一种用于动植物原料的单级洗脱装置的制作方法

一种用于动植物原料的单级洗脱装置，属于动植物提取技术领域。

背景技术：

动植物原料浸出是指采用适当的溶剂或方法，从动植物原料（全部或者某一部分）中提取加工获得有效成分（有效成分能溶于溶剂）。在现有工业大规模生产中，动植物原料中有效成分的提取方式，多采用将动植物原料干燥、压片获得片状原料，将片状原料喷淋溶剂，获得提取液。或者，将动植物原料粉碎成厘米级颗粒加入溶剂（如乙醇溶液）热回流提取，在对提取液进行固液分离时多采用厘米或毫米级过滤装置进行粗滤，然后进行分离精制（如萃取、蒸馏）。

申请人在研究中发现，现有的提取装置存在以下问题：首先，现有的膜提取装置，所得透过液的浓度低，提取过程中需要使用大量的溶剂完成提取，不但增加了溶剂的成本，还增加了后续分离、精制、浓缩透过液的能耗。其次，申请人发现现有的提取装置的收率较低，采用压片或厘米级粗粉碎的方式，难以破除动植物原料的细胞壁，即使延长喷淋或浸泡时间，有效成分也难以浸出到溶剂中，造成提取不充分。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于动植物原料的单级洗脱装置，该用于动植物原料的单级洗脱装置能够将原料粉碎至细粉状进行膜分离提取，具有较高的收率和浸出效率，并且能够明显提高所得透过液的浓度、减少溶剂的用量，降低生产成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于动植物原料的单级洗脱装置，其特征在于：包括浸出装置、洗涤脱水装置和粉碎机，粉碎机通过原料输送管与浸出装置相连接，浸出装置出料口通过浆料泵与洗涤脱水装置进料口管路连接，洗涤脱水装置的出液口分别连接有分离液输出管和分离液回流管；洗涤脱水装置的物料出口分别连接有第一输送机和第二输送机；分离液回流管和第一输送机的输出端均与浸出装置相连接；洗涤脱水装置包括漂洗机和离心脱水机。

洗涤脱水装置采用漂洗机与脱水机相结合的方式，在完成漂洗工作后进行脱液工序，通过离心式的脱水机对物料进行彻底的脱液处理，可将物料中的液体彻底脱出，进一步的保证固液分离的效果，同时，又能为后续的烘干工序提供保证，便于快速烘干。

所述的漂洗机和离心脱水机为分体式结构，漂洗机和离心脱水机沿物料输送方向依次管路连接。

所述的洗涤脱水装置为漂洗机和离心脱水机一体设置的洗脱一体机。

所述的洗涤脱水装置还包括烘干机，漂洗机、离心脱水机和烘干机为一体设置的洗脱烘干一体机。

所述的洗涤脱水装置还包括烘干机，漂洗机、离心脱水机和烘干机依次沿物料输送方向管路连接，离心脱水机的固料排出端与烘干机相连接。

所述的烘干机上连接有溶剂回收器，溶剂回收器的出液端通过管路与离心脱水机的出液端相连接。

所述的粉碎机为干式粉碎机或湿式粉砕机，粉碎机为干式粉碎机时，浸出装置上连接有溶剂输送管，溶剂输送管上设有温度调节器和阀门；粉碎机为湿式粉砕机时，粉碎机上连接溶剂输送管。

粉碎机可以为干粉碎机或湿粉碎机，为湿粉碎机粉碎时，粉碎机通入浸出装置所用溶剂作为粉碎用液体。溶剂通入管上设有温度调节器和阀门，能够调控溶剂的通入量，补充溶剂，并且能够调控溶剂通入管和浸出装置中的溶剂温度，使浸出装置中的溶剂保持在最佳提取温度，提高提取效率。

所述的洗涤脱水装置所用滤膜为微滤级滤膜或纳滤级滤膜。

所述的粉碎机的粉碎粒度为微米级或纳米级，粉碎机的粉碎粒度大于洗涤脱水装置的分离孔径，粉碎机的粉碎粒度为990~1微米。

所述的分离液输出管、分离液回流管、第一输送机和第二输送机上均设有控制阀，分离液回流管和第二输送机上分别设有回流泵；所述的分离液输出管和第一输送机上分别设有送料泵。

