CN113731173B - 一种薏苡仁新型提取方法及其提取系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种薏苡仁新型提取方法,将酶解液以螺旋或者折回的路径流入至膜分离系统中进行膜分离;膜分离系统分离后的截留液进行喷雾干燥,喷雾干燥产生的废气与经过螺旋或者折回的路径中的酶解液进行热交换后,喷射至转动机构而带动雾化喷头转动;同一膜分离器中的两组过滤膜能交替对酶解液进行分离,保证除位于终止位置以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出所述膜分离器、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,酶解液缓存至对应的中转腔中。本发明还公开一种薏苡仁提取系统。本发明具有薏苡仁提取工艺的整体连续性高、提高生产效率以及能源的使用率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及薏苡仁加工技术领域,尤其涉及薏苡仁新型提取方法及其提取系统。
背景技术
薏苡仁含有丰富的多糖、脂类以及油类,对薏苡仁提取技术的研究具有商业、医药价值。
如丘泰球,杨日福,胡爱军,等超声强化超临界流体萃取薏苡仁油和酯的影响因素及效果[J].高校化学工程学报,2005,19(1):30.杜邵龙,周春山微波辅助提取薏苡仁油的研究[J].中国粮油学报,2006,21(2):79、田洪星,郑晓霞,徐剑,薏苡仁多糖提取工艺的研究进展[J].贵州农业科学,2017,2,15等,均对薏苡仁提取技术进行深入研究。
专利申请201910293878.1公开了一种薏苡仁油的提取方法,其包括如下步骤:(a)、将薏苡仁干燥后经过超微粉碎机进行粉碎,得到超微粉;(b)、对超微粉进行减压水煮回流提取5~10h,减压使水在40~60℃沸腾,之后过滤得到水溶液和预处理原料;(c)、将预处理原料通过超临界二氧化碳萃取工艺,得到薏苡仁油。
现有技术对薏苡仁进行提取包括以下步骤:通过对薏苡仁进行破碎、萃取,可以分离得到油和脂提取物以及非脂类中间物(非脂类中间物即脱脂后的薏苡仁颗粒);对非脂类中间物进行酶解、膜分离以及干燥处理,可以得到包括多糖的提取物。酶解釜酶解处理后得到的酶解液需要在膜分离器进行截留、再将截留液在喷雾干燥室中进行喷雾干燥。
现有技术的膜分离器如专利申请201821112195.9公开的大豆蛋白胨分离提纯装置、专利申请201420362566.4公开的一种新型膜分离装置,原料通过截留一定分子量的过滤膜的过滤而进行原料分离,得到截留液与过滤液。
众所周知,薏苡仁酶解液在加热的情况下,如40℃~60℃情况下,由于分子运动加剧,会加大过滤膜的通量;但是,随着过滤膜过滤时间的延长,由于浓极差化,会导致过滤膜的通量减低,此时过滤膜需要从膜分离器移出后,进行更换或者清洗后,才能二次使用。因此,在过滤膜更换或者清洗阶段,会导致酶解液向膜分离器流入的工艺的长时间中断,从而影响生产的连续性以及生产效率。再次,喷雾干燥后产生的废气温度往往较高,现有技术的处理方式直接将其通过过滤净化后,排出;如此,会导致能源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何通过优化膜分离器的处理方式以及充分利用喷雾干燥后产生的废气来优化薏苡仁提取工艺的整体连续性、提高生产效率以及能源的使用率。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的:一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:将薏苡仁处理得到的酶解液以螺旋或者折回的路径流入至膜分离系统中进行膜分离;膜分离系统分离后的截留液进行喷雾干燥,喷雾干燥产生的废气与经过所述螺旋或者折回的路径中的酶解液进行热交换后,喷射至转动机构而带动雾化喷头转动;
所述膜分离系统包括多个膜分离器,酶解液依次通过各个膜分离器,相邻两个膜分离器之间通过螺旋或者折回的路径连通;
所述膜分离系统包括多个膜分离器,酶解液依次通过各个膜分离器,同一膜分离器中的两组过滤膜能交替对酶解液进行分离,保证除位于终止位置以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出所述膜分离器、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,流入至膜分离器的酶解液能缓存至中转腔中。
一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:
步骤1、对薏苡仁进行粉碎处理,得到预处理原料;
步骤2、对预处理原料进行超临界CO2萃取,得到脱脂后的中间物;
步骤3、将脱脂后的中间物进行酶解处理,得到酶解液;
步骤4、将酶解液以螺旋或者折回的路径进行预热后,依次通过各个膜分离器进行膜分离,同一膜分离器的两组过滤膜交替对酶解液进行分离;位于终止位置的膜分离器分离后得到截留液,保证除位于终止位置以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出所述膜分离器、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,流入至膜分离器的酶解液缓存至对应的中转腔中;
步骤5、截留液经过喷雾干燥处理;喷雾干燥产生的废气经过与所述螺旋或者折回的路径中的酶解液进行热交换后,喷射至转动机构而带动雾化喷头转动。
优选地,喷雾干燥的进风温度为140~180℃、出风温度为65~90℃。
优选地,所述雾化喷头转动为自转或者绕着参考线往复摆动或者自转的同时绕着参考线往复摆动。
优选地,加热后的气流自下而上与雾化喷头自上而下喷射出的雾滴接触。
优选地,所述膜分离器包括分离腔;两组过滤膜分别为第一过滤膜、第二过滤膜;在所述分离腔上开设有进酶解液口、出过滤液口、出液口;从起始位置的膜分离器的进酶解液口进入的酶解液为原酶解液,从除起始位置以外的其它膜分离器的进酶解液口进入的酶解液为次酶解液;
设定初始条件下,第一过滤膜位于分离腔外侧、第二过滤膜限位在分离腔中,中转腔在第二位置;
所述膜分离包括以下步骤:
步骤4.1、经螺旋或者折回的路径流出的原酶解液或者次酶解液通过进酶解液口流入至第二过滤膜中,经过第二过滤膜分离后,得到过滤液和次酶解液或者过滤液和截留液;
步骤4.2、过滤液通过出过滤液口排出,次酶解液或者截留液通过出液口转移出;同时将中转腔运动至在第一位置,经螺旋或者折回的路径流出的原酶解液或者次酶解液流入至中转腔中缓存;
步骤4.3、次酶解液或者截留液转移后,切换第一过滤膜、第二过滤膜,第一过滤膜限位在分离腔中、第二过滤膜位于分离腔外侧;
步骤4.4、将中转腔再次运动至在第二位置,经螺旋或者折回的路径流出的原酶解液或者次酶解液通过进酶解液口流入至第一过滤膜上,而中转腔中缓存的原酶解液或者次酶解液能流入至第一过滤膜上。
本发明还公开一种薏苡仁提取系统,包括膜分离系统、喷雾干燥装置、螺旋管或者折流管;
所述喷雾干燥装置包括雾化喷头、废气排出管;喷雾干燥产生的废气通过废气排出管的一端排入至废气排出管中;
废气排出管中存在缠绕在螺旋管或者折流管的外壁上的换热管段;或者,螺旋管或者折流管为双层结构,双层结构的夹层形成废气排出管的换热管段;
