆锥状的尖顶朝上的顶锥，以及固接于顶锥底端面处的与顶锥底端面直径一致的半圆球状的分散球，分散球的底面贴合于顶锥底端面以使得两者共同配合形成水滴型结构；所述分散球半径小于导流套出液口孔径，且顶锥轴线、导流套轴线及滤网段进口的轴线均彼此同轴，分散球旋转时抛洒茶叶浸提样品的抛洒区域位于滤网段进口的网面区域内。本发明具备结构合理、操作方便且可重复使用的优点，可实现对茶叶样品浸提液的高效率过滤目的。
Description
技术领域
本发明属于浸提液过滤技术领域，具体涉及一种茶叶样品快速过滤装置。
背景技术
提取茶叶样品有效成分时，需要对茶叶原料粉碎至20目以下，经过物理和热化学过程浸提其中有效成分，而不改变其有效成分化学结构，按照提取的成份不同，最终形成氨基酸、多酚类、多糖、萜类、黄酮、咖啡碱、水浸出物等，此即为茶叶浸提。在进行茶叶浸提时，需要经过过滤步骤来提纯浸提液。而茶叶样品过滤时，又都希望茶叶样品的过滤时间可控，从而使得茶叶样本能够以可控速度及可控温度完成整套浸提流程。然而，实际操作并不如此。传统茶叶样品过滤由于仍依靠漏斗内衬垫滤纸来实现，茶渣易集结在滤纸表层进而堵塞过滤通路，导致茶叶样本过滤时间普遍较长且过滤程序较为繁琐。而长时间的过滤操作，一方面随着茶叶与溶液之间內溶物浓度差逐渐降低，两者內溶物的交换速率就会变慢，往往会出现浸提液“冷后浑”现象，从而破坏了茶叶的活性成分，导致浸提液中生化成分不稳定。另一方面，长时间过滤，也会导致多酚类酯型儿茶素溶出量增多，苦涩味加重。当然，过高温过滤也是需要极力避免的，过高温过滤易造成茶叶可溶性化学成分的高温氧化及聚合，颜色变化，而且更重要的是其口味，导致茶味浓而欠爽。如何在确保浸提液在可控温度及可控速率下完成高效过滤操作，从而快速的对茶叶浸取物和渣液进行分离，是现在茶叶样品提取的一个急需解决的课题。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种简单稳固且操作方便的茶叶样品快速过滤装置，其具备结构合理、操作方便且可重复使用的优点，可实现对茶叶样品浸提液的高效率过滤目的。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：本装置包括沿浸提液行进方向依序布置的罐体、用于过滤茶叶浸提样品的滤网段以及位于滤网段出口处的用于收集浸提液的收集容器；所述罐体内腔设置供茶叶浸提样品倒入的导流套，导流套出液口处布置球状分散器；所述球状分散器包括外形呈圆锥状的尖顶朝上的顶锥，以及固接于顶锥底端面处的与顶锥底端面直径一致的半圆球状的分散球，分散球的底面贴合于顶锥底端面以使得两者共同配合形成水滴型结构，进而使得茶叶浸提样品能够经由顶锥锥面而平滑流动至分散球球面处，球状分散器还包括用于驱动顶锥及分散球绕顶锥轴线旋转的动力源；所述分散球半径小于导流套出液口孔径，且顶锥轴线、导流套轴线及滤网段进口的轴线均彼此同轴，分散球旋转时抛洒茶叶浸提样品的抛洒区域位于滤网段进口的网面区域内。
优选的，在任一与顶锥轴线重合的铅垂剖面上，所述顶锥的锥面均呈现内凹的弧面状。
优选的，所述顶锥的锥面的曲率半径为5～8cm。
优选的，所述导流套外形呈进液口孔径大而出液口孔径小的喇叭口型套筒状结构；所述动力源为电力马达，所述动力源布置于导流套的出液口处，动力源的动力输出轴铅垂向下延伸从而形成顶锥。
