电穿孔处理甜菜丝的方法及其实现设备的制作方法

专利名称：电穿孔处理甜菜丝的方法及其实现设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是更好地从植物材料中提取并且获得组分的一种技术，尤其从甜菜 或者甜菜丝中获取。此外本发明还涉及实施该技术的设备。
背景技术：
为了从生物材料中分离出组分，通常有必要打开生物材料的细胞膜。对此存在各 种可能。尤其是在制糖工业中，通常首先要对甜菜通过机械切割、摩擦或者翻滚进行加工。 通常借助碎末切割机将甜菜加工成铅笔一样粗的甜菜条。接下来通过热处理法破碎细胞提 取组分。此时由于温度影响甜菜条的细胞膜发生变性，从而使所需要的组分得以分离出来。 此外，几十年前，电穿孔技术就已经被人们认知。通过施加电压使渗透细胞膜成为可能。接 下来，在电穿孔中这样一种提取方法是可行的。专利DE 101 44 486 Cl描述了在工业生产规模中用脉冲电场打开生物细胞的一 种技术。所描述的技术是借助一个融入加工过程的反应器来实现的。该加工过程或者运输 路线贯穿在流体的反应器部分，借此来使生物材料暴露在脉冲电场的作用下。专利SU 100 57 58 A描述的是尤其将甜菜作为生物材料的一种电穿孔技术。在 这种技术中这样设计，在一个切割机中将甜菜交替进行电穿孔加工和切割。专利DE 101 44 479 Al描述的同样是一种对于整个甜菜的电穿孔技术。该技术 在一个滚筒反应器中实施。该滚筒反应器由一个装满水的桶构成，其中滚筒可以在桶中转 动。要进行电穿孔处理的甜菜借助固定在滚筒上的夹子穿行在水中。借助位于桶底或者在 滚筒上的电极和对电极来进行电穿孔加工。除了对整个甜菜进行电穿孔处理外，对甜菜丝的电穿孔处理也是人们已经认知 的。专利SU 764 643描述的是对甜菜丝的电穿孔加工。这里，该电穿孔加工借助一个 输送设备运送甜菜丝来进行，其中输送设备由一个具有传导能力的传送带构成。Zagorulko (Zagorulko, A. Ya. ；Novye Fiz. Metody Obrabotki Pishch. Produktivo, 1958 Vol. 1，21-27)描述了一种用电穿孔加工甜菜丝的电穿孔设备。设备由两 个有凹槽的螺旋桨构成，这两个螺旋桨相对反转，推动甜菜丝挤过一个1至2mm的空隙，在 这个空隙中电场发挥作用。现有技术的缺点在于，所描述的设备设计了借助传动带、滚筒、输送转筒或者类似 物来强制输送所要进行分离的甜菜或者甜菜丝。这种强制输送会造成，在提取前，甜菜丝由 于强大的机械力破损，而受到很大程度上的损坏，从而导致后续进行的提取效率低下。这样 有可能造成有价值的需要分离出来的组分流失。在 Guliy et al. (CITS Proceedings Madrid 2003, Intern. Commission for Sugar Technology, Seiten 303 bis 315，Verlag A. Bartens, 2003)中描述了另外一种可 能，来将甜菜丝输送到一个电穿孔设备中。按照这种可能，甜菜丝和液体被抽吸到电穿孔设 备中。但这有个前提条件，甜菜丝相互之间距离较大、密度低，从而不至于在传送过程中造成障碍和堵塞。缺点在于，以这种方式在进行电穿孔时就不可能实现甜菜丝的高填充密度。 相应地这也会造成提取的效率低下。

发明内容
因此，本发明是基于这样一个技术问题，即阐述一种操作简单、不易受干扰尤其是 不易被阻碍的、改善了的尤其是产出提高了的方法，来从植物材料中获取组分，最好是电穿 孔加工植物材料尤其是甜菜或者甜菜丝，其中一方面可以达到一个高的碎化的植物材料尤 其是甜菜丝的充填密度，另一方面在提取组分之前尤其是在电穿孔加工之前防止碎化的植 物材料尤其是甜菜丝受到机械负荷和损坏。本发明涉及一种从植物材料中提取组分的方法，包括以下步骤(a)切碎植物材料，使其形成一个碎化的植物材料固相，(b)将碎化的植物材料浸泡到一个输送液体中，从而得到一个固相和液相，(C)将该混合物不受压力地冲入一个非接触式的反应室中，(d)输送固液混合物通过非接触式反应室时，使其受到能量的非接触式作用而从 植物材料中提取组分，(e)利用吸力辅助导走含有组分的固液混合物，其中借助一个抽吸元件将液相吸 走，并且借助一个机械地作用于它的输送元件将固相从反应室中导走。本发明尤其涉及一种方法，其中非接触式反应室是一个机械反应室。在一个优选的实施例中该反应室是一个电反应室。在本发明中非接触式反应室是这样一个反应室，在这个反应室中碎化的植物材料 暴露在这样能量的环境中，它使植物材料释放出组分，但机械上以及物理上对植物材料没 有作用，其中在优选的实施例中这种能量是一种电能和/或者声能，尤其是超声波能量。