TWM626514U

TWM626514U - 萃取系統

Info

Publication number: TWM626514U
Application number: TW110215471U
Authority: TW
Inventors: 蔡依潔; 陳仲仁
Original assignee: 財團法人食品工業發展研究所
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-05-01
Also published as: CN217367249U

Abstract

本創作係關於一種萃取系統，其包括一容置槽及一壓力控制模組。容置槽包括一外筒、一內筒及一閥門。內筒設置於外筒內，並具有一內部容置空間，外筒與內筒之間形成一外部容置空間。閥門連通外部容置空間及內部容置空間。壓力控制模組分別連通外部容置空間及內部容置空間，以分別並同時控制外部容置空間內之壓力及內部容置空間內之壓力。

Description

萃取系統

本創作案係關於一種萃取系統，尤其是關於可應用於食品加工之萃取系統。

一般來說，「萃取」係指利用化合物在兩種互不相溶(或微溶)的溶劑中由於溶解度(或分配係數)的不同，使化合物從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中，並經過反覆多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來的方法。

隨著技術的進步。萃取方法亦可普遍應用於食品加工上。目前現行常見的萃取方式例如包括索氏萃取、熱回流萃取、攪拌萃取、浸漬萃取以及固液萃取等方式，並搭配鹼萃取、酸水解或鹼性過氧化氫處理等作為萃取之主要製程。另外，有時亦會搭配酵素輔助處理。然而，上述萃取方式通常具有需要較長的操作或反應時間，萃取的樣品量需求大，在萃取過程中伴隨著使用大量的有機溶劑，且長時間的加熱造成有效成分活性的降低，最終得到的萃取樣品濃度偏低，萃取效率不高等問題。此外，除需要高人力成本外，對環境、人體健康也可能造成影響。因此近年國內外開始研究新穎之萃取方法。舉例來說，由於超音波頻率高、波長短，故具有傳播方向固定、能量大、穿透能力強及空穴效應等多項特性，而開始有超音波輔助萃取之方法。與傳統萃取方法相比，超音波萃取能使萃取液達到充分混合接觸，加速物質與溶劑之膨潤與水合，促進溶劑的滲透、縮短目標活性成分的溶解平衡時間、提高活性成分的擴散速率，改善傳統溶劑萃取的缺點，可有效縮短萃取時間；同時，可降低溶劑使用量，節約成本，是一種對環境友善的萃取方法。在這種萃取操作過程中，能在低溫常壓下操作，避免低沸點物質揮發，可以最大限度地保留萃取物中生物活性物質及各種營養成分的天然結構，避免了高溫處理的熱效應，引起有效成分的變化、損失、破壞及生理活性的降低等問題；同時提高活性成分的萃取率與品質，增加萃取效果，減少雜質成份的溶出，純度高，有效成分易於分離、純化；在安全性和操作方便性方面亦較其他萃取方式高。

高強度超音波相較於傳統與微波、超臨界流體、分子蒸餾萃取方法而言成本較低、可重複性、操作簡單易實施，且有效地可替代其他萃取的方法，在工業上可應用來提高食品、天然植物材料或是中草藥領域中生物活性物質之萃取進而加以利用。藉由萃取條件的改變，超音波萃取方法可解決傳統式萃取耗時、有效物質熱破壞並降低生產成本等優勢。

超音波輔助萃取方式有上述產業優勢，然而單頻超音波容易產生駐波而減少空化作用發生，複頻操作增強機械震動，融入更多氣體而導致空化核增多。藉由空化過程交互影響，低頻負壓降低空化閾值，共振頻率接近，增加空化核數目及作用，可使聲場更均勻，還出現倍頻波等不同波形來提高空化作用。另外，藉由機能成分與頻率共振響應，可以同時萃取不同機能性成分，使機械設備多功能化。加上近幾年壓力調節超音波輔助萃取技術被研究開發來更進一步提高萃取效率。