废气排出管的另一端与转动机构相对,废气通过换热管段换热后,从废气排出管的另一端喷射出并作用在转动机构上,带动转动机构运动而使得雾化喷头转动;
所述膜分离系统包括多个膜分离器,酶解液依次通过各个膜分离器,相邻两个膜分离器之间通过螺旋管或者折流管连通;
同一膜分离器中的两组过滤膜能交替对酶解液进行分离,保证除位于终止位置以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出所述膜分离器的过程中、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器的过程中以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,经螺旋管或者折流管流出的酶解液缓存至中转腔中。
优选地,所述膜分离器包括所述分离腔;在所述分离腔上开设有进酶解液口;同一膜分离器的两组过滤膜分别为第一过滤膜、第二过滤膜;所述中转腔与所述分离腔活动配合;
当所述中转腔处于第一位置时,从进酶解液口流下的酶解液能流入至中转腔中缓存;当所述中转腔处于第二位置时,通过当前进酶解液口的酶解液以及中转腔中缓存的酶解液能流入当前限位在分离腔的第一过滤膜或者第二过滤膜上。
优选地,所述薏苡仁提取系统还包括破碎机、萃取装置、酶解釜;所述破碎机、萃取装置、酶解釜按照工艺流程由先至后的顺序依次设置。
优选地,所述喷雾干燥装置还包转动中空杆、过渡中空杆;所述转动机构包括旋转飞轮、摆转飞轮;
所述转动中空杆的一端与截留液进液管的出口相通且转动配合,所述转动中空杆的另一端与过渡中空杆的一端相通且转动配合、所述过渡中空杆的另一端与空心连杆的一端相通且转动配合、所述空心连杆的另一端与空心摆动杆的一端相通且转动配合、所述空心摆动杆与喷雾干燥室转动配合;雾化喷头与空心摆动杆转动配合且雾化喷头与所述空心摆动杆连通。
所述摆转飞轮套接在所述转动中空杆上,所述旋转飞轮套接在所述雾化喷头上。
本发明的优点在于:
将高温废气与将进入至膜分离器进行处理的酶解液进行热交换,对酶解液进行预热,提高其温度从而降低了因酶解液在膜分离器本身中加热所消耗的热量,进而充分的利用了废气中的余热,减少了额外热能的消耗。
本发明换热冷却后的废气并未直接排出,而是以气流的形式作用在转动机构上,从而带动雾化喷头转动,而非现有技术单独配置动力源驱动雾化喷头转动,进而进一步提高了废气的使用率。本发明的各个膜分离器中均存在两组过滤膜,两组过滤膜交替对酶解液进行分离,如此,本发明在对其中一组过滤膜进行更换或者清洗时,另一组过滤膜处于接受过滤的状态,避免了在过滤膜进行更换或者清洗时长时间处于停机现象出现。
由于本发明能保证经当前膜分离器分离后的次酶解液向外转移过程中、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器过程中以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,流入至膜分离器的酶解液缓存至对应的中转腔中,使得在酶解液、截留液转移过程中以及过滤膜切换的过程中,存在中转腔能及时缓存流入至当前膜分离器的酶解液,尽可能地保证了酶解液流入的连续性。
本发明酶解液能依次通过各个膜分离器,实现了酶解液多级依次分离,保证了提取的纯度。
进一步,每一个过滤框均包括上过滤框、下过滤框,上过滤框、下过滤框卡合或者通过螺栓或者螺杆螺纹配合,过滤膜的四边夹持在对应的上过滤框、下过滤框之间,从而方便拆卸。
进一步,在过滤膜与上过滤框、下过滤框的接触区域还设置有密封条。密封条可以粘合在过滤框、下过滤框上,从而提高密封性。
进一步,出液口包括第一出液口、第二出液口;其中,第一出液口靠近第一过滤膜移出口、第二出液口靠近第二过滤膜移出口。由于第一过滤膜、第二过滤膜的高度不同,过滤后截留在膜上的液体的深度不同,为了保证将液体的充分转移,故设置两个出液口,分别与第一过滤膜、第二过滤膜配合。经第一过滤膜分离后,得到的次酶解液或截留液通过第一出液口转移出,经第二过滤膜分离后,得到的次酶解液或截留液通过第二出液口转移出。
进一步,在第一过滤框、第二过滤框、中转板的外周面均设置有密封条,保证第一过滤框与分离腔、第一过滤膜移出口之间的密封接触性、第二过滤框与分离腔、第二过滤膜移出口之间的密封接触、中转板与分离腔、中转腔移动口之间的密封接触性,防止在过滤过程中发生漏料的情况出现。
进一步,采用本发明的吸湿装置,能对清洗后的过滤膜及时进行残留在其中的清洗液进行吸除,且能将吸除处理集成在对应的过滤膜在清洗后由外向分离腔内移动的过程中,而在过滤膜在清洗前由内向外移动的过程中不与吸湿装置接触,在方便操作的前提下,达到工艺顺序的完整、避免因发生工艺错乱而导致两组膜不能正常切换。
进一步,本发明实现雾化喷头绕着摆动杆与喷雾干燥室之间的转动中轴线做往复摆动;其中,旋转飞轮转动带动雾化喷头绕自身的中轴线自转;进而实现雾化在绕自身的中轴线旋转的同时做摆动,进而加大从雾化喷头喷射出的雾滴的飞散范围,加大其与热气流之间的接触程度。
进一步,热气流管通过喷雾干燥室的进风口伸入至喷雾干燥室内的一端呈环形结构,热气流管的出热气流口为多个,多个热气流管的出热气流口分散开设在环形结构的顶部。从而加大从热气流管流出的热气流在喷雾干燥室内的分散程度。
进一步,雾化喷头的喷口朝下,热气流管中的热气流的出热气流口朝上,使得热气流自下而上与雾化喷头自上而下喷射出的雾滴接触,达到对流的效果。
进一步,第一喷射端、第二喷射端均位于雾化喷头的喷口的上方,从而使得第一喷射端、与雾滴同热气流之间接触界面之间、第二喷射端与雾滴同热气流之间接触界面之间产生高度差,有效避免热气流与第一喷射端、第二喷射端喷射出的气流的干扰。
进一步,第一喷射端、第二喷射端均为变径管端,其靠近对应的叶轮的一端内径渐小,通过变径达到喷射压的增大,加大作用在对应叶轮上的作用力。
附图说明
图1为本发明中薏苡仁新型提取系统的结构示意图。
图2为本发明中废气排出管的换热管段缠绕在螺旋管上时的结构示意图。
图3为本发明中膜分离器的结构示意图。
图4为本发明中膜分离器的分离腔的外部结构示意图。
图5为本发明中膜分离器的中转腔中的酶解液在流出时的结构示意图。
图6为本发明中膜分离器在俯视视角下的结构示意图。
图7为本发明中膜分离器在正面视角下的结构示意图。
图8为本发明中过滤膜组件的结构示意图。
图9为本发明中第一过滤膜在伸出至外部时的膜分离器的结构示意图。
图10为本发明中图9的A部分放大图。
图11为本发明中废气排出管的换热管段形成折流管的夹层时的结构示意图。
图12为本发明中吸湿装置在工作状态下的结构示意图。
图13为本发明中图12的A部分放大图。
图14为本发明中吸湿装置的结构示意图。
图15为本发明中第一上移动板与第一下移动板在配合状态下的结构示意图。
图16为本发明中顶杆恰好转动至与移动开口框的内顶壁接触时的结构示意图。
图17为本发明中顶杆转动至最高点时的结构示意图。
图18为本发明中顶杆恰好转动至与移动开口框的内底壁接触时的结构示意图。
图19为本发明中顶杆转动至最低点时的结构示意图。
图20为本发明喷雾干燥装置的结构示意图。
图21为本发明中图20的A部分放大图。
图22为本发明薏苡仁新型提取系统的结构流程图。
图23为本发明中雾化喷头在同步摆动、自转状态下的结构示意图。