“非 接触”尤其是这样理解的，植物材料既没有受到机械元件的挤压、压碎、挤碎、切碎或者其它 借助机械元件的直接物理作用的接触，其中植物材料与反应室内壁的接触在本发明的意义 中不算接触。在本发明中，非接触式处理或者非接触式作用是这样理解的，在这种处理中能 够使植物材料释放出组分，而不需要一种能量物理上接触植物材料，像对植物材料施加压 力或者摩擦力的元件或者设备所施加的那样。在一个优选的实施例中，本发明的机械反应室上具有一个释放声能、尤其是超声 波能量和/或者冲击波的设备。因此，在一个实施例中本发明也涉及一种技术方法，其中非接触式作用是一种超 声波或者冲击波处理。在一种特别优选的实施例中，非接触式反应室被用作物理反应室和电反应室，也 就是说，它既有一个释放超声波和/或者冲击波的设备，又有一个释放电能的设备。本发明尤其包含这样一种从植物材料中提取组分的技术方法，包括这些步骤(a)将植物材料碎化成形成固相的碎化的植物材料，(b)将碎化的植物材料浸泡到一种输送液体中，从而获得一个固液相，(c)将固液相不受压力作用地冲入一个电反应室，(d)输送固液相通过电反应室，同时对其实施一个电能处理而从碎化的植物材料 中提取组分，
(e)用抽吸辅助的方法导走含有所提取的组分的固液相，其中液相借助一种抽吸 元件抽吸走，固相借助一种机械地作用于它的运送元件将它从电反应室中导走。本发明通过这样一种从块根尤其是甜菜中提取组分尤其是糖的技术方法来解决 它的基础技术问题，包含步骤(a)将块根尤其是甜菜切碎成形成固相的甜菜丝，(b)将甜菜丝带入尤其是浸入一种输送液体中，从而得到一个固液相，尤其是甜菜 丝-输送液体的混合物，(c)将固液相不受压力地冲入一个电能处理设备，(d)输送固液相通过电能处理设备，同时实施电能处理来从甜菜丝中提取组分，(e)用抽吸的方法导走含有所提取的组分的固液相，其中液相借助一种抽吸元件 抽吸，固相借助一种机械地作用于它的运送元件将它从电能反应室中导走。按照本发明的技术方法的第一步是初步准备植物材料，尤其是甜菜，将它切碎，尤 其是被捣成碎化的植物材料，尤其是甜菜丝。在一种特别优选的实施例中接下来这样描述本发明，即借助一个电反应室和一个 在里面实施的电能处理来从植物材料中提取组分。接下来叙述的具体的技术学说以基本上 同样的方式来介绍一种非接触式发挥作用的机械反应室以及在反应室中实施的声波尤其 是超声波和/或者冲击波处理。下面本发明借助一个特别优选的实施例，也就是甜菜和通过切碎甜菜产生的甜菜 丝，来进行描述。当然本发明对其它植物材料尤其是块状的植物材料，比如甘蔗、菊苣、土 豆、胡萝卜、水果尤其是苹果也适用，因此本发明借助甜菜进行的描述也是其它块状植物材 料的范例。因此，按照本发明的操作过程是这样一种技术方法，根据这种方法，将含有碎末植 物材料如甜菜丝的固液相以直流的方式冲入电能反应室尤其是电穿孔设备中，并且从中通 过，其中两种相通过至少一个的抽吸元件和至少一个的输送元件从电能设备中导出。在一个特别优选的实施例中，在电能反应室尤其电能处理设备中没有配有用来输 送碎化的植物材料的输送元件。在特别优选的实施例中，本发明这样设计，只有在下游，也 就是说在电能反应室尤其是电穿孔设备之后设置至少一个输送元件和至少一个抽吸元件。在特别优选的实施例中，一种植物材料尤其是指一种块状的植物材料最好是甜 菜、甘蔗、菊苣、土豆、胡萝卜和水果尤其是苹果。在本发明中电反应室是指一种装置或者一种装置的一部分，在该装置中电流或者 电场或者电流和电场共同作用于目标材料，尤其是按照本发明通过电能反应室的固液相。 在本发明中电能反应室尤其是指电穿孔设备。本发明进一步阐述到，将碎末植物材料尤其是甜菜丝送入尤其是浸泡入一种输送 液体尤其是甜菜提取物或者水中，接着冲入一个最好是管状或者井状的电能反应室最好是 电穿孔设备中，然后浓缩成具有一定充填密度的植物材料填料，尤其是甜菜丝填料，并以所 取得的充填密度将其输送通过电能反应室尤其是通过电穿孔井状结构或者电穿孔管状反 应器，同时对其进行电能处理尤其是电穿孔加工，其中碎末植物材料的速度尤其是甜菜丝 的速度要与甜菜丝填料通过抽吸元件和输送元件的速度有目的地进行调节是有优势的。输 送元件的作用在于，以确定的速度输送电能处理过的尤其是电穿孔加工过的材料尤其是甜菜丝，而最好接在输送元件之后的抽吸元件抽吸碎化的植物材料和输送液体的混合物尤其 是甜菜丝-输送液体-混合物，这其中附带了一个有优势的效果就是，渗透在甜菜丝中的水 分也一起被抽吸走了。