优选的，所述滤网段包括过滤管，所述过滤管同轴固接于罐体正下方，从而与罐体间共同形成上粗下细的二段式的阶梯套筒状构造；过滤管管腔内由上而下依序布置尼龙网层、活性炭层以及脱脂棉纤维层；过滤管的顶端口构成所述滤网段进口，而过滤管的底端口构成滤网段出口；过滤管底端口处固接有便于导出滤网段内浸提液的底部漏斗，以使得浸提液能被底部漏斗引导至位于底部漏斗正下方的收集容器内。
优选的，所述过滤管为三段管式结构，包括沿铅垂向由上而下依序设置的第一管体、第二管体以及第三管体，各管体的顶端口及底端口均布置螺纹段，以使得各管体之间、第一管体与罐体之间、第三管体与底部漏斗之间均能构成可拆卸的螺纹配合；第一管体内腔用于容纳尼龙网层的容纳腔，第二管体内腔构成用于容纳活性炭层的容纳腔，第三管体内腔构成用于容纳脱脂棉纤维层的容纳腔。
优选的，本装置还包括用于固定罐体高度的支架，所述支架包括底座以及由底座上表面处铅垂向上延伸的支撑杆，支撑杆上布置固定卡夹；固定卡夹沿水平向延伸从而卡箍和紧固罐体，收集容器安置于底座上表面处。
本发明的有益效果在于：
1)、本发明仍可借鉴现有过滤结构从而形成滤网段，以通过正常过滤方式来达到其过滤目的。同时，本发明通过导流套与罐体的搭配，使得茶叶浸提样品能够始终沿既定的路径而倾倒和收拢，最终使得茶叶浸提样品均匀进入滤网段内达到过滤目的。最为重要的是，本发明增设了球状分散器这一结构。当茶叶浸提样品沿导流套下漏并滑至顶锥锥面时，会随顶锥自身的回转动作而逐步下滑至分散球球面处，并在分散球球面的大曲面及其回转动作下达到周向抛洒目的。一方面，分散球及顶锥均为曲面平滑过渡，在抛洒的同时不会刮擦搅动茶叶浸提样品，因此也就不会使得茶叶浸提样品中的茶渣出现进一步破碎现象，以保证过滤质量。另一方面，分散球半径小于导流套出液孔半径，使得无论怎么倾倒茶叶浸提样品，该样品都会自然洒落或流动至分散球球面处。此外的，分散球旋转时抛洒茶叶浸提样品的抛洒区域位于滤网段进口的网面区域内，可避免“堵比滤快”，转而实现“滤比堵快”的过滤效果。茶叶浸提样品会均匀的分散的抛洒在滤网段的网面处，并迅速的被过滤掉，不会出现茶渣的集中堵塞现象，从而达成快速过滤功能。
综上，本发明具有结构简单、操作方便、可调节程度高、易于携带且制造成本低廉的优点，适合于不同类型的茶叶样品。实验显示，相较于其他茶叶样品过滤方法，本发明可节约60％的时间，且浸提液纯度也能大幅提高。
2)、作为上述方案的进一步优选方案，顶锥的锥面实际上是略微内凹的凹式曲面状构造；且顶锥的锥面的曲率半径优选为5～8cm。之所以采用凹式曲面状设计而不是传统的略微鼓起的水滴结构，是考虑到液体沿顶锥锥面下滑时，会因锥面的凹入结构及顶锥的回转动作的双重力而被紧紧的“吸”在顶锥锥面上，而不会因离心力过大而部分甩出球状分散器，最终确保所有茶叶浸提样品均能可靠的行进至分散球球面处，以达成其高效抛洒和过滤目的。
3)、导流套的结构可为多种，或采用常用的带出液管的漏斗结构，也可采用本发明所述的喇叭套筒构造。动力源布置在导流套出液口处，目的是为了自然延伸出顶锥，从而可依靠顶锥的回转动作来实现液体的吸附和导流功能。
4)、滤网段为三重过滤结构。茶叶浸提样品经由球状分散器抛洒后，被均匀的分散在罐体底部处的滤网段最顶端网面处。之后，茶叶浸提样品会均匀的依次通过尼龙网层、活性炭层和脱脂棉纤维层，进而将茶叶浸提液中的异味和杂质充分过滤去除，脱脂棉纤维层还可以去除浸提液中有色干扰物质，使得滤除后的茶叶浸提液纯度得以进一步提升，最后即可经过底部漏斗将浸提液流至收集容器内。
