CN206081745U - 连续浸出设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于浸出器领域，具体涉及一种连续浸出设备，包括混合罐和至少两级浸出罐；各浸出罐内均设有分离室，分离室的外壁，部分或者全部采用分离膜材料；第一级浸出罐内分离室的进料口通过进料管与混合罐连接，除第一级浸出罐出口处连接浸出物出料管以外，其他级浸出罐的出口均通过回流管与上一级浸出罐内分离室的进料口连通；除末级浸出罐内分离室的出料口连接成品出料管外，其他级浸出罐内分离室的出料口均通过输料管与下一级浸出罐内分离室的进料口连通；末级浸出罐内分离室的进料口或者输料管上连接溶剂补充管。本实用新型通过分离膜实现了对粉末状物料中有效成分的浸出，充分提高浸出效率和浸出效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种连续浸出设备，属于浸出器领域。
背景技术
目前，通常采用浸出器将物料(包括中药，植物的根、茎、花、叶、果等，尤其是棉籽、花生等油料作物)中的蛋白质、油脂等有效成分进行浸出。传统采用的浸出器中采用栅板进行浸出，具体操作前需要先将物料制成胚片或者颗粒，然后将胚片或者颗粒放置在栅板上，将溶剂喷淋到栅板上方的物料上，使有效成分(可溶性化合物)从物料中浸出，并从栅板下方落至浸出槽中，最后将浸出溶液进行精制得到所需有效成分。
但由于胚片或者颗粒与溶剂的传质面积小，因此浸出效果不好，浸出效率低、时间长，若想提高浸出效果、提高有效成分的得率，最好的方式是将物料制成粉末状。但因栅板的间距较大，这样粉末状的物料会从栅板上漏下来，或者在溶剂喷淋过程中将栅板堵塞，因此现有浸出器的结构形式致使其无法对粉末状的物料进行浸出。
除上述外，传统浸出器中使用的胚片在制备时，需要通过软化→轧胚→烘干等一系列工艺过程，在软化过程中需要使用大量的蒸汽，因此耗能相对较大，而且在上述制备过程中，细胞壁破壁效果差，从而造成后期浸出效果差，同时在制备过程中还会破坏蛋白质或油脂等有效成分，有效成分的得率低。传统浸出器中使用的颗粒在制备时则需要经过粉碎→造粒的步骤，而且颗粒相对较大，不利于有效成分的浸出。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种适用于粉末的、浸出效果好、能够提高有效成分的得率的浸出设备。
本实用新型所述的连续浸出设备，包括混合罐和至少两级浸出罐；混合罐的容积大于浸出罐的容积；混合罐上设有溶剂进管和粉末原料进管，溶剂进管、粉末原料进管上均安装控制阀；各浸出罐内均设有分离室，分离室上设有进料口、出料口；分离室的外壁，部分或者全部采用分离膜材料；第一级浸出罐内分离室的进料口通过进料管与混合罐连接，进料管伸入混合罐内液面以下，进料管上安装泵；各浸出罐的下方具有出口，除了第一级浸出罐的出口处连接浸出物出料管以外，其他级浸出罐的出口均通过回流管与各自对应的上一级浸出罐内的分离室的进料口连通；除了末级浸出罐内分离室的出料口连接成品出料管以外，其他级浸出罐内分离室的出料口均通过输料管与各自对应的下一级浸出罐内分离室的进料口连通；末级浸出罐内分离室的进料口或者与该进料口连接的输料管上连接溶剂补充管；浸出物出料管、成品出料管以及溶剂补充管上均安装电动阀，各回流管、输料管上均安装泵，各电动阀以及泵由控制系统进行控制。
本实用新型的工作原理过程如下：
首先，将粉碎(通过磨粉机进行干粉碎或者通过粉碎泵进行湿粉碎)好的粉末原料以及溶剂通入混合罐中进行充分反应，使粉末原料的有效成分充分浸出，通入适量的粉末原料以及溶剂后，将溶剂进管、粉末原料进管的控制阀关闭即可。