图24为本发明中雾化喷头在自转状态下的结构示意图。
图25为本发明中气流喷射在旋转飞轮状态下的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
实施例1
本实施例公开一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:将薏苡仁处理得到的酶解液以螺旋或者折回的路径流入至膜分离系统中进行膜分离。膜分离系统分离后的截留液进行喷雾干燥,喷雾干燥产生的废气与经过螺旋或者折回的路径中的酶解液进行热交换后,喷射至转动机构而带动雾化喷头转动。
膜分离系统包括多个膜分离器,酶解液顺次通过多个膜分离器,相邻两个膜分离器之间通过螺旋或者折回的路径连通。
同一膜分离器中的两组过滤膜能交替对酶解液进行分离,保证经当前膜分离器分离后的酶解液在从该膜分离器中向下一个膜分离器转移出该膜分离器过程中(即除位于终止位置的膜分离器以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出该膜分离器的过程中)、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器的过程中以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,流入至膜分离器的酶解液缓存至对应的中转腔中。
如图1所示,本实施例的膜分离系统包括三个膜分离器,依次为一级膜分离器31、二级膜分离器32、三级膜分离器33。一级膜分离器31、二级膜分离器32、三级膜分离器33两两之间均通过螺旋管连通。螺旋管内部的螺旋通道形成上述的螺旋路径。
薏苡仁处理得到的流入至一级膜分离器31的酶解液记为原酶解液,一级膜分离器31截留下来的截留液体、二级膜分离器32截留下来的截留液体均记为次酶解液。
如图2所示,本发明的螺旋管包括三段螺旋管,每一段螺旋管均包括螺旋段201以及连接管段202;三段螺旋管分别为第一段螺旋管21、第二段螺旋管22、第三段螺旋管23。
本发明的酶解液在三个膜分离器301之间的具体提取方式为:原酶解液通过第一段螺旋管21预热后,流入至一级膜分离器31,在一级膜分离器31中分离后得到的次酶解液通过第二段螺旋管22预热后,流入至二级膜分离器32,在二级膜分离器32中分离后得到的次酶解液通过第三段螺旋管23预热后,流入至三级膜分离器33,在三级膜分离器33中分离后得到截留液。
进一步,本发明的螺旋管也可以采用现有技术的折流管替代。
如图1、3、4所示,进一步,本发明的各个膜分离器301均包括分离腔3011、第一过滤膜组件、第二过滤膜组件。在分离腔3011上开设有进酶解液口30111、第一过滤膜移出口30112、第二过滤膜移出口30113、出过滤液口30114、出液口30115。第一过滤膜移出口30112位于第二过滤膜移出口30113的上方。
过滤膜分离后,过滤出的过滤液从出过滤液口30114转移出,截留下来的液体(次酶解液或者截留液)从出液口30115转移出,出液口30115与出液管相通。出过滤液口30114与出过滤液管3081连通。
进一步,本发明的各个膜分离器的出液管还连通有分流支管,分流支管直接与喷雾干燥装置连通,从而可以选择不同数量的膜分离器进行膜分离。
在分流支管上设置有泵以及阀门。
第一过滤膜组件、第二过滤膜组件结构相同。
如图3、5所示,第一过滤膜组件包括第一过滤框30121以及安装在第一过滤框30121中的第一过滤膜30122;第二过滤膜组件包括第二过滤框30131以及安装在第二过滤框30131中的第二过滤膜30132。
具体地,第一过滤膜30122可以焊接或者粘合或者嵌装在第一过滤框30121中;第二过滤膜30132可以焊接或者粘合或者嵌装在第二过滤框30131中。
如图8所示,进一步,每一个过滤框均包括上过滤框301211、下过滤框301212,上过滤框301211、下过滤框301212卡合或者通过螺栓或者螺杆383螺纹配合,过滤膜的四边夹持在对应的上过滤框301211、下过滤框301212之间。
进一步,在过滤膜与上过滤框301211、下过滤框301212的接触区域还设置有密封条386。密封条386可以粘合在上过滤框301211、下过滤框301212上。
如图3、9所示,进一步,在分离腔3011中转动配合有第一丝杆3014、第二丝杆3015,第一丝杆3014的端部伸出第一过滤膜移出口30112、第二丝杆3015的端部伸出第二过滤膜移出口30113。第一过滤框30121与第一丝杆3014螺纹配合,第二过滤框30131与第二丝杆3015螺纹配合。在第一丝杆3014上套接有第一齿轮3016、在第二丝杆3015上套接有第二齿轮3017,第一齿轮3016、第二齿轮3017相互啮合。
本发明通过第一电机正向转动驱动第一丝杆3014正向转动,带动第一丝杆3014正向转动,第一丝杆3014正向转动驱动第一过滤框30121通过第一过滤膜移出口30112向外移动,并通过第一齿轮3016、第二齿轮3017的传动,带动第二丝杆3015反向转动,第二丝杆3015反向转动驱动第二过滤框30131通过第二过滤膜移出口30113向内移动,从而实现第一过滤框30121、第二过滤框30131运动方向的相反;同理,第一电机反向转动带动第一过滤框30121通过第一过滤膜移出口30112向内移动,第二过滤框30131通过第二过滤膜移出口30113向外移动,进而能实现同一膜分离器301中的两组过滤膜交替对酶解液进行分离。
如图3-5、10所示,进一步,本发明的分离腔3011还开设有中转腔移动口30116,在分离腔3011中转动配合有第三丝杆3018、第三丝杆3018的端部伸出中转腔移动口30116。还包括中转板30191,中转板30191与第三丝杆3018转动配合,在中转板30191上开设有开口向上并延伸出中转板30191一端的中转腔301911。在分离腔3011的内壁上还设置有倾斜向下的刮板30192。
当第二电机驱动第三丝杆3018正向转动至中转板30191的中转腔301911完全限位在分离腔3011中且位于第一位置时,中转腔301911与进酶解液口30111相对,从进酶解液口30111流下的原酶解液或者次酶解液能缓存在中转腔301911中;当第三丝杆3018反向转动而带动中转腔301911通过中转腔移动口30116向外移动的过程中,中转腔301911与刮板30192接触,刮板30192将中转腔301911中缓存的原酶解液或者次酶解液刮出,原酶解液或者次酶解液落入至当前限位在分离腔3011中的过滤膜(第一过滤膜30122或者第二过滤膜30132)上,直至中转板30191移动至不与刮板30192接触的第二位置,完成原酶解液或者次酶解液刮出。
因此,当当前一批原酶解液或者次酶解液在对应的膜分离器301中进行膜分离后,在对该批原酶解液或者次酶解液向外转移之前,将中转腔301911移动至第一位置,进而进行下一批从进酶解液口30111流下的原酶解液或者次酶解液的缓存;该批原酶解液或者次酶解液向外转移完后,将中转腔301911移动至第二位置;从而优化每批原酶解液或者次酶解液处理的完全彻底性。
当在同一膜分离器301的两组过滤膜在切换之前,同理,将中转腔301911移动至第一位置,两组过滤膜在切换之后,将中转腔301911移动至第二位置。