5)、过滤管为三段管式结构，各段管体间彼此螺纹配合并分别构成用于容纳相应过滤结构的容纳管，从而可在需要时任意取出某段清理过滤残渣，防止因堵塞而影响过滤效果。具体操作时，在过滤操作完毕后，完全可拆卸全部管体，从而进行针对性的清洗操作，其清洗维护流程显然能趋于便捷化和流程化。支架的布置则用于调节罐体的高度，以便于过滤容器的安置，此处就不再赘述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
10-罐体 20-收集容器 30-导流套
41-顶锥 42-分散球 43-动力源
51-尼龙网层 52-活性炭层 53-脱脂棉纤维层
60-过滤管 71-底座 72-支撑杆 73-固定卡夹
80-底部漏斗
具体实施方式
为便于理解，此处结合图1，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
本发明的具体实施例结构参照图1所示，其主要结构部分包括支架以及固接于支架上的罐体10。罐体10可以为开放式桶状结构；也可为如图1所示的封闭罐结构，以便于实现茶叶浸提样品的对外隔离性。罐体10依靠固定卡夹73固定，从而铅垂向可调节式的安置于图1所示的支撑杆72上。
罐体10顶壁处嵌设喇叭口状的导流套30。导流套30的出液口处布置动力源43，动力源43的动力输出轴铅垂向下延伸。在图1所示结构中可看出，动力源43的动力输出轴实际上就是顶锥41，而顶锥41的底端面处再接驳有半圆球状的分散球42。顶锥41处锥面也即引流面是向内凹陷的曲面，其曲率半径5～8cm，也即沿图1所述的顶锥41作轴向剖面后的顶锥41弧面半径为5～8cm。该曲率半径可进一步的确保茶叶浸提样品沿顶锥锥面行进时的吸附效果。实际操作时，也可将顶锥41布置为空心套状，而将分散球42布置为圆球状并塞入顶锥41底端口内，目的是要形成满足需求的水滴状结构即可。上述水滴状结构形成后，每当动力源43驱动顶锥41旋转，茶叶浸提样品均能沿顶锥41锥面而流动至分散球42球面处，进而实现茶叶浸提样品的均匀抛洒功能。球状分散器可以通过动力源43而人为调节转速快慢，以控制其抛洒半径及抛洒区域，使之落点始终位于滤网段的预定接收区域内；甚至在过滤过程中球状分散器的转速都可作匀速变化，以使得茶叶浸提样品的抛洒半径在滤网段网面处产生同心圆状变化，以进一步确保均匀抛洒效果。
如图1所示的，当罐体10内结构布置完毕后，在罐体10底壁处开设贯穿孔并同轴安置三段式螺纹配合的过滤管60。三段式的过滤管60包括了沿铅垂向由上而下依序设置的第一管体、第二管体以及第三管体，各管体的顶端口及底端口均布置螺纹段，以使得各管体之间、第一管体与罐体10之间、第三管体与底部漏斗之间均能构成可拆卸的螺纹配合。第一管体内腔用于容纳尼龙网层51的容纳腔，第二管体内腔构成用于容纳活性炭层52的容纳腔，第三管体内腔构成用于容纳脱脂棉纤维层53的容纳腔。第三管体的下方布置底部漏斗80以便引流，底部漏斗80下方安置收集容器20。
当茶叶浸提样品加入导流套30中，开启动力源43带动球状分散器旋转，可使得茶叶浸提样品均匀抛洒和分散在罐体10下端处的滤网段网面处。然后，通过设置有尼龙网层51、活性炭层52和脱脂棉纤维层53的滤网段，能够将茶叶浸提液中的异味和杂质充分过滤去除，从而确保茶叶浸提液的纯度需求，并可保持其中生化成分结构不发生变化。最后经过底部漏斗将浸提液流至收集容器20中，以便进入后续的浸提液测定工序。
Claims (7)