之后通过控制系统根据预先设定程序启动各泵、电动阀，混合罐中的混合物料连续通过进料管进入第一级浸出罐的分离室中，进行连续浸出，浸出的有效成分与溶剂的混合物透过分离膜进入该分离室外的浸出罐(即第一级浸出罐)中，并通过浸出物出料管输出；
随着有效成分与溶剂的混合物的输出，整个浸出设备中的溶剂量在减少，因此需要不断对溶剂进行补充，因第一级浸出罐中已经浸出了大部分有效成分，其他级浸出罐浸出的有效成分的量逐级递减，即从其他级浸出罐的出口输出的混合物中溶剂的含量偏高、有效成分的含量较少，因此本实用新型中采用从末级浸出罐补充溶剂的方案，溶剂从溶剂补充管中补入，并沿溶剂补充管进入末级浸出罐的分离室中，溶剂和浸出的有效成分透过分离膜从末级浸出罐出口处的回流管充入上一级浸出罐的分离室中，这样溶剂和有效成分逐级逆流、并经过多级分离室浸出，最后到达第一级浸出罐的分离室，这样粉末原料中的绝大多数有效成分都会从浸出物出料管输出，从而从很大程度上降低了留在余料中的有效成分的含量，有效成分的得率大大提高；
同时，分离室浸出有效成分后剩余的含蛋白质、溶剂等的余料通过输料管送入下一级浸出罐，这样逐级浸出，直到进入末级浸出罐，末级浸出罐中分离室内的余料中有效成分的含量已经很少，将这些余料通过成品出料管收集即可。
在实际操作过程中，有效成分与溶剂的混合物会从第一级浸出罐的浸出物出料管送入后续精制工序，对有效成分进行提取，有效成分浸出后剩余的余料(含蛋白质等)会从末级浸出罐中分离室出料口处的成品出料管进行收集及后续处理(如烘干等工序)，得到含蛋白质等的成品。
本实用新型通过采用分离膜解决了现有浸出设备无法适用于粉末状物料的技术瓶颈，实现了对粉末状物料中有效成分的浸出。因物料在破碎成粉末状物料的过程中，可以很好的打破细胞壁，有利于有效成分的浸出，相比胚片或者颗粒具有与溶剂的传质面积大、浸出效果好的优势，因此通过本实用新型能够充分提高浸出效率和浸出效果。加之本实用新型中采用多级浸出罐浸出、溶剂逆流的方案，使得粉末原料中大部分有效成分被浸出，且所有浸出的有效成分均从第一级浸出罐的浸出物出料管中流出，相比传统工艺，原料中有效成分的得率能够提高30％以上。
优选的，所述的溶剂进管上安装换热器。在正常浸出过程中，溶剂温度过高或者过低都会产生不利后果：溶剂温度过高时，原料以及浸出物等易被破坏；溶剂温度过低时，浸出效率也低。通过采用换热器能够使溶剂达到合适的温度，从而有效提高浸出物的浸出速度。
优选的，所述的混合罐中安装搅拌器。搅拌器为常规装置，其由搅拌叶片、搅拌轴和电机组成，通过电机带动搅拌轴转动，从而使安装在搅拌轴上的搅拌叶片转动，实现对溶剂与粉末原料搅拌混合，这样能够将粉末原料中的浸出物充分浸出，又能够有效缩短浸出时间，提高浸出效果。
优选的，各级浸出罐中，分离室设置多个，对应多个分离室设置有固定分离室两端用的固定板，对应分离室在两固定板上分别设置与分离室数量相同的板孔；位于上方的固定板上焊接变径管一，变径管一的另一端连接与分离室进料口相连通的进料管或输料管；位于下方的固定板上焊接变径管二，变径管二的另一端连接与分离室出料口相连通的成品出料管或输料管。以第一级浸出罐为例对本方案进行说明：第一级浸出罐中各分离室的进料口通过共同路径(即变径管一)与进料管连通，同理，各分离室的出料口通过变径管二与输料管连通，即溶剂与粉末原料的混合物料通过同一进料管进入变径管一并经分离室的进料口分配入各分离室中，且各分离室浸出有效成分后剩余的余料(含蛋白质等)通过变径管二汇至输料管，并经输料管送入下一级浸出罐的分离室中。通过多个分离室能够提高有效成分的浸出效率，提高浸出效果。