如图3所示,进一步,出液口30115包括第一出液口301151、第二出液口301152;其中,第一出液口301151靠近第一过滤膜移出口30112、第二出液口301152靠近第二过滤膜移出口30113。由于第一过滤膜30122、第二过滤膜30132的高度不同,过滤后截留在膜上的液体的深度不同,为了保证将液体(即次酶解液或截留液)的充分转移,故设置两个出液口,分别与第一过滤膜30122、第二过滤膜30132配合。经第一过滤膜30122分离后,得到的次酶解液或截留液通过第一出液口301151转移出,经第二过滤膜30132分离后,得到的次酶解液或截留液通过第二出液口301152转移出。
进一步,第一出液口301151、第二出液口301152上分别设置有电磁阀。
如图9所示,进一步,本发明的第一丝杆3014、第二丝杆3015、第三丝杆3018的数量均为多根,多根第一丝杆3014之间通过第一皮带输送装置30851连接、多根第二丝杆3015之间通过第二皮带输送装置30852连接、多根第三丝杆3018之间通过第三皮带输送装置30853连接。
进一步,在第一过滤框30121、第二过滤框30131、中转板30191的外周面均设置有密封条,保证第一过滤框30121与分离腔3011、第一过滤膜移出口30112之间的密封接触性、第二过滤框30131与分离腔3011、第二过滤膜移出口30113之间的密封接触、中转板30191与分离腔3011、中转腔移动口30116之间的密封接触性,防止在过滤过程中发生漏料的情况出现。
进一步,当然也可以在中转腔移动口30116、第一过滤膜移出口30112、第二过滤膜移出口30113上均设置有密封条,保证中转腔移动口30116、第一过滤膜移出口30112、第二过滤膜移出口30113分别与中转板30191、第一过滤框30121、第二过滤框30131的之间接触的密封性。
进一步,本发明的薏苡仁的酶解液(即原酶解液)获取的方式为现有技术,可以是酶解釜中经淀粉酶、糖化酶处理后直接得到的溶液。
进一步,本发明的薏苡仁的酶解液(即原酶解液)获取的方式具体的工艺路线可以是破碎机用以对薏苡仁进行破碎,得到破碎后的薏苡仁经过过筛装置过筛后,采用萃取装置对过筛后的原料进行超临界CO2萃取,得到脱脂后的中间物;酶解釜用以对脱脂后的中间物进行处理,并经过离心、在旋转蒸发仪对离心后的上清液浓缩以及再通过对浓缩液进行醇沉、离心等纯化后,得到酶解物,酶解物溶解后的酶解液标记为原酶解液。
如图2、11所示,进一步,喷雾干燥产生的高温废气通过废气排出管62排出,废气排出管62存在缠绕在螺旋管或者折流管的外壁上的换热管段;或者,螺旋管或者折流管包括双层结构段,双层结构段的夹层形成废气排出管62的换热管段。
当然,根据实际情况,选择换热管段开启数量而关闭其他换热管段来选择性地对酶解液进行预热次数的变化,也应该落在本发明的保护范围内。如以本实施例为例,可以通过关闭第二段螺旋管22上的换热管段上的阀门、第三段螺旋管23上的换热管段上的阀门,只开启第一段螺旋管21上的换热管段的阀门,实现仅对原酶解液进行预热,而对一级膜分离器31中分离后得到的次酶解液、二级膜分离器32中离后得到的次酶解液不进行预热。
本发明相比现有技术存在以下优点:本发明充分利用了喷雾干燥产生的高温废气,体现在以下方面:其一,将高温废气与将进入至膜分离器301进行处理的酶解液(即原酶解液、次酶解液)进行热交换,对酶解液进行预热,提高其温度从而降低了因酶解液在膜分离器301本身中加热所消耗的热量,进而充分的利用了废气中的余热,减少了额外热能的消耗。其二,本发明换热冷却后的废气并未直接排出,而是以气流的形式作用在转动机构上,从而带动雾化喷头转动,而非现有技术单独配置动力源驱动雾化喷头转动,进而进一步提高了废气的使用率。本发明的各个膜分离器301中均存在两组过滤膜,两组过滤膜交替对酶解液进行分离,如此,本发明在对其中一组过滤膜进行更换或者清洗时,另一组过滤膜处于接受过滤的状态,避免了在过滤膜进行更换或者清洗时长时间处于停机现象出现。再次,由于本发明能保证经当前膜分离器301(一级膜分离器31、二级膜分离器32)分离后的次酶解液向外转移过程中、位于终止位置的分离器(终止位置的分离器即三级膜分离器33)分离后得到的截留液在向外转移过程中以及同一膜分离器301中的两组过滤膜切换的过程中,经螺旋或者折回的路径流出的酶解液(即原酶解液或次酶解液)缓存至对应的中转腔301911中,使得在酶解液、截留液转移过程中以及过滤膜切换的过程中,存在中转腔301911能及时缓存流入至当前膜分离器301的酶解液,尽可能地保证了酶解液流入的连续性。另外,本发明酶解液能依次通过各个膜分离器301,实现了酶解液多级依次分离,保证了提取的纯度。
综上所述,本发明具有通过优化膜分离器的处理方式以及充分利用喷雾干燥后产生的废气来优化薏苡仁提取工艺的整体连续性、提高生产效率以及能源的使用率的优点。
实施例2
本实施例公开一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:
步骤1、将薏苡仁粉碎过筛80目,加入纯化水湿法制粒,过筛10目后干燥,纯化水与薏苡仁质量比为3:5;用超临界CO2萃取技术进行提取:提取釜压力25Mpa,温度40℃,分离釜压力8Mpa,温度45℃,流量110L/h,提取时间4h,得到脱脂后的中间物、薏苡仁酯和薏苡仁油;
步骤2、脱脂后的中间物与纯化水按照质量比1:12混合得到混合液,在混合液中加入耐高温α-淀粉酶,耐高温α-淀粉酶在混合液的浓度为0.015g/100mL,并在90℃提取2h,105℃灭活后,过滤得到水提液;调节pH至4,加入与高温α-淀粉酶质量相同的糖化酶,65℃酶解1h后,在100℃下灭酶后,在3000r/min下离心15min,离心处理得到的上清液于60℃浓缩后,醇沉过夜,再于3000r/min离心15min后得到酶解物;将酶解物混合于纯化水中,得到原酶解液;酶解物与纯化水的质量比为1:2000;
步骤3、原酶解液通过截留分子量为4500D的过滤膜分离,得到截留液;膜分离处理的温度(即原酶解液或者次酶解液在对应的膜分离器中的温度)为45℃、压力0.28Mpa;
进一步,通过一级膜分离器得到的次酶解液以及通过二级膜分离器得到的次酶解液在分别进行二级膜分离器、三级膜分离器处理时,均进行补纯化水,补水后的次酶解液的质量与原酶解液的质量相等;以下实施例同样进行上述相同的补水处理;
进一步,在一级膜分离器的出液管、二级膜分离器的出液管上均设置有补水箱,次酶解液可以先流入至补水箱中补水后,再流入至对应的螺旋管或者折流管;
步骤4、通过喷雾干燥截留液,喷雾干燥的喷雾干燥的进风温度为140℃、出风温度为70℃;雾化喷头自转转速800r/min,摆动的频率为1秒/次,喷头压力为0.7MPa、加料速度10mL/min;得到薏苡仁质量1.62%的薏苡仁提取物,薏苡仁提取物的含水率为5.26%。
实施例3
本实施例公开一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:
步骤1、将薏苡仁粉碎过筛80目,加入纯化水湿法制粒,过筛10目后干燥,纯化水与薏苡仁质量比为3:5;用超临界CO2萃取技术进行提取:提取釜压力25Mpa,温度40℃,分离釜压力8Mpa,温度45℃,流量110L/h,提取时间4h,得到脱脂后的中间物、薏苡仁酯和薏苡仁油;
