一种基于呼吸疏松机理的食药材生物抽提装置及抽提方法与流程

本发明涉及一种基于呼吸疏松机理的食药材生物抽提装置及抽提方法，具体涉及一种使食药材营养成分生物析出更彻底、更安全、更快捷的生物抽提装置及抽提方法，属于生物医药及健康领域。

背景技术：

在生物医药技术领域，尤其是利用中医药理论开展健康管理技术领域，我国自古就有“寓医于食”、“医食同源”，即“药食同源”之说。几千年来，人类汲取食药材营养成分的方法通常采用直接食用，磨粉加工食用，中成药炮制，或浸入水溶剂口服等食用方式，其中浸入水溶剂口服是人体最易吸收的一种方式，对治病、养生、保健等见效最快。

人们在采用食药材营养成分浸入水溶剂口服的食用方式时，通过浸泡、炖煮、煎熬等加工工艺之后，残留在食药材渣中营养成分的含量依然很高，随着人们对食药材渣的处理，这些营养成分也被遗弃，严重浪费自然资源。况且，在对食药材炖煮或煎熬等加工过程中，对“火候”的技术把控要求很高，普通老百姓极易发生溢沸或糊锅等现象，火候把控不到位严重影响食药材对人体的营养和治疗效果，有时糊锅还会使制取液变得有毒。

近几十年来，随着高压锅技术和设备的应用，利用高压正向压差膨化挤出食药材营养成分的技术路径获得大量应用，使用高压锅时，对残留食药材渣中营养成分的含量有所降低，但是高压装置的安全性能让人们在使用过程时总有恐惧心里。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种基于呼吸疏松机理的食药材生物抽提装置及抽提方法，应用该方法的抽提装置可使食药材营养成分生物析出更彻底、更安全、更快捷，具有生物效果好、制取效率高、汁液口感纯正等特性。

本发明的技术原理为，在食药材营养成分传递到水溶剂的过程中，采取增大食药材和水溶剂之间的接触面积的技术路径。为了让食药材的营养成分充分析出至水溶剂中，实施的最重要步骤是使食药材变得疏松，并能对水溶剂实施呼吸功能，在水溶剂反复进出食药材本体的过程中形成对食药材营养成分多次抽提效果，从而达到对食药材营养成分的生物抽提目的。

本发明提供了一种食药材生物抽提装置，包括储液罐；储液罐底部设有四通管件分别连接蒸汽发生器、取液开关和食药材罐；储液罐底部分别与蒸汽发生器、食药材罐连接，储液罐底部安装有取液开关；所述储液罐与食药材罐通过两条管路连接，第一条连接管路上设有常闭电磁阀，第二条连接管路上设有单向阀、水气两用泵、电磁三通阀，电磁三通阀的A接口与水气两用泵进口相连，水气两用泵出口与单向阀相连，单向阀与储液罐底部相连，单向阀的水流方向为朝着储液罐方向；电磁三通阀的B接口连通食药材罐顶部，该管路和第一条连接管路中常闭电磁阀与食药材罐之间的管路相通；电磁三通阀的C接口通过管路连接食药材罐底部，电磁三通阀常态为AC相通，通电后为AB相通。

常闭电磁阀靠电来启动，没有通电时电磁阀的通路是闭合的，通电后电磁阀开启，流体可以流过。

上述生物抽提装置中，蒸汽发生器的蒸汽出口与储液罐底部通过蒸汽管道相连，蒸汽管道从蒸汽发生器上方伸出，蒸汽管道的最高点要求高于储液罐的顶部5~10mm，蒸汽管道上不能设置阀门。

蒸汽发生器和储液罐相连的蒸汽管道是输送蒸汽用的，管道设在储液罐的外面，从蒸汽发生器上方伸至储液罐顶部以上5mm后，再弯下来与储液罐的底部相连，且管道中不能设有阀门。这样设计有两个原因：一是蒸汽管道上不能有阀门，不然不安全；二是管道高度不够，储液罐中的液体会在蒸汽发生器不工作的情况下倒流到蒸汽发生器中，蒸汽发生器是白水，储液罐中液体是药液，发生倒流现象会影响蒸汽发生器工作介质成分。

上述生物抽提装置中，食药材罐的罐体材质为耐高温的陶瓷、玻璃或微晶玻璃陶瓷。

上述生物抽提装置中，所述食药材罐底部设有过滤网，滤网目数为15目，滤网材质采用陶瓷或食品级不锈钢。

上述生物抽提装置中，电磁三通阀的C接口与食药材罐底部连接的管路上设有水流开关，水流开关连接食药材罐底部出口；水流开关设在整套装置水流系统的最底部，以便检测水流系统的最低水位的水流。

本发明提供了一种基于呼吸疏松机理的食药材生物抽提方法，采用上述食药材生物抽提装置，包括以下步骤：

（1）对食药材进行预处理；

（2）在食药材罐中填入预处理后的食药材，食药材罐中填入固体总量不能超过罐体容积的1/3；手动压紧装置把食药材罐卡扣在本装置中，工作时由手动压紧装置卡在压紧盖和底座中间，通过压紧盖和底座的橡胶密封圈实施食药材罐内外的密封，把手动压紧装置的卡扣释放解除，可以从所卡位置取出食药材罐；