优选的，变径管一、变径管二与固定板焊接的一端的内径均大于其另一端的内径。
优选的，所述的分离膜采用微滤膜，或者超滤膜，或者纳滤膜。在具体应用时可以根据粉末的粒度进行选择。
本实用新型所述的连续浸出设备可用于油料作物粉末中油脂的浸出，应用时将油料作物粉末以及溶剂送入混合罐中，使油料作物粉末中的油脂充分浸出，通入适量的粉末原料以及溶剂后，将溶剂进管、粉末原料进管的控制阀关闭，然后通过泵将混合罐中的混合物料经进料管连续打入第一级浸出罐的分离室中，进行连续浸出，浸出的油脂与溶剂的混合物(即混合油)透过分离膜进入第一级浸出罐中，并通过浸出物出料管输出；第一级浸出罐中分离室浸出油脂后剩余的含蛋白质、溶剂等的余料通过输料管送入下一级浸出罐，这样逐级浸出，直到进入末级浸出罐，末级浸出罐中分离室内的余料中有效成分的含量已经很少，将这些余料通过成品出料管收集即可；在浸出过程中，不断从溶剂补充管向末级浸出罐内的分离室中补充溶剂，从分离室中浸出的油脂和溶剂通过回流管充入上一级浸出罐的分离室中，这样溶剂和油脂逐级逆流、并经过多级分离室浸出，最后到达第一级浸出罐的分离室中，此时油料作物粉末中的绝大多数油脂都已经被浸出。最终，浸出的油脂与溶剂的混合物(即混合油)沿浸出物出料管中流出，并被送入后续精制工序进行精炼，而末级浸出罐的分离室中的余料(含蛋白质等)从成品出料管送入后续工序进行处理，如通过烘干工序使余料中的溶剂蒸发。传统的油脂浸出工艺大都采用“压胚→烘干→膨化”工艺打破细胞壁，但浸出速度慢、时间长、能耗高，浸出效果不理想；本实用新型则是根据油料的不同先将油料作物粉碎(通过磨粉机进行干粉碎或者通过粉碎泵进行湿粉碎)成粉末状，从而很好的打破细胞壁，有利于油脂的浸出，加之本实用新型中采用多级浸出罐浸出、溶剂逆流的方案，降低了留在油料作物中油脂的含量，提高了油脂的得率，同时浸出速度快、时间短、节省能源，应用效果显著。
本实用新型所述的浸出设备也可用于中药粉末或者植物(根、茎、叶、花、果等)粉末中有效成分的浸出，具体浸出过程与上述油料作物粉末中油脂的浸出过程相同，同样可以缩短有效成分的浸出时间、提高有效成分的得率、提高浸出效率、降低能耗。
本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：
本实用新型通过采用分离膜解决了现有浸出设备无法适用于粉末状物料的技术瓶颈，实现了对粉末状物料中有效成分的浸出，而且相比胚片或者颗粒，粉末具有与溶剂的传质面积大、浸出效果好的优势，加之本实用新型中采用多级浸出罐浸出、溶剂逆流的方案，因此从很大程度上能够降低留在物料中的有效成分的含量，充分提高浸出效率和浸出效果，相比传统工艺，有效成分的得率能够提高30％以上。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1中I部位的局部放大图。
图中：1、溶剂进管；2、换热器；3、控制阀；4、搅拌叶片；5、搅拌轴；6、粉末原料进管；7、混合罐；8、电机；9、泵；10、进料管；11、浸出罐；12、浸出物出料管；13、电动阀；14、输料管；15、回流管；16、成品出料管；17、溶剂补充管；18、变径管一；19、固定板；20、进料口；21、分离室；22、出料口；23、变径管二。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述：
如图1、2所示，本实用新型所述的连续浸出设备包括混合罐7和至少两级浸出罐11，混合罐7的容积大于浸出罐11的容积；本实用新型以三级浸出罐11为例对本实用新型做出如下描述：