步骤2、脱脂后的中间物与纯化水按照质量比1:12混合得到混合液,在混合液中加入耐高温α-淀粉酶,耐高温α-淀粉酶在混合液的浓度为0.015g/100mL,并在90℃提取2h,105℃灭活后,过滤得到水提液;调节pH至4,加入与高温α-淀粉酶质量相同的糖化酶,65℃酶解1h后,在100℃下灭酶后,在3000r/min下离心15min,离心处理得到的上清液于60℃浓缩后,醇沉过夜,再于3000r/min离心15min后得到酶解物;将酶解物混合于纯化水中,得到原酶解液;酶解物与纯化水的质量比为1:2000;
步骤3、原酶解液通过截留分子量为6000D的过滤膜分离,得到截留液;膜分离处理的温度为50℃、压力0.38Mpa;
步骤4、通过喷雾干燥截留液,喷雾干燥的喷雾干燥的进风温度为168℃、出风温度为82℃;雾化喷头自转转速1000r/min,摆动的频率为2秒/次、喷头压力为0.7MPa、加料速度10mL/min;得到薏苡仁质量1.73%的薏苡仁提取物,薏苡仁提取物的含水率为4.33%。
实施例4
本实施例公开一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:
步骤1、将薏苡仁粉碎过筛80目,加入纯化水湿法制粒,过筛10目后干燥,纯化水与薏苡仁质量比为3:5;用超临界CO2萃取技术进行提取:提取釜压力25Mpa,温度40℃,分离釜压力8Mpa,温度45℃,流量110L/h,提取时间4h,得到脱脂后的中间物、薏苡仁酯和薏苡仁油;
步骤2、脱脂后的中间物与纯化水按照质量比1:12混合得到混合液,在混合液中加入耐高温α-淀粉酶,耐高温α-淀粉酶在混合液的浓度为0.015g/100mL,并在90℃提取2h,105℃灭活后,过滤得到水提液;调节pH至4,加入与高温α-淀粉酶质量相同的糖化酶,65℃酶解1h后,在100℃下灭酶后,在3000r/min下离心15min,离心处理得到的上清液于60℃浓缩后,醇沉过夜,再于3000r/min离心15min后得到酶解物;将酶解物混合于纯化水中,得到原酶解液;酶解物与纯化水的质量比为1:2000;
步骤3、原酶解液通过截留分子量为5000D的过滤膜分离,得到截留液;膜分离处理的温度为55℃、压力0.25Mpa;
步骤4、通过喷雾干燥截留液,喷雾干燥的喷雾干燥的进风温度为180℃、出风温度为90℃;雾化喷头自转转速1000r/min,摆动的频率为1秒/次、喷头压力为0.7MPa、加料速度10mL/min;得到薏苡仁质量1.68%的薏苡仁提取物,薏苡仁提取物的含水率为4.33%。
实施例5
本实施例公开一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:
步骤1、将薏苡仁粉碎过筛80目,加入纯化水湿法制粒,过筛10目后干燥,纯化水与薏苡仁质量比为3:5;用超临界CO2萃取技术进行提取:提取釜压力25Mpa,温度40℃,分离釜压力8Mpa,温度45℃,流量110L/h,提取时间4h,得到脱脂后的中间物、薏苡仁酯和薏苡仁油;
步骤2、脱脂后的中间物与纯化水按照质量比1:12混合得到混合液,在混合液中加入耐高温α-淀粉酶,耐高温α-淀粉酶在混合液的浓度为0.015g/100mL,并在90℃提取2h,105℃灭活后,过滤得到水提液;调节pH至4,加入与高温α-淀粉酶质量相同的糖化酶,65℃酶解1h后,在100℃下灭酶后,在3000r/min下离心15min,离心处理得到的上清液于60℃浓缩后,醇沉过夜,再于3000r/min离心15min后得到酶解物;将酶解物混合于纯化水中,得到原酶解液;酶解物与纯化水的质量比为1:2000;
步骤3、原酶解液通过截留分子量为4500D的过滤膜分离,得到截留液;膜分离处理的温度为45℃、压力0.28Mpa;
步骤4、通过喷雾干燥截留液,喷雾干燥的喷雾干燥的进风温度为140℃、出风温度为70℃、喷头压力为0.7MPa、加料速度10mL/min、雾化喷头自转转速350r/min;得到薏苡仁质量1.64%的薏苡仁提取物,薏苡仁提取物的含水率为6.51%。
实施例6
本实施例公开一种薏苡仁新型提取方法,包括以下步骤:
步骤1、将薏苡仁粉碎过筛80目,加入纯化水湿法制粒,过筛10目后干燥,纯化水与薏苡仁质量比为3:5;用超临界CO2萃取技术进行提取:提取釜压力25Mpa,温度40℃,分离釜压力8Mpa,温度45℃,流量110L/h,提取时间4h,得到脱脂后的中间物、薏苡仁酯和薏苡仁油;
步骤2、脱脂后的中间物与纯化水按照质量比1:12混合得到混合液,在混合液中加入耐高温α-淀粉酶,耐高温α-淀粉酶在混合液的浓度为0.015g/100mL,并在90℃提取2h,105℃灭活后,过滤得到水提液;调节pH至4,加入与高温α-淀粉酶质量相同的糖化酶,65℃酶解1h后,在100℃下灭酶后,在3000r/min下离心15min,离心处理得到的上清液于60℃浓缩后,醇沉过夜,再于3000r/min离心15min后得到酶解物;将酶解物混合于纯化水中,得到原酶解液;酶解物与纯化水的质量比为1:2000;
步骤3、原酶解液通过截留分子量为8000D的过滤膜分离,得到截留液;膜分离处理的温度为55℃、压力0.28Mpa;
步骤4、通过喷雾干燥截留液,喷雾干燥的喷雾干燥的进风温度为142℃、出风温度为72℃;雾化喷头自转转速200r/min、喷头压力为0.7MPa、加料速度10mL/min;得到薏苡仁质量1.75%的薏苡仁提取物,薏苡仁提取物的含水率为6.72%。
本发明的薏苡仁来源于德宏梁河,耐高温α-淀粉酶的使用温度能达到90℃及以上。
实施例7
如图12-15所示,本实施例与上述实施例的不同在于:膜分离器301还配置有吸湿装置,吸湿装置包括第一上移动板411、第一下移动板412、第二上移动板421、第二下移动板422、顶杆44、中心轴45、第一上吸湿块461、第一下吸湿块462、第二上吸湿块463、第二下吸湿块464、移动开口框471。
第一上移动板411、第一下移动板412分别滑动配合在第一过滤膜移出口30112的上下两端,在上移动板的下端设置有第一上吸湿块461、在第一下移动板412的上端设置有第一下吸湿块462。
第二上移动板421、第二下移动板422分别滑动配合在第二过滤膜移出口30113的上下两端,在上移动板的下端设置有第二上吸湿块463、在第二下移动板422的上端设置有第二下吸湿块464。
中心轴45转动配合在膜分离器301上,顶杆44与中心轴45连接;在第一上移动板411上还连接有移动开口框471,在膜分离器301上还设置有上下方位固定的第一上磁块481、第一下磁块482;在移动开口框471的上下两端分别设置有第二上磁块483、第二下磁块484。
第一上移动板411与第二下移动板422之间通过第一连接杆491连接,第一下移动板412与第二上移动板421之间通过第二连接杆493连接。
第一上移动板411与第一下移动板412上均设置有齿条结构,第一上移动板411的齿条结构与第一下移动板412的齿条结构分别与转动齿轮493的两侧啮合,转动齿轮493与膜分离器301转动配合。
如图9所示,第一丝杆3014通过皮带轮减速装置494与中心轴45连接。
