CN108654133B - 一种植物提取装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种植物提取装置及方法，包括在水平高度上由高至低依次设置的集汽室、储液罐以及蒸煮罐，所述蒸煮罐外周设置有夹层，所述集汽室内部具有双向气压产生装置，所述集汽室分别通过第一管路和第二管路与所述夹层连通，所述第二管路与所述蒸煮罐之间通过第三管路连通。益效果在于：提取过程具有多种选择，并且通过减压保持持续沸腾，植物中的活性组分能够充分保留，进一步提高了提取率；通过收集高温蒸汽进行对蒸煮罐的保温，减少了能量损耗，实现了整体装置的节能；由于提取全过程水分基本不损耗，因此提取前后无须补充水分，浓度可控性强。

Description

一种植物提取装置及方法

技术领域

本发明涉及植物提取技术领域，尤其涉及一种植物提取装置及方法。

背景技术

植物特别是中药的化学成所含成份十分复杂，既有含有多种有效成份，又有无效成份，也包含有毒成份。提取其有效成分并进一步加以分离、纯化，得到有效单体是中药研究领域中的一项重要内容。中药提取就是利用一些技术最大限度提取其中有效成份，使得中药制剂的内在质量和临床治疗效果提高，使中药的效果得以最大限度的发挥。

现有技术中主要对植物特别是中药的提取往往采用溶剂提取法、蒸煮法和膜过滤法，其中溶剂提取法往往会使中药中掺入溶剂成分而影响药效，膜过滤法由于需要使用超滤膜，不仅成本较高，同时效率也交底，不能适用于大量生产作业的需求。而蒸煮法虽然比较原始，但是其对于热稳定性好的植物以及中药具有最佳的提取效果，但是存在的缺陷是普通的蒸煮往往提取不彻底，使药渣中还存在有效成分而造成浪费，另一缺陷是蒸煮过程中会损失大量的水蒸汽，从而造成浓缩液浓度过高甚至形成饱和溶液造成药物浪费，以及提取后还需要加入大量蒸馏水进行浓度的调节，操作繁琐。

发明内容

本发明的目的是提出一种植物提取装置及方法，解决目前植物提取效果不佳的问题。

根据本发明实施例的一个方面提供了一种植物提取装置，包括在水平高度上由高至低依次设置的集汽室、储液罐以及蒸煮罐，所述蒸煮罐外周设置有夹层，所述集汽室内部具有双向气压产生装置，所述集汽室分别通过第一管路和第二管路与所述夹层连通，所述第二管路与所述蒸煮罐之间通过第三管路连通。

进一步地，所述蒸煮罐底部通过第四管路与所述储液罐连通，所述储液罐设置有排液管路，所述排液管路上设置有阀门，所述储液罐与所述集汽室之间通过第五管路连通。

进一步地，所述蒸煮罐底部接触设置有用于加热的加热装置。

进一步地，所述蒸煮罐底部为半球状结构。

进一步地，所述第一管路、所述第二管路、第三管路、第四管路和第五管路上均设置有阀体，且所述第二管路的阀体为设置在所述第二管路与所述夹层连接处的电磁阀。

进一步地，所述蒸煮罐内设置有支撑环，所述支撑环上卡设有蒸屉。

进一步地，所述第一管路和第三管路均为耐压软管，所述蒸煮罐顶部设置有耐压盖体，所述耐压盖体上设置有用于测量蒸煮罐内压的压力计，所述第三管路贯穿所述耐压盖体与所述蒸煮罐相通。

进一步地，所述双向气压产生装置为耐高温耐压双向气泵。

进一步地，所述加热装置为电磁加热丝。

根据本发明实施例的另一个方面提供了一种植物提取方法，所述植物提取方法上述的植物提取装置上进行，包括：

将植物充分粉碎后放入布袋内并投入蒸煮罐内，关闭耐压盖体、第一至第四管路的阀门、排液管路的阀门；

启动加热装置进行初步加热，并观察气压计示数；

当蒸煮罐的气压计示数高于101KPa时开启第三管路的阀门进行集汽并泄压；

当气压计示数高于200KPa时开启第一管路的阀门和第二管路的电磁阀，关闭加热装置和第三管路的阀门并启动双向气压产生装置进行减压持续沸腾，该步骤可根据植物种类进行选择时长和重复次数；

