CN111117871A - 一种低温叠螺式细胞破壁装置 - Google Patents

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胡梦云
张耀尹
陈雪珂
岳媛
王�琦
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Chongqing Huapu New Energy Co ltd
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Chongqing Institute of East China Normal University
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Nanjing Roi Optoelectronics Technology Co Ltd
Yunnan Huapu Quantum Material Co Ltd
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Chongqing Institute of East China Normal University
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Abstract

本发明涉及一种低温叠螺式细胞破壁装置，包括冷却系统，切割装置和破壁筒，切割装置设置在破壁筒中，所述破壁筒包括冷却夹层和真空层，冷却夹层设置在破壁筒内壁外侧，冷却系统与冷却夹层连通，冷却夹层中具有液氮，所述真空层设置在冷却夹层外侧，所述切割装置包括叠螺刀和转动轴，转动轴设置在破壁筒内，叠螺刀设置在转动轴上。本发明能够保证药材在破壁过程中不会因叠螺机运转而升温影响药材成分改变，防止粉碎的药材粉末沾壁。

Description

一种低温叠螺式细胞破壁装置
技术领域
本发明涉及中药破壁设备，特别涉及一种低温叠螺式细胞破壁装置。
背景技术
细胞破壁技术亦称细胞破碎技术,是利用物理、化学和生物的单一或复合手段,使细胞壁或膜破裂,从而将细胞内丰富又高附加值的有益功能物质有效释放与分离的超微加工技术,是目前应用极广的一种高科技技术。细胞破壁技术在食品、医药、生物和化工等众多领域展现了无穷的发展潜力,尤其是在我国传统中药材改进提升方面有突出的作用。
以植物细胞为例，细胞壁分为三层，即胞间层、初生壁和次生壁，这样一层层的厚壁使得水分和营养物就不能透过，而细胞破壁技术可以将其中的有效成分充分释放出来，更有利于人体吸收，达到治愈的目的。
目前，细胞破壁机主要为物理破壁机，采用高速撞击、剪切力、超声等方法进行破壁。细胞破壁时，由于撞击等处理会产生热量，使细胞破壁过程中温度升高。然而，较高的温度会使物料熔软结块，易粘附在腔壁上；同时，高温也会导致细胞内部的营养成分变性或流失。在此基础上，研究出了一些低温破壁机。如专利CN201720928538.8公开了一种超低温破壁机，在壁腔外侧夹套内通入冷却液；专利CN201720404316.6提供了一种低温超声波植物细胞破壁机，在壁腔外部裹有冷却水夹套，通过冷却水循环带走超声热量。现有的低温破壁机通过在破壁粉碎腔外壁设有夹套，在夹套内部通循环冷却液来降温，而冷却液在夹套中的通流截面较大，流速较低，热交换效果欠佳，从而对物料的降温程度不够，影响了破壁效果。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种能够实现细胞破壁，避免因高温破坏药材有效成分及口感，保证药效的低温叠螺式细胞破壁装置。
具体技术方案如下：一种低温叠螺式细胞破壁装置，包括冷却系统，切割装置和破壁筒，切割装置设置在破壁筒中，所述破壁筒包括冷却夹层和真空层，冷却夹层设置在破壁筒内壁外侧，冷却系统与冷却夹层连通，冷却夹层中具有液氮，所述真空层设置在冷却夹层外侧，所述切割装置包括叠螺刀和转动轴，转动轴设置在破壁筒内，叠螺刀设置在转动轴上。
采用上述技术方案，能够保持破壁筒的筒壁处于低温状态，保证药材在破壁过程中不会因叠螺机运转而升温影响药材成分改变，可以避免因高温破坏药材有效成分及口感，保证药效。
