CN111973639A - 一种藜麦皂苷的提取装置以及提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及皂苷技术领域，具体涉及一种藜麦皂苷的提取装置以及提取方法，包括提取箱，提取箱包括刚性密封箱体、液压马达、推杆、推板和水‑乙醇分离膜，推板的外周与刚性密封箱体的内壁动态密封，推板将刚性密封箱体划分为上空间与下空间；推杆伸入到上空间内与推板连接，推板上有的细孔；所述液压马达带动推杆运动形成对下空间的挤压；水‑乙醇分离膜固定在推板朝向下空间的一面；本发明本申请中通过结构性的消除气液界面，使得表面活性剂难以产生作用，进行第一步对气泡的抑制；机械加压使得提取室的空间不断减小，气体受压后体积更小，容易通过从水‑乙醇分离膜排出，由于气体的进一步减少，减少气液界面，实现第二步的气泡抑制。

Description

一种藜麦皂苷的提取装置以及提取方法
技术领域
本发明涉及皂苷技术领域，具体涉及一种藜麦皂苷的提取装置以及提取方法。
背景技术
藜麦(Chenopodium quinoa Willd L.)是一种有着5000～7000年种植历史的藜科双子叶植物，不同品种的种子颜色各异，我国藜麦种植地区主要分布于西部地带。它不仅存在着多种活性成分，还富含各类营养物质，因此它具有多种保健功能，被誉为“超级谷物”。
藜麦皂苷由三萜皂苷β-香草素衍生而来，通过异戊二烯途径生成，主要为齐墩果酸型、常春藤型、商陆酸型等，其中齐墩果酸型含量最高。藜麦皂苷主要存在于种皮中，其含量在0.14％～2.30％，具有抗菌、抗氧化、降血糖等多种功效，因此藜麦皂苷被广泛应用于医疗和保健行业。皂苷具有苦涩味，这将会影响藜麦的口感，在食用前需将种皮除去，因此在藜麦的生产过程中，大量堆积的藜麦种皮不仅会对环境造成严重影响，若将藜麦种皮直接丢弃，会造成潜在的资源浪费。
目前，皂苷的提取方法主要有回流法、超声波辅助法、微波辅助法、酶提取法、超临界萃取法等，但这些方法均存浓缩起泡的问题，皂苷是由苷元和糖链组成，苷元有一定亲脂性，糖有亲水性，这就形成了天然的表面活性剂，而传统回流法、超声波辅助法、微波辅助法、酶提取法、超临界萃取法获得提取液之后依然需要进行浓缩提纯，由于提取液中含有水，根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，使得提取液中的表面活性剂吸附在气-液界面上，造成气泡的产生。
浓缩起泡也是皂苷类的通病，至今没有很好的解决方法，只能够在醇浓度降低时加入无水乙醇，还要再加入正丁醇来抑制泡沫，但是容易影响浓缩液的味道，还需要进行再次调节，导致加工流程加长，成本上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够抑制泡沫形成的藜麦皂苷的提取装置以及提取方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种藜麦皂苷的提取装置，用于将藜麦与乙醇的混合液分离得到的上清液进行提取，包括提取箱，
所述提取箱包括刚性密封箱体、液压马达、推杆、推板和水-乙醇分离膜，所述液压马达带动推杆运动；所述推板的外周与刚性密封箱体的内壁动态密封，所述推板将刚性密封箱体划分为上空间与下空间；所述推杆伸入到上空间内与推板连接，所述推板上设置有多个的细孔；
所述水-乙醇分离膜固定在推板朝向下空间的一面上且覆盖细孔；所述上清液填满下空间。
为了解决上述技术问题，本发明采用的另一技术方案为：
一种使用上述的藜麦皂苷的提取装置的提取方法，包括
在浸泡区内将藜麦与乙醇的混合获得混合液；
