专利名称：管道式微波连续提取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及应用于中药、食品生产中的植物有效成分的提取设备。
背景技术：
目前，国内中药提取技术及装备相对落后，普遍采用的提取工艺有煎煮提取、循环回流提取、渗漉提取、逆流罐组提取等。这些工艺大都是在封闭单元中完成浸出，随着浸出过程的进行，浸出液浓度加大，物料内部浓度减少，浸出的速度减慢，并逐步达到平衡状态，这种情况下存在提取率低、药材浪费大、提取时间长、出液系数大、后续处理困难、能耗较大、成本高、操作复杂、劳动条件差等缺点。而国内最近推出罐式微波提取装置，虽能耗有一定程度下降、但是微波提取生产线微波装机功率较大、制造难度较高，提取生产线只能分批次作业，加料、进液、出液、出渣等辅助时间较长，降低了整机的利用率，仍然未能从根本上扭转此劣势。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道式微波连续提取装置，以解决中药传统提取工艺提取时间长、能耗高、只能分批作业等缺点。
本发明所述的管道式微波连续提取装置的结构包括两个浸泡罐、若干个两个自动控制阀门、变频调速螺杆泵、微波提取装置、离心分离机、液位传感器和温度传感器及计算机；所述浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与变频调速螺杆泵连接，螺杆泵出口与微波提取装置的进口连接，微波提取装置出口分为三路，一路通过一个自动控制阀门后接到离心分离机，另外两路各自通过一个自动控制阀门后与浸泡罐连接；所述浸泡罐上设有液位传感器和温度传感器，微波提取装置的进、出口管道处设有温度传感器；计算机信号采集端与每个液位传感器和温度传感器的数据输出端连接，计算机的阀门开关控制信号端与每个自动控制阀门连接；计算机的变频调速螺杆泵转速控制信号端与变频调速螺杆泵的转速控制端连接。
如上所述的管道式微波连续提取装置，所述的微波提取装置包括若干个磁控管、微波谐振箱和箱体内安装的供通过混合液的聚四氟乙烯管，所述磁控管分别安装在微波谐振箱上的激励腔内。
本发明具有如下有益效果1)节约能源微波提取所产生的热量系来自极性分子内部的内热效应，无热阻，热扩散与分子扩散运动的方向一致，所以加热速度快，时间短，溶质与溶剂互为渗透快，提取时间一般只需30s-1min(指药材通过微波提取装置的时间)，提取温度只需60～70℃，传统提取温度需要100℃，需时8～10Hr，管道式微波连续提取能耗仅为传统提取的10-20％。
2)降低物耗管道式微波连续提取所需溶媒为药材量的6～8倍，并一次提净，传统提取则需16～20倍，尤其是有机溶媒还需一套溶媒回收设备，和增加回收溶剂的时间，管道式微波连续提取所需溶媒仅为传统提取的30％～40％，既减少溶媒消耗、又减少浓缩所耗的能量，由于微波的穿透性使植物纤维内的有效组分迅速转入溶剂，因而大大提高转移率，据分析测定，可提高提取率30-70％，充分利用有限的药材资源生产出更多的产品。同时大大减少有机溶媒的污染。
3)环境友好有机溶媒用量减少与药材利用率的提高，也降低药渣及含有机溶媒废水的排放量，管道式微波连续提取设备可实现系统密闭操作，空气中可大大降低有害气体浓度，防止对环境的污染，又便于进行编程控制，而且提取温度在60-70℃之间，避免传统提取生产环境高温高湿之虞。因采取多项频蔽措施。使微波泄露量大大小于国家与国际安全标准。
4)量多质优管道式微波连续提取具有选择性加热及温度相对较低，无温度梯度，而且植物腺胞内的有效成分是因细胞壁破裂而浸出，不像传统提取因高温而大量分解、破坏，故转移率高、质量好。
5)经济效益好由于能耗降低，物耗减少，生产周期缩短，设备利用率提高，则产品的运行成本降低，并且收率提高、产品纯度好，给企业创造实实在在的经济效益。
6)操作自动化转速可变频调速，温度、压力、流量、功率密度等均可编程控制，操作极为方便，大大减轻劳动强度，改善工作环境。
图1是本发明所述的管道式微波连续提取装置的结构示意图。
图2是本发明所述的管道式微波连续提取装置的微波提取装置结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是图3的沿A-A方向的剖视图。