以下为本发明的附属技术方案。
进一步的，所述破壁筒内具有氮气。
采用上述技术方案，能够在破壁时防止粉碎的药材粉末沾壁影响破壁效果。
进一步的，所述破壁筒侧面设有氮气控制阀，氮气的进气方向与转动轴方向平行。
采用上述技术方案，使氮气能够沿物料的前进方向运动，使氮气与物料充分接触。
进一步的，所述冷却系统包括液氮入口和液氮出口，液氮入口和液氮出口分别设置在破壁筒上且与冷却夹层连通。
采用上述技术方案，能够使液氮在冷却夹层中不断循环，保持冷却夹层内液氮的温度。
进一步的，低温叠螺式细胞破壁装置包括进料装置，进料装置设置在破壁筒侧面。
采用上述技术方案，能够方便物料进入破壁筒，使得物料的进入方向与前进方向一致。
进一步的，所述进料装置具有承料板，承料板与破壁筒滑动连接。
采用上述技术方案，能够抽拉打开进料装置，将物料放入后推入破壁筒，方便进料。
进一步的，所述承料板与破壁筒的内壁齐平。
采用上述技术方案，避免叠螺刀转动时被承料板干涉。
进一步的，所述叠螺刀与破壁筒内壁接触。
采用上述技术方案，从而使叠螺刀能够将物料沿叠破壁筒从左侧向右侧推进。
进一步的，低温叠螺式细胞破壁装置包括发动机，发动机与转动轴连接。
采用上述技术方案，能够使发动机带动转动轴转动，从而使叠螺刀转动。
进一步的，所述破壁筒设有出料口。
采用上述技术方案，使得加工后的物料能够从破壁筒侧面排出。
本发明的技术效果：本发明的一种低温叠螺式细胞破壁装置通过叠螺机螺旋进料并实现破壁功能；在破壁时，液氮流通于破壁筒外，起到降温作用，保证药材在破壁过程中不会因叠螺机运转而升温影响药材成分改变；破壁时通入氮气，防止粉碎的药材粉末沾壁；破壁筒设有双层结构，采用杜瓦瓶真空保温原理，起到保温作用。该破壁装置可以解决破壁筒内的药材温度升高的问题、破壁的粉末沾壁的问题，避免因高温破坏药材有效成分及口感，保证药效。
附图说明
图1是本发明实施例的一种低温叠螺式细胞破壁装置的示意图。
附图标记说明：1、破壁筒；2、冷却夹层；3、真空层；4、叠螺刀；5、转动轴；6、氮气控制阀；7、液氮入口；8、液氮出口；9、进料装置；10、发动机；11、破壁筒内壁；12、出料口；91、承料板；92、挡板。
具体实施方式
下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。
如图1所示，本实施例的一种低温叠螺式细胞破壁装置包括冷却系统，切割装置和破壁筒1，切割装置设置在破壁筒1中。所述破壁筒1包括冷却夹层2和真空层3，冷却夹层2设置在破壁筒内壁11外侧，冷却系统与冷却夹层2连通，冷却夹层中具有液氮。所述真空层3设置在冷却夹层2外侧，所述切割装置包括叠螺刀4和转动轴5，转动轴5设置在破壁筒1内，叠螺刀4设置在转动轴5上，叠螺刀4为螺旋状的切割刀。上述技术方案中，物料在破壁筒内进行加工，通过设置冷却夹层2和真空层3，破壁筒1设有双层结构，采用杜瓦瓶真空保温原理，起到保温作用，使破壁筒1内的工作温度始终保持在低温状态。通过在冷却夹层2中通入液氮，能够起到降温作用，保证药材在破壁过程中不会因叠螺机运转而升温影响药材成分改变，可以避免因高温破坏药材有效成分及口感，保证药效。液氮是即为液态的氮气，具有惰性、无色无臭、无腐蚀性、不可燃、温度极低等特点。本实施例中，所述冷却夹层和真空层均采用不锈钢材料制成。
本实施例的低温叠螺式细胞破壁装置的破壁原理如下：物料在叠螺刀4的驱动下运动，物料运动摩擦产生热量，使得物料温度升高；当物料与破壁筒1的内壁接触时，由于内壁温度低，物料的细胞壁突然降温就会破裂。从而在叠螺刀4转动过程中，物料升温然后预冷破裂，循环进行。由于叠螺刀4转动时物料的温度虽然会升高，但不会很高，因此不会破坏物料的药性。
本实施例中，所述破壁筒1内具有氮气，破壁时通入氮气，防止粉碎的药材粉末沾壁。
本实施例中，所述破壁筒1侧面设有氮气控制阀6，氮气的进气方向与转动轴方向平行，从而使氮气能够沿物料的前进方向运动，使氮气与物料充分接触。
本实施例中，所述冷却系统包括液氮入口7和液氮出口8，液氮入口7和液氮出口8分别设置在破壁筒1上且与冷却夹层2连通。通过上述技术方案，能够使存储在液氮罐内的液氮通过液氮入口进入冷却夹层，通过液氮出口排出。