将混合液分离得到的上清液填满下空间；
控制液压马达工作带动推板对下空间进行挤压，缩小下空间的体积，所述挤压压力逐渐增加，当挤压压力达到11MPa时，保持5-10min后控制液压马达泄压；
泄压后获得滤液即为皂苷提取液。
本发明的有益效果在于：本申请中通过结构性（通过上清液填满下空间，再使用机械挤压）的消除气液界面，使得表面活性剂难以产生作用，进行第一步对气泡的抑制；同时采用水-乙醇分离膜进行分离，能够过滤其中的水，通过将水分离，得到无水的皂苷提取液，避免直接采用无水乙醇处理藜麦时溶解过多的杂质；同时推板的设置，能够极大的提升水-乙醇分离膜的工作压力，进而能够采用液压加压，而液压加压，造成压力差是巨大的，使得溶液内的溶剂很容易通过超滤膜，提升分离速率，同时通过超滤膜后压力下降，由于压力差过大，乙醇更容易气化收集；由于溶剂的减少，机械加压使得提取室的空间不断减小，使得提取室内始终处于增压状态，气体受压后体积更小，容易通过从水-乙醇分离膜排出，由于气体的进一步减少，泄压后，不容易气液分离，减少气液界面，实现第二步的气泡抑制；同时采用本发明的提取装置及方法，避免气泡产生的同时能够极大的缩短加工步骤和时间。
附图说明
图1为本发明具体实施方式的一种藜麦皂苷的提取装置的结构示意图；
标号说明：1、刚性密封箱体；2、液压马达；3、推杆；4、推板；5、水-乙醇分离膜；6、收集箱；7、真空泵；8、超声发生器；9、加热件；10、制冷件；11、收集口；12、伸缩引导管。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，一种藜麦皂苷的提取装置，用于将藜麦与乙醇的混合液分离得到的上清液进行提取，包括提取箱，
所述提取箱包括刚性密封箱体1、液压马达2、推杆3、推板4和水-乙醇分离膜5，所述液压马达2带动推杆3运动；所述推板4的外周与刚性密封箱体1的内壁动态密封，所述推板4将刚性密封箱体1划分为上空间与下空间；所述推杆3伸入到上空间内与推板4连接，所述推板4上设置有多个的细孔；
所述水-乙醇分离膜5固定在推板4朝向下空间的一面上且覆盖细孔；所述上清液填满下空间。
进一步的，所述装置还包括收集箱6，所述刚性密封箱体1开设有收集口11，所述上空间内设置有伸缩引导管12，所述伸缩引导管12的一端设置在推板4上，另一端与收集口11连接；
所述收集口11与收集箱6之间连通。
从上述描述可知，通过收集箱6的设置，能够将上空间内通过水-乙醇分离膜5分离出来的空气、水以及乙醇进行回收，方便乙醇的再次利用。
进一步的，所述收集箱6密封处理，所述收集箱6上设置有真空泵7，所述真空泵7与收集箱6连通。
从上述描述可知，通过真空泵7的设置，能够将上空间内的分离的气体和液体抽出，同时通过真空泵7也能够实现更大的压力差，方便水-乙醇分离膜5的工作。
进一步的，所述下空间对应的刚性密封箱体1内设置超声发生器8。
从上述描述可知，通过超声发生器8的设置，使得分子运动的更加活跃，能够方便提取，同时也能够对水-乙醇分离膜5进行清洗，减少溶质附着在水-乙醇分离膜5上的，延长使用寿命。
进一步的，所述装置还包括温控器，所述下空间对应的刚性密封箱体1内还设置有加热件9和制冷件10，所述加热件9和制冷件10分别与温控器电性连接。
从上述描述可知，通过温控器的设置，能够控制下空间内的工作温度，能够将工作温度控制在一个最佳工作温度或者温度区间，保证提取效果。
细孔直径为50-200nm；水-乙醇分离膜5孔径为0.2nm-0.7nm；
一种使用上述的藜麦皂苷的提取装置的提取方法，包括
在浸泡区内将藜麦与乙醇的混合获得混合液；