设定初始状态下,第二上磁块483与第一上磁块481,第一过滤膜30122处于第一过滤膜移出口30112的外部、第二过滤膜30132限位在分离腔3011中时,对第一过滤膜30122清洗后,第一电机反向转动驱动第一丝杆3014反向转动,带动第一过滤框30121向内移动,与此同时,第一丝杆3014反向转动通过皮带轮减速装置494带动中心轴45转动,中心轴45转动至顶杆44与移动开口框471的内底壁接触,带动移动开口框471向下移动,第二上磁块483与第一上磁块481脱离,当移动开口框471移动至第二下磁块484与第一下磁块482吸合的位置时,第一上移动板411同步向下移动至第一上吸湿块461与第一过滤膜30122的上表面接触,优选地,此时顶杆44转动至最低点,顶杆44的底部恰好与移动开口框471的内底壁接触或者顶杆44的底部高于移动开口框471的内底壁;同时,第一上移动板411向下运动带动第二下移动板422向下运动并通过转动齿轮493带动第一下移动板412向上运动,第一下移动板412向上运动带动第二上移动板421向上运动,进而形成第一上吸湿块461、第一下吸湿块462分别与第一过滤膜30122的上表面、下表面接触,第二上吸湿块463、第二下吸湿块464从分别与第二过滤膜30132的上表面的运动轨迹、下表面的运动轨迹接触的位置移动至与第二过滤膜30132的上表面的运动轨迹、下表面的运动轨迹接触的位置分离;在第一丝杆3014进一步反向转动过程中,顶杆44由最低点向上转动的过程中并不带动移动开口框471转动,而第一丝杆3014进一步反向转动带动第一过滤膜30122向内移动、第二过滤膜30132向外移动过程中,第一上吸湿块461、第一下吸湿块462分别持续与第一过滤膜30122的上表面、下表面接触,第一上吸湿块461、第一下吸湿块462吸附清洗后残留在第一过滤膜30122中的液体,对第一过滤膜30122进行干燥,且此过程中,第二上吸湿块463、第二下吸湿块464持续不与第二过滤膜30132接触,第二过滤膜30132携带的次酶解液或者截留液不会污染第二上吸湿块463、第二下吸湿块464,直至第一过滤膜30122处于分离腔3011中、第二过滤膜30132处于第二过滤膜移出口30113的外部时,顶杆44由最低点向上转动至与移动开口框471的内顶壁接触,带动移动开口框471向上运动,当第二上磁块483与第一上磁块481吸合为止,优选地,此时,顶杆44转动至最高点时,顶杆44的顶部(此时的顶部即顶杆44在最低点时的底部)与移动开口框471的内顶壁接触。第二上吸湿块463、第二下吸湿块464分别运动至与第二过滤膜30132的上表面的运动轨迹、下表面的运动轨迹接触的位置而此时第一上吸湿块461、第一下吸湿块462分别运动至与第一过滤膜30122的上表面的运动轨迹、下表面的运动轨迹不接触的位置,两组过滤膜完成切换。同理,在第二过滤膜30132处于第二过滤膜移出口30113的外部、第一过滤膜30122限位在分离腔3011中时,对第二过滤膜30132清洗后,进行第二过滤膜30132、第一过滤膜30122切换的方式通过第一电机正向转动实现。
进一步,清洗采用的清洗液包括45~65℃的热水、1~3wt%NaOH水溶液、1~3wt%的NaClO水溶液中的至少一种。
进一步,对过滤膜清洗依次采用55℃的热水、1wt%NaOH水溶液、1wt%的NaClO水溶液、25℃的纯化水冲洗。
当然本发明的各个丝杆也可以采用往复丝杆,各个电机单向转动即可实现上述运动的往复。
进一步,在膜分离器301上开设有上下导向的竖直导轨,移动开口框471与竖直导轨滑动配合。
进一步,在竖直导轨中设置有摩擦条,给予移动开口框471与竖直导轨之间阻力,保证移动开口框471的移动由顶杆44转动而带动。
本发明的各个吸湿块优选为吸水芯棉或者海绵,可以分别粘合在对应的移动板上。
采用本发明的吸湿装置,能对通过清洗液清洗后的过滤膜及时进行残留在其中的清洗液的吸除,且能将吸除处理集成在对应的过滤膜在清洗后由外向分离腔3011内移动的过程中,而在过滤膜在清洗前由内向外移动的过程中不与吸湿装置接触,在方便操作的前提下,达到工艺顺序的完整、避免因发生工艺错乱而导致两组膜不能正常切换。
实施例8
如图1、20、21、23所示,本实施例与上述实施例的不同在于:本发明的喷雾干燥装置包括喷雾干燥室51、转动中空杆52、过渡中空杆53。转动机构包括旋转飞轮54、摆转飞轮55。与三级膜分离器33配合的出液管为截留液进液管61,截留液进液管61的进口与三级膜分离器33的出液口30115连通,截留液进液管61延伸至喷雾干燥室51中且截留液进液管61的出口与转动中空杆52的一端相通且与转动中空杆52的一端通过第一轴承91转动配合,转动中空杆52的另一端与过渡中空杆53的一端固定连通、过渡中空杆53的另一端与空心连杆581的一端相通且与空心连杆581的一端通过第二轴承92转动配合、空心连杆581的另一端与空心摆动杆583的一端连通且与空心摆动杆583的一端通过第三轴承93转动配合、空心摆动杆583的中段与旋转轴589固定,旋转轴589与喷雾干燥室51转动配合;雾化喷头56通过第四轴承94与空心摆动杆583的另一端转动配合且雾化喷头56与空心摆动杆583连通。
摆转飞轮55套接在转动中空杆52上,旋转飞轮54套接在雾化喷头56上。
废气排出管62的另一端包括相互并联的第一喷射端621、第二喷射端622。第一第一喷射端621的进气口与废气排出管主体623连通,第一喷射端621的出气口与摆转飞轮55的叶片相对、第二喷射端622固定在空心摆动杆583上,第二喷射端622的进气口与废气排出管主体623之间通过软管624连通。第二喷射端622的出气口与旋转飞轮54的叶片相对。
当从三级膜分离器33的出液口30115流出的截留液通过截留液进液管61、转动中空杆52、过渡中空杆53、空心连杆581、空心摆动杆583、雾化喷头56后,从雾化喷头56喷射出的雾滴与通过热气流管63送入至喷雾干燥室51的热气流(送入至喷雾干燥室51的热气流温度优选为140~180℃)进行接触而进行干燥。其中,产生的高温废气通过废气排出管62一端从喷雾干燥室51的出风口向外排出,高温废气(优选为65~90℃)依次经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后或者高温废气以并联的形式分别经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后,从废气排出管62的第一喷射端621、第二喷射端622喷射至摆转飞轮55的叶片、旋转飞轮54的叶片,带动摆转飞轮55、旋转飞轮54转动,其中,摆转飞轮55转动带动转动中空杆52、过渡中空杆53转动,通过空心连杆581的联动,带动空心摆动杆583摆动,实现雾化喷头56绕着空心摆动杆583与喷雾干燥室51之间的转动中轴线(即参考线)做往复摆动;其中,旋转飞轮54转动带动雾化喷头56绕自身的中轴线自转;进而实现雾化在绕自身的中轴线旋转的同时做摆动,进而加大从雾化喷头56喷射出的雾滴的飞散范围,加大其与热气流之间的接触程度。
进一步,在废气排出管62中位于喷雾干燥室51的外部且靠近喷雾干燥室51的一段上连通有排气支管(图中未画出),在排气支管设置有电磁阀以及流量计,可以通过电磁阀的开度大小来控制废气排出管62中换热后的废气喷射至喷雾干燥室51的气流的流量,而将多余的换热后的废气从排气支管排出。
进一步,从喷雾干燥室51的出风口向外排出的高温废气进行过滤装置除尘过滤后再与螺旋管换热。