（3）在蒸汽发生器和储液罐中加入饮用水：储液罐的加水量视食药材罐容量、食药材填入量以及制液量而定；储液罐加水总量不能超过储液罐容积的2/3，且要求储液罐的水量释放至食药材罐中不能超过食药材罐容积的3/5，并能够淹没食药材填入量；蒸汽发生器总水位高度超过30mm，在蒸汽发生器工作过程中，水位低于最高水位10mm时进行自动补水至最高水位；

每一种蒸汽发生器产品的设计都有最高水位限制，本发明选用的蒸汽发生器最高水位要求超过30mm，在低于最高水位的10mm时自动补水。

（4）设备通电：观察设备无异常后，对设备进行通电，根据不同的食药材要求以及人们的主观饮用需求设定相应运行参数指标，由电气控制系统智能化控制设备工作；

（5）食药材罐抽真空：启动水气两用泵工作，把食药材罐中的液体、水汽、空气的混合流体抽至储液罐中，并在水气两用泵工作状态下致使食药材罐形成相对真空的负向压力，水气两用泵工作维持5s后停止；此时，在相对真空环境下，食药材从其本体中“呼出”水汽，体积增大且进一步变得疏松；

（6）蒸汽加热：检测储液罐中水溶剂温度，水温低于85℃时，蒸汽发生器工作，对储液罐中水溶剂进行蒸汽加热至95℃后停止蒸汽发生器工作；

（7）储液罐释放水溶剂至食药材罐：水溶剂温度在95℃时开启常闭电磁阀，在相对真空和两罐高度压差以及水溶剂自重作用下，储液罐水溶剂经过常闭电磁阀释放至食药材罐中，10s后关闭常闭电磁阀；此时，食药材本体“吸入”水溶剂，在增大接触面积的情况下，让食药材的营养成分进一步溶于水溶剂；

（8）食药材呼吸疏松循环抽提过程：重复（5）~（7）步骤，重复次数为5~20次；经过食药材对流体一呼一吸的循环过程，食药材一次比一次变得疏松，营养成分一次次的溶入水溶剂中，提高了对食药材营养成分的生物抽提效率；

（9）取液并处理食药材渣：完成食药材抽提过程后，打开取液开关取出制取液，取出食药材罐并对食药材渣进行处理。

上述生物抽提方法中，食药材预处理的过程为：在食药材填入罐体前进行清洗，并把根茎类、果实类食药材加工成边长为2~5mm大小的正方体颗粒状，花草类食药材以方便填充加入食药材罐的大小加工。

上述生物抽提方法中，电磁三通阀的工作过程为：水气两用泵把食药材罐中液体经单向阀抽至储液罐中，当水流开关检测到无水流时，给电磁三通阀通电，由AC通路切换至AB通路，水气两用泵继续工作5s后停止，同步给电磁三通阀断电，继续回到AC通路。

本发明的有益效果：

（1）基于食药材呼吸疏松机理的营养成分生物抽提方法，相比人们通常采用的浸泡或炖煮或煎熬工艺，食药材营养成分生物析出更彻底、更安全、更快捷，且杜绝溢沸糊锅现象，具有生物效果好、制取效率高、汁液口感纯正等特点；

（2）本发明在相对真空和常压之间的负向压差转换形成食药材的呼吸疏松效应，相比高压正向压差膨化挤出食药材营养成分的高压锅原理更安全，且生物制取效率更高；

（3）本发明装置可以根据食药材本身要求以及人们的需求，调节制取液量、制液时间、抽提循环次数，不用再要求人们掌握火候，操作简单，用户体验佳。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

图中1为储液罐，2为蒸汽发生器，3为食药材罐，4为取液开关，5为常闭电磁阀，6为单向阀，7为水气两用泵，8为电磁三通阀，9为水流开关，10为蒸汽管道，11为过滤网，12为四通管件。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

首先通过图1说明本发明的装置，如图1所示，一种食药材生物抽提装置，包括储液罐1，储液罐1底部设有四通管件12分别连接蒸汽发生器2、取液开关4和食药材罐3；所述储液罐1与食药材罐3通过两条管路连接，第一条连接管路上设有常闭电磁阀5，第二条连接管路上设有单向阀6、水气两用泵7、电磁三通阀8，电磁三通阀8的A接口与水气两用泵7进口相连，水气两用泵7出口与单向阀6相连，单向阀6与储液罐1底部相连，单向阀6的水流方向为朝着储液罐1方向；电磁三通阀8的B接口连通食药材罐3顶部，该管路和第一条连接管路中常闭电磁阀5与食药材罐3之间的管路相通；电磁三通阀8的C接口通过管路连接食药材罐3底部，该管路上设有水流开关9，电磁三通阀8常态为AC相通，通电后为AB相通。