再次开启加热装置和第三管路的阀门，关闭第一管路的阀门和第二管路的电磁阀，当蒸煮罐内药液沸腾时开启双向气压产生装置对蒸煮罐进行抽气，开启第五管路的阀门，使蒸汽进入储液罐内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐内药液的水分减少，形成浓缩液。

充分提取后关闭双向气压产生装置并开启第四管路的阀体使夹层内的高压气体流回蒸煮罐，将提取后的植物浓缩液被压入储液罐内，若内压平衡后蒸煮罐内仍有植物浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置将植物浓缩液全部压入储液罐内；

进行清洗。

本发明实施例的有益效果在于：提取过程具有多种选择，并且通过减压保持持续沸腾，植物中的活性组分能够充分保留，进一步提高了提取率；通过收集高温蒸汽进行对蒸煮罐的保温，减少了能量损耗，实现了整体装置的节能；由于提取全过程水分基本不损耗，因此提取前后无须补充水分，浓度可控性强。

附图说明

图1是本发明实施例提供的植物提取装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的植物提取装置内部结构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的植物提取装置包括在水平高度上由高至低依次设置的集汽室1、储液罐2以及蒸煮罐3，所述蒸煮罐3外周设置有夹层4，所述集汽室1内部具有双向气压产生装置5，所述集汽室1分别通过第一管路6和第二管路7与所述夹层4连通，所述第二管路7与所述蒸煮罐3之间通过第三管路8连通。这样一来，通过上述结构设计的植物提取装置，能够实现在蒸煮提取过程中高温蒸汽进入集汽室1得到储存，并在双向气压产生装置5的驱动下使高温蒸汽在第一管路6、第二管路7和夹层4之间进行循环流动，部分蒸汽得到降温冷凝，从而保持内部压强始终不高于临界值，从而使蒸煮罐3内的压力降低保证提取液能够持续的沸腾。

优选地，为了实现在提取工序完成后进行自动将提取液进行收集，所述蒸煮罐3底部通过第四管路9与所述储液罐2连通，所述储液罐2设置有排液管路10，所述排液管路10上设置有阀门，所述储液罐2与所述集汽室1之间通过第五管路15连通。

优选地，所述蒸煮罐3底部接触设置有用于加热的加热装置11，所述加热装置11为电磁加热丝，使用电磁加热丝的优点在于电热效率高，反应迅速。

优选地，为了模拟传统的砂锅进行植物提取浓缩的均匀效果，所述蒸煮罐3底部为半球状结构，同时设置成半球状结构的另一好处在于在本装置进行减压沸腾过程中当蒸煮罐3底部为半球形时沸腾液体的搅动性最强，能够对植物碎片进行充分提取，从而保证提取效果。

优选地，所述第一管路6、所述第二管路7、第三管路8、第四管路9和第五管路15上均设置有阀体，且所述第二管路7的阀体为设置在所述第二管路7与所述夹层4连接处的电磁阀12，所述蒸煮罐3与所述第一管路6的阀体之间设置有压力计。

优选地，所述蒸煮罐3内设置有支撑环13，所述支撑环13上卡设有蒸屉14，这样一来能够实现使本植物提取装置具有蒸和煮两种功能，当需要对植物进行蒸汽提取时，将植物粉碎后放入布袋内并将布袋放置在蒸屉14上，而加入水的液面不高于蒸屉14即可；而当需要对植物进行煮制时，将植物粉碎后放入布袋内并将布袋放置在蒸屉14下，而加入水的液面高于蒸屉14即可。