如图1所示,进一步,过滤装置包括现有技术的旋风除尘装置7、布袋除尘器的至少一种。
进一步,本发明的雾化喷头56优选为现有技术的孔径为0.1mm的压力式雾化喷头。如此,本发明的摆转飞轮55、旋转飞轮54能实现压力雾化跟旋转雾化同步的效果。
进一步,本发明的雾化喷头56也可以是撞击式雾化喷头或者离心式雾化喷头。本发明的雾化喷头56产生雾化的效果也可以仅通过本发明的旋转飞轮54转动带动其转动而使得从雾化喷头56喷出的液体产生雾化效果,达到旋转雾化的效果。
进一步,本发明的第一轴承91、第二轴承92、第三轴承93、第四轴承94均优选为密封轴承或者防水轴承。
进一步,在第一轴承91的内壁以及外壁、第二轴承92的内壁以及外壁上、第三轴承93的内壁以及外壁、第四轴承94的内壁以及外壁上均套接有密封圈。
进一步,热气流管63通过喷雾干燥室51的进风口伸入至喷雾干燥室51内的一端呈环形结构,热气流管63的出热气流口为多个,多个热气流管63的出热气流口631分散开设在环形结构的顶部。从而加大从热气流管63流出的热气流在喷雾干燥室51内的分散程度。
进一步,雾化喷头56的喷口朝下,热气流管63中的热气流的出热气流口朝上,使得热气流自下而上与雾化喷头56自上而下喷射出的雾滴接触,达到对流的效果。
进一步,本发明在各个管段上均设置有阀门以及泵。
进一步,第一喷射端621、第二喷射端622均位于雾化喷头56的喷口的上方,从而使得第一喷射端621、与雾滴同热气流之间接触界面之间、第二喷射端622与雾滴同热气流之间接触界面之间产生高度差,有效避免热气流与第一喷射端621、第二喷射端622喷射出的气流的干扰。
进一步,废气排出管62连通有支管路(图中未画出),在支管路上设置有电磁阀以及流量计,可以通过电磁阀的开度大小来控制废气排出管62流入至螺旋管的流量,而将多余的废气通过支管路排出至外界或者输送至其他机构,为其他机构提供热源。
进一步,喷雾干燥室51的出风口优选地位于喷雾干燥室51的上部即雾化喷头56的上方。
当然,喷雾干燥室51的出风口也可以位于喷雾干燥室51的下部即喷雾干燥室51的进风口的下方;或者位于喷雾干燥室51的进风口与雾化喷头56之间的位置。
进一步,第一喷射端621、第二喷射端622均为变径管端,其靠近对应的叶轮的一端内径渐小,通过变径达到喷射压的增大,加大作用在对应叶轮上的作用力。
实施例9
如图24所示,本实施例与上述实施例的不同在于:本发明的喷雾干燥装置还喷雾干燥室51、转动中空杆52。转动机构包括旋转飞轮54。与三级膜分离器33配合的截留液进液管61的进口与三级膜分离器33的出液口30115连通,截留液进液管61延伸至喷雾干燥室51中且截留液进液管61的出口与转动中空杆52的一端相通,转动中空杆52的另一端与雾化喷头56之间通过第一轴承91转动配合,旋转飞轮54套接在雾化喷头56上。
废气排出管62的另一端包括第二喷射端622。第二喷射端622的出气口与旋转飞轮54的叶片相对。
当从三级膜分离器33的出液口30115流出的截留液通过截留液进液管61、转动中空杆52、、雾化喷头56后,从雾化喷头56喷射出的雾滴与通过热气流管63送入至喷雾干燥室51的热气流进行接触而进行干燥。其中,产生的高温废气通过废气排出管62一端从喷雾干燥室51的出风口向外排出,高温废气(优选为65~90℃)依次经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后或者高温废气以并联的形式分别经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后,从废气排出管62的第二喷射端622喷射至旋转飞轮54的叶片,带动旋转飞轮54转动,旋转飞轮54转动带动雾化喷头56绕自身的中轴线自转,实现雾化喷头56的旋转。
如图25所示,进一步,在喷雾干燥室51上设置有气流通道57,废气排出管62的另一端、旋转飞轮54限位在气流通道57中。从而进一步保证废气排出管62的另一端排出的气流与热气流管63流出的热气流相互隔离。
进一步,气流通道57的出气口可以与废气排出管62连通或者直接连通至外界。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种薏苡仁提取方法,其特征在于,包括以下步骤:将薏苡仁处理得到的酶解液以螺旋或者折回的路径流入至膜分离系统中进行膜分离;膜分离系统分离后的截留液进行喷雾干燥,喷雾干燥产生的废气与经过所述螺旋或者折回的路径中的酶解液进行热交换后,喷射至转动机构而带动雾化喷头转动;
所述膜分离系统包括膜分离器,膜分离器中的两组过滤膜能交替对酶解液进行分离,保证除位于终止位置以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出所述膜分离器的过程中、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器的过程中以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,流入至膜分离器的酶解液能缓存至中转腔中;
所述膜分离系统包括三个膜分离器,依次为一级膜分离器、二级膜分离器、三级膜分离器;
原酶解液通过第一段螺旋管预热后,流入至一级膜分离器,在一级膜分离器中分离后得到的次酶解液通过第二段螺旋管预热后,流入至二级膜分离器,在二级膜分离器中分离后得到的次酶解液通过第三段螺旋管预热后,流入至三级膜分离器,在三级膜分离器中分离后得到截留液;
喷雾干燥装置包括喷雾干燥室、转动中空杆、过渡中空杆;转动机构包括旋转飞轮、摆转飞轮;与三级膜分离器配合的出液管为截留液进液管,截留液进液管的进口与三级膜分离器的出液口连通,截留液进液管延伸至喷雾干燥室中且截留液进液管的出口与转动中空杆的一端相通且与转动中空杆的一端通过第一轴承转动配合,转动中空杆的另一端与过渡中空杆的一端固定连通、过渡中空杆的另一端与空心连杆的一端相通且与空心连杆的一端通过第二轴承转动配合、空心连杆的另一端与空心摆动杆的一端连通且与空心摆动杆的一端通过第三轴承转动配合、空心摆动杆的中段与旋转轴固定,旋转轴与喷雾干燥室转动配合;雾化喷头通过第四轴承与摆动杆的另一端转动配合且雾化喷头与空心摆动杆连通;
摆转飞轮套接在转动中空杆上,旋转飞轮套接在雾化喷头上;
废气排出管的另一端包括相互并联的第一喷射端、第二喷射端;第一第一喷射端的进气口与废气排出管主体连通,喷射端的出气口与摆转飞轮的叶片相对、第二喷射端固定在空心摆动杆上,第二喷射端的进气口与废气排出管主体之间通过软管连通;第二喷射端的出气口与旋转飞轮的叶片相对;
当从三级膜分离器的出液口流出的截留液通过截留液进液管、转动中空杆、过渡中空杆、空心连杆、空心摆动杆、雾化喷头后,从雾化喷头喷射出的雾滴与通过热气流管送入至喷雾干燥室的热气流进行接触而进行干燥;其中,产生的高温废气通过废气排出管一端从喷雾干燥室的出风口向外排出,高温废气依次经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后或者高温废气以并联的形式分别经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后,从废气排出管的第一喷射端、第二喷射端喷射至摆转飞轮的叶片、旋转飞轮的叶片,带动摆转飞轮、旋转飞轮转动,其中,摆转飞轮转动带动转动中空杆、过渡中空杆转动,通过连杆的联动,带动摆动杆摆动,实现雾化喷头绕着摆动杆与喷雾干燥室之间的转动中轴线做往复摆动。
