一种提升根茎类香料植物浸提效率和品质的装置及方法与流程

本发明涉及天然香料加工设备技术领域，尤其是涉及一种提升根茎类香料植物浸提效率和品质的装置及方法。

背景技术：

以根茎为主要提取利用部位的香料植物，如甘草、香根草等，由于原料自身组织结构紧密，韧性强，比重大等特性，在浸提过程中容易出现的问题有：(1)采用常规搅拌浸提设备(如桨叶式、锚式搅拌器的浸提设备)，物料翻腾度不高，连续浸提一段时间后原料(尤其是组配原料)在浸提罐中分层严重，植物原料与溶剂不能充分、均匀接触，导致原料中有效成分的析出时间长，耗能大，且提取液品质难以控制；(2)采用逆流提取设备，原料多为螺旋筒式输送或罐组式浸提，工艺流程复杂，不仅浸提设备体积大且成本投入较大，而且由于根茎类原料含糖量高，浸润后柔韧性高、弹性大，连续提取过程中送料、搅拌装置(如刮板等)间隙易出现“卡”原料等问题，对螺旋送料、搅拌等设备磨损严重；(3)根茎类原料组织结构紧密且含水率不均匀，溶剂渗透性差，渗透速率慢，浸提时间长，影响提取液品质。

技术实现要素：

为了解决上述问题中的至少一个，提出本发明。

本发明提供一种提升根茎类香料植物浸提效率和品质的装置，所述装置包括以下部件：浸提罐13，套装在所述浸提罐13外部的保温层12，循环浸提管道14，蒸汽供应机构，压缩空气供应机构；

其中，所述浸提罐13内轴向方向设置有转轴29，所述转轴29上安装有围绕所述转轴29设置的螺旋中空刮板28，所述浸提罐13顶部设置有进料活动门6和与溶剂进口阀门8连接的溶剂进口管道，所述浸提罐13底部设置有出料活动门20和与浸提液出口阀门17连接的浸提液出口管道，所述循环浸提管道14连接溶剂进口阀门8和浸提液出口阀门17，所述循环浸提管道14上安装有循环泵10；

蒸汽供应机构向所述浸提罐13和所述保温层12之间提供蒸汽夹层12；

压缩空气供应机构向所述浸提罐13内提供压缩空气。

优选地，所述压缩空气供应机构包括：互相连接的压缩空气安全阀26、压缩空气进气管24、压缩空气喷嘴23，其中压缩空气喷嘴23设置在所述浸提罐13中部内壁和下部内壁。

所述压缩空气供应机构还包括压缩机。

优选地，所述转轴29下端部连接有活动筛板22，所述活动筛板22外缘与所述浸提罐13的内壁接触。活动筛板22上用于承接根茎类香料植物。

优选地，所述浸提罐13的顶部设置有浸提罐压力表4和至少一个浸提罐压力调节阀3，以检测和调节所述浸提罐13内的压力。

所述浸提罐13的底部设置有温度计，以检测所述内的温度。

优选地，所述浸提罐13底部设置有过滤器19，以过滤根茎类香料植物残渣。

优选地，所述螺旋中空刮板28为围绕所述转轴29的双螺旋结构。所述螺旋中空刮板28螺旋的每段结构是独立的弧形片，其轴向截面呈弧形，且内凹的一面朝向所述转轴29。刮板撑杆28与所述转轴29垂直设置。刮板撑杆28穿过所述转轴29，同一个刮板撑杆28的一端连接所述弧形片的中间部分，刮板撑杆28的另一端连接下一个弧形片的端部和上一个弧形片的端部。