目前在文獻及專利搜尋中，壓力調節輔助超音波輔助萃取及加壓萃取後能瞬間釋壓進行減壓萃取之連續製程資料較少。因此，開發一種壓力調節超音波輔助萃取裝置，整合超音波源與壓力鍋萃取槽，優化萃取品質，是為業界所企盼。

緣是，為達上述目的，本創作的一實施例提供一種萃取系統，其中萃取系統包括一容置槽及一壓力控制模組。容置槽包括一外筒、一內筒及一閥門。內筒設置於外筒內，並具有一內部容置空間，外筒與內筒之間形成一外部容置空間。閥門連通外部容置空間及內部容置空間。壓力控制模組分別連通外部容置空間及內部容置空間，以分別並同時控制外部容置空間內之壓力及內部容置空間內之壓力。

在附圖及下列敘述中闡述本說明書中所描述之標的之一或多個實施例之細節。標的之其他特徵、態樣及優點將自描述、圖式及技術方案變得顯而易見。

1:萃取系統

2:容置槽

3:壓力控制模組

4:密封蓋

5:外殼

6:超音波模組

7:溫度控制模組

11:第一壓力源

12:第二壓力源

20:內筒

22:外筒

24:閥門

26:出口管路

30:第一壓力感測器

32:第二壓力感測器

34:壓力控制器

36:壓力安全控制模組

38:安全閥

39:手動洩壓閥

40:進料口

50:儀表板

52:操作面板

60:超音波控制器

62:超音波功率源

64:第一頻率發射元件

66:第二頻率發射元件

68:掃頻模組

70:溫度控制器

72:溫度感測器

74:加熱元件

76:冷卻元件

111,121:管道

200:內部容置空間

202:開口

204:側壁

220:外部容置空間

222:開口

為更清楚了解本創作及其優點所能達成的功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例的表達形式詳細說明如下。

圖1為本創作案一實施例所揭露之一萃取系統之示意圖。

圖2為本創作案一實施例所揭露之一萃取方法之流程圖。

為更清楚了解本創作的特徵、內容與優點及其所能達成的功效，茲將本創作配合附圖，並以實施例的表達形式詳細說明如下，而其中所使用的圖式，其僅為示意及輔助說明書之用，而不應就所附的圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作的申請專利範圍。

本創作主要提供一種萃取系統以1及萃取方法，利用壓力調節及超音波輔助的高效率方式對一待萃取物質之溶液進行萃取。圖1為本創作案一實施例所揭露之一萃取系統1之示意圖。在本實施例中，萃取系統1包括一容置槽2、一壓力控制模組3、一密封蓋4及一外殼5。外殼5用以容納容置槽2及壓力控制模組3。密封蓋4以可拆卸的方式設置於容置槽2上。

容置槽2包括一內筒20、一外筒22、一閥門24以及一出口管路26。內筒20設置於外筒22內，並具有一內部容置空間200，用以容置待萃取物質；外筒22與內筒20之間形成一外部容置空間220，用以容置待萃取物質。內筒20及外筒22上方之開口202、222由密封蓋4所封閉。本實施例的內筒20及外筒22是圓柱形狀，並且兩者同心，內筒20及外筒22的高度大致上相同，而外筒22的寬度大於內筒20的寬度。外筒22與內筒20的材質可以是金屬，例如不銹鋼，並且以焊接的方式分別固定至容置槽2之底座。出口管路26設置於外筒22上並以可啟閉的方式連通外部容置空間220，以將完成萃取之液體自容置槽2經由出口管路26排出。

密封蓋4具有可啟閉之一進料口40，其連通萃取系統1之外界及內筒20之內部容置空間200，藉此可將待萃取物質從進料口40置入內筒20之內部容置空間200。

閥門24貫穿內筒20的側壁204，以連通外筒22內的外部容置空間220及內筒20內的內部容置空間200。閥門24可以是一電子控制式洩放閥。待萃取物質可從內筒20之內部容置空間200經由閥門24而移動至外筒22之外部容置空間220中。舉例來說，可將閥門24設置於內筒20之側壁204的底端，藉由重力或壓力差而直接使待萃取物質從內筒20直接流動至外筒22之外部容置空間220中。