2.根据权利要求1所述的薏苡仁提取方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、对薏苡仁进行粉碎处理,得到预处理原料;
步骤2、对预处理原料进行超临界CO2萃取,得到脱脂后的中间物;
步骤3、将脱脂后的中间物进行酶解处理,得到酶解液;
步骤4、将酶解液以螺旋或者折回的路径进行预热后,依次通过各个膜分离器进行膜分离,同一膜分离器的两组过滤膜交替对酶解液进行分离;位于终止位置的膜分离器分离后得到截留液;保证除位于终止位置以外的其他膜分离器分离后的酶解液在向外转移出所述膜分离器、位于终止位置的膜分离器分离后得到的截留液在向外转移出所述终止位置的膜分离器以及同一膜分离器中的两组过滤膜在切换的过程中,流入至膜分离器的酶解液能缓存至中转腔中;
步骤5、截留液经过喷雾干燥处理;喷雾干燥产生的废气经过与所述螺旋或者折回的路径中的酶解液进行热交换后,喷射至转动机构而带动雾化喷头转动。
3.根据权利要求2所述的薏苡仁提取方法,其特征在于,喷雾干燥的进风温度为140~180℃、出风温度为65~90℃。
4.根据权利要求2所述的薏苡仁提取方法,其特征在于,所述雾化喷头转动为自转或者往复摆动或者自转的同时往复摆动。
5.根据权利要求2所述的薏苡仁提取方法,其特征在于,所述膜分离器还包括吸湿装置,当两组过滤膜切换时,所述吸湿装置能与由外向内进入至膜分离器的一组清洗后的过滤膜进行接触吸湿,而所述吸湿装置与由内向外移出至膜分离器的外侧的另一组过滤膜之间存在间隙。
6.根据权利要求2所述的薏苡仁提取方法,其特征在于,所述膜分离器包括分离腔;两组过滤膜分别为第一过滤膜、第二过滤膜;在所述分离腔上开设有进酶解液口、出过滤液口、出液口;从起始位置的膜分离器的进酶解液口进入的酶解液为原酶解液,从除起始位置以外的其它膜分离器的进酶解液口进入的酶解液为次酶解液;
设定初始条件下,第一过滤膜位于分离腔外侧、第二过滤膜限位在分离腔中,中转腔在第二位置;
所述膜分离包括以下步骤:
步骤4.1、经螺旋或者折回的路径流出的原酶解液或者次酶解液通过进酶解液口流入至第二过滤膜中,经过第二过滤膜分离后,得到过滤液和次酶解液或者过滤液和截留液;
步骤4.2、过滤液通过出过滤液口排出,次酶解液或者截留液通过出液口转移出;同时将中转腔运动至在第一位置,经螺旋或者折回的路径流出的原酶解液或者次酶解液流入至中转腔中缓存;
步骤4.3、次酶解液或者截留液转移后,切换第一过滤膜、第二过滤膜,第一过滤膜限位在分离腔中、第二过滤膜位于分离腔外侧;
步骤4.4、将中转腔再次运动至在第二位置,经螺旋或者折回的路径流出的原酶解液或者次酶解液通过进酶解液口流入至第一过滤膜上,而中转腔中缓存的原酶解液或者次酶解液能流入至第一过滤膜上。
7.一种薏苡仁提取系统,包括膜分离系统、喷雾干燥装置;其特征在于,还包括螺旋管或者折流管;
所述喷雾干燥装置包括雾化喷头、废气排出管;喷雾干燥产生的废气通过废气排出管的一端排入至废气排出管中;
废气排出管中存在缠绕在螺旋管或者折流管的外壁上的换热管段;或者,螺旋管或者折流管为双层结构,双层结构的夹层形成废气排出管的换热管段;
废气通过换热管段换热后,从废气排出管的另一端喷射出并作用在转动机构上,带动转动机构运动而使得雾化喷头转动;
经螺旋管或者折流管预热后的酶解液能流入至膜分离系统中;
所述膜分离系统包括膜分离器,膜分离器中的两组过滤膜能交替对酶解液进行分离,中转腔能将流入至膜分离器的酶解液进行缓存;
所述膜分离系统包括三个膜分离器,依次为一级膜分离器、二级膜分离器、三级膜分离器;
原酶解液通过第一段螺旋管预热后,流入至一级膜分离器,在一级膜分离器中分离后得到的次酶解液通过第二段螺旋管预热后,流入至二级膜分离器,在二级膜分离器中分离后得到的次酶解液通过第三段螺旋管预热后,流入至三级膜分离器,在三级膜分离器中分离后得到截留液;
喷雾干燥装置包括喷雾干燥室、转动中空杆、过渡中空杆;转动机构包括旋转飞轮、摆转飞轮;与三级膜分离器配合的出液管为截留液进液管,截留液进液管的进口与三级膜分离器的出液口连通,截留液进液管延伸至喷雾干燥室中且截留液进液管的出口与转动中空杆的一端相通且与转动中空杆的一端通过第一轴承转动配合,转动中空杆的另一端与过渡中空杆的一端固定连通、过渡中空杆的另一端与空心连杆的一端相通且与空心连杆的一端通过第二轴承转动配合、空心连杆的另一端与空心摆动杆的一端连通且与空心摆动杆的一端通过第三轴承转动配合、空心摆动杆的中段与旋转轴固定,旋转轴与喷雾干燥室转动配合;雾化喷头通过第四轴承与摆动杆的另一端转动配合且雾化喷头与空心摆动杆连通;
摆转飞轮套接在转动中空杆上,旋转飞轮套接在雾化喷头上;
废气排出管的另一端包括相互并联的第一喷射端、第二喷射端;第一第一喷射端的进气口与废气排出管主体连通,喷射端的出气口与摆转飞轮的叶片相对、第二喷射端固定在空心摆动杆上,第二喷射端的进气口与废气排出管主体之间通过软管连通;第二喷射端的出气口与旋转飞轮的叶片相对;
当从三级膜分离器的出液口流出的截留液通过截留液进液管、转动中空杆、过渡中空杆、空心连杆、空心摆动杆、雾化喷头后,从雾化喷头喷射出的雾滴与通过热气流管送入至喷雾干燥室的热气流进行接触而进行干燥;其中,产生的高温废气通过废气排出管一端从喷雾干燥室的出风口向外排出,高温废气依次经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后或者高温废气以并联的形式分别经过各段换热管段与对应的螺旋管中的酶解液换热后,从废气排出管的第一喷射端、第二喷射端喷射至摆转飞轮的叶片、旋转飞轮的叶片,带动摆转飞轮、旋转飞轮转动,其中,摆转飞轮转动带动转动中空杆、过渡中空杆转动,通过连杆的联动,带动摆动杆摆动,实现雾化喷头绕着摆动杆与喷雾干燥室之间的转动中轴线做往复摆动。
8.根据权利要求7所述的薏苡仁提取系统,其特征在于,所述膜分离器包括分离腔;在所述分离腔上开设有进酶解液口;同一膜分离器的两组过滤膜分别为第一过滤膜、第二过滤膜;所述中转腔与所述分离腔活动配合;
当所述中转腔处于第一位置时,从进酶解液口流下的酶解液能流入至中转腔中缓存;当所述中转腔处于第二位置时,通过当前进酶解液口的酶解液以及中转腔中缓存的酶解液能流入当前限位在分离腔的第一过滤膜或者第二过滤膜上。
9.根据权利要求7所述的薏苡仁提取系统,其特征在于,所述薏苡仁提取系统还包括破碎机、萃取装置、酶解釜;所述破碎机、萃取装置、酶解釜按照工艺流程由先至后的顺序依次设置。
10.根据权利要求7所述的薏苡仁提取系统,其特征在于,所述喷雾干燥装置还包转动中空杆、过渡中空杆;所述转动机构包括旋转飞轮、摆转飞轮;
所述转动中空杆的一端与截留液进液管的出口相通且转动配合,所述转动中空杆的另一端与过渡中空杆的一端相通、所述过渡中空杆的另一端与空心连杆的一端相通且转动配合、所述空心连杆的另一端与空心摆动杆的一端相通且转动配合、所述空心摆动杆与喷雾干燥室转动配合;所述雾化喷头与所述摆动杆转动配合且所述雾化喷头与所述空心摆动杆连通;
所述摆转飞轮套接在所述转动中空杆上,所述旋转飞轮套接在所述雾化喷头上。
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