因此，抽吸元件的作用在于对液相的抽吸并且确定速度，这样它对在 电穿孔设备中的与液相一起被输送的材料如甜菜丝的填充浓度也就是堆积密度和输送速 度也产生影响。抽吸元件这样抽吸被冲入电能反应室尤其是电穿孔设备中的固液相，它使 这两种相进入并通过电能反应室尤其是电穿孔设备至少到抽吸元件本身。在本发明一个特别优选的实施例中，固相通过机械地作用于它的输送元件来调节 输送速度而液相通过抽吸元件调节输送速度，优选二者是相互独立的。按照发明可以通过输送元件来有目的的调节碎化的植物材料尤其是甜菜丝在电 能反应室尤其是电穿孔设备中的输送速度。按照发明，通过抽吸元件可以有目的地调节碎 末植物材料尤其是甜菜丝在电能反应室尤其是电穿孔设备中的填充密度也就是堆积密度， 这样通过两个元件的联合作用就可以在井状结构中实现一个恒定的高充填密度。按照本 发明的技术方法这样设计，在电能反应室尤其是电穿孔设备之前对碎末植物材料尤其是甜 菜丝不发生强制输送，比如通过尤其是发生机械作用的设备如传送带、轧制、挤压和推送元 件，而是在那之后，也就是说在下游。在本发明一个优选的实施例中，在这种方法中在上游 也就是电能反应室之前和之中没有设置机械输送尤其是机械输送元件。这种输送的好处在于非常温和，因为碎化的植物材料尤其是甜菜丝尤其在电能处 理特别是电穿孔之前和之中没有受到破坏性的机械作用而总是在一个水浴中被输送，如此 一来只会发生最小程度的破坏。在本发明中用抽吸辅助导走含有所提取组分的固液相是这样的，通过使用按照本 发明设计的抽吸元件将固液相吸入并通过电能反应室尤其是电穿孔设备，其中在优选的实 施例中借此可以调节甜菜丝填充浓度，尤其是这与调节固相通过输送元件的速度一起实 现。在本发明中一个机械地作用于固相的输送元件是一个这样的元件，它处于一个状 态，即运送固相尤其是甜菜丝，并且这个运送是通过输送元件上的一个活动的而且物理上 与所运送物质接触的部分产生的。输送元件可以是比如运输轮，传送带，螺旋机，滚桶或类 似品。这些元件在这里也属于强制输送元件。本发明也涉及一种用来从植物材料中提取组分的设备，尤其是实施本发明的技术 方法的设备，包括至少一个用来将植物材料切碎形成固相碎末植物材料并将碎末植物材料 送入输送液体中的设备；至少一个接在上述设备上的管状或者井状装置，借助一个植物材 料导入部分和一个植物材料导出部分来输送所得到的由输送液体和碎末植物材料组成混 合物；至少一个安置于传送设备里的非接触反应室；至少一个处于植物材料导出部分下游 的装置，用来导出非接触处理过的碎末植物材料混合物，其中在导出设备中包含至少一个 用来导出非接触处理过的有输送液体和植物材料组成的混合物的输送元件和至少一个抽 吸元件。在本发明一个优选的实施例中也涉及一种设备，其中非接触反应室是一个机械和 /或者电能反应室。在一个优选的实施例中非接触反应室上具有一个释放超声波和/或者冲击波的 设备。
本发明的技术问题也可以通过一种从碎末植物材料中尤其是甜菜丝中提取组分 的设备来解决，包括至少一个装置，用来将植物材料尤其是甜菜切碎成形成固相的碎化的 植物材料尤其是甜菜丝；如有可能还设置一个装置，用来将碎化的植物材料尤其是甜菜丝 浸入一种输送液体中；至少一个连接在上述装置上的装置，最好是管状或者井状，借助一个 位于上游的植物材料导入部分尤其是甜菜丝导入部分和一个位于下游的植物材料导出部 分尤其是甜菜丝导出部分，来输送所得到的固液相；至少一个安置于输送设备里的电能反 应室，尤其是用于电穿孔的设备；至少一个下游的，也就是说在植物材料导出部分尤其是甜 菜丝导出部分下面或者后面的设备，用来导走电能处理过的植物材料，即由碎末植物材料 和输送液体组成的混合物，尤其是电穿孔加工过的甜菜丝-输送液体-混合物，其中在导走 电能处理过的植物材料装置中，即导走由碎末植物材料和输送液体组成的混合物尤其是电 穿孔加工过的甜菜丝/输送液体的混合物的装置，具有至少一个输送元件和至少一个抽吸 元件，并且在优选的实施例中抽吸元件连接在输送元件上，也就是说位于它之后，即处于下 游。在一个特别优选的实施例中，输送元件和抽吸元件在顺流中运作。在一个特别优 选的实施例中，在上游，也就是说在反应室特别是电能反应室之前和之中不设置输送元件。因此，本发明在优选的实施例中也涉及一个前面提到的设备，其中管状或者井状 的用来运送所得到的固液相的装置在优选的实施例中可以竖直或者卧式放置。在另外一个 优选的实施例中可以这样设计，在按照发明的设置中导走电能处理过的植物材料的装置， 即导走由碎化的植物材料和输送液体组成的混合物尤其是电穿孔加工过的甜菜丝-输送 液体-混合物的装置，竖立或者垂直于管状或者井状的输送设备安置。