将混合液分离得到的上清液填满下空间；
控制液压马达2工作带动推板4对下空间进行挤压，缩小下空间的体积，所述挤压压力逐渐增加，当挤压压力达到11MPa时，保持5-10min后控制液压马达2泄压；
泄压后获得滤液即为皂苷提取液。
进一步的，所述挤压时，对下空间内的上清液进行超声处理。
进一步的，控制下空间内的温度为25℃-45℃。
有益效果：通过温度的控制，能够获得最佳的水-乙醇分离膜5过滤效果，提升工作效率。
进一步的，所述挤压时，开启真空泵7，通过水-乙醇分离膜5进入到上空间内的液体和气体通过收集箱6进行收集，获得回收液。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：本申请中通过结构性（通过上清液填满下空间，再使用机械挤压）的消除气液界面，使得表面活性剂难以产生作用，进行第一步对气泡的抑制；同时采用水-乙醇分离膜5进行分离，能够过滤其中的水，通过将水分离，得到无水的皂苷提取液，避免直接采用无水乙醇处理藜麦时溶解过多的杂质；同时推板4的设置，能够极大的提升水-乙醇分离膜5的工作压力，进而能够采用液压加压，而液压加压，造成压力差是巨大的，使得溶液内的溶剂很容易通过超滤膜，提升分离速率，同时通过超滤膜后压力下降，由于压力差过大，乙醇更容易气化收集；由于溶剂的减少，机械加压使得提取室的空间不断减小，使得提取室内始终处于增压状态，气体受压后体积更小，容易通过从水-乙醇分离膜5排出，由于气体的进一步减少，泄压后，不容易气液分离，减少气液界面，实现第二步的气泡抑制；同时采用本发明的提取装置及方法，避免气泡产生的同时能够极大的缩短加工步骤和时间，且水-乙醇分离膜5的设置，能够选择低浓度的乙醇作为溶剂。
实施例一
一种藜麦皂苷的提取装置，用于将藜麦与乙醇的混合液分离得到的上清液进行提取，包括提取箱，
所述提取箱包括刚性密封箱体1、液压马达2、推杆3、推板4和水-乙醇分离膜5，所述液压马达2带动推杆3运动；所述推板4的外周与刚性密封箱体1的内壁动态密封，所述推板4将刚性密封箱体1划分为上空间与下空间；所述推杆3伸入到上空间内与推板4连接，所述推板4上设置有多个的细孔；
所述水-乙醇分离膜5固定在推板4朝向下空间的一面上且覆盖细孔；所述上清液填满下空间。
所述装置还包括收集箱6，所述刚性密封箱体1开设有收集口11，所述上空间内设置有伸缩引导管12，所述伸缩引导管12的一端设置在推板4上，另一端与收集口11连接；
所述收集口11与收集箱6之间连通。
所述收集箱6密封处理，所述收集箱6上设置有真空泵7，所述真空泵7与收集箱6连通。
所述下空间对应的刚性密封箱体1内设置超声发生器8。
所述装置还包括温控器，所述下空间对应的刚性密封箱体1内还设置有加热件9和制冷件10，所述加热件9和制冷件10分别与温控器电性连接。
有益效果：通过温控器的设置，能够控制下空间内的工作温度，能够将工作温度控制在一个最佳工作温度或者温度区间，保证提取效果。
所述细孔直径为50-200nm；水-乙醇分离膜5孔径为PDMS膜。
实施例二
一种使用实施例一所述的藜麦皂苷的提取装置的提取方法，包括
在浸泡区内将藜麦与75%乙醇的混合获得混合液；
将混合液分离得到的上清液填满下空间；
控制液压马达2工作带动推板4对下空间进行挤压，缩小下空间的体积，同时对下空间内的上清液进行超声处理，保持温度45℃；同时开启真空泵7，通过水-乙醇分离膜5进入到上空间内的液体和气体通过收集箱6进行收集，获得回收液。
所述挤压压力逐渐增加，当挤压压力达到11MPa时，保持5min后控制液压马达2泄压；
泄压后获得滤液即为皂苷提取液。
实施例三