图5是本发明所述管道式微波连续提取装置的微波提取装置的另一个结构实施例示意图。
图6是图5的沿B-B方向的剖面图。
具体实施例方式
本发明所采用的技术方案，可参见图1所述的结构及原理两个浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与变频调速螺杆泵连接。螺杆泵出口与管道式微波提取装置进口连接。管道式微波提取装置出口分为三路，一路通过一个自动阀门后接到离心分离机，另外两路各自通过一个自动阀门后与浸泡罐连接。工业计算机采集每个液位传感器和温度传感器的数据，控制阀门的开关和变频调速螺杆泵的转速。开始工作时两个浸泡罐都投入药材和溶媒，浸泡一段时间后1#阀门和6#阀门打开，螺杆泵将1#浸泡罐的药材送入管道式微波提取装置。药材经过管道式微波提取装置时其细胞组织不断吸收微波能，温度迅速上升，细胞膨胀破裂，有效成分流出溶解在溶媒里。工业计算机通过比较管道式微波提取装置进口和出口温度传感器的数据来控制变频调速螺杆泵的转速，从而调节混合液通过管道式微波提取装置的时间，以达到最佳的提取效果。当检测到1#浸泡罐已空，工业计算机打开3#阀门，关闭1#阀门，2#浸泡罐开始提取，1#浸泡罐再次投入药材浸泡。这样不断循环，实现全自动连续提取。其有效成分通过离心机分离后，流入储存罐。
在图1中，1.1#浸泡罐；2.1#自动阀门；3.1#液位传感器；4.1#温度传感器；5.2#浸泡罐；6.3#自动阀门；7.2#液位传感器；8.变频调速螺杆泵；9.2#温度传感器；10.人机界面；11.电控箱；12.管道式微波提取装置；13.6#自动阀门；14.药渣清理车；15.储存罐；16.离心分离机；17.5#自动阀门；18.4#温度传感器；19.3#温度传感器；20.4#自动阀门；21.2#搅拌电机；22.2#自动阀门；23.1#搅拌电机。
在图2至图4中，12-1.磁控管；12-2.螺钉；12-3.激励腔；12-4.螺钉；12-5.不锈钢微波谐振箱；12-6.聚四氟乙烯管；12-7.不锈钢管；12-8.不锈钢管接头；12-9.不锈钢管接头；12-10.不锈钢管弯头；12-11.不锈钢管接头；12-12.不锈钢管接头；12-13.不锈钢管；12-14.硅橡胶密封圈；12-15.聚四氟乙烯板。
在图5、图6中，12-1.磁控管；12-3.激励腔；12-2.安装螺钉；12-7.不锈钢管接头；12-6.聚四氟乙烯管；12-5.不锈钢微波谐振箱；12-15.聚四氟乙烯板。
实施例12.4KW微型管道式微波连续提取设备其装配图如图1，其核心部件(管道式微波提取装置)如图2至图4。磁控管选用松下公司2M167型风冷式磁控管，单管输出微波功率为850W。图2至图4所示的微波提取装置为三组磁控管输入微波，总功率为2.55KW。磁控管的通断电控制由工业计算机控制。微波谐振箱的尺寸经过精心的设计，输入的微波在箱内发生谐振。两根聚四氟乙烯管如图所示装在箱内。混合液通过聚四氟乙烯管时吸收微波，完成有效成分的提取。浸泡罐A1和A5容积为40L。
浸泡罐A1和A5分别通过自动控制阀门A2和A6与变频调速螺杆泵A8连接。螺杆泵A8出口与管道式微波提取装置A11(见图2-图4)进口连接。管道式微波提取装置A11出口分为三路，一路通过自动阀门A13后接到离心分离机A16，另外两路各自通过一个自动阀门后与浸泡罐连接。工业计算机采集每个液位传感器和温度传感器的数据，控制阀门的开关状态和变频调速螺杆泵的转速。开始工作时两个浸泡罐A1和A5都投入粉碎后的药材和溶媒，浸泡一段时间后阀门A2和阀门A13打开，螺杆泵A8将浸泡罐A1的药材送入管道式微波提取装置A12。药材经过管道式微波提取装置时，其细胞组织不断吸收微波能，温度迅速上升，细胞膨胀破裂，有效成分流出溶解在溶媒里。工业计算机通过比较管道式微波提取装置进口和出口的温度传感器A19和A18的数据来控制变频调速螺杆泵的转速，从而调节混合液通过管道式微波提取装置的时间，以达到最佳的提取效果。当检测到浸泡罐A1已空，工业计算机打开A6阀门，关闭阀门A2，浸泡罐A5开始送料，浸泡罐A1再次投入药材浸泡。这样不断循环，实现全自动连续提取。其有效成分通过离心机分离后，流入储存罐A15。