优选地，所述第一管路6和第三管路8均为耐压软管，所述蒸煮罐3顶部设置有耐压盖体，所述耐压盖体上设置有用于测量蒸煮罐3内压的压力计，所述第三管路8贯穿所述耐压盖体与所述蒸煮罐3相通，具体地，本植物提取装置的最高设计耐压指数优选270KPa。

优选地，所述双向气压产生装置5为耐高温耐压双向气泵，通过耐高温耐压双向气泵能够驱动高温蒸汽进行循环流动，保证了本发明实施例的植物提取装置的节能以及提取效果得到提高的优点。

基于上述的植物提取装置的技术方案，本发明实施例还公开了一种利用上述植物提取装置进行植物提取的方法，包括：

将植物充分粉碎后放入布袋内并投入蒸煮罐3内，关闭耐压盖体、第一至第四管路9的阀门、排液管路10的阀门；

启动加热装置11进行初步加热，并观察气压计示数；

当蒸煮罐3的气压计示数高于101KPa时开启第三管路8的阀门进行集汽并泄压；

当气压计示数高于200KPa时开启第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，关闭加热装置11和第三管路8的阀门并启动双向气压产生装置5进行减压持续沸腾，此过程中由于加热装置11停止加热，通过双向气压产生装置5驱动在夹层4内形成高温蒸汽流而对蒸煮罐进行保温，该步骤可根据植物种类进行选择时长和重复次数；

上述过程之后本装置的另一功能是进行药液的浓缩工序，再次开启加热装置11和第三管路8的阀门，关闭第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，当蒸煮罐3内药液沸腾时开启双向气压产生装置5对蒸煮罐3进行抽气，开启第五管路15的阀门，使蒸汽进入储液罐2内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐3内药液的水分减少，形成浓缩液。

充分提取后关闭双向气压产生装置5并开启第四管路9的阀体使夹层4内的高压气体流回蒸煮罐3，将提取后的植物浓缩液被压入储液罐2内，若内压平衡后蒸煮罐3内仍有植物浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置5将植物浓缩液全部压入储液罐2内；

进行清洗，具体方式是通过向蒸煮罐3内加入清水并煮沸，然后开启双向气压产生装置5进行减压持续沸腾，最后将清水再打入储液罐2内完成整体的清洗工序。

根据上述的技术方案，本发明实施例中进一步公开针对一些种类的植物进行提取的具体技术方案组成的实施例：

实施例1

甘草

将1kg甘草充分粉碎后放入布袋内并投入蒸煮罐3内，加入20kg蒸馏水和0.7L乙醇，关闭耐压盖体、第一至第四管路9的阀门、排液管路10的阀门；

启动加热装置11进行初步加热；

当气压计示数达到120KPa时开启第三管路8的阀门进行集汽并泄压，泄压后气压先降低然后再次升高；

当气压计示数达到200KPa时开启第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，关闭加热装置11和第三管路8的阀门并启动双向气压产生装置5进行减压持续沸腾，此过程中由于加热装置11停止加热，通过双向气压产生装置5驱动在夹层4内形成高温蒸汽流而对蒸煮罐进行保温，当气压计示数降低至105KPa时再次开启加热装置11，反复3次；

之后再次开启加热装置11和第三管路8的阀门，关闭第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，当蒸煮罐3内药液沸腾时开启双向气压产生装置5对蒸煮罐3进行抽气，开启第五管路15的阀门，使蒸汽进入储液罐2内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐3内药液的水分减少，形成浓缩液；

充分提取浓缩后关闭双向气压产生装置5并开启第四管路9的阀体使夹层4内的高压气体流回蒸煮罐3，将提取后的植物浓缩液被压入储液罐2内，若内压平衡后蒸煮罐3内仍有植物浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置5将植物浓缩液全部压入储液罐2内；

进行清洗。

实施例2

青皮、丁香、薄荷叶

按重量比例4:3:3称取青皮、丁香、薄荷叶共2kg进行粉碎放入布袋内并投入蒸煮罐3内，加入30kg蒸馏水和1.2L乙醇，关闭耐压盖体、第一至第四管路9的阀门、排液管路10的阀门；

