CN205672608U - 一种超声强化的超临界中药提取萃取设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超声强化的超临界中药提取萃取设备，包括萃取器筒体(9)、盖体(2)、搅拌装置(10)、超声波发生器(1)、电源引线(3)、树脂密封结构(4)、O形密封圈(8)、超临界流体进口(7)、超临界流体出口(5)、超声换能器(6)、搅拌装置(10)，所述超声换能器(6)位于搅拌装置(10)内，超声换能器(6)为双频超声换能器。

Description

一种超声强化的超临界中药提取萃取设备

技术领域

本实用新型涉及中药提取萃取设备领域，具体为超声强化的超临界中药提取萃取设备。

背景技术

随着人们对于中药的逐渐深入，使越来越多的人认识到中药的好处，但是中药药材中大多含有杂质，所以人们在使用中药时要先对药材进行过滤和浓缩。目前中药有效成分的应用价值已被国际认可，需求量每年以15～20％的速度增长。传统的中药有效成分提取萃取主要采用热煎法、蒸馏法、冷浸法。传统方法工艺简单，但存在提取萃取纯度差，有效成分提取萃取率低、效率低、能耗高、环保污染较大等缺点，已从产量和质量上难以满足市场上竞争的需求。

中药制药一般包括提取萃取、浓缩、纯化、干燥和制剂等。其中，提取萃取液的浓缩是现代中药制药的关键单元操作之一。为了提高浓缩效果和药品质量，近年来开发了许多有价值的中药浓缩新工艺和新技术。合理引进这些先进实用的共性技术和装置，可以提升中药制药业的科技含量和整体制造水平。对主要的浓缩新工艺和新技术进行分析和述评，以供选择参考。涉及的浓缩新方法有蒸发浓缩、冷冻浓缩、膜浓缩和吸附树脂分离浓缩等。近代的分离方法有微波提取萃取、超声提取萃取、超临界提取萃取，这些方法有效成分提取萃取率较高，环境污染较小，有效成分纯度好等特点。

超临界流体萃取技术是近二十年才发展起来的新型萃取分离技术。超临界流体是指其温度和压力均高于临界温度和临界压力的流体，它具有特异增加的溶解能力。超临界流体萃取作为一种新的萃取分离技术，在高附加值、热敏性、难分离物质的回收和微量杂质的脱除方面有其优越之处。20世纪80年代以来，国际上投入大量人力、物力进 行这方面的研究。研究范围涉及食品、香料、医药和化工等领域，并取得一系列进展。但是，由于其存在着萃取压力高、萃取时间长，特别是对于一些固体物料的萃取，萃取效率低，需要较多的循环次数，从而限制了它大规模的工业化应用。

超声强化超临界流体萃取技术是近两年研究出的技术，它是在超临界流体萃取的同时附加超声场，以达到降低萃取压力和萃取温度、缩短萃取时间、最终提高萃取率目的的技术。通过超声作用使提取萃取物细胞破碎可以直接提高萃取效率或加快反应速度；使空化测试材料(铝箔)产生空洞或破裂等变化是超声效果的一种检验方式，有助于进行超声强化提取萃取效率的机理研究。以上两点在超声强化超临界流体萃取研究和生产中有着非常重要的作用，而这两点与萃取釜中的超声功率密度相关。目前使用这种技术的装置有两种，一种是内置式另一种是外置式。内置式是将超声换能器直接安装在高压萃取釜中，使超声波直接辐射到萃取介质中，这样可以减少萃取过程中超声波能量的损耗，超声波能量的利用率高，但其缺点是：由于受到尺寸的限制，无法安装大功率超声换能器。

公开号为CN101579583A的发明专利申请公开了一种“超声强化超临界或亚洲临界流体萃取装置”，该装置包括萃取釜、超声换能器，变幅杆，变幅杆以其节点处安装在萃取釜上，其特征在于所述超声换能器位于萃取釜外，变幅杆一端与超声换能器连接，另一端伸进萃取釜中。

公开号为CN201710995U的实用新型专利申请公开了一种“一种中药有效成份的超声强化超临界流体萃取釜”，该装置该萃取釜包括釜体和超声振动子，其特征在于，所述的超声振动子安装在釜体的底部，其变幅杆由釜体的底部伸进釜体内。

上述反应釜设计超声波的利用率太低，能量损耗比较大，超声波额定输出功率只有60％的利用率。

发明内容

鉴于现有技术存在上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种改进的超声强化超临界流体中药萃取装置，具体提供一种既有足够的超声功能密度，又能高效率利用超声波的超声强化超临界中药萃取装置。

本实用新型超声强化的超临界中药提取萃取设备，包括萃取器筒体9、盖体2、搅拌装置10、超声波发生器1、电源引线3、树脂密封结构4、O形密封圈8、超临界流体进口7、超临界流体出口5、超声换能器6、搅拌装置10，其特征在于超声换能器6位于搅拌装置10内，超声换能器6为双频超声换能器，其是具有两组压电陶瓷片的夹心式压电超声换能器。

