CN113461755A - 一种植物连续提取出渣方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物连续提取出渣方法包括如下步骤：(1)预浸泡：植物类原料提取液进行预浸泡；(2)挤汁：预浸泡处理后的植物原料经过挤压，挤出植物原料中的汁液；(3)逆流浸泡洗涤：挤出汁液的植物渣，经过水或提取液逆流浸泡洗涤，得到浸泡洗涤液和植物渣浆；(4)汁渣分离：植物渣浆进行渣和浆液的分离。植物连续提取出渣设备，包括：预浸泡器；挤汁机；逆流浸泡洗涤机，内有螺旋输送器，其原料入口连接所述挤汁机渣料出口，其渣料出口端连接有提取液入口，其原料入口端有洗涤液出口；过滤机，其入口连接逆流浸泡洗涤机末端的渣浆出口，过滤机出液口通过管道连接到所述预浸泡器进液口。具有提取率高，渣滓干燥能耗低。
Description
技术领域
本发明属于植物提取工艺，特别是涉及一种连续提取出渣工艺及设备。
背景技术
植物中有效化学成份的提取，是制药、食品、化工等领域的常用工艺。比如甜菊糖苷就是从甜叶菊叶子中提取得到，甜菊糖苷的生产工艺包括对甜叶菊叶子用水或提取液进行浸泡处理，以从叶子中浸提出甜菊糖苷，然后固液分离，分离出甜叶菊叶渣和糖液，糖液经过分离、纯化、干燥得到甜菊糖苷产品。
现有工艺存在的问题主要有：(1)浸出率低，要反复浸泡，浸泡时间长，且分离后的叶渣中仍含有一定量的甜菊糖成分，提取率偏低，甜菊糖得率仍然有待提高；(2)分离后的叶渣含水率高，约70％左右，为了便于储运，后续干燥需要的能量较高。例如，CN107118243A公开的“一种甜菊糖的工业制备方法”，为了提高收率，甜菊叶要经过三次浸泡三次渗漉。CN109535209A公开的“一种从甜叶菊中提取纯化甜菊糖甙的工艺方法”，则是用乙醇反复浸泡，然后压滤。
不仅仅甜菊糖苷提取工艺存在上述问题，在其他类似植物提取工艺中，这两个问题同样存在。
发明内容
针对现有的植物提取工艺提取率和渣滓干燥能耗高的不足问题，本发明提供一种植物连续提取出渣方法。
本发明的植物连续提取出渣方法包括如下步骤：
(1)预浸泡：植物类原料用提取液进行预浸泡；
(2)挤汁：预浸泡处理后的植物原料经过挤压，挤出植物原料中的汁液；
(3)逆流浸泡洗涤：挤出汁液的植物渣，经过提取液逆流浸泡洗涤，得到浸泡洗涤液和植物渣浆；
(4)汁渣分离：植物渣浆进行渣和渣液的分离。
进一步地，所述步骤(4)中渣浆分离后的渣液循环到步骤(1)中作为预浸泡用的提取液，以避免其中含有的目标成份损失，进一步提高提取率。
进一步地，经过步骤(4)分离后的植物渣还可以经过烘干和包装，可以作为肥料、饲料。
进一步地，所述步骤(1)的预浸泡采用双螺旋预浸泡器，以提高浸泡效率。
进一步地，所述步骤(3)的逆流浸泡洗涤，采用卧式单螺旋浸泡器。
进一步地，所述步骤(4)的渣浆分离优选用隔膜式板框压滤机，可以使渣中水分从70％(wt)左右降低到35-40％(wt)，不但降低了后续干燥所需能耗，而且由于渣液循环作为预浸泡液，进一步减少了有效成份损失，提高提取率。
本发明还提供一种植物连续提取出渣设备，包括：
预浸泡器，用于对植物原料进行预浸泡处理；
挤汁机，其入口连接所述预浸泡器出口，用于对预浸泡处理后的材料原料进行挤压脱出汁液；
逆流浸泡洗涤机，内有螺旋输送器，其原料入口连接所述挤汁机渣料出口，其渣料出口端连接有提取液入口，其原料入口端有洗涤液出口，用于对挤汁机挤压后的渣料用提取液进行逆流浸泡洗涤；
过滤机，其入口连接逆流浸泡洗涤机末端的渣浆出口，用于对洗涤后的渣料进行过滤，实现渣与液的分离；过滤机出液口通过管道连接到所述预浸泡器进液口。
进一步地，所述过滤机为隔膜式板框压滤机，所述隔膜式板框压滤机入料口与所述逆流浸泡洗涤机出口之间有储液罐和打料泵连接。
进一步地还包括烘干机，用于对过滤机过滤后的渣料进行烘干。
进一步地，所述预浸泡器为双螺旋预浸泡器。
进一步地，还包括粉碎机和真空上料机，用于对植物原料进行粉碎和向预浸泡器上料。
本发明的这种植物连续提取出渣方法及设备，具有如下有益效果：
(1)植物经过预浸泡后，先经过挤汁处理，与直接过滤分离相比，植物组织内部的汁液能够大部分被挤出，可以减少浸泡时间并减少植物组织内部待提取成份的残留，而且利用螺杆挤压机挤汁过程中，植物组织被破坏，例如纤维化；有利于后续逆流洗涤洗出组织中的待提取成分的充分浸出和洗出。