在本創作一實施例中，提供一第一壓力源11，經由貫穿外殼5、外筒22及內筒20之一管道111而連通至內部容置空間200中，以提供一第一壓力至內部容置空間200。另可提供一第二壓力源12，經由貫穿外殼5及外筒22之一管道121而連通至外部容置空間220中，以提供一第二壓力至外部容置空間220中。

壓力控制模組3分別並同時控制外部容置空間220內之壓力及內部容置空間200內之壓力。在本實施例中，壓力控制模組3更包括一第一壓力感測器30、一第二壓力感測器32以及一壓力控制器34。第一壓力感測器30用以量測內部容置空間200內之壓力，並根據所量測到的壓力傳送一第一壓力訊號至壓力控制器34。第二壓力感測器32用以量測外部容置空間220內之壓力，並根據所量測到的壓力傳送一第二壓力訊號至壓力控制器34。壓力控制器34用以接收第一壓力訊號以及第二壓力訊號，以調整外部容置空間220之壓力及內部容置空間200內之壓力。

在本實施例中，壓力控制器34可電性連接第一壓力源11及第二壓力源12，以自動控制第一壓力源11及第二壓力源12所分別提供之壓力。在本實施例中，第一壓力源11可包括一加壓元件，例如空壓機，其施加壓力可以為0至7kgf/cm²之間，用以對上述容器腔加壓。在一實施例中，加壓元件之施加壓力可以為0至5kgf/cm²之間。在本實施例中，第二壓力源12可包括一減壓元件，例如一真空幫浦，其施加壓力可以為0至700mmHg。在一實施例中，減壓元件之施加壓力可以為0至500mmHg。壓力控制器34可具有一壓力參數，壓力控制器34依據壓力參數及壓力感測訊號，可選擇性地控制第一壓力源11(加壓元件)及第二壓力源12(減壓元件)的啟閉。當待萃取物質採用高壓處理時，加壓可提高溶氣量，提高空化效應作用，也提高氣泡破壞強度。當待萃取物質採用減壓處理時，利用在低溫下萃取可降低溶劑溶氣量、黏度與表面張力，影響超音波空化效應的原理，來提取熱敏感與易氧化物質。當待萃取物質從高壓的內筒移到外筒時，即為使用瞬間壓差處理(instantaneous controlled pressure drop process，DIC)，這種壓力調節方式會促進材料內水分蒸散，膨脹與空洞化而提高接觸面積及降低擴散阻抗來提升萃取效率。

在本實施例中，萃取系統1更包括一壓力安全控制模組36及一安全閥38，安全閥38設置於密封蓋4上方，並連通至容置槽2(未圖式)。安全閥38的壓力值可以是1.2kg/cm²。壓力安全控制模組36用以控制當容置槽2內的萃取壓力異常時可啟動安全閥38而自動對容置槽2洩壓，以確保萃取過程中的安全性。

本實施例的萃取系統更包括一手動洩壓閥39，設置於密封蓋4上方，並連通至容置槽2(未圖式)。手動洩壓閥39的壓力調整值可以是1至30PSI(pound per square inch)之間。使用者可以主動操作手動洩壓閥39以調降容置槽2內的壓力至所預期的數值。

在本實施例中，萃取系統1更包括一超音波模組6，其包含一超音波控制器60、至少一個超音波功率源62、至少一個第一頻率發射元件64以及至少一個第二頻率發射元件66。第一頻率發射元件64設置於內筒20的側壁204的外側表面上，以對內部容置空間200提供至少一第一頻率的超音波震盪。第二頻率發射元件66設置於外筒22之外側表面上，以對外部容置空間220提供至少一第二頻率的超音波震盪。在本實施例及部分的實施例中，第一頻率發射元件64以及第二頻率發射元件66可分別同時對內部容置空間200及外部容置空間220提供多個頻率之超音波震盪。舉例來說，第一頻率及第二頻率可以是28、68及/或133kHz。