实施例212KW小型管道式微波连续提取设备其装配图如图1，其核心部件(管道式微波提取装置)如图5、6。三个磁控管安装在微波谐振箱上，总功率为2.55KW。箱内如图所示安装一根聚四氟乙烯管，混合液通过聚四氟乙烯管时吸收微波，完成有效成分的提取。其它结构和原理与实例1一样，只是浸泡罐容积为500L，微波提取装置为5个如图5、6的部件串接而成。这样微波总功率为12KW。其单位时间的生产量为2.4KW机型的5倍。
实施例324KW大型管道式微波连续提取设备其装配图如图1，其核心部件(管道式微波提取装置)如图5、6。其结构和原理与实例1一样，只是浸泡罐容积为1000L，微波提取装置为10个如图5、6的部件串接而成。这样微波总功率为24KW。其单位时间的生产量为2.4KW机型的10倍。
微波加热原理和特点微波加热的原理是基于微波与物质相互作用而产生的热效应。物质按其电性质可以分为导体和介质.良导体反射微波，不能用微波加热.良介质很少吸收微波，也不能用微波加热。能用微波进行加热的是一些能够吸收微波的吸收性介质，包括许多固体，液体和气体。
大多数固体或液体吸收性介质是指一类含有较多极性分子的介质材料。极性分子带有的电量虽然是中性的，但由于负电量和正电量的重心位置不重合。形成了偶极子.通常由于分子的杂乱运动，这些分子的排列不是整齐有序而是杂乱的，各个方向都有，而且时刻在变化，分子极性互相抵消，不呈现宏观的极性。当有外电场作用时，极性分子将沿着外电场方向形成某种程度的有序排列；当外电场消失时，它们又回复到原来的无序状态。如果电场是交变的，极性分子就要来回摆动与相邻的分子发生摩擦而产生热。水分子是极性分子，能强烈吸收微波，所以含水材料一般都是吸收性介质，可以用微波来加热。
基于微波加热的提取原理微波与中药材相互作用后产生热效应和化学效应。高频电磁波穿透提取介质，药材细胞组织吸收微波能后温度迅速上升，细胞膨胀破裂，促使细胞外溶剂进入细胞内，或有效成分从细胞内流出，使有效成分溶解在溶剂里。同时在高频电磁场中，极性分子剧烈振荡，使溶解速度大大增加。
权利要求
1.一种管道式微波连续提取装置，其特征在于其结构包括两个浸泡罐、若干个自动控制阀门、变频调速螺杆泵、微波提取装置、离心分离机、液位传感器和温度传感器及工业计算机；所述浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与变频调速螺杆泵连接，螺杆泵出口与微波提取装置的进口连接，微波提取装置出口分为三路，一路通过一个自动控制阀门后接到离心分离机，另外两路各自通过一个自动控制阀门后与浸泡罐连接；所述浸泡罐上设有液位传感器和温度传感器，微波提取装置的进、出口管道处设有温度传感器；工业计算机信号采集端与每个液位传感器和温度传感器的数据输出端连接，计算机的阀门开关控制信号端与每个自动控制阀门连接；计算机的变频调速螺杆泵转速控制信号端与变频调速螺杆泵的转速控制端连接。
2.如权利要求1所述的一种管道式微波连续提取装置，其特征在于所述的微波提取装置包括若干个磁控管、微波谐振箱和箱体内安装的供通过混合液的聚四氟乙烯管，所述磁控管分别安装在微波谐振箱上的激励腔内。
全文摘要
本发明公开了一种管道式微波连续提取装置，它的结构包括两个浸泡罐、若干个两个自动控制阀门、变频调速螺杆泵、微波提取装置、离心分离机、液位传感器和温度传感器及计算机。所述浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与变频调速螺杆泵连接，螺杆泵出口与微波提取装置的进口连接，微波提取装置出口分为三路，一路通过一个自动控制阀门后接到离心分离机，另外两路各自通过一个自动控制阀门后与浸泡罐连接。本发明具有节约能源、降低物耗、防止对环境的污染、转移率高、质量好、经济效益好和操作自动化等优点。
文档编号B01J19/12GK101020126SQ200610138359
公开日2007年8月22日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者郭维图, 杨敏, 饶军, 孙福平, 温勇 申请人:温州市神华轻工机械有限公司