混合罐7上设有溶剂进管1和粉末原料进管6，溶剂进管1、粉末原料进管6上均安装控制阀3；各浸出罐11内均设有分离室21，分离室21上设有进料口20、出料口22；分离室21的外壁，部分或者全部采用分离膜材料；第一级浸出罐内分离室的进料口通过进料管10与混合罐7连接，进料管10伸入混合罐7内液面以下，进料管10上安装泵9；各浸出罐的下方具有出口，第一级浸出罐的出口处连接浸出物出料管12，第一级浸出罐内分离室的出料口22通过输料管14与第二级浸出罐内分离室的进料口20连通，第二级浸出罐的出口通过回流管15与第一级浸出罐内的分离室的进料口20连通，第二级浸出罐内分离室的出料口22通过输料管14与末级浸出罐内分离室的进料口20连通，末级浸出罐的出口通过回流管15与第二级浸出罐内的分离室的进料口20连通，末级浸出罐内分离室的出料口连接成品出料管16；末级浸出罐内分离室的进料口或者与该进料口连接的输料管上连接溶剂补充管17；浸出物出料管12、成品出料管16以及溶剂补充管17上均安装电动阀13，各回流管15、输料管14上均安装泵9，各电动阀13以及泵9由控制系统进行控制。本实用新型中的分离膜可以采用微滤膜，或者超滤膜，或者纳滤膜，在具体应用时可以根据粉末的粒度进行选择。
本实用新型的工作原理过程如下：
首先，将粉碎(通过磨粉机进行干粉碎或者通过粉碎泵进行湿粉碎)好的粉末原料以及溶剂通入混合罐7中进行充分反应，使粉末原料的有效成分充分浸出，通入适量的粉末原料以及溶剂后，将溶剂进管1、粉末原料进管6的控制阀3关闭即可。
之后通过控制系统根据预先设定程序启动各泵9、电动阀13，混合罐7中的混合物料连续通过进料管10进入第一级浸出罐的分离室21中，进行连续浸出，浸出的有效成分与溶剂的混合物透过分离膜进入该分离室21外的浸出罐11(即第一级浸出罐)中，并通过浸出物出料管12输出；
随着有效成分与溶剂的混合物的输出，整个浸出设备中的溶剂量在减少，因此需要不断对溶剂进行补充，因第一级浸出罐中已经浸出了大部分有效成分，其他级浸出罐浸出的有效成分的量逐级递减，即从其他级浸出罐的出口输出的混合物中溶剂的含量偏高、有效成分的含量较少，因此本实用新型中采用从末级浸出罐补充溶剂的方案，溶剂从溶剂补充管17中补入，并沿溶剂补充管17进入末级浸出罐的分离室21中，溶剂和浸出的有效成分透过分离膜从末级浸出罐出口处的回流管15充入上一级浸出罐11的分离室21中，这样溶剂和有效成分逐级逆流、并经过多级分离室21浸出，最后到达第一级浸出罐的分离室21，这样粉末原料中的绝大多数有效成分都会从浸出物出料管12输出，从而从很大程度上降低了留在余料中的有效成分的含量，有效成分的得率大大提高；
同时，分离室21浸出有效成分后剩余的含蛋白质、溶剂等的余料通过输料管14送入下一级浸出罐11，这样逐级浸出，直到进入末级浸出罐，末级浸出罐中分离室21内的余料中有效成分的含量已经很少，将这些余料通过成品出料管16收集即可。
在实际操作过程中，有效成分与溶剂的混合物会从第一级浸出罐的浸出物出料管12送入后续精制工序，对有效成分进行提取，有效成分浸出后剩余的余料(含蛋白质等)会从末级浸出罐中分离室21出料口22处的成品出料管16进行收集及后续处理(如烘干等工序)，得到含蛋白质等的成品。
本实用新型通过采用分离膜解决了现有浸出设备无法适用于粉末状物料的技术瓶颈，实现了对粉末状物料中有效成分的浸出。因物料在破碎成粉末状物料的过程中，可以很好的打破细胞壁，有利于有效成分的浸出，相比胚片或者颗粒具有与溶剂的传质面积大、浸出效果好的优势，因此通过本实用新型能够充分提高浸出效率和浸出效果。加之本实用新型中采用多级浸出罐浸出、溶剂逆流的方案，使得粉末原料中大部分有效成分被浸出，且所有浸出的有效成分均从第一级浸出罐的浸出物出料管12中流出，相比传统工艺，原料中有效成分的得率能够提高30％以上。