进一步地，本实用新型的超声换能器6位于搅拌装置10的搅拌叶片部分，超声换能器6为2个、4个、6个，其中一半的超声换能器6朝向上方，另一半的超声换能器6朝向下方。

进一步地，本实用新型的超声换能器6位于搅拌装置10的搅拌轴部分，超声换能器6为2个、4个、6个，其中一半的超声换能器6朝向左方，另一半的超声换能器6朝下右方。

进一步地，超声换能器6为具有两组压电陶瓷片的夹心式压电超声换能器，四片材料、形状及几何尺寸都相同的压电陶瓷片分成两组作为换能器的驱动元件。

本实用新型超声强化的超临界中药提取萃取设备，具有以下有益效果：

1)通过将超声换能器设置在反应筒内部，增强了超声的使用效率，避免超声换能器穿透反应器壁的损失。

2)超声换能器设置在搅拌装置内部，使整个中药的萃取提取过程萃取效率提高，超声作用随着搅拌装置搅拌的同时在整个反应筒内更加均匀分布，避免反应死角的存在。

3)采用双频交替的超声波强化装置，输出功率大，具有过载自动保护功能，避免萃取过程中不当操作引发的危险。

4)更重要的是本实用新型对于工业生产用的大容积萃取装置，可根据需要安装多个的超声换能器，产生更好的强化效果。因此本实用新型装置与现有的内置式相比在相同容积的萃取釜中能产生更大的超声功率密度，与现有的外置式相比具有更高的超声波能量利用率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图1中：超声波发生器1、盖体2、电源引线3、树脂密封结构4、超临界流体出口5、超声换能器6、超临界流体进口7、O形密封圈8、萃取器筒体9、搅拌装置10；

图2为本实用新型的超能换声器的结构外形图。

具体实施方式

实施例1

本实用新型超声强化的超临界中药提取萃取设备，包括萃取器筒体9、盖体2、搅拌装置10、超声波发生器1、电源引线3、树脂密封结构4、O形密封圈8、超临界流体进口7、超临界流体出口5、超声换能器6、搅拌装置10，其特征在于超声换能器6位于搅拌装置10内，超声换能器6为双频超声换能器，其是具有两组压电陶瓷片的夹心式压电超声换能器。

萃取装置的主要技术参数如下：

萃取压力：Max 32MPa；萃取温度：80℃；分离压力；Max 10MPa；分离温度：70℃；CO₂流量10L/h；超声频率：20kHz、38kHz；超声功率：0-200W。

本文以香椿叶原料，从中萃取黄酮类化合物，研究超声强化超临 界流体萃取的效果。实验流程为：香椿叶经干燥粉碎后装入到萃取罐中，并将萃取罐的盖子旋紧。CO₂从钢瓶中经阀以气体状态进入管道，然后流经冷阱进行冷却，CO₂成为超临界流体，对物料进行萃取，根据实验的需要，选择好所需的超声频率和功率，设定好超声作用时间和间歇时间，对物料强化萃取。其萃取效率达到95％。

实施例2

本实用新型超声强化的超临界中药提取萃取设备，包括萃取器筒体9、盖体2、搅拌装置10、超声波发生器1、电源引线3、树脂密封结构4、O形密封圈8、超临界流体进口7、超临界流体出口5、超声换能器6、搅拌装置10，其特征在于超声换能器6位于搅拌装置10内，超声换能器6为双频超声换能器，其是具有两组压电陶瓷片的夹心式压电超声换能器。

萃取装置的主要技术参数如下：

萃取压力：Max 30MPa；萃取温度：70℃；分离压力；Max 10MPa；分离温度：70℃；CO₂流量10L/h；超声频率：20kHz、38kHz；超声功率：0-200W。

本文以薏苡仁原料，从中萃取薏苡仁油和薏苡仁酯化合物，研究超声强化超临界流体萃取的效果。实验流程为：薏苡仁经干燥粉碎后装入到萃取罐中，并将萃取罐的盖子旋紧。CO₂从钢瓶中经阀以气体状态进入管道，然后流经冷阱进行冷却，CO₂成为超临界流体，对物料进行萃取，根据实验的需要，选择好所需的超声频率和功率，设定好超声作用时间和间歇时间，对物料强化萃取。其萃取效率达到90％。

Claims (4)

1.一种超声强化的超临界中药提取萃取设备，包括萃取器筒体(9)、盖体(2)、搅拌装置(10)、超声波发生器(1)、电源引线(3)、树脂密封结构(4)、O形密封圈(8)、超临界流体进口(7)、超临界流体出口(5)、超声换能器(6)、搅拌装置(10)，其特征在于超声换能器(6)位于搅拌装置(10)内，超声换能器(6)为双频超声换能器。

2.根据权利要求1所述的超声强化的超临界中药提取萃取设备，超声换能器(6)位于搅拌装置10的搅拌叶片部分，超声换能器(6)为2个、4个、6个，其中一半的超声换能器(6)朝向上方，另一半的超声换能器(6)朝向下方。

3.根据权利要求1所述的超声强化的超临界中药提取萃取设备，超声换能器(6)位于搅拌装置(10)的搅拌轴部分，超声换能器(6)为2个、4个、6个，其中一半的超声换能器(6)朝向左方，另一半的超声换能器(6)朝下右方。

4.根据权利要求1-3之一所述的超声强化的超临界中药提取萃取设备，超声换能器(6)为具有两组压电陶瓷片的夹心式压电超声换能器，四片材料、形状及几何尺寸都相同的压电陶瓷片分成两组作为换能器的驱动元件。