在本實施例中，萃取系統1更包括一掃頻模組68，用以分別量測超音波模組6提供至內部容置空間200及外部容置空間220之超音波頻率。在另一實施例中，萃取系統更包括一能源密度量測裝置，用以量測施加至內部容置空間200及外部容置空間220中之能源密度。藉此，根據所量測到的超音波頻率或能源密度傳送至超音波控制器60來調整超音波模組6之輸出。超音波模組6及掃頻模組68的結構與運作方式為本領域人士中具有通常知識者所熟知之技術，故不在此詳述。在本文中，「能源密度」是指超音波模組對單位待萃取物之重量所提供之功率，其單位可以是W/g(瓦特/克)。在一實施例中，萃取功率可介於0至300W。在本實施例中，掃頻模組68可包括一電壓相位感測器，設置於容置槽2之底部或側壁，用以調控操作電壓相位變化，回授工作點而提高至原始頻率及降低駐波發生。

在本實施例中，萃取系統1更可包括一溫度控制模組7，用以控制內筒20與外筒22內萃取液之溫度。其中，溫度控制模組7可包括一溫度控制器70、二溫度感測器72、一加熱元件74及一冷卻元件76。溫度感測器72分別連接內筒20與外筒22，用以量測內筒20與外筒22內之萃取液的溫度並根據該溫度產生一溫度感測訊號。溫度控制器70電性連接於溫度感測器72，並接受上述溫度感測訊號。加熱元件74連接於內筒20與外筒22及溫度控制器70，用以根據溫度控制器70的指令來加熱內筒20與外筒22內之待萃取物質。冷卻元件76連接於內筒20與外筒22及溫度控制器70，用以根據溫度控制器70的指令冷卻70內之待萃取物質的溶液。溫度控制模組7依據設定溫度參數以及溫度感測訊號，可選擇性地用以控制加熱元件74及冷卻元件76的啟閉。在本實施例中，運用加熱元件74與冷卻元件76可使萃取溫度介於0至199℃之間。

此外，外殼5上可設有儀表板50及操作面板52，儀表板50可顯示內筒20與外筒22之溫度、超音波頻率、能源密度、操作時間、壓力等。操作面板52可操作上述之溫度、超音波頻率等、操作時間、壓力等數值。

圖2為本創作案一實施例之一萃取方法之流程圖。本創作案之一實施例提供一種萃取方法，其包括下列步驟。在步驟S110，提供上述之萃取系統1。

在步驟S120，將一待萃取物質溶液置於容置槽之內筒內。舉例來說，待萃取物質的製備方式可包括：將待待萃取物質以生鮮原料方式直接加水置入攪拌機內打成漿液，以作為待萃取溶液；或是將其以熱風或冷凍乾燥方法乾燥後，進行磨粉處理，取得待萃取粉末原料，加入萃取溶劑(例如水)後形成一待萃取溶液。在一實施例中，原料與萃取溶劑之重量百分比為1：10至1：50g/mL。

在步驟S130，對容置於內筒之待萃取物質進行一第一萃取處理。在本實施例中，其中第一萃取處理進一步包括對待萃取物質加熱至一第一溫度。第一萃取處理亦可包括對待萃取物質施加一第一超音波震盪。第一萃取處理進一步亦可包括對待萃取物質施加一第一壓力。

關於第一萃取處理的加熱處理，可將內筒中之待萃取物質於一時段內加熱至一定值(例如維持在80℃)。在其他實施例中，可於不同時段依序將提供待萃取物質不同的加熱溫度(例如在第一時段20分鐘中待萃取物質加熱至60℃及在第二時段40分鐘中將待萃取物質加熱至80℃)。