设置回流泵，能够将透过液和浓缩液及时回流入浸出装置进行循环浸出。分离液输出管上设有第一送料泵，能够将高浓度的透过液及时输送至后续精制工序。第一输送机上设有第二送料泵，能够便于将浓缩液及时排除。由于浓缩液中含有原料颗粒，容易在管道中沉积，第二回流泵和第二送料泵的设计还能够便于浓缩液的快速输送，防止管道因原料颗粒堵塞。

另外，对于本实用新型申请人的说明还包括如下内容：

粉碎机能够将动植物原料进行充分的粉碎，将原料以粉状的形式投入浸出装置中，粉碎后原料细粉达到微米级或纳米级（990微米~0.5纳米），优选的粉碎机的粉碎粒度为990~1微米，该粉碎粒度下粉碎能耗小，且过滤效率高；进一步优选的粉碎机的粉碎粒度为700~2微米，该粉碎粒度下能充分破除绝大多数植物的细胞壁使得动植物细胞中的有效成分充分浸出、提高收率，进一步优选的粉碎机的粉碎粒度为600~35微米，该粉碎粒度下浸出效率较好、并且粉碎效率和过滤效率较高。因此，相比现有技术中将原料压片喷淋提取或者将原料粉碎至厘米级颗粒浸提，本发明浸出装置通过原料输送管与粉碎机相连接的设计，使得有效成分的收率和浸出效率有明显提高。

并且申请人设计，采用洗脱装置进行过滤，解决了过滤困难的问题，粉碎机的粉碎粒径大于洗脱装置的过滤孔径。洗脱装置可以为单个膜过滤器，或者为多个并联的膜过滤器。洗脱装置的材质为陶瓷滤膜或有机高分子滤膜（滤膜与溶剂需不相溶）。

对于洗脱装置的过滤精度，申请人设计洗脱装置所用滤膜为微滤级滤膜或纳滤级滤膜。优选的，洗脱装置的分离孔径为0.005~50微米，该孔径范围内能有效过滤原料颗粒，并保证较高过滤效率，实现大规模连续生产。进一步优选的，洗脱装置的分离孔径为0.5~30微米，该范围分离孔径内能够有效分离脂肪油、挥发油、苷类、萜类、黄酮类、酚类化合物中的至少一种，并且具有较高的分离效率。

与现有技术相比，本实用新型的一种用于动植物原料的单级洗脱装置所具有的有益效果是：

1、洗涤脱水装置采用漂洗机与脱水机相结合的方式，在完成漂洗工作后进行脱液工序，通过离心式的脱水机对物料进行彻底的脱液处理，可将物料中的液体彻底脱出，进一步的保证固液分离的效果，同时，又能为后续的烘干工序提供保证，便于快速烘干。

2、该用于动植物原料的单级洗脱装置能够将原料粉碎至细粉状进行漂洗脱液处理，具有较高的收率和浸出效率，并且能够明显提高所得透过液的浓度、减少溶剂的用量，降低生产成本。首先，申请人设计了浸出装置通过原料输送管与粉碎机相连接，粉碎机将原料粉碎为细粉状，能够破除动植物原料的细胞壁和细胞膜，使有效成分充分浸出到溶剂中，使得有效成分的收率和浸出效率有明显提高。其次，申请人设计了浸出装置和洗脱装置相连接，相比现有的过滤装置，采用洗脱装置能够过滤微米级的颗粒，因此在浸出装置中可以加入颗粒更小的粉碎后的动植物原料（破除动植物原料细胞壁），使粉碎后的原料与溶剂在浸出装置中充分接触、充分完成固液萃取，提高动植物原料中有效成分的收率；由于洗脱装置的过滤精度高（小于等于微米级），能有效进行固液分离、有效去除透过液中的杂质。最后，申请人设计了分离液回流管和第一输送机的输出端均与浸出装置相连接，分离液输出管、分离液回流管、第一输送机和第二输送机上均设有控制阀；使得分离所得的透过液和浓缩液反复回流至浸出装置中，在浸出装置中进行充分浸提，直至透过液达到较高浓度时自分离液输出管排出，不但提高了收率，而且减少了溶剂的用量、降低了成本。高浓度的透过液较高，也降低了后续精制、浓缩透过液时的能耗，变相降低了成本。