启动加热装置11进行初步加热；

当气压计示数达到120KPa时开启第三管路8的阀门进行集汽并泄压，泄压后气压先降低然后再次升高；

当气压计示数达到240KPa时开启第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，关闭加热装置11和第三管路8的阀门并启动双向气压产生装置5进行减压持续沸腾，此过程中由于加热装置11停止加热，通过双向气压产生装置5驱动在夹层4内形成高温蒸汽流而对蒸煮罐进行保温，当气压计示数降低至105KPa时再次开启加热装置11，反复5次；

之后再次开启加热装置11和第三管路8的阀门，关闭第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，当蒸煮罐3内药液沸腾时开启双向气压产生装置5对蒸煮罐3进行抽气，开启第五管路15的阀门，使蒸汽进入储液罐2内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐3内药液的水分减少，形成浓缩液；

充分提取后关闭双向气压产生装置5并开启第四管路9的阀体使夹层4内的高压气体流回蒸煮罐3，将提取后的植物浓缩液被压入储液罐2内，若内压平衡后蒸煮罐3内仍有植物浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置5将植物浓缩液全部压入储液罐2内；

进行清洗。

实施例3

甘草、青皮、肉豆蔻、砂仁、丁香、薄荷叶、大茴香、小茴香、香叶

按照重量比例1:1:2:1:1:1:1:1:1称取甘草、青皮、肉豆蔻、砂仁、丁香、薄荷叶、大茴香、小茴香、香叶共4kg进行粉碎放入布袋内并投入蒸煮罐3内，加入30kg蒸馏水和1.2L乙醇，关闭耐压盖体、第一至第四管路9的阀门、排液管路10的阀门；

启动加热装置11进行初步加热；

当气压计示数达到120KPa时开启第三管路8的阀门进行集汽并泄压，泄压后气压先降低然后再次升高；

当气压计示数达到265KPa时开启第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，关闭加热装置11和第三管路8的阀门并启动双向气压产生装置5进行减压持续沸腾，此过程中由于加热装置11停止加热，通过双向气压产生装置5驱动在夹层4内形成高温蒸汽流而对蒸煮罐进行保温，当气压计示数降低至105KPa时再次开启加热装置11，反复4次；

之后再次开启加热装置11和第三管路8的阀门，关闭第一管路6的阀门和第二管路7的电磁阀12，当蒸煮罐3内药液沸腾时开启双向气压产生装置5对蒸煮罐3进行抽气，开启第五管路15的阀门，使蒸汽进入储液罐2内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐3内药液的水分减少，形成浓缩液；

充分提取后关闭双向气压产生装置5并开启第四管路9的阀体使夹层4内的高压气体流回蒸煮罐3，将提取后的植物浓缩液被压入储液罐2内，若内压平衡后蒸煮罐3内仍有植物浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置5将植物浓缩液全部压入储液罐2内；

进行清洗。

提取后对上述实施例的提取液静置12h后进行测定：

从上表可知提取率与转移率的比例为正相关，符合实际情况，一般认为转移率高于60％以上为较好，80％以上为很好，因此通过本植物提取装置进行提取的转移率远高于很好。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (7)

1.一种植物提取装置，其特征在于，包括在水平高度上由高至低依次设置的集汽室、储液罐以及蒸煮罐，所述蒸煮罐外周设置有夹层，所述集汽室内部具有双向气压产生装置，所述集汽室分别通过第一管路和第二管路与所述夹层连通，所述第二管路与所述蒸煮罐之间通过第三管路连通；所述蒸煮罐底部通过第四管路与所述储液罐连通，所述储液罐设置有排液管路，所述排液管路上设置有阀门，所述储液罐与所述集汽室之间通过第五管路连通；所述蒸煮罐底部接触设置有用于加热的加热装置；第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路上均设置有阀体，且第二管路上设置的阀体为设置在所述第二管路与所述夹层连接处的电磁阀；

