CN203208723U - 超声波提取装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种超声波提取装置，采用管式提取容器，管式提取容器上设有进料口和出料口，在管式提取容器的端面上设置有超声波换能器作为超声波输出源，其工作头伸入管式提取容器中；在管式提取容器中沿轴向设置有带有搅拌叶片的搅拌轴，搅拌轴的一端伸出管式提取容器的一个端面，通过皮带连接电机，电机带动搅拌轴转动；所述超声波换能器通过导线连接超声波电源。所述超声波换能器为大功率磁致伸缩式超声波换能器。进一步地，所述管式提取容器的左、右端面上各设置有一个或多个超声波换能器。搅拌叶片的形状为螺旋状或者平面状。该超声波提取装置，无需对提取液加热，提取效率高，提取效果好，可广泛应用于植物有效成分的提取。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种植物有效成分提取设备，具体涉及一种超声波辅助溶剂提取装置。
背景技术
溶剂提取法是提取植物中有效成分最常用的方法。溶剂提取法是根据植物中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，从而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料（需适当粉碎）中时，溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。为了加大提取效率、提高活性成分的提取率，该过程一般需要长时间加热，因此，提取能耗大，而且还会使得一些热不稳定性、易水解或氧化的有效成分发生结构变化，降低使用价值。
近年来的理论和实验研究表明，在溶剂提取法中辅以超声技术可显著降低提取时间、降低加热温度、提高有效成分的提取率。超声波能加速植物中有效成分的提取过程，其主要原因在于：超声波在液体中传播，引起溶液质点交替的压缩和伸张，使其获得一定的加速度，从而加快了扩散和渗透作用，加快了植物中有效成分的提取过程；超声波在液体中引起的空化作用，对植物细胞产生强大的冲击力和剪切力，使植物细胞破壁，使植物细胞内的有效成分迅速析出和溶解到溶剂中。
鉴于超声波对植物有效成分提取的有益效果，在原有的溶剂提取设备上逐渐发展了一类超声强化溶剂提取设备。其主要的结构特点是在原有的溶剂提取设备上增设超声波换能器。其主要形式有三种，一是将换能器直接粘附/焊接在提取容器壁上，二是将换能器的工作头直接插入提取容器中，三是将焊有多个超声波换能器的超声波振板直接投入到提取容器中。其超声波频率包括单频、双频，甚至是三频。当前，中药提取设备的主要有罐式超声波提取设备和连续逆流管式超声波提取设备。对于罐式超声波提取设备，通常将超声波换能器粘接在容器底部和侧壁上，但罐壁太厚，超声波声能损失太大，在距离罐中心的很大一段距离内会形成超声空白区，从而使得总的提取效果不令人满意；也有设计者在上述设备的基础上辅以投入式和插入式超声波振子的的设计方案，但是由于提取罐的容积较大，使得要与罐容积相匹配的超声波功率太大，设备成本和制造难度太大，同时，罐式超声波提取设备还容易发生物料沉积现象。对于连续逆流管式超声波提取设备，其采用螺旋推进器推进物料，物料的运动方向与溶剂的流动方向相反，可以实现连续加料，提高了生产效率；该超声提取设备体积庞大，超声波振子通常都粘接于容器壁上，虽然使用了大量的压电换能器，但由于产生的超声波声强低，使得提取时间较长。总之，现有的超声波提取设备都存在一些普遍的缺点，比如超声波在提取液中分布的均匀性差，超声波的强度不足等，使得现有超声提取设备的提取效率和效果仍然不够理想。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种提取效率高、提取效果好的超声波提取装置。本实用新型是通过以下方案实现上述目的的：
采用管式提取容器，管式提取容器上设有进料口和出料口，在管式提取容器的端面（本管式提取容器的端面包括左端面、右端面）上设置有至少一个超声波换能器作为超声波输出源，其工作头伸入管式提取容器中；在管式提取容器中沿横向设置有带有搅拌叶片的搅拌轴，搅拌轴的一端伸出管式提取容器的一个端面，通过皮带连接电机，电机带动搅拌轴转动；所述超声波换能器通过导线连接超声波电源。
所述超声波换能器为大功率磁致伸缩式超声波换能器，兼有输出超声波面积大和超声波声强高的特点，因而超声波的作用范围广，使植物细胞在很短时间破壁，从而极大地提高了溶剂提取的效率。同时，在提取容器内部增设带有搅拌叶片的搅拌轴，加强容器内提取液的宏观流动，弥补超声波分布不均带来的不利影响，进一步增强提取效果。
进一步地，所述管式提取容器的左、右端面上各设置有一个或多个超声波换能器，两端面上设置的超声波换能器彼此相互错开，不在同一轴线上。
所述超声波换能器在管式提取容器的同一个端面上设置有多个时，该多个超声波换能器均匀分布在管式提取容器的该端面上。
进一步地，所述搅拌轴的搅拌叶片呈螺旋状，搅拌轴上设置一片或多片螺旋状的搅拌叶片。所述螺旋状的搅拌叶片缠绕搅拌轴的角度小于等于360°，当有多片螺旋状的搅拌叶片时，每片螺旋状的搅拌叶片缠绕搅拌轴的角度相等。上述螺旋状的搅拌叶片，叶片的切线方向与超声波传播方向呈很小的角度，从而可以有效避免超声波的传播受到搅拌叶片的阻碍。