为了更好的固定，还可以在弧形片的非端部连接刮板撑杆28。

优选地，所述螺旋中空刮板28通过刮板撑杆27安装于所述转轴29上。

优选的是，所述进料活动门6与出料活动门20处均设置有食品级密封垫圈，能保证所述浸提罐13内部维持一定的压力，更快的完成根茎类香料植物的浸提。

优选的是，蒸汽夹层12上设置蒸汽进口1和蒸汽安全阀2，便于在生产中依据需要，调节浸提罐13加热温度。

优选的是，所述保温层采用石棉保温层。

优选的是，所述浸提罐13由导热性强、密封效果好且能承受一定压力的金属材料制成。

优选的是，所述所述螺旋中空刮板28的螺距为600-1200mm。

本发明第二方面提供一种提升根茎类香料植物浸提效率和品质的方法，所述方法使用本发明第一方面所述的装置进行，所述方法包括以下步骤：

关闭浸提罐13底部的出料活动门20和与浸提液出口阀门17；

根茎类香料植物原料经所述进料活动门6进入所述浸提罐13内，溶剂经过所述溶剂进口管道进入所述浸提罐13内；

加温操作：开启蒸汽供应机构，向所述浸提罐13和所述保温层12之间提供蒸汽夹层12，对所述浸提罐13加温；

加压操作：开启压缩空气供应机构，向所述浸提罐13内提供压缩空气，对所述浸提罐13加压，且压缩空气的气流喷射促进所述根茎类香料植物原料与所述溶剂的搅拌混匀；

物料搅拌操作：开启转轴29，其带动所述螺旋中空刮板28发生自转，将根茎类香料植物原料进行反复向上提升搅拌；

溶剂逆流循环操作：开启浸提液出口阀门17，在所述循环泵10的作用下，所述浸提罐13内的溶剂通过所述浸提液出口阀门17、所述循环浸提管道14、溶剂进口阀门8实现逆流循环；

上述实现了在加温、加压、物料搅拌、溶剂逆流循环四种组合操作下的浸提。

在所述浸提罐13内，所述根茎类香料植物原料是从下向上运动的，所述溶剂是从上往下运动的，因此两者是逆流接触，接触效果更好。

优选地，所述加温操作、加压操作可以同时进行或者选择其一。

优选的，当进行浸提操作时，所述加温操作控制所述浸提罐13内的温度为45～90摄氏度，所述加压过程配合调节所述浸提罐压力调节阀3和所述浸提罐压力表4控制所述浸提罐13内的压力为1到2个大气压，即0.1～0.2mpa。

优选的，溶剂与根茎类香料植物原料的质量比小于3，即料液比低于1:3。

优选地，所述根茎类香料植物经机械破碎处理且规格尺寸在20目以上。

上述技术方案在不矛盾的前提下，可自由组合。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明的装置中采用螺旋中空刮板对植物原料进行反复向上提升运动(即搅拌混匀)，溶剂通过循环泵由上而下连续流动，使得原料和溶剂在浸提过程中不断发生逆流相对运动，两者接触更加充分。同时，浸提罐中下部内壁上压缩空气喷嘴对原料进行气流喷射，可在浸提过程中提升不同形状、比重根茎类原料与溶剂的充分接触，加速浸出。

2、本发明装置针对根茎类香料植物组织结构紧密等特点，通过加温(45～90℃)、加压(0.1～0.2mpa)、物料搅拌、溶剂逆流循环等多种功能的组合使用，可以在较低的料液比条件(低于1:3)和较短的浸提时间(低于2h)下进行根茎类香料植物的高效浸提(原料浸提率85％以上)，浸提液杂质少，品质高。

3、本发明装置集成了多种加速浸提的功能，通过简单操作即可实现根茎类香料植物的加压浸提、加热浸提和同时加热加压浸提，以及原料搅拌和溶剂逆流循环浸提等单一和综合浸提功能，可以针对具体的根茎类原料的特性和组织结构，实现最佳浸提工艺。

4、整个区域内，物料的分散依靠所述螺旋中空刮板发生自转而实现，螺旋中空刮板的结构既能够带动物料向上运动，又能使得物料从中空部分落下，而不至于卡住物料。局部区域内，物料的分散依靠压缩空气喷嘴的进行气流喷射而实现，气流喷射可以将原料和溶剂分散更均匀，不至于发生原料局部团聚现象，提高原料与溶剂的接触面积。因此，整个区域内和局部区域内，原料和溶剂都被均匀分散，两者充分接触。

附图说明

图1为本发明实施例1的装置整体结构示意图。

图2为浸提罐及螺旋中空刮板的结构示意图。

附图标记列表：

1、蒸汽进口；2、蒸汽安全阀；3、浸提罐压力调节阀；4、浸提罐压力表；5、驱动电机；6、进料活动门；7、溶剂进口；8、溶剂进口三通阀；9、溶剂循环管道压力表；10、循环泵；11、保温层；12、蒸汽夹层；13、浸提罐；14、循环浸提管道；15、蒸汽夹层疏水阀；16、支架；17、浸提液出口三通阀；18、浸提液出口；19、过滤器；20、出料活动门；21、浸提罐温度计；22、活动筛板；23、压缩空气喷嘴；24、压缩空气进气管；25、工作平台；26、压缩空气安全阀；27、刮板撑杆；28、螺旋中空刮板；29、转轴。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。