当人们从这方面来说，即所发挥的抽吸作用可能会在输送管道内引起阻碍或堵 塞，然而按照本发明的技术方法，即通过输送元件和抽吸元件的联合使用来输送碎化的植 物材料尤其是甜菜丝和输送液体，这样的做法比较独特。此前认为只有在低充填密度的情 况下输送碎化的植物材料尤其是甜菜丝才可能借助一个泵设备来实现。现在按照本发明可以表明，联合使用输送元件和抽吸元件在高填充密度的情况下 也可以实施碎化的植物材料尤其是甜菜丝的输送。这尤其可以这样实现，即碎化的植物材 料尤其是甜菜丝的固相的输送速度通过一个发挥机械作用的输送元件来调节，而碎化的植 物材料尤其是甜菜丝的液相的输送速度通过一个抽吸元件来调节。固相速度的调节与液相 的是相互分开进行的。通过联合使用输送元件和抽吸元件以及最好分开进行的两种相的速 度调节能够使抽吸效果得以实现，它实现了一个高的生产效率并且固相的密度可以达到很 高，同时这样不会导致固相更大程度的机械损伤。因此，本发明表明了一个格外温和地固相 在液相中的输送，其中液相受到抽吸元件的作用，而固相的速度和充填密度受到输送元件 机械地并且与抽吸元件相对独立地控制。因此固相的强制输送只有在电能处理尤其是电穿 孔后才发生，并且按照本发明它与一个抽吸作用相联合。不限于本理论，通过在由碎化的植 物材料和输送液体的混合物，尤其是甜菜丝-输送液体-混合物中的固液相的各种物理特 性来取得一个高的填充密度。在本发明的一个优选的实施例中，抽吸作用造成了液相的输送速度比固相的输送 速度更快。在本发明一个特别优选的实施例中，该抽吸作用的结果是，提高了在由碎化的植 物材料和输送液体组成的混合物尤其是甜菜丝-输送液体-混合物中的固相的填充密度。通过初步准备一个高充填密度的碎化的植物材料尤其是甜菜丝的固相，使一个特别有效率 的电能处理尤其是电穿孔加工以及接下来的提取成为可能。因此，本发明因此提供一种高 效及低耗的方法及其实现装置。在一个优选的实施例中，在第一个操作步骤(a)中将甜菜加工成甜菜丝。接着在 一个操作步骤(b)中将甜菜丝送入尤其是浸泡到一个输送液体比如提取物、甜菜提取物和 /或者水中。所产生的甜菜丝-输送液体-混合物由一个固相也就是甜菜丝以及一个液相 也就是输送液体组成，优选甜菜汁或提取物作为输送液体。在本发明中“甜菜丝”是这样的， 比如铅笔般粗壮或者切成片的甜菜。本发明，优选通过切割机将甜菜切割成甜菜丝。本发明所述的方法，步骤(C)中，固液相在没有压力作用冲入一个电穿孔设备中。 在本发明中“没有压力作用的冲入”是指将固液相引导入一个电能反应室尤其是一个电穿 孔设备中，没有额外的辅助措施，比如强制输送，尤其是通过螺旋输送机，皮带输送机，滚筒 输送机，滚筒或类似物件发生的。按照本发明在电能处理尤其是电穿孔加工之前没有发生 对固相的强制输送，而是在其后进行。特别地，在一个优选的实施例中没有受压力的冲入理 解为一个无需额外的泵作为辅助措施或挤或压地将输送物质导入一个电能反应室尤其是 电穿孔设备。无压冲入相应地被理解为特别基于地球引力，优选单独为重力将固相和液相 引入电反应室中，优选电穿孔设备。无压力送入也可以借助在甜菜丝-输送液体-混合的 液相中产生的毛细作用来实现。本发明中该方法步骤(d)中甜菜丝-输送液体-混合物的固相在电穿孔设备中继 续被输送，并同时进行电穿孔。本领域的技术人员熟知该电穿孔操作使用的参数。在本发 明一个优选的实施例中，电场脉冲可以为0. 1至50kV/cm，优选是0. 5至40kV/cm，脉冲数为 1至2500，优选1至1000，更优选1至100，特别优选的是1至50脉冲/秒。在一个优选的 实施例中，电穿孔在温度0至75°C，最好是0至45°C，特别是10至35°C下发生。按照本发明这样设计，在对含有所提取组分的由碎化的植物材料和输送液体组成 的混合物尤其是甜菜丝-输送液体-混合物的固相进行电能处理尤其是电穿孔后，将它在 步骤(e)中导走。通过机械地作用于固相的输送元件来调节输送的速度和固相的充填密 度，而液相的输送速度通过一个抽吸元件来调节。尤其是这样设计，固液相的输送速度相互 独立地通过输送和抽吸元件来调节。在一个优选的实施例中，输送元件是一个螺旋机、最好是抽取式螺旋机、螺旋输送 机或者输送带。在另一个优选的实施例中，抽吸元件是一个泵，最好是离心泵。在本发明一个优选的实施例中，固相的输送速度设置为30至80吨甜菜丝/小时， 一般是40至70吨甜菜丝/小时，优选45至60吨甜菜丝/小时，更优选50吨甜菜丝/小 时。在本发明的一个优选的实施例中，在一个为螺旋机的输送元件中的速度设置为， 最大转速为500转/分钟，优选是1至500转/分钟，更优选100至500转/分钟，最优选 的是200至400转/分钟。