常闭电磁阀靠电来启动，没有通电时电磁阀的通路是闭合的，通电后电磁阀开启，流体可以流过。

上述生物抽提装置中，蒸汽发生器2的蒸汽出口与储液罐1底部通过蒸汽管道10相连，蒸汽管道10从蒸汽发生器2上方伸出，蒸汽管道10的最高点高于储液罐1的顶部的距离为5mm，蒸汽管道10上不能设置阀门。

上述生物抽提装置中，食药材罐3的罐体材质为微晶玻璃陶瓷。

上述生物抽提装置中，所述食药材罐3的底部设有过滤网11，滤网目数为15目，滤网材质采用陶瓷。

上述生物抽提装置中，电磁三通阀8的C接口与食药材罐3底部连接的管路上设有水流开关9，水流开关9连接食药材罐3底部出口；水流开关9设在整套装置水流系统的最底部，以便检测水流系统的最低水位的水流。

下面通过食药材多组份液的制取，以及对籽、根、茎、叶、花的营养成分抽提实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：一种控糖消渴液的制取（葛根、地黄、黄芪、天花粉、玉米须、南五味子、山药）

称取葛根、地黄、黄芪、山药、南五味子共五味中药材各3g，切碎成约2*2*2mm大小的颗粒状，放入食药材罐，再称取天花粉3g、玉米须3g直接放入食药材罐，在手中摇动食药材罐，使食药材罐中的七味中药材混合摇匀。

把盛有七味中药的食药材罐手动卡紧放置在本发明装置（如图1所示）中。

在蒸汽发生器中加入饮用水至水位40mm，在储液罐中加入100ml饮用水。

观察设备无异常后，对设备进行通电，设置抽提次数为20次，由电器控制系统智能化控制设备运行。

启动水气两用泵，把食药材罐中的空气抽至储液罐中，使得部分挥发性药性成分溶于储液罐中的水溶剂中，并形成食药材罐相对真空的负向压力环境，食药材在相对真空环境下体积增大且变得疏松。水气两用泵工作5s后停止运行。

启动蒸汽发生器工作，加热储液罐中水溶剂至95℃后自动停止加热，由95℃温控信号开启常闭电磁阀，水溶剂经过常闭电磁阀释放至食药材罐中，10s后关闭常闭电磁阀。此时，食药材罐中的七味中药向其本体内“吸水”，让中药成分进一步溶于水溶剂。

关闭常闭电磁阀时同步启动水气两用泵，食药材罐中水溶剂经过过滤网、水流开关、电磁三通阀的AC通路、单向阀进入储液罐中。当水流开关检测不到水流时，电磁三通阀由常态AC通路切换至AB通路，由水气两用泵继续把食药材罐中的水汽抽至储液罐中。此时，食药材罐中的七味中药从其本体中“呼出”水汽，体积增大且进一步变得疏松。

从水流开关检测不到水流开始计时，5s后停止水气两用泵工作，电磁三通阀由AB通路切换回常态AC通路。

接着开始下一轮抽提过程，经过食药材罐中的七味中药对流体的20次一呼一吸循环过程，食药材一次比一次变得疏松，中药成分也一次次的溶入水溶剂中。

抽提循环完成，打开取液开关取出药液。因采用的七味中药是一组具有控糖消渴功效的方剂，所制取的药液称为一种控糖消渴液。

最后，解除释放食药材罐卡扣，把食药材罐从装置中取出，并处理药材渣后清洗食药材罐以备下次使用。

鉴于制取过程中为蒸汽加热，最后制取液要超过100ml，经过多次实验，制取液量要超过加入储液罐中的水量的10%左右。

实施例2：黑苦荞籽营养成分的抽提：

黑苦荞籽为一味中药，黑苦荞米、黑苦荞皮都具有药性，但和黑苦荞籽相比，药性相差很大。

把黑苦荞籽30g用水清洗一遍加入食药材罐中，步骤同实施例1制取得到约110ml黑苦荞口服液。

由于采用本发明装置是对整颗黑苦荞籽进行营养成分抽提，而市场上所销售的苦荞茶是进过水洗、蒸煮、脱皮、烘干、炒制，以及膨化等工艺加工的，加工过程使得黑苦荞的营养成分产生严重损失。因此，采用本方法制取的黑苦荞口服液相比市面上销售的苦荞茶的营养成分含量会更多，黑苦荞口服液的口感更纯正。经过针对黑苦荞口服液和苦荞茶中的芦丁成分对比检测，两者同比含量相差达50倍左右。

实施例3：一种天麻口服液的制取

把天麻10g切碎约5*5*5mm大小的颗粒状，加入食药材罐中，步骤同实施例1制取得到约110ml天麻口服液。经检测，采用本发明方法同比炖煮工艺制取的天麻口服液，天麻素含量相差30倍左右。

实施例4：一种玫瑰花露水的制取

把玫瑰花5g直接加入食药材罐中，设置抽提次数为5次，其它步骤同实施例1制取得到约110ml玫瑰花露水，可以直接饮用，也可以用于美容补水，还可以用于和面制饼等用水。