在本实施例中，溶剂进管1上安装换热器2，通过采用换热器2能够使溶剂达到合适的温度，有效提高浸出提取物的浸出速度；混合罐7中安装有搅拌器，搅拌器由搅拌叶片4、搅拌轴5和电机8组成，通过电机8带动搅拌轴5转动，从而使安装在搅拌轴5上的搅拌叶片4转动，实现对溶剂与粉末原料搅拌混合，这样能够将粉末原料中的浸出提取物充分浸出，又能够有效缩短浸出时间，提高浸出效果。
本实施例的各级浸出罐11中，分离室21设置多个，对应多个分离室21设置有固定分离室21两端用的固定板19，对应分离室21在两固定板19上分别设置与分离室21数量相同的板孔；位于上方的固定板19上焊接变径管一18，变径管一18的另一端连接与分离室21的进料口20相连通的进料管10或输料管14；位于下方的固定板19上焊接变径管二23，变径管二23的另一端连接与分离室21的出料口22相连通的成品出料管16或输料管14。以第一级浸出罐为例对本方案进行说明：第一级浸出罐中各分离室21的进料口20通过共同路径(即变径管一18)与进料管10连通，同理，各分离室21的出料口22通过变径管二23与输料管14连通，即溶剂与粉末原料的混合物料通过同一进料管10进入变径管一18并经分离室21的进料口20分配入各分离室21中，且各分离室21浸出有效成分后剩余的余料(含蛋白质等)通过变径管二23汇至输料管14，并经输料管14送入第二级浸出罐的分离室21中。通过多个分离室21能够提高有效成分的浸出效率，提高浸出效果；变径管一18、变径管二23与固定板19焊接的一端的内径均大于其另一端的内径。
本实用新型所述的浸出设备既可以用于中药粉末或者植物(根、茎、叶、花、果等)粉末中有效成分的浸出，也可以用于油料作物粉末中油脂的浸出。现将浸出设备在油料作物粉末中油脂浸出中的应用作出如下描述：
应用时将油料作物粉末以及溶剂送入混合罐7中，使油料作物粉末中的油脂充分浸出，通入适量的粉末原料以及溶剂后，将溶剂进管1、粉末原料进管6的控制阀3关闭，然后通过泵9将混合罐7中的混合物料经进料管10连续打入第一级浸出罐的分离室21中，进行连续浸出，浸出的油脂与溶剂的混合物(即混合油)透过分离膜进入第一级浸出罐中，并通过浸出物出料管12输出；第一级浸出罐中分离室21浸出油脂后剩余的含蛋白质、溶剂等的余料通过输料管14送入第二级浸出罐，这样逐级浸出，直到进入末级浸出罐，末级浸出罐中分离室21内的余料中有效成分的含量已经很少，将这些余料通过成品出料管16收集即可；在浸出过程中，不断从溶剂补充管17向末级浸出罐内的分离室21中补充溶剂，从分离室21中浸出的油脂和溶剂通过回流管15充入第二级浸出罐的分离室21中，这样溶剂和油脂逐级逆流、并经过多级分离室21浸出，最后到达第一级浸出罐的分离室21中，此时油料作物粉末中的绝大多数油脂都已经被浸出。最终，浸出的油脂与溶剂的混合物(即混合油)沿浸出物出料管12中流出，并被送入后续精炼工序进行精炼，而末级浸出罐的分离室21中的余料(含蛋白质等)从成品出料管16送入后续工序进行处理，如通过烘干工序使余料中的溶剂蒸发。传统的油脂浸出工艺大都采用“压胚→烘干→膨化”工艺打破细胞壁，但浸出速度慢、时间长、能耗高，浸出效果不理想；本实用新型则是根据油料的不同先将油料作物粉碎(通过磨粉机进行干粉碎或者通过粉碎泵进行湿粉碎)成粉末状，从而很好的打破细胞壁，有利于油脂的浸出，加之本实用新型中采用多级浸出罐浸出、溶剂逆流的方案，降低了留在油料作物中油脂的含量，提高了油脂的得率，同时浸出速度快、时间短、节省能源，应用效果显著。