(2)经过挤汁后的植物渣，经过提取液逆流浸泡洗涤，使植物渣组织中的残留的待提取成分进一步被浸出和洗出，特别是采用逆流的方式，提取液和植物渣中待提取物浓度差较大，使得逆流浸泡洗涤后的植物渣中残留很低，进一步提高待提取成份的收率。
(3)经过隔膜式板框压滤机挤压过滤，植物渣中水分含量由普通过滤的70％(wt％)降低到35-40％，不但降低了后续干燥所需能耗，而且由于渣液循环作为预浸泡液，进一步减少了有效成份损失，提高提取率。
(4)本发明用于由甜菊叶提取甜菊糖苷，经过本发明的方法处理，甜菊糖苷收率提高15％，叶渣干燥所需的能源消耗降低了2/3,叶渣可作为肥料、饲料使用，提高了产品附加值。
附图说明
图1是本发明的植物连续提取方法示意图；
图2为本发明的植物连续提取出渣设备示意图。
图中：1.粉碎机；2.真空上料机；3.双螺旋预浸泡器；4.挤汁机；5.汁液；6.洗涤液；7.单螺旋逆流浸泡洗涤机；8.清水；9.储液罐；10.隔膜式板框压滤机；11、烘干机；12.渣液循环管；13.水；14.压缩空气。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对技术方案做进一步说明，以助于理解本发明的内容。
如图1所示，是本发明的植物连续提取出渣工艺方法示意图，下面以由甜叶菊提取甜菊糖苷为例进行说明，是以水作为提取液，其方法为：
(1)粉碎：甜菊叶晾干后去除砂土等杂质，再进行粉碎；
(2)预浸泡：在预浸槽或双螺旋预浸泡器中，用清水进行预浸泡，甜叶菊叶与水的重量比为1：(3-5)，浸泡时间为20分钟；
(3)挤汁：将预浸泡好的甜叶菊叶及浸泡液一起加入挤压机，进行挤压脱水，从甜叶菊叶上挤出汁液—糖液；
(4)逆流洗涤：采用卧式单螺旋浸泡机改装成的单螺旋逆流浸泡洗涤机，挤出汁液的甜叶菊叶渣进入单螺旋逆流浸泡洗涤机内，经过提取液即清水在机器内逆流接触，用清水对纤维化的甜叶菊叶渣浸泡洗涤，得到洗涤液和甜叶菊叶渣浆；洗涤液与挤出叶作为富含甜菊糖苷的糖浆，混合后进行分离和纯化、干燥处理；按干甜叶菊叶重量计，清水用量为20倍，浸泡时间为2.5小时；
(5)汁渣分离：利用隔膜式板框压滤机将经过逆流浸泡洗涤后的甜叶菊叶渣浆进行渣和渣液的分离，渣浆分离后的渣液循环到预浸泡步骤中作为预浸泡用的提取液回用；既减少废水排放，又使其中含有的甜菊糖苷得以被利用；废渣中水分含量降为35-40％；
(6)干燥：废渣经过闪蒸式烘干机干燥到含水率12％-15％，进行包装。
经过上述工艺处理，总甜菊糖苷收率达到88％，比未经过挤汁、逆流浸泡洗涤处理，提高了10％％，干燥需要的能耗降低了40％；生产效率提高30％。
图2示出了一种甜菊糖苷生产用的连续出渣生产设备，按原料处理工序，包括：
粉碎机1，用于对甜叶菊叶进行粉碎。
真空上料机2，其入口连接于粉碎机1的出口，其出口连接于预浸泡器原料入口，用于将粉碎后的甜叶菊叶原料上料到双螺旋预浸泡器3。
双螺旋预浸泡器3，用于对甜叶菊叶原料进行预浸泡处理；采用卧式，机体内有正反螺旋，用将将甜叶菊叶片与作为提取液的水进行充分搅拌混合，将甜叶菊叶中的甜菊糖苷浸出并溶解到水中。
挤汁机4，采用螺杆挤压机，其入口连接双螺旋预浸泡器3的出口，用于对预浸泡处理后的甜叶菊叶进行挤压，脱出甜叶菊叶中的汁液；同时，通过螺杆的挤压、揉搓，也能将甜叶菊叶组织揉开，成为丝状纤维；含有一定水分的甜叶菊叶渣与汁液5(以称为“糖液”)也进行初级分离。
逆流浸泡洗涤机5，由传统的卧式单螺旋预浸泡器改造而成，内有螺旋输送器，其原料入口连接挤汁机4的渣料出口，其渣料出口端连接有作为提取液的清水8的入口，其原料入口端底部有洗涤液6的出口，在螺旋输送作用下甜叶菊叶渣由机头向机尾方向输送，而清水在水的压力作用下经过甜叶菊渣之间的间隙由机尾向机头方向流动，实现逆流接触，通过浸泡、洗涤，使甜叶菊叶渣组织内部和表面的甜菊糖被溶解浸出。甜叶菊叶渣中的甜菊糖苷含量由机头到机尾逐渐降低，然后从机头排出，而水中甜菊糖苷含量则由机尾到机头逐渐升高，富集了甜菊糖苷的洗涤液6并从机头下方洗涤液出口排出。采用逆流方式，作为甜菊糖苷浸出推动力的浓度差在机尾处较大，有利于提高提取率。