關於第一萃取處理的超音波震盪，在一實施例的步驟S130的第一萃取處理中，可先開啟低頻對物料細胞壁進行有效的破壞於第一時段(例如起初之15、30、60分鐘)，以增大微孔的直徑，縮短擴散質傳距離，提高內擴散質傳效率；接著於第二時段(例如接下來之15、30、60分鐘)開啟高頻超音波，提高振動效應，使溶質可以迅速地擴散進入溶劑中，提高萃取效率。

在另一實施例的步驟S130的第一萃取處理中，可於一時段(例如15、30、45、60分鐘)同時開啟低頻與高頻超音波增強機械震動，融入更多氣體而導致空穴核增多，可使聲場更均勻，甚至出現倍頻波等不同波形來提高空穴作用，進而增加萃取效率。

關於第一萃取處理的壓力施加，類似於前述的加熱處理，可以僅於一時段提供相同之壓力，或是於不同時段提供相異之壓力。

在本創作所揭露的步驟S130中，可以根據待萃取物質的特性，調整在第一萃取處理中的超音波震盪、能源密度、壓力施加以及溫度控制等模式，可以維持定值，或是在不同時段內提供不同的超音波頻率、能源密度、壓力及/或溫度。在一些實施例中，亦可在第一萃取處理中僅採用超音波頻率、壓力及溫度調整之至少一者。

接著，在第一萃取處理完成後，在步驟S140中，將待萃取物質通過閥門24導入至容置槽2之外筒22。在一實施例中，當第一萃取處理已達到一預定操作時間後，閥門24即可自動或手動開啟，內筒20內之待萃取物質即通過閥門24落入外筒22的第二容置空間220內。

在步驟S150，對容置於外筒22內之待萃取物質進行一第二萃取處理。其中第二萃取處理包括待萃取物質施加一第二壓力，且第一萃取處理中所施加的第一壓力大於第二萃取處理所施加的第二壓力。在本實施例中，第二萃取處理進一步包括對待萃取物質加熱至一第二溫度。第二萃取處理進一步包括對待萃取物質施加一第二超音波震盪。

在一實施例中，類似於第一萃取處理，在第二萃取處理中，可以根據待萃取物質的特性，調整在第二萃取處理中的超音波震盪、壓力施加以及溫度控制等模式，可以將該些操作數值維持定值，或是在不同時段內提供不同的超音波頻率、能源密度、壓力及/或溫度。在一些實施例中，亦可在第二萃取處理中僅採用超音波頻率、壓力及溫度調整之至少一者。

在本實施例中，第一壓力及第二壓力的壓力範圍介於絕對壓力0-5kgf/cm²；第一溫度以及第二溫度範圍介於0至199℃；以及第一超音波震盪之頻率及第二超音波震盪之頻率範圍介於28至133kHz。

在本實施例中，萃取方法更包括在步驟S130及S150中，分別量測第一超音波震盪之頻率及第二超音波震盪之頻率，或分別量測施加至外部容置空間及內部容置空間中之能源密度。藉此，根據所量測到的第一超音波震盪之頻率及第二超音波震盪之頻率或能源密度，來調整第一超音波震盪及第二超音波震盪的強度，以達到較佳之超音波震盪效果。

此外，關於第一及第二萃取處理的壓力施加，在一實施例中，可僅單獨在內筒20及外筒22之其中之一者進行加壓、或僅單獨進行減壓操作。即，可根據實際需求，而僅於第一萃取處理進行加壓，或僅於第二萃取處理進行減壓。

