专利名称：一种生产植物提取物的超声波提取器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生产天然抗氧化剂的超声波提取器，尤其涉及一种从迷迭香 叶生产植物提取物的超声波提取器。
背景技术：
迷迭香抗氧化剂是从迷迭香叶提取的具有抗氧化活性的混合物，其主要活性成分 包括鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酸、迷迭香酚等酚型二萜化合物，鼠尾草酸是迷迭香抗氧 化剂中的关键活性成分。迷迭香抗氧化剂的主要用途有(1)作为油脂抗氧化剂，用于油 炸食品、富油食品及各类油脂中，防止油脂氧化变质；(2)作为自由基清除剂代替不稳定的 SOD (超氧化物歧化酶)，用于保健品(饮料、口服液、胶囊等)和化妆品等行业；(3)作为新型 药物的开发和研究，用于治疗心脑血管疾病、防癌抗癌和作为神经生长因子促进剂等。迷迭香抗氧化剂的提取方法主要包括“食用油脂提取法”(Berner D L, Jacobson G. A. Spice antioxidant principle and process for the extraction thereof: US Patent, 3732111 [P], 1973.)、“有机溶剂提取法”(HAW0RTH J, BRINKHAUS F, GREAVES J. Method of extracting antioxidants from Lamiaceae species and the extract products thereof: US Patent, 20030185916 [P], 2003.)、“超临界 CO2 萃取法”(黄纪念，屠鹏飞，蔡同一.超临界CO2流体萃取迷迭香中抗氧化活性成分的工 艺研究[J].中草药，2004，；35(2) 150-153.)、“碱水提取法”(Viani R. Process for extracting antioxidants: US Patent, 4012531 [P], 1977.)和“过热水提取法”(IBANEZ Ε, KUBAT0VA A F, SEN0RANS J, et al. Subcritical water extraction of antioxidant compounds from rosmary plant [J]· J Agric Food Chem, 2003, 51 (2): 375-382.)等， 有时也可以是这几种提取方法的综合使用。在上述“有机溶剂提取法”中，加载大功率超声波则可强化其提取过程。大功率 的超声波产生强烈的振动、高的加速度、强烈的空化作用、搅拌作用和瞬时高温等，造成植 物细胞壁的破坏和溶剂的快速渗透，使被提取的有效成分迅速溶解到溶剂中。与传统的 有机溶剂提取法相比，超声波强化提取可降低提取温度、缩短提取时间、提高提取率、增大 生产能力、节省溶剂和降低能耗。目前，超声波强化提取的研究主要为实验室规模，其放 大研究和应用开发较少。究其原因，在于超声波提取器的放大效应是其工程化开发的技 术瓶颈(毕良武，赵振东，VINAT0RU M，等.超声波技术在生物质资源加工领域的应用研 究进展[J].林产化学与工业，2007，27 (增刊)138-142;毕良武，赵振东，陈元平，等. 超声波生物炼制技术综述[J].现代化工，2008，观(增刊)1-6;郭孝武，冯岳松.超 声提取分离[M].北京化学工业出版社，45-59，2003 ;ALBU S, JOYCE Ε, PANIffNYK L, et al. Potential for the use of ultrasound in the extraction of antioxidants from Rosmarinus offcinalis for the food and pharmaceutical industry [J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2004，11: 261-265 ；PANIffNYK L, ALBU H C S, MASON T J, et al. The enhancement and scale up of the extraction of antioxidants fromRosmarinus officinalis using ultrasound [J]· Ultrasonics Sonochemistry, 2009, 16: 287-292.)。
发明内容为了克服超声波提取器普遍存在的放大效应，提高设备的通用性和利用率，本实 用新型提供一种生产植物提取物的超声波提取器，具有结构简单、超声场分布均勻、提取效 果好等优点。本实用新型提供如下技术方案一种生产植物提取物的超声波提取器，主要由釜 式提取器、搅拌器、循环泵、超声波发生器组成，釜式提取器的顶部分别设有固体加料口、液 体加料口和液滴分配器，底部有出渣口，釜式提取器的侧壁均勻设有若干超声波探头；釜式 提取器内设有搅拌器，循环泵为液体输送泵，循环泵的进口与釜式提取器的底部相连，循环 泵的出口与釜式提取器的顶部相连；超声波探头与超声波控制电源连接形成超声波发生