储液罐9，其入口连接于逆流浸泡洗涤机5机尾的出料口，用于储存经过清水洗涤后的富含水分的甜叶菊叶渣，并经过料泵向隔膜式板框压滤机10输料。在储液罐9顶部的入口管设置有阀门，以及连接有压缩空气14的气源。由于渣浆在输送过程中可能会堵塞管道，将储液罐9入口的阀门关闭隔断与逆流浸泡洗涤机5的通路，通过打开压缩空气14，提高储液罐内压力，利用脉冲压力可以顶开管道内的堵塞物。
隔膜式板框压滤机10，其入口连接料泵出口，以将逆流浸泡洗涤机末端的渣浆泵入隔膜式板框压滤机10，隔膜式板框压滤机10通过压滤，对洗涤后的渣料进行过滤，实现渣与液的分离；过滤机出液口通过渣液循环管12连接到双螺旋预浸泡器3的提取液进液口，实现将过滤出的含有微量甜叶菊糖苷的渣液循环利用。
烘干机11，用于对废渣进行烘干处理。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (10)
1.一种植物连续提取出渣方法包括如下步骤：
(1)预浸泡：植物类原料提取液进行预浸泡；
(2)挤汁：预浸泡处理后的植物原料经过挤压，挤出植物原料中的汁液；
(3)逆流浸泡洗涤：挤出汁液的植物渣，经过水或提取液逆流浸泡洗涤，得到浸泡洗涤液和植物渣浆；
(4)汁渣分离：植物渣浆进行渣和浆液的分离。
2.如权利要求1所述的植物连续提取出渣方法，其特征在于：所述步骤(4)中渣浆分离后的渣液循环到步骤(1)中作为预浸泡用的提取液。
3.如权利要求1或2所述的植物连续提取出渣方法，其特征在于：所述步骤(1)的预浸泡采用双螺旋预浸泡器。
4.如权利要求1或2所述的植物连续提取出渣方法，其特征在于：所述步骤(3)的逆流浸泡洗涤，采用卧式单螺旋浸泡器。
5.如权利要求1或2所述的植物连续提取出渣方法，其特征在于：所述步骤(4)的渣浆分离用隔膜式板框压滤机。
6.一种植物连续提取出渣设备，其特征在于，包括：
预浸泡器，用于对植物原料进行预浸泡处理；
挤汁机，其入口连接所述预浸泡器出口，用于对预浸泡处理后的材料原料进行挤压脱出汁液；
逆流浸泡洗涤机，内有螺旋输送器，其原料入口连接所述挤汁机渣料出口，其渣料出口端连接有提取液入口，其原料入口端有洗涤液出口，用于对挤汁机挤压后的渣料用提取液进行逆流浸泡洗涤；
过滤机，其入口连接逆流浸泡洗涤机末端的渣浆出口，用于对洗涤后的渣料进行过滤，实现渣与液的分离；过滤机出液口通过管道连接到所述预浸泡器进液口。
7.如权利要求6所述的植物连续提取出渣设备，其特征在于，所述过滤机为隔膜式板框压滤机，所述隔膜式板框压滤机入料口与所述逆流浸泡洗涤机出口之间有储液罐和打料泵连接。
8.如权利要求5或6所述的植物连续提取出渣设备，其特征在于，还包括烘干机，用于对过滤机过滤后的渣料进行烘干。
9.如权利要求5或6所述的植物连续提取出渣设备，其特征在于，所述预浸泡器为双螺旋预浸泡器。
10.如权利要求5或6所述的植物连续提取出渣设备，其特征在于，还包括粉碎机和真空上料机，用于对植物原料进行粉碎和向预浸泡器上料。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20220718 Address after: 272200 Donghua xianhaosen Biotechnology Co., Ltd., Beishan, west section of Jinyuan Road, Jinxiang Food Industrial Park, Jining City, Shandong Province Applicant after: Shandong Huaxian Haosen Biotechnology Co.,Ltd. Address before: 272200 Donghua xianhaosen Biotechnology Co., Ltd., Beishan, west section of Jinyuan Road, Jinxiang Food Industrial Park, Jining City, Shandong Province Applicant before: Zheng Ran |
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