1.一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：本装置包括沿浸提液行进方向依序布置的罐体(10)、用于过滤茶叶浸提样品的滤网段以及位于滤网段出口处的用于收集浸提液的收集容器(20)；所述罐体(10)内腔设置供茶叶浸提样品倒入的导流套(30)，导流套(30)出液口处布置球状分散器；所述球状分散器包括外形呈圆锥状的尖顶朝上的顶锥(41)，以及固接于顶锥(41)底端面处的与顶锥(41)底端面直径一致的半圆球状的分散球(42)，分散球(42)的底面贴合于顶锥(41)底端面以使得两者共同配合形成水滴型结构，进而使得茶叶浸提样品能够经由顶锥(41)锥面而平滑流动至分散球(42)球面处，球状分散器还包括用于驱动顶锥(41)及分散球(42)绕顶锥(41)轴线旋转的动力源(43)；所述分散球(42)半径小于导流套(30)出液口孔径，且顶锥(41)轴线、导流套(30)轴线及滤网段进口的轴线均彼此同轴，分散球(42)旋转时抛洒茶叶浸提样品的抛洒区域位于滤网段进口的网面区域内。
2.根据权利要求1所述的一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：在任一与顶锥(41)轴线重合的铅垂剖面上，所述顶锥(41)的锥面均呈现内凹的弧面状。
3.根据权利要求2所述的一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：所述顶锥(41)的锥面的曲率半径为5～8cm。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：所述导流套(30)外形呈进液口孔径大而出液口孔径小的喇叭口型套筒状结构；所述动力源(43)为电力马达，所述动力源(43)布置于导流套(30)的出液口处，动力源(43)的动力输出轴铅垂向下延伸从而形成顶锥(41)。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：所述滤网段包括过滤管(60)，所述过滤管(60)同轴固接于罐体(10)正下方，从而与罐体(10)间共同形成上粗下细的二段式的阶梯套筒状构造；过滤管(60)管腔内由上而下依序布置尼龙网层(51)、活性炭层(52)以及脱脂棉纤维层(53)；过滤管(60)的顶端口构成所述滤网段进口，而过滤管(60)的底端口构成滤网段出口；过滤管(60)底端口处固接有便于导出滤网段内浸提液的底部漏斗(80)，以使得浸提液能被底部漏斗(80)引导至位于底部漏斗(80)正下方的收集容器(20)内。
6.根据权利要求5所述的一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：所述过滤管(60)为三段管式结构，包括沿铅垂向由上而下依序设置的第一管体、第二管体以及第三管体，各管体的顶端口及底端口均布置螺纹段，以使得各管体之间、第一管体与罐体(10)之间、第三管体与底部漏斗(80)之间均能构成可拆卸的螺纹配合；第一管体内腔用于容纳尼龙网层(51)的容纳腔，第二管体内腔构成用于容纳活性炭层(52)的容纳腔，第三管体内腔构成用于容纳脱脂棉纤维层(53)的容纳腔。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种茶叶样品快速过滤装置，其特征在于：本装置还包括用于固定罐体(10)高度的支架，所述支架包括底座(71)以及由底座(71)上表面处铅垂向上延伸的支撑杆(72)，支撑杆(72)上布置固定卡夹(73)；固定卡夹(73)沿水平向延伸从而卡箍和紧固罐体(10)，收集容器(20)安置于底座(71)上表面处。
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