3、该用于动植物原料的单级洗脱装置进一步提高了浸出效率。申请人设计了溶剂储罐。溶剂储罐上设有温度调节器，能够调节溶剂的温度，提高浸出效率。

4、该用于动植物原料的单级洗脱装置结构紧凑，能够连续循环浸提。通过关闭第一输送机、开启第二输送机，使得浓缩液反复回流至浸出装置进行浸提，采用本实用新型的动植物原料的单级洗脱装置，便能够进行连续循环浸提。

5、该用于动植物原料的单级洗脱装置成本低并且适用范围广。该用于动植物原料的单级洗脱装置能够用于多个领域，能够用于油料作物提油（如自大豆中提取豆油）、能够用于植物类中药原料提取（如桂枝提取挥发油、乙酸乙酯提取决明子提取物、甲醇作为溶剂提取人参中的苷类）、能够用于植物香料提油（如玫瑰、薰衣草中挥发油的提取）、能够用于食用动植物原料提取浸出油（如胡萝卜中提取胡萝卜油、海藻中提取海藻油）。

附图说明

图1为实施例1的一种用于动植物原料的单级洗脱装置的结构示意图。

图2为实施例2的一种用于动植物原料的单级洗脱装置的结构示意图。

图3为实施例3的一种用于动植物原料的单级洗脱装置的结构示意图。

图4为实施例4的一种用于动植物原料的单级洗脱装置的结构示意图。

其中：1、浸出装置 101、原料输送管 102、溶剂输送管 103、温度调节器 2、洗脱一体机 3、粉碎机 301、送料机 4、浆料泵 5、第一输送机 6、第二输送机 7、回流控制阀 8、回流泵 9、分离液输出控制阀 10、漂洗机 1001、漂洗输出管 11、离心脱水机 1101、脱液排出控制阀 1102、脱液排出管 1103、脱液物料输出管 12、烘干机 1201、烘干液排出阀 1202、分离液回收管 13、洗脱烘干一体机 14、分离液回流管 15、分离液输出管 16、溶剂回收器 17、漂洗溶剂补充管路。

具体实施方式

图1是本实用新型的最佳实施例，下面结合图1~4本实用新型做进一步说明。

实施例1

参照图1，一种用于动植物原料的单级洗脱装置，包括浸出装置1、洗涤脱水装置和粉碎机3，粉碎机3为干式粉碎机或湿式粉砕机，粉碎机为干式粉碎机时，浸出装置1上连接有溶剂输送管102，溶剂输送管102上设有温度调节器103和阀门；粉碎机3为湿式粉砕机时，粉碎机3上连接溶剂输送管102。如图1所示，粉碎机3为湿式粉砕机，粉碎机3上连接有溶剂输送管102和原料输送管101，浸出装置1通过原料输送管101与粉碎机3相连接，浸出装置1出料口通过浆料泵4与洗涤脱水装置进料口管路连接，洗涤脱水装置的出液口分别连接有分离液输出管15和分离液回流管14，分离液输出管15上设有分离液输出控制阀9。

洗涤脱水装置为漂洗机10和离心脱水机11一体设置的洗脱一体机2。漂洗机10为内部设有电动搅拌器的可进行反复多次冲洗的洗涤机，漂洗机10的一侧设有漂洗溶剂补充管路17，漂洗溶剂补充管路17上设有相应的控制阀。洗涤脱水装置的浓缩液出口分别连接有第一输送机 5和第二输送机6；分离液回流管14和第二输送机6的输出端均与浸出装置1相连接；可在分离液输出管15、分离液回流管14、第一输送机5和第二输送机6上均设有控制阀8。其中，浸出装置1内可设有搅拌器，浸出装置1外周设有加热装置，也可以不设有加热装置。洗涤脱水装置上可设有反冲洗水通入管。洗涤脱水装置所用滤膜的材质为无机滤膜或有机高分子滤膜，具体的，无机滤膜为陶瓷滤膜，有机高分子滤膜与浸出装置1所用溶剂不互相溶解。