在一个本发明的优选的实施例中，固相的充填密度设置为0. 5至0. 8克/立方厘 米，最好是0. 6至0. 7克/立方厘米，尤其是0. 65克/立方厘米。在另一个优选的实施例中这样设计，抽吸元件是一个泵，它的最大转速为1200转/分钟。此外，转速优选为750至1200转/分钟，更优选800至1100转/分钟。在另外一个优选的实施例中，液相的输送速度比固相的要高。在另外一个优选的实施例中这样设计，在步骤(a)，(b)，(C)或(d)中，向由碎化植 物材料和输送液体组成的混合物尤其是甜菜丝-菜汁-混合物中添加原汁或者水。本发明的另一个目的在于提供一种装置，用于从碎化的植物材料中，尤其是从甜 菜丝中提取组分，该装置用于实现本发明所述的方法。按照本发明，从碎化的植物材料中尤 其是甜菜丝中提取组分的设备上至少有一个装置，它用来碎化植物材料尤其是甜菜，并将 碎化的植物材料中尤其是甜菜丝浸入输送液体，从而获得由碎化的植物材料和输送液体组 成的混合物尤其是甜菜丝-输送液体-混合物，同时碎化的植物材料尤其是甜菜丝形成固 相，输送液体形成液相；至少一个装置，它接在上面的装置上，优选成呈井状或者管状，优选 水平或者竖立放置，用来输送所得到的由碎化植物材料和输送液体组成的混合物尤其是甜 菜丝-输送液体-混合物，同时在那之前或者之上，也就是上游放置一个甜菜丝导入部分， 并且在那之后或者之下，也就是下游放置一个植物材料导出部分，尤其是甜菜丝导出部分； 至少一个安置在输送装置中的电能反应室，尤其是一个电穿孔装置；在植物材料导出部分 尤其是甜菜丝导出部分之下或者之后，优选垂直于管状或者井状安置的装置，用来导走电 能处理过的混合物尤其是电穿孔过的甜菜丝混合物；其中在该装置中包含有至少一个输送 元件，用来导走电能处理过的植物材料，也就是由碎化植物材料和输送液体组成的混合物 尤其是电穿孔过的甜菜丝-输送液体-混合物，以及至少一个抽吸元件，并且抽吸元件是接 在输送元件之后的。在本发明一个优选的方法中，所述的用于输送混合物尤其是甜菜丝/输送液体混 合物的装置，与进行电穿孔的装置组成一个整体，也就是说相互融合。在一个优选的实施例 中，电能反应室尤其是电穿孔装置是一个管状或者井状的装置，尤其是一个管状或者井状 反应器，它不但可以运送植物材料混合物尤其是甜菜丝-输送液体-混合物，也可以对它们 进行电能处理尤其是电穿孔。然而也可以设计一个独立的运送所取得的混合物尤其是甜菜 丝-输送液体-混合物的装置，它比如可以安装在电能反应室尤其是电穿孔装置之前或者 之后，或者之前之后都安装，或者电能反应室尤其是电穿孔装置位于输送装置的里面。在一个优选的实施例中，抽吸元件和输送元件安装在下游，也就是说在电能反应 室尤其是电穿孔装置之后或者之下。抽吸元件吸走液相并且拉动液相通过输送装置和电穿 孔装置。机械地作用于固相的输送元件从电能反应室尤其是电穿孔装置中输送走电能处理 过的、尤其是电穿孔过的、很大程度上释放出所想要的组分的固相材料。本发明中，“直立放置”理解为设置在设备内部，垂直于最好是充分垂直于地平面， 其中该设备是直接或者间接的搭建在地平面上。相应地，这样理解直立地放置一个装置，它 基本上与地球吸引力相反。据此，“卧式”或者“水平”放置是指垂直最好基本上垂直于直立 的位置。按照本发明“放于上方”理解为远离地平面的那一侧的位置。相应地“放于下方” 理解为离地平面近的一侧。按照本发明“充分垂直”理解为具有一个角度范围，80度至100 度，最好是90度。按照本发明“充分垂直”也可以理解为水平布置，即比如当如按照本发明 的一个优选的实施例所设计的那样，用来导走固液相的装置垂直于或者基本垂直于一个垂 直于或者基本上垂直于地平面放置的井状的用来运送所获得的甜菜丝-输送液体-混合物 的装置。
在一个优选的实施例中，本发明所述的设备具有一个用来喂入原汁或者水的装 置，其中它是这样构造的，即原汁或者水的喂入可以在输送装置和/或者电能处理装置尤 其是电穿孔装置中进行。在另外一个优选的实施例中，设备上有一个用来冲入甜菜丝-输送液体-混合物 的装置，其中在一个特别优选的实施例中用来冲入的装置是一个漏斗。在另外一个优选的实施例中输送装置是井状结构。在一个特别优选的实施例中， 这个井状结构具有一个30X40厘米的底面。输送装置也可以是管状结构的。在本发明的一个优选的实施例中，在本设备上顺势而下地，比如在位于上方的植 物材料导入部分尤其是甜菜丝导入部分的后面或者下面，以及逆势而上地，比如在位于下 方的植物材料导出部分尤其是甜菜丝导出部分的前面或者上面，设置了一个用来进行电处 理尤其是电穿孔的装置。优选的是这样设计，进行电能处理尤其是电穿孔的装置是管状或 者井状的反应器。在本发明的另外一个优选的实施例中，所述的输送元件是螺旋机与输送设备充分 垂直或成直角，优选一个抽取式螺旋机，更优选一个输送螺旋机。在本发明的另外一个优选的实施例中，接在输送元件上的抽吸元件最好是一个 泵，优选离心泵。本发明进一步限定由从属权利要求提供。