在本創作的實施例中，藉由本案內筒20與外筒22的同圓心雙筒結構設計進行壓差操作，可以在內筒20加壓結束後，快速移至外筒22進行減壓操作。也就是說，待萃取物質可首先於容置槽2之內筒20中進行加壓萃取，接著通過閥門24移至外筒22中。在待萃取物質由加壓之內筒20進入減壓之外筒22的過程中，因壓力快速降低造成瞬間壓力差，待萃取物質內部的壓力向外釋放，原料結構進而迅速被破壞，增加內部萃取物質釋出效果；另外，在外筒22進行減壓操作的時，內筒20亦可同時進行下一批待萃取物質的加壓萃取，可半連續化操作，以達到有效縮短萃取時間與提高萃取效率之效果。

在本創作中，萃取系統1可針對不同特性之生物材料，運用製程組合與結構設計提高萃取效率。在一實施例中，利用多個頻率組合萃取方式，即可先開啟低頻對待萃取物質細胞壁進行有效的破壞，以增大微孔的直徑，縮短擴散質傳距離，提高內擴散質傳效率；接著開啟高頻超音波，提高振動效應，使溶質可以迅速地擴散進入溶劑中，提高萃取效率。

在另一實施例中，可同時開啟低頻與高頻超音波增強機械震動(例如同時開啟28kHz、68kHz或133kHz之頻率)，融入更多氣體而導致空穴核增多，可使聲場更均勻，甚至出現倍頻波等不同波形來提高空穴作用，進而增加萃取效率。

也就是說，本創作案之萃取方法是利用超音波模組震盪待萃取物質進行超音波輔助萃取製程，可同時或選擇性的複頻組合(不同頻率依序操作)、複合操作(同時開啟不同頻率進行萃取)、溫度控制及壓力調節組合(不同萃取壓力依序操作)操作。內筒20與外筒22內之超音波、溫度及壓力之控制均可根據實際需求，例如待萃取物質的生物特性進行調整。

在步驟S160，當第二萃取處理結束，即可手動或自動開啟出口管路26取出已萃取之溶液。

以下介紹本創作所提供之壓力調節及超音波輔助之萃取系統1應用於馬齒莧原料萃取實施例結果。首先，進行超音波輔助萃取時，皆以水做為萃取溶劑，萃取起始溫度控制在40℃，取經配製好前處理後之原料液置入萃取系統1之容置槽2內，接著利用壓力控制模組及超音波模組進行萃取，並可調整萃取參數，萃取後之萃取液取得濾液後，進行指標成份含量分析。此部分探討之超音波萃取操作參數包含料液比、頻率、能源密度、複頻組合(不同頻率依序操作)、複合操作(同時開啟不同頻率進行萃取)及壓力調節組合(不同萃取壓力依序操作)處理等，對照組為傳統熱水(95℃)萃取。

第一組實驗

在第一組實驗中，申請人對本創作案之萃取系統1與傳統批次次系統進行實驗比較，以加減壓並採用超音波輔助萃取對待萃取物質(馬齒莧生鮮原料)之黏多醣萃取率之影響，壓力、超音波頻率、溫度等參數均相同，實驗結果如下表1：

由上表所示，本創作案之半連續式萃取系統1相較於傳統批次式萃取率效果雖僅增加3.4%之萃取率，但本創作之同心雙筒之容置槽2設計相較於批次式單筒槽機構，更有兩項明顯之優點如下：

第一，如欲在相同操作時間下達到相近萃取率，批次式單筒槽機構需要有兩套單筒槽試驗設備進行串聯操作，但本創作具有雙筒槽之萃取系統只需要一套即可。這樣的操作下，本創作之系統相較於批次式機構可降低約35%設備成本(約為新台幣56萬元)，及50%的設備空間。

第二，關於製造成本及設置空間，以一套批次式單筒槽機構進行萃取，若欲達到與本創作之萃取系統1相近之萃取率，在操作過程中需要讓壓力回到常壓後，再進行更換加減壓設備進行加減壓操作，因此會增加操作時間；但本創作之設備不需要如此繁複的流程。因此，以本創作之萃取系統與一套批次式機構相比，本創作之萃取系統1可以縮短約30%(約15分鐘)的製程時間。