本实施例中，低温叠螺式细胞破壁装置包括进料装置9，进料装置9设置在破壁筒1侧面，物料通过进料装置输入破壁筒1内。
本实施例中，所述进料装置9具有承料板91，承料板91与破壁筒1滑动连接。上述技术方案中，物料放置在承料板91上，然后进料装置9滑入破壁筒内，叠螺刀启动后对物料进行破壁。进料装置9与破壁筒1之间可通过滑槽结构等现有的滑动结构进行连接。所述承料板一侧设有挡板92，挡板避免物料掉落。
本实施例中，所述承料板91与破壁筒1的内壁齐平，从而避免承料板干涉叠螺刀的转动。
本实施例中，所述叠螺刀4与破壁筒1内壁接触，从而使叠螺刀能够将物料沿叠破壁筒从左侧向右侧前进。
本实施例中，低温叠螺式细胞破壁装置包括发动机10，发动机10与转动轴5连接，从而通过发动机10驱动转动转转动，从而带动叠螺刀运动。
本实施例中，所述破壁筒1设有出料口12，加工后的物料通过出料口12排出，出料口和进料装置分别设置在破壁筒的两端。
本实施例的低温叠螺式细胞破壁装置的工作原理如下：将物料从进料装置9投入；打开氮气控制阀6通入氮气，启动发动机，使得叠螺刀4转动对物料进行破壁；液氮通过液氮入口进入冷却夹层，此过程中产生的废气废水由液氮出口8排出，出料口12为物料破壁后的最终出口。
本实施例的一种低温叠螺式细胞破壁装置通过叠螺机螺旋进料并实现破壁功能；在破壁时，液氮流通于破壁筒外，起到降温作用，保证药材在破壁过程中不会因叠螺机运转而升温影响药材成分改变；破壁时通入氮气，防止粉碎的药材粉末沾壁；破壁筒设有双层结构，采用杜瓦瓶真空保温原理，起到保温作用。该破壁装置可以解决破壁筒内的药材温度升高的问题、破壁的粉末沾壁的问题，避免因高温破坏药材有效成分及口感，保证药效。
需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低温叠螺式细胞破壁装置，包括冷却系统，切割装置和破壁筒，切割装置设置在破壁筒中，其特征在于，所述破壁筒包括冷却夹层和真空层，冷却夹层设置在破壁筒内壁外侧，冷却系统与冷却夹层连通，冷却夹层中具有液氮，所述真空层设置在冷却夹层外侧，所述切割装置包括叠螺刀和转动轴，转动轴设置在破壁筒内，叠螺刀设置在转动轴上。
2.根据权利要求1所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述破壁筒内具有氮气。
3.根据权利要求2所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述破壁筒侧面设有氮气控制阀，氮气的进气方向与转动轴方向平行。
4.根据权利要求1所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述冷却系统包括液氮入口和液氮出口，液氮入口和液氮出口分别设置在破壁筒上且与冷却夹层连通。
5.根据权利要求1所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，低温叠螺式细胞破壁装置包括进料装置，进料装置设置在破壁筒侧面。
6.根据权利要求5所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述进料装置具有承料板，承料板与破壁筒滑动连接。
7.根据权利要求6所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述承料板与破壁筒的内壁齐平。
8.根据权利要求1所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述叠螺刀与破壁筒内壁接触。
9.根据权利要求1所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，低温叠螺式细胞破壁装置包括发动机，发动机与转动轴连接。
10.根据权利要求1所述的低温叠螺式细胞破壁装置，其特征在于，所述破壁筒设有出料口。
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