一种使用实施例一所述的藜麦皂苷的提取装置的提取方法，包括
在浸泡区内将藜麦与40%乙醇的混合获得混合液；
将混合液分离得到的上清液完全填满下空间；
控制液压马达2工作带动推板4对下空间进行挤压，缩小下空间的体积，同时对下空间内的上清液进行超声处理，保持温度25℃；同时开启真空泵7，通过水-乙醇分离膜5进入到上空间内的液体和气体通过收集箱6进行收集，获得回收液。
所述挤压压力逐渐增加，当挤压压力达到11MPa时，保持10min后控制液压马达2泄压；
泄压后获得滤液即为皂苷提取液。
实施例四
一种使用实施例一所述的藜麦皂苷的提取装置的提取方法，包括
在浸泡区内将藜麦与60%乙醇的混合获得混合液；
将混合液分离得到的上清液完全填满下空间；
控制液压马达2工作带动推板4对下空间进行挤压，缩小下空间的体积，同时对下空间内的上清液进行超声处理，保持温度33℃；同时开启真空泵7，通过水-乙醇分离膜5进入到上空间内的液体和气体通过收集箱6进行收集，获得回收液。
所述挤压压力逐渐增加，当挤压压力达到11MPa时，保持8min后控制液压马达2泄压；
泄压后获得滤液即为皂苷提取液。
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同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种藜麦皂苷的提取装置，用于将藜麦与乙醇的混合液分离得到的上清液进行提取，其特征在于，包括提取箱，
所述提取箱包括刚性密封箱体、液压马达、推杆、推板和水-乙醇分离膜，所述液压马达带动推杆运动；所述推板的外周与刚性密封箱体的内壁动态密封，所述推板将刚性密封箱体划分为上空间与下空间；所述推杆伸入到上空间内与推板连接，所述推板上设置有多个的细孔；
所述水-乙醇分离膜固定在推板朝向下空间的一面上且覆盖细孔；所述上清液填满下空间。
2.根据权利要求1所述的藜麦皂苷的提取装置，其特征在于，所述装置还包括收集箱，所述刚性密封箱体开设有收集口，所述上空间内设置有伸缩引导管，所述伸缩引导管的一端设置在推板上，另一端与收集口连接；
所述收集口与收集箱之间连通。
3.根据权利要求2所述的藜麦皂苷的提取装置，其特征在于，所述收集箱密封处理，所述收集箱上设置有真空泵，所述真空泵与收集箱连通。
4.根据权利要求1所述的藜麦皂苷的提取装置，其特征在于，所述下空间对应的刚性密封箱体内设置超声发生器。
5.根据权利要求1所述的藜麦皂苷的提取装置，其特征在于，所述装置还包括温控器，所述下空间对应的刚性密封箱体内还设置有加热件和制冷件，所述加热件和制冷件分别与温控器电性连接。
6.一种使用权利要求1-5任意一项所述的藜麦皂苷的提取装置的提取方法，其特征在于，包括
在浸泡区内将藜麦与40%-75%乙醇的混合获得混合液；
将混合液分离得到的上清液填满下空间；
控制液压马达工作带动推板对下空间进行挤压，缩小下空间的体积，所述挤压压力逐渐增加，当挤压压力达到11MPa时，保持5-10min后控制液压马达泄压；
泄压后获得滤液即为皂苷提取液。
7.根据权利要求6所述的藜麦皂苷的提取方法，其特征在于，所述挤压时，对下空间内的上清液进行超声处理。
8.根据权利要求6所述的藜麦皂苷的提取方法，其特征在于，所述挤压时，控制下空间内的温度为25℃-45℃。
9.根据权利要求6所述的藜麦皂苷的提取方法，其特征在于，所述挤压时，开启真空泵，通过水-乙醇分离膜进入到上空间内的液体和气体通过收集箱进行收集，获得回收液。
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