第二組實驗

在第二組實驗中，使用不同原料之型態，萃取30分鐘。

第一種原料型態：馬齒莧粉，在常壓、5kgf/cm²及500mmHg等不同操作壓力下，採用超音波頻率28kHz、溶液比例1：20g/mL、能源密度0.05W/g、萃取時間30分鐘等相同實驗狀態，其黏多醣萃取率較傳統熱水萃取分別提高81.3、143.8及123.8%，如下表2所示。

第二種原料型態：馬齒莧生鮮原料漿液，在常壓、5kgf/cm²及500mmHg等不同操作壓力下，採用超音波頻率28kHz、料液比例1：20g/mL、能源密度0.05W/g及萃取時間30分鐘等相同實驗狀態，其黏多醣萃取率較傳統熱水萃取分別提高40.9、150.3及84.3%，如下表3所示。

從上述第二組實驗可輕易得知，不論採用常壓、加壓或減壓的方式，均可提升萃取率。且採用加壓或減壓之萃取率均較傳統水萃及常壓高。

第三組實驗

在本組實驗中，是採用料液比例1：10g/mL之馬齒莧生鮮原料漿液，改變不同能源密度及萃取時間來進入量測。

第一種情況是以不同之能源密度進行實驗：採用能源密度0.05W/g、頻率28kHz、萃取30分鐘之情況下，其常壓、減壓(500mmHg)、加壓(5kgf/cm²)之黏多醣萃取率分別為31.0、35.9、41.6%，較傳統熱水萃取之黏多醣萃取率(17.7%)高13.3、18.2、23.9%；若利用能源密度0.1W/g進行輔助萃取時，萃取30分鐘後其常壓、減壓(500mmHg)、加壓(5kgf/cm²)之黏多醣萃取率則分別為35.6、39.1、46.9%，顯著較傳統熱水萃取黏多醣萃取率增加17.9、21.4、29.2%。

第二種情況是以不同萃取時間進行實驗：以超音波頻率28kHz、溶液比例1：10g/mL、在常壓下搭配能源密度0.05W/g進行萃取120分鐘，其黏多醣萃取率為42.0%，大約相當於以壓力5kgf/cm²搭配能源密度0.05W/g進行萃取30分鐘之黏多醣萃取率(41.6%)，又較傳統熱水萃取120分鐘萃取率提高13.8%。若在常壓下搭配能源密度0.1W/g進行萃取120分鐘，其黏多醣萃取率為45.8%，分別比以壓力500mmHg搭配能源密度0.1W/g進行萃取30分鐘及傳統熱水萃取120分鐘黏多醣萃取率提高6.7及17.6%。詳細數據如下表4。

第三種情況是複頻組合，即不同頻率依序操作進行萃取。

在相同能源密度(0.05W/g)下，利用不同萃取頻率依序組合操作，結果顯示以28kHz頻率先進行萃取可以得到較高之黏多醣含量，以第1組(依序超音波28kHz執行15分鐘及68kHz執行15分鐘)及第2組(依序28kHz執行15分鐘及133kHz執行15分鐘)之黏多醣萃取率為42.1及35.1%，是複頻組合(依序執行15分鐘及15分鐘)超音波輔助萃取中黏多醣含量最高之兩組。第3組(依序28kHz執行15分鐘及68kHz執行15分鐘)之黏多醣萃取率(42.1%)，分別較第4組(依序68kHz執行15分鐘及28kHz執行15分鐘)、第5組(依序133kHz執行15分鐘及28kHz執行15分鐘)及第6組(傳統熱水萃取30分鐘)高9.9、9.7及24.4%。