搅拌轴的搅拌叶片的另外一种方案是，所述搅拌轴的搅拌叶片呈平面状，多片平面状的搅拌叶片依次沿轴向设置在搅拌轴上，并且在搅拌轴的周向上彼此相互错开，搅拌叶片的平面与超声波换能器发出的超声波的传播方向平行，从而可以有效避免超声波的传播受到搅拌叶片的阻碍。
可选地，所述搅拌轴的搅拌叶片上开有小孔。
本实用新型的有益效果在于：
1、本发明采用大功率超声波振子，其超声波声强高，产生的空化效应剧烈，能在很短的时间内使植物细胞破壁，加速溶质的扩散，从而大大地提高了提取效率。
2、本发明采用的搅拌装置使溶液产生宏观流动，使得超声波均匀地作用于物料上，同时还可加速溶质的扩散作用。
3、整个过程不需要对溶液加热，可适用于易挥发成分的提取。
4、由于换能器数量少，设备结构简单，因此，设备维护、维修方便。
附图说明
图1为本实用新型的超声波提取装置示意图。
图2为本实用新型的另一种搅拌叶片示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
在图1所示的实施例中，管式提取容器1总体呈圆柱形，其上设有进料口2和出料口3，管式提取容器1的端面包括左端面和右端面，在管式提取容器1的端面上设置有至少一个超声波换能器4，其工作头42伸入管式提取容器1中；在管式提取容器1中沿横向设置有带有搅拌叶片的搅拌轴6，搅拌轴6的一端伸出管式提取容器1的一个端面，通过皮带8连接电机7，电机7带动搅拌轴6转动；所述超声波换能器4通过导线连接超声波电源5。超声波电源5为超声波换能器4提供驱动电流。
所述超声波换能器4为大功率磁致伸缩式超声波换能器，在其本体和工作头42之间设置有变幅杆41。
为了增强超声处理效果和提高提取效率，管式提取容器1的两端可以设置多个超声波换能器4。比如，在所述管式提取容器1的左、右端面上各设置有一个或多个超声波换能器4，两端面上设置的超声波换能器4彼此相互错开，不在同一轴线上。
所述超声波换能器4在管式提取容器1的同一个端面上设置有多个时，该多个超声波换能器4均匀分布在管式提取容器1的该端面上。
所述搅拌轴6的搅拌叶片呈螺旋状，根据需要可以设置一片或多片，所述螺旋状的搅拌叶片缠绕搅拌轴6的角度小于等于360°，当有多片螺旋状的搅拌叶片时，每片螺旋状的搅拌叶片缠绕搅拌轴6的角度相等。
为了获得不同的搅拌效果，搅拌叶片也可以采用如图2所示的形状。所述搅拌轴6的搅拌叶片呈平面状，多片平面状的搅拌叶片依次沿轴向设置在搅拌轴6上，并且在搅拌轴6的周向上彼此相互错开，搅拌叶片的平面与超声波换能器4发出的超声波的传播方向平行。此种搅拌叶片也可以起到很好的搅拌效果，并且有效避免超声波的传播受到搅拌叶片的阻碍。
Claims (9)
1.一种超声波提取装置，包括管式提取容器（1），其特征在于：在管式提取容器（1）的端面上设置有至少一个超声波换能器（4），超声波换能器（4）的工作头（42）伸入管式提取容器（1）中；在管式提取容器（1）中沿横向设置有带有搅拌叶片的搅拌轴（6），搅拌轴（6）的一端伸出管式提取容器（1）的一个端面，通过皮带（8）连接电机（7），电机（7）带动搅拌轴（6）转动；所述超声波换能器（4）通过导线连接超声波电源（5）。
2.如权利要求1所述的超声波提取装置，其特征在于：所述管式提取容器（1）上设有进料口（2）和出料口（3）。
3.如权利要求1或2所述的超声波提取装置，其特征在于：所述超声波换能器（4）为磁致伸缩式超声波换能器，在超声波换能器（4）的本体和工作头（42）之间设置有变幅杆（41）。
4.如权利要求1或2所述的超声波提取装置，其特征在于：所述管式提取容器（1）的左、右端面上各设置有一个或多个超声波换能器（4），两端面上设置的超声波换能器（4）彼此相互错开，不在同一轴线上。
5.如权利要求4所述的超声波提取装置，其特征在于：所述超声波换能器（4）在管式提取容器（1）的同一个端面上设置有多个时，该多个超声波换能器（4）均匀分布在管式提取容器（1）的该端面上。
6.如权利要求1或2所述的超声波提取装置，其特征在于：所述搅拌轴（6）的搅拌叶片呈螺旋状，搅拌轴（6）上设置一片或多片螺旋状的搅拌叶片。
7.如权利要求6所述的超声波提取装置，其特征在于：所述螺旋状的搅拌叶片缠绕搅拌轴（6）的角度小于等于360°，当有多片螺旋状的搅拌叶片时，每片螺旋状的搅拌叶片缠绕搅拌轴（6）的角度相等。
8.如权利要求1或2所述的超声波提取装置，其特征在于：所述搅拌轴（6）的搅拌叶片呈平面状，多片平面状的搅拌叶片依次沿轴向设置在搅拌轴（6）上，并且在搅拌轴（6）的周向上彼此相互错开，搅拌叶片的平面与超声波换能器（4）发出的超声波的传播方向平行。
9.如权利要求1或2所述的超声波提取装置，其特征在于：所述搅拌轴（6）的搅拌叶片上开有小孔。
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| CN107881074A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-06 | 广东嘉能可食品有限公司 | 药酒浸泡装置 |
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