Claims (7)
1.一种连续浸出设备，其特征在于：包括混合罐(7)和至少两级浸出罐(11)；混合罐(7)的容积大于浸出罐(11)的容积；混合罐(7)上设有溶剂进管(1)和粉末原料进管(6)，溶剂进管(1)、粉末原料进管(6)上均安装控制阀(3)；各浸出罐(11)内均设有分离室(21)，分离室(21)上设有进料口(20)、出料口(22)；分离室(21)的外壁，部分或者全部采用分离膜材料；
第一级浸出罐内分离室的进料口通过进料管(10)与混合罐(7)连接，进料管(10)伸入混合罐(7)内液面以下，进料管(10)上安装泵(9)；
各浸出罐的下方具有出口，除了第一级浸出罐的出口处连接浸出物出料管(12)以外，其他级浸出罐的出口均通过回流管(15)与各自对应的上一级浸出罐内的分离室的进料口(20)连通；
除了末级浸出罐内分离室的出料口连接成品出料管(16)以外，其他级浸出罐内分离室的出料口(22)均通过输料管(14)与各自对应的下一级浸出罐内分离室的进料口(20)连通；
末级浸出罐内分离室的进料口或者与该进料口连接的输料管上连接溶剂补充管(17)；
浸出物出料管(12)、成品出料管(16)以及溶剂补充管(17)上均安装电动阀(13)，各回流管(15)、输料管(14)上均安装泵(9)，各电动阀(13)以及泵(9)由控制系统进行控制。
2.根据权利要求1所述的连续浸出设备，其特征在于：所述的溶剂进管(1)上安装换热器(2)。
3.根据权利要求1所述的连续浸出设备，其特征在于：所述的混合罐(7)中安装搅拌器。
4.根据权利要求1～3中任一所述的连续浸出设备，其特征在于：各级浸出罐(11)中，分离室(21)设置多个，对应多个分离室(21)设置有固定分离室两端用的固定板(19)，对应分离室(21)在两固定板(19)上分别设置与分离室(21)数量相同的板孔；位于上方的固定板上焊接变径管一(18)，变径管一(18)的另一端连接与分离室进料口(20)相连通的进料管(10)或输料管(14)；位于下方的固定板上焊接变径管二(23)，变径管二(23)的另一端连接与分离室出料口(22)相连通的成品出料管(16)或输料管(14)。
5.根据权利要求4中所述的连续浸出设备，其特征在于：变径管一(18)、变径管二(23)与固定板(19)焊接的一端的内径均大于其另一端的内径。
6.根据权利要求1、2、3或5中所述的连续浸出设备，其特征在于：所述的分离膜采用微滤膜，或者超滤膜，或者纳滤膜。
7.根据权利要求4所述的连续浸出设备，其特征在于：所述的分离膜采用微滤膜，或者超滤膜，或者纳滤膜。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107287028A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-10-24 | 刘玉通 | 一种油料类物料超微粉的醇提取工艺 |
| CN115568616A (zh) * | 2022-10-28 | 2023-01-06 | 云南昆船烟草设备有限公司 | 一种提高烟草提取液浓度的制备工艺 |
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2016
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