实施例1

如图1-2所示，本实施例1提供一种提高茎叶类香料植物浸提效率和品质的装置，所述装置包括：

支架16；

支架16上设置的工作平台25；

安装于支架16上的中空浸提罐13；

转动设置于浸提罐13、呈管状的转轴29；

通过刮板撑杆27安装于转轴29上的螺旋中空刮板28；

与转轴29一端驱动连接的减速电机5；

与转轴29另一端连接的活动筛板22。

浸提罐13下部内壁及中部内壁设置若干个压缩空气喷嘴23。浸提罐13外设置有若干个压缩空气进气管24和若干个压缩空气安全阀26。压缩空气安全阀26安装在压缩空气进气管24上，压缩空气喷嘴23与压缩空气进气管24连接。

浸提罐13外围套装有保温层11。浸提罐13外壁与保温层11之间为蒸汽夹层12。保温层11外设置有蒸汽夹层12连通的蒸汽进口1、蒸汽安全阀2和蒸汽夹层疏水阀15。上述各阀门的设置方式是本领域技术人员公知操作，在此不再赘述。

所述浸提罐13的顶部设置进料活动门6、溶剂进口7和溶剂进口三通阀8。所述浸提罐13的顶部连通有溶剂进口管道。溶剂进口三通阀8第一端连接溶剂进口7、第二端连接溶剂进口管道、第三端连接循环浸提管道14。

所述浸提罐13的底部设置出料活动门20、过滤器19、浸提液出口三通阀17和浸提液出口18。所述浸提罐13的底部连通有浸提液出口管道。浸提液出口三通阀17第一端连接浸提液出口18、第二端连接浸提液出口管道、第三端连接循环浸提管道14。

循环浸提管道14上安装有循环泵10。

所述浸提罐13的底部通过过滤器19与浸提液出口管道连通。

所述浸提罐的顶部设置有浸提罐压力表4和至少一个浸提罐压力调节阀3。

其中，所述保温层11优先采用石棉保温层。

所述浸提罐13由导热性强的金属材料制成，如铜、铝合金。所述螺旋中空刮板28及刮板撑杆27优选采用易加工成型且机械强度高的金属材料制成。所述螺旋中空刮板28的螺距为1200mm。

所述中空螺旋刮板28为若干个弧形片组成，弧形片截面呈弧形，且内凹的一面朝向转轴29。

所述进料活动门6与出料活动门20均设置有食品级密封垫圈。

其中，蒸汽夹层12上设置蒸汽安全阀2，便于在生产中依据需要，调节浸提罐13加热温度。

其中，压缩空气进气管24上设置压缩空气安全阀26，便于通过压缩空气喷嘴23对原料进行间歇气流喷射；同时，配合浸提罐压力调节阀3及浸提罐压力表4调节浸提罐中浸提压力。

图1为本发明实施例1的装置整体结构示意图。图2为浸提罐及螺旋中空刮板的结构示意图，箭头方向为溶剂流动方向。

实施例2

本实施例2提供一种提高茎叶类香料植物浸提效率和品质的方法如下：

其使用实施例1所述提高茎叶类香料植物浸提效率和品质的装置进行，所述方法包括如下步骤：

加工时，破碎后的甘草原料(切段或切碎，20目以上)经进料活动门6进入浸提罐13的活动筛板22上，溶剂自溶剂进口7和溶剂进口三通阀8进入浸提罐13内，溶剂质量是甘草原料质量的2倍；

启动驱动电机5的，转轴29在驱动电机5的带动下，螺旋中空刮板28对原料进行反复向上提升搅拌运动，浸提罐13内溶剂(溶剂内溶解有浸提物质)在循环泵10的驱动下经浸提罐13底部的浸提液出口三通阀17、循环浸提管道14、溶剂进口三通阀8再循环进入浸提罐内部，使得浸提罐13内的原料和溶剂在不断发生相对运动而实现溶剂循环搅拌浸提；

同时，压缩空气在压缩空气安全阀26的调节下，自压缩空气进气管24、压缩空气喷嘴23进入浸提罐13内对原料进行气流喷射搅拌，并配合浸提罐压力调节阀3及浸提罐压力表4调节浸提罐中浸提压在0.2mpa，进而对浸提罐13中的原料进行加压浸提；

蒸汽自浸提罐上方的蒸汽进口1进入蒸汽夹层12，并在生产中依据需要通过蒸汽安全阀2的调节浸提罐13加热温度在55℃，进而对浸提罐13中的原料进行同时加热加压浸提；

经过1.5小时后，打开浸提罐压力调节阀3，至压力与外界平衡，打开浸提液出口18放出浸提液，打开出料活动门20放出浸提后的甘草原料，计算的得到的原料浸提率为90％，且发现浸提液杂质少，品质高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。