分离液回流管14上和第二输送机6上可分别设有回流泵。分离液输出管15上和第一输送机 5上可分别设有送料泵。洗涤脱水装置的分离孔径为0.005~50微米，洗涤脱水装置为纳滤膜或微滤膜，具体的，洗涤脱水装置的分离孔径为0.5~30微米。粉碎机3的粉碎粒度为700~2微米，粉碎机3的粉碎粒度大于洗涤脱水装置的分离孔径。具体的，粉碎机3的粉碎粒度为600~35微米。浆料泵4与洗涤脱水装置之间的管路上设有压力表。洗涤脱水装置可以为单个膜过滤器，或者为多个膜过滤器并联组成。

实施例2

参照图2，本实施例除了包括实施例1的结构，粉碎机3为干式粉砕机，浸出装置1上连接有溶剂输送管102，溶剂输送管102上设有温度调节器103和阀门。具体的，温度调节器103为管式换热器和温度传感器，温度调节器103能够调节溶剂至最佳温度，提高浸出效率。原料输送管101上还可以设有过筛器和送料机，以便于对粉碎机3粉碎的原料进行筛分、送料。粉碎机3也可以替换为研磨机，粉碎机3和研磨机能够将动植物原料粉碎成微米级颗粒，有效破除细胞壁，提高收率。

漂洗机10和离心脱水机11为分体式结构，漂洗机10和离心脱水机11沿物料输送方向依次管路连接。漂洗机10下部通过漂洗输出管1001连接离心脱水机11的入料端，离心脱水机11一侧设有脱液排出管1102，脱液排出管1102上设有脱液排出控制阀1101，离心脱水机11通过脱液排出管1102连接分离液输出管15。

该用于动植物原料的单级洗脱装置的操作方法如下：

a）粉碎机3将原料粉碎为粉末状，以提高浸出装置1中有效成分收率和浸出效率；将粉碎后的粉末状原料和溶剂按配比加入浸出装置1，在浸出装置1中混合浸出；浸出装置1排出的物料，通过浆料泵4进入洗涤脱水装置中过滤；

b）洗涤脱水装置过滤过程中，关闭分离液输出管15，开启分离液回流管14和第一输送机5，分离出的分离液和固体物料反复回送至浸出装置1中，循环浸提，直至分离液回流管14中的分离液浓度升高至稳定值时，关闭分离液回流管14、开启分离液输出管15，使分离液排出；

c）当分离液输出管15中分离液浓度开始持续下降时，此时浸出装置1中的原料已通过溶剂充分浸提，停止向浸出装置1中补充溶剂，关闭第一输送机5，排出固体物料，分离液（含有效成分和溶剂）通过分离液输出管15排出。采用以上对分离液回流管14、第一输送机5和第二输送机6上控制阀的控制，实现单级装置的循环浸提。

实施例3

参照图3，本实施例除了包括实施例1的结构，洗涤脱水装置还包括烘干机12，漂洗机10、离心脱水机11和烘干机12为一体设置的洗脱烘干一体机13，洗涤脱水装置的出液口上连接有溶剂回收器16。粉碎机为干式粉碎机，浸出装置1上连接有溶剂输送管102，溶剂输送管102上设有温度调节器103和阀门；粉碎机3还可为湿式粉砕机，粉碎机3上连接溶剂输送管102。物料在洗涤脱水装置中顺序经过漂洗、脱液、烘干等工序，最终形成干燥的物料和分离出来的溶剂的液体回收，彻底完成固液分离，其他工作原理与工作过程与实施例2相同。

实施例4

参照图4，本实施例除了包括实施例1的结构，洗涤脱水装置还包括烘干机12，漂洗机10、离心脱水机11和烘干机12依次沿物料输送方向管路连接，离心脱水机11的固料排出端与烘干机12相连接。烘干机12上连接有溶剂回收器16，溶剂回收器16的出液端通过管路与离心脱水机11的出液端相连接。其他工作原理与工作过程与实施例3相同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。