图1是一个按照本发明的装置在优选的实施例中的示意图。图2是泵的抽吸效率[转/每分钟]对充填密度[千克/升]的决定性。图3是水平螺旋机的转数[转/分钟]对甜菜丝-流量[千克/转]的决定性。图4是在按照本发明的设备中与在参照设备中甜菜丝故障的对比。图5是在按照本发明的设备中与在另外一个参照设备中甜菜丝故障的对比。
具体实施例方式结合附图及下列实施例对本发明作进一步的说明。进一步阐述按照本发明的装置电穿孔浓缩的甜菜丝-输送液体-混合物本发明所述的方法在本发明中的装置(100)中采用以下方式，该装置与地球表面
垂直甜菜(未给出)在一个甜菜丝碎化装置(10)里进行加工。将甜菜丝浸入输送液 体中后所得到的甜菜丝-输送液体-混合物一方面含有形成固相的甜菜丝，另一方面含有 形成液相的输送液体。将所取得的甜菜丝-输送液体-混合物直接并且无压力地比如通 过一个输送带(1 从位于上方的甜菜丝导入部分(3 借助一个漏斗00)冲入电穿孔设 备(100)的井状的底部面积为30X40厘米的输送装置(30)中。通过井状结构(30)将所 取得的甜菜丝-输送液体-混合物送入一个位于井状结构的输送装置(30)下方的电穿孔 反应器GO)。电穿孔过的甜菜丝-输送液体-混合物通过一个位于下方的甜菜丝导出部 分G5)到达一个水平的并且垂直于井状结构放置的导出装置(52)。导出装置(52)包含一(50)作为输送元件。抽取式螺旋机用来导走甜菜丝，并且确定甜菜丝-输 送液体-混合物中固相也就是甜菜丝通过井状结构(30)和电穿孔反应器GO)的输送速度 (与图3对照)。接在输送元件上的离心泵(60)使液相和固相通过井状结构(30)和电穿 孔反应器(40)，导走液相并且确定在井状结构中的堆积密度(图2)。离心泵(60)这样调 整，以至于液相比固相的输送速度快，这是抽吸作用引起的。 通过抽取式螺旋机和离心泵的联合作用，在抽取式螺旋机的转数为100至500转/ 分钟下，固相的输送速度被调节为50吨/小时。这样甜菜丝-菜汁-混合物固相的充填密 度就达到了 0. 65克/立方厘米。此外，固相的充填密度通过调节离心泵的转数最高达1200 转/分钟来调节(图2和幻。对甜菜丝的机械负荷的调查表明，对比传统的设备它所受到 的损坏一样或者甚至更少(图4和5)。在图4和5中调查的参数Silin值、瑞典数、Mus份额和厚片是这样的参数，它们表 明甜菜丝的质量并且如下确定为了确定甜菜丝质量，人们需要从中提取平均样本约100 克，并将甜菜丝按类分堆，即5厘米长的(ml)、1至5厘米长(m2)的和1厘米以下的(m3)。
结果是瑞典数值ml/m3 Mus 份额用％表示:100.Wi+W23 +叫在图4和5中所用的概念瑞典值指的是瑞典数值。瑞典数值是一个表示甜菜丝的 菜汁渗透性的量；它应该大于10。所述的Mus份额不应该超过5%。将100克无Mus份额 的甜菜丝在一块槽板上(1米)整成一队。甜菜丝的整个长度用单位米度量。结果=Silin值100克甜菜丝的长度，单位为米。Silin值表明了甜菜丝的细度或者外观。预期值取决于提取设备；对于大量提取， 它大多数为每100克8至10米的范围内。如果甜菜丝切得很粗并且含有“厚片”的份额， 这个也要多番测算“厚片”从1千克混合得很好的甜菜丝中读取并称出来。结果用％来表 示。这样的甜菜丝被表示为“厚片”，即当切割工具调得太粗大时，将它从块根上切下来。符号Fr-SruSn和!herder Sn表示如下Fr_Sn代表新鲜的甜菜丝，它是刚切好的 直接从切割操作中取得的甜菜丝。Sn代表在传统程序中一段一段地通过提取设备的甜菜 丝。它在具体的例子中指的是甜菜丝，它在提取装置中进行预处理，这样它不但在热工艺流 程中变性，而且经受了机械地改变。！herder Sn (Rirderschnitzel)代表的是刚切出来的甜菜 丝，将它从运输装置的程序中去下来后顺时针或者逆时针圆周搅动一段时间，从而发生变 化的甜菜丝。一定程度上，对它们进行机械地改变，也就是说使它们细小化，所以平均来说 它们变得更短。通过测量刚切出来的甜菜丝、来自提取糊中的甜菜丝和输送中甜菜丝的上 面所述的甜菜丝参数，可以描述出各自的甜菜丝破坏程度或者改变程度。图4和5表明，输送如何在按照发明的设备中作用于甜菜丝的机械稳定性和外形 的。图4展示的是例子中的甜菜丝，它切得粗糙，所以有很多甜菜丝，即所谓的厚片。