所述植物提取装置提取时，当蒸煮罐的气压计示数高于200KPa时开启第一管路上设置的阀门和第二管路与夹层连接处的电磁阀，关闭加热装置和第三管路的阀门，并启动双向气压产生装置进行减压持续沸腾，此过程中，第一管路、第二管路、夹层、集汽室构成封闭的回路，由于加热装置停止加热，通过双向气压产生装置驱动集汽室内蒸汽在所述回路中循环，从而在夹层内形成高温蒸汽流而对蒸煮罐进行保温，当气压计示数降低至105KPa时再次开启加热装置，反复多次；所述植物提取装置进行提取液浓缩时，开启加热装置和第三管路上设置的阀门，关闭第一管路上设置的阀门和第二管路与夹层连接处的电磁阀，当蒸煮罐内提取液沸腾时开启双向气压产生装置对蒸煮罐进行抽气，开启第五管路上设置的阀门，使蒸汽进入储液罐内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐内药液的水分减少，形成浓缩液；所述植物提取装置排出提取液时，关闭双向气压产生装置并开启第四管路上设置的阀体使夹层内的高压气流流回蒸煮罐，将提取后的浓缩液压入储液罐内，若内压平衡后蒸煮罐内仍有浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置将浓缩液全部压入储液罐内。

2.根据权利要求1所述的植物提取装置，其特征在于，所述蒸煮罐底部为半球状结构。

3.根据权利要求1所述的植物提取装置，其特征在于，所述蒸煮罐内设置有支撑环，所述支撑环上卡设有蒸屉。

4.根据权利要求1所述的植物提取装置，其特征在于，所述第一管路和第三管路均为耐压软管，所述蒸煮罐顶部设置有耐压盖体，所述第三管路贯穿所述耐压盖体与所述蒸煮罐相通。

5.根据权利要求1所述的植物提取装置，其特征在于，所述双向气压产生装置为耐高温耐压双向气泵。

6.根据权利要求1所述的植物提取装置，其特征在于，所述加热装置为电磁加热丝。

7.一种植物提取方法，其特征在于，所述植物提取方法在权利要求1至6任一项所述的植物提取装置上进行，包括：

将植物充分粉碎后放入布袋内并投入蒸煮罐内，关闭耐压盖体、第一至第四管路的阀门、排液管路的阀门；

启动加热装置进行初步加热，并观察气压计示数；

当蒸煮罐的气压计示数高于101KPa时开启第三管路的阀门进行集汽并泄压；

当蒸煮罐的气压计示数高于200KPa时开启第一管路上的阀门和第二管路与夹层连接处的电磁阀，关闭加热装置和第三管路的阀门并启动双向气压产生装置进行减压持续沸腾，此过程中，第一管路、第二管路、夹层、集汽室构成封闭的回路，由于加热装置停止加热，通过双向气压产生装置驱动集汽室内蒸汽在所述回路中循环，从而在夹层内形成高温蒸汽流而对蒸煮罐进行保温，当气压计示数降低至105KPa时再次开启加热装置，反复多次，该步骤可根据植物种类进行选择时长和重复次数；

再次开启加热装置和第三管路的阀门，关闭第一管路的阀门和第二管路的电磁阀，当蒸煮罐内药液沸腾时开启双向气压产生装置对蒸煮罐进行抽气，开启第五管路的阀门，使蒸汽进入储液罐内遇冷形成蒸馏水，此时蒸煮罐内药液的水分减少，形成浓缩液；

充分提取后关闭双向气压产生装置并开启第四管路的阀体使夹层内的高压气体流回蒸煮罐，将提取后的植物浓缩液压入储液罐内，若内压平衡后蒸煮罐内仍有植物浓缩液剩余，则反向启动双向气压产生装置将植物浓缩液全部压入储液罐内；

进行清洗，具体方式是通过向蒸煮罐内加入清水并煮沸，然后开启双向气压产生装置进行减压持续沸腾，最后将清水再打入储液罐内完成整体的清洗工序。

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