ο所述的搅拌器为多叶片搅拌桨，搅拌器的搅拌桨位于釜式提取器的中轴线上。所述釜式提取器的容积为50 L 50000 L。所述的超声波探头(4b)为广20个，超声波探头经釜式提取器的侧壁呈水平状插 入釜式提取器内，超声波探头的插入深度为釜式提取器内径长度的10 % 90 %。所述的超声波探头的超声波频率为18 kHz 100 kHz，功率为50 W 5000 W。已蒸过精油的迷迭香叶和提取用溶剂分别由超声波提取器的固体加料口和液体 加料口投入提取器内，搅拌器使迷迭香叶与提取用溶剂在提取器内快速混合浸润。超声波 控制电源将电信号传输给超声波探头，产生超声波，并形成强烈的空化效应，使提取用溶剂 快速渗透到迷迭香叶细胞组织内部，并将迷迭香抗氧化剂的活性成分带入溶剂中，从而形 成提取液。提取液由超声波提取器的底部，经循环泵连续输送到提取器的顶部，并经液滴分 配器均勻喷淋到提取器中，如此循环往复。提取结束，富含迷迭香抗氧化剂的提取液，由循 环泵输送到后续精制、浓缩和干燥工段，得到迷迭香抗氧化剂产品。提取了抗氧化剂的迷迭 香叶残渣，由超声波提取器的出渣口排出。有益效果(1)提取器的结构简单。超声波提取器可由普通釜式提取器直接加工改造，即在提 取器的侧壁均勻加载超声波探头，因此制造成本较低。(2)超声场分布均勻。一般认为超声场作用有一定的空间限度，本发明在釜式提取 器侧壁均勻分布若干开孔，每个开孔内均插入超声波探头，呈水平状伸入提取器内并保持 一定插入深度，从而使提取器内的超声场分布基本均勻。(3)提取效果好。超声波强化提取可降低提取温度、缩短提取时间、提高提取率、 增大生产能力、节省溶剂和降低能耗。如提取温度降低30 °C以上(由80 °C降为30 50 °C)，提取时间缩短50 %以上，提取率一般能提高5 % 10 %，溶剂消耗减少10 % 20 %， 且有效成分不易破坏。(4)通用性好和适用面广。本实用新型公开的超声波提取器，不仅适用于由迷迭香 叶生产植物提取物，而且适用于由其它植物资源(包括中药材等)提取其相关有效成分的生 产，设备的通用性好，适用面广。
图1生产植物提取物的超声波提取器示意图。
具体实施方式
实施例1本实用新型所述的生产植物提取物的超声波提取器，如图1所示主要由釜式提 取器1、搅拌器2、循环泵3、超声波发生器(即超声波探头如和超声波控制电源4b)组成。 釜式提取器1的容积为50 L 50000 L，顶部有固体加料口 6、液体加料口 7和液滴分配器 8，底部有出渣口 9，釜式提取器1侧壁均勻分布1 20个开孔；搅拌器2为多叶片搅拌桨， 搅拌器2可以固定于釜式提取器1的顶部且悬空于釜式提取器1内垂直的中轴线上；循环 泵3为液体输送泵，循环泵3的进口与釜式提取器1的底部相连，循环泵3的出口与釜式提 取器1的顶部相连；超声波发生器4由控制电源如和1 20套超声波探头4b组成，超声 波探头4b经釜式提取器1侧壁的1 20个开孔呈水平状插入提取器1内，超声波探头4b 的插入深度为釜式提取器1内径长度的10 % 90 %，每套超声波探头4b的超声波频率为 18 kHz 100 kHz，功率为 50 W 5000 W。已蒸过精油的迷迭香叶或其他待提取植物原料和提取用溶剂分别由超声波提取 器1的固体加料口 6和液体加料口 7投入提取器1内，搅拌器2使迷迭香叶或其他待提取 植物原料与提取用溶剂在提取器1内快速混合浸润。超声波控制电源如将电信号传输给 超声波探头4b，产生超声波，并形成强烈的空化效应，使提取用溶剂快速渗透到迷迭香叶或 其他待提取植物原料的细胞组织内部，并将迷迭香抗氧化剂或其他待提取植物原料中的活 性成分带入溶剂中，从而形成提取液。提取液由超声波提取器1的底部，经循环泵3连续 输送到提取器1的顶部，并经液滴分配器8均勻喷淋到提取器1内，如此循环往复。提取结 束，富含迷迭香抗氧化剂或其他植物活性成分的提取液，由循环泵3输送到后续精制、浓缩 和干燥工段，得到成品。提取了有效成分的植物残渣，由超声波提取器的出渣口 9排出。
权利要求1.一种生产植物提取物的超声波提取器，主要由釜式提取器(1)、搅拌器O)、循环泵 (3)、超声波发生器组成，釜式提取器(1)的顶部分别设有固体加料口(6)、液体加料口(7) 和液滴分配器(8)，底部有出渣口(9)，釜式提取器(1)的侧壁均勻设有若干超声波探头 (4b )；釜式提取器(1)内设有搅拌器(2 )，循环泵(3 )为液体输送泵，循环泵(3 )的进口与釜 式提取器(1)的底部相连；循环泵(3)的出口与釜式提取器(1)的顶部相连；超声波探头 (4b)与超声波控制电源(4a)连接形成超声波发生器。
2.如权利要求1所述的生产植物提取物的超声波提取器，其特征在于所述的搅拌器 (2)为多叶片搅拌桨，搅拌器(2)的搅拌桨位于釜式提取器的中轴线上。
3.如权利要求1所述的生产植物提取物的超声波提取器，其特征在于所述釜式提取器 的容积为50 L 50000 L0
4.如权利要求1所述的生产植物提取物的超声波提取器，其特征在于所述的超声波探 头(4b)为广20个，超声波探头经釜式提取器的侧壁呈水平状插入釜式提取器内，超声波探 头的插入深度为釜式提取器内径长度的10 % 90 %。
5.如权利要求1所述的生产植物提取物的超声波提取器，其特征在于所述的超声波 发生器的超声波频率为18 kHz 100 kHz，功率为50 W 5000 W。
专利摘要本实用新型公开了一种生产植物提取物的超声波提取器，主要由釜式提取器、搅拌器、循环泵、超声波发生器组成，釜式提取器的顶部分别设有固体加料口、液体加料口和液滴分配器，底部有出渣口，釜式提取器的侧壁均匀设有若干超声波探头；釜式提取器内设有搅拌器，循环泵为液体输送泵，循环泵的进口与釜式提取器的底部相连，循环泵的出口与釜式提取器的顶部相连；超声波探头与超声波控制电源连接形成超声波发生器。超声波提取器具有结构简单、超声场分布均匀、提取效果好等优点。
文档编号C09K15/34GK201912793SQ201120018239
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月20日 优先权日2011年1月20日
发明者刘先章, 古研, 李冬梅, 李大伟, 毕良武, 王婧, 赵振东, 陈玉湘 申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所