图5 展示的是这样的甜菜丝，它切得很细，所以只含有很少的厚片。它们各自表现了，在按照发 明的设备中甜菜丝的外形在过度机械负荷下，也就是在平均时间上通过两次，相对于原始 状态的变化。此外，图4表明了，在参照设备(Fr-Sn参照设备)中经过机械处理的甜菜丝 外形的变化。在此，采样点“抽吸前甜菜丝和稠液中的甜菜丝”(在抽吸前甜菜丝和稠液中的Sn)和“抽吸后甜菜丝和稠液中的甜菜丝”(在抽吸后甜菜丝和稠液中的Sn)表明了在参 照设备中甜菜丝在通过热变性作用的容器后以及在直接将甜菜丝-输送液体-混合物输送 入提取设备中的泵之后的各自采样。图4表明了，在按照本发明的设备中即使在过度机械负荷下甜菜丝的外形也比通 过参照设备的预处理受到的损坏要少。Mus份额也就是小甜菜块的比例更小，并且表示大块 的没有被损坏的甜菜丝与小的被损坏的甜菜丝之间的比例的“瑞典数”更高。图5表明，即使在过度机械负荷(通过两次)下切得很细的并且厚片的数量很小 的甜菜丝中甜菜丝外形变化程度也很小。这尤其表明了在按照发明的设备中输送甜菜丝时 所出现的极少的Mus份额。这样图4和5证明了，在按照本发明的设备中甜菜丝的输送过程非常温和，并且这 甚至意味着技术水平的提高。此外，在按照发明的设备中即使运行了更长的时间在井状结构中也不会发生甜菜 丝的堵塞。
权利要求
1.从植物材料中提取组分的技术方法，包括步骤(a)将植物材料碎化成形成固相的碎化了的植物材料，(b)将碎化了的植物材料浸入到一种输送液体中，从而得到一个固液相，(c)无压力地将固液相冲入一个反应室中，(d)输送固液相通过反应室，同时施加能量的非接触式作用来从植物材料中提取组分，(e)在抽吸作用的支持下导走含有所提取组分的固液相，其中液相借助一个抽吸元件 来抽取，而固相借助一个机械地作用于它的输送元件从反应室中导走。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的反应室是一个非接触式的机械反 应室或电能的反应室。
3.根据权利要求1或2任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的非接触式作用 是指超声波或者冲击波处理。
4.根据权利要求1所述的从植物原料中提取组分的方法，其特征在于包含步骤(a)将植物材料碎化成形成固相的碎化了的植物材料，(b)将碎化了的植物材料浸入到一种输送液体中，从而得到一个固液相，(c)无压力地将固液相冲入一个电能反应室中，(d)输送固液相通过电能反应室，同时进行电能处理来从碎化了的植物材料中提取组分，(e)在抽吸作用的支持下导走含有所提取组分的固液相，其中液相借助一个抽吸元件 来抽取，而固相借助一个机械地作用于它的输送元件从反应室中导走。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的植物材料指的 是甜菜、甘蔗、菊苣、土豆、苹果或胡萝卜。
6.根据权利要求4或5中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的电能反应室 是指一个电穿孔装置。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的非接触式反应 室是指一种电能并且机械的反应室。
8.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的固相的输送速度通过机械 地作用于它的输送元件而液相的输送速度通过抽吸元件来调节。
9.根据权利要求1或2中任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的输送元件指 的是一种螺旋机，优选是一种抽取式螺旋机、一种螺旋输送机或者输送带。
10.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的抽吸元件是指一种泵，优 选一种离心泵。
11.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的固相的输送速度为30至 80吨甜菜丝/小时，优选是40至70吨甜菜丝/小时，更优选的是45至60吨甜菜丝/小 时，更优选的是50吨甜菜丝/小时。
12.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的固相的输送速度通过一 个为螺旋机的输送元件来调节，其转数最高为500转/分钟，优选为1至500转/分钟，更 优选的为100至500转/分钟，更优选为200至400转/分钟。