第四種情況是複頻複合，即同時開啟不同頻率進行萃取。

在相同能源密度(0.05W/g)下，同時利用不同萃取頻率複合操作。結果顯示利用複頻複合式萃取30分鐘，馬齒莧生鮮原料黏多醣之萃取效果皆較傳統熱水萃取好，並且以同時開啟28+68+133kHz處理之組別所萃取得到之黏多醣萃取率為最高48.2%，較傳統熱水萃取高30.5%；亦分別比同時開啟28+68、28+133與68+133kHz萃取率增加3.8、8.6與19.1%；且較複頻組合式(依序28kHz執行15分鐘及68kHz執行15分鐘，如圖3所示)處理之黏多醣萃取率(42.1%)高6.1%。

綜合上述，本創作提供之一種萃取系統及其萃取方法，整合超音波源、壓力萃取容置槽及二壓力源(例如真空幫浦與空壓機系統)。藉由內外筒的設計，使萃取物質能於內筒及外筒進行不同之萃取處理，且能將萃取物質快速從內筒移至外筒，以進行加減壓處理，提高壓力調節過程之便利性，且大幅縮小裝置之體積。同時可搭配多頻超音波處理，依原料特質、產品需求，進行萃取製程，使超音波能與萃取物料充分接觸，提高超音波能源操作效率，達到提高萃製物品質，更能進一步擴大應用範圍及縮短製程時間等目的。

此外，本創作之壓力、超音波頻率、能源密度及溫度參數，均可根據待萃取物質之特性或產品需求進行調整，以達到最適化之目的。

儘管本說明書含有許多具體實施細節，但此等不應被解釋為限制任何特徵或可主張之內容之範疇，而應被解釋為描述特定於特定實施例之特徵。本說明書中在單獨實施例之內文中所描述之特定特徵亦可在一單一實施例中組合實施。相反地，在一單一實施例之內文中描述之各種特徵亦可在多個實施例中單獨實施或在任何適合子組合中實施。再者，儘管特徵可在上文被描述為以特定組合作用且甚至最初如此主張，但來自一所主張組合之一或多個特徵可在一些情況中自組合刪除，且所主張組合可能係關於一子組合或一子組合之變型。

已參考實施例闡述本創作且為理解本創作特徵之特定應用可個別地及/或以各種組合及/或在各種類型的上實踐。而且，熟習此項技術者將認識到在不背離本創作的範疇的情況下，可對實施例在其應用的任一者中進行各種修改。此外，替代實施例可以不同組成材料、結構及/或空間關係來進行，且仍歸屬於本創作的範疇內。鑒於上述情況，本創作應僅限於由本創作案或任何相關申請案揭示之申請專利範圍的範圍。

本文中的用語「一」或「一種」係用以敘述本創作之元件及成分。此術語僅為了敘述方便及給予本創作之基本觀念。此敘述應被理解為包括一種或至少一種，且除非明顯地另有所指，表示單數時亦包括複數。於申請專利範圍中和「包含」一詞一起使用時，該用語「一」可意謂一個或超過一個。此外，本文中的用語「或」其意同「及/或」。

除非另外規定，否則諸如「上方」、「下方」、「向上」、「左邊」、「右邊」、「向下」、「頂」、「底」、「垂直」、「水平」、「側」、「較高」、「下部」、「上部」、「上方」、「下面」等空間描述係關於圖中所展示之方向加以指示。應理解，本文中所使用之空間描述僅出於說明之目的，且本文中所描述之結構之實際實施可以任何相對方向在空間上配置，此限制條件不會改變本創作各實施例之優點。舉例來說，在一些實施例之描述中，提供「在」另一元件「上」之一元件可涵蓋前一元件直接在後一元件上(例如，與後一元件實體接觸)的狀況以及一或多個介入元件位於前一元件與後一元件之間的狀況。

如本文中所使用，術語「大致」、「實質上」、「實質的」及「約」用以描述及考慮微小之變化。當與事件或情形結合使用時，該等術語可意指事件或情形明確發生之情況以及事件或情形極近似於發生之情況。

以上所述之實施例僅係為說明本創作之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本創作之內容並據以實施，當不能以之限定本創作之專利範圍，依本創作所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本創作之專利範圍內。