13.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的固相的充填密度调节为 0. 5至0. 8克/立方厘米，优选的是0. 6至0. 7克/立方厘米，更优选的为0. 65克/立方厘米。
14.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的抽吸元件是泵，它的转数 最高达到1200转/分钟，所使用的转数优选的是750至1200转/分钟，更优选的是800至 1100转/分钟。
15.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的液相的输送速度比固相的高。
16.根据上述任一权利要求所述的方法，其特征在于所述的在步骤(a)，(b)，(c)或者 (d)中向固相中添加原汁或者水。
17.用来从植物材料中提取组分的设备，尤其是实现权利要求1至16任一所述方法 的设备，包括至少一个装置(10)，用来将植物材料碎化成形成固相的碎化的植物材料并且 将碎化的植物材料送入一个输送液体中；至少一个接在上面装置上的管状或者井状装置 (30)，用来输送所得到的由输送液体和碎化的植物材料组成的混合物，它具有一个植物材 料导入部分(3 和一个植物材料导出部分0 ；至少一个安装在输送装置中的非接触式 反应室GO)；至少一个位于植物材料导出部G5)分下方的装置(52)，用来导走经非接触式 处理过的由细小植物材料组成的混合物，其中在导走装置(5 中具有至少一个用来导走 经非接触式处理的由输送液体和植物材料组成的混合物的输送元件(50)和至少一个抽吸 元件(60)。
18.用来从植物材料中提取组分的设备，尤其是实现权利要求4-16中所述方法的设 备，包括至少一个装置(10)，用来将植物材料碎化成形成固相的碎化的植物材料并且将碎 化的植物材料送入一个输送液体中；至少一个接在上面装置上的管状或者井状结构(30)， 用来输送所得到的由输送液体和碎化的植物材料组成的混合物，它具有一个植物材料导入 部分(35)和一个植物材料导出部分G5)；至少一个安装在输送装置中的电反应室GO)； 至少一个位于植物材料导出部G5)分下方的装置(52)，用来导走经电能处理过的由细小 植物材料组成的混合物，其中在导走装置(5 中具有至少一个用来导走经电能处理的由 输送液体和植物材料组成的混合物的输送元件(50)和至少一个抽吸元件(60)。
19.根据权利要求17、18任一权利要求所述的设备其特征在于所述的设备上具有一 个加入原汁或者水的装置(15)。
20.根据权利要求17-19任一权利要求所述的设备其特征在于加入原汁或者水的装 置(1 是这样的，它适合向输送装置(30)和/或者向电穿孔装置GO)中加入原汁或者水。
21.根据权利要求17-20任一权利要求所述的设备其特征在于所述的设备上具有一 个用来冲入由输送液体和植物材料组成的混合物的装置00)。
22.根据权利要求17-21任一权利要求所述的设备其特征在于所述的用来冲入混合 物的装置00)是漏斗状结构。
23.根据权利要求17-22任一权利要求所述的设备其特征在于所述的输送装置 (30)是井状或者管状结构。
24.根据权利要求17-23任一权利要求所述的设备其特征在于所述的输送装置 (30)是底面为30X40厘米的井状结构。
25.根据权利要求1714任一权利要求所述的设备其特征在于所述的反应室尤其是 进行电穿孔的装置位于安装在上方的植物材料导入部分(3 的下侧以及安装在下方的植物材料导出部分G5)的上侧。
26.根据权利要求17-25任一权利要求所述的设备其特征在于所述的非接触式反应 室是一个机械的和/或者电的反应室。
27.根据权利要求1716任一权利要求所述的设备其特征在于所述的电反应室被当 作电穿孔装置GO)来操作。
28.根据权利要求17-27任一权利要求所述的设备其特征在于所述的在导走装置中 水平放置的输送元件(50)是螺旋机，最好是拉伸或者运输螺旋机。
29.根据权利要求17- 任一权利要求所述的设备其特征在于所述的抽吸元件 (60)是泵，最好是离心泵，接在输送元件(50)其后。
全文摘要
本发明涉及从甜菜或者甜菜丝中更好地提取并且获得组分的技术方法和设备。
文档编号C13B10/12GK102083331SQ200980124947
公开日2011年6月1日 申请日期2009年4月21日 优先权日2008年4月24日
发明者彼得·舍雷尔, 托马斯·米歇尔贝格尔, 斯特凡·弗伦策尔, 约亨·阿诺尔德, 蒂莫·舍雷尔, 马蒂亚斯·韦贝尔 申请人:曼海姆/奥克森福特旭德楚克股份公司