一种玉米花青素一体式提取装置的制作方法

本实用新型涉及一种玉米花青素一体式提取装置，属于植物化合物提取装置技术领域。

背景技术：

玉米种植范围最为广泛的农作物之一，我国每年的玉米产量都十分巨大。但玉米的主要食用部位是玉米粒，对于玉米棒一般作为废弃物或燃料燃烧，或者粉碎后作为动物饲料使用。实际上，玉米芯(尤其是紫玉米)中含有大量的花青素等植物化合物。上述传统对玉米芯的利用方式存在利用价值偏低的问题。

花青素，又称花色素，是一类自然界广泛存在于植物中的水溶性色素。现有的花青素提取方法主要有溶剂提取法、加压溶剂萃取法、水溶液提取法以及微生物发酵法。虽然目前对花青素提取的工艺方法研究较为透彻，但对于提取花青素的具体装置缺稍有报道。

虽然现有技术就针对如何提取玉米素色素这一技术问题已经提出一些解决方案。例如，专利CN 205672610U公开了一种用于分析玉米中色素含量的色素提取装置。虽然该提取装置增加了微波发生器，提高了玉米色素的提取速度，但一方面该装置处理的是玉米粉状样品，另一方面，其仅能将样品处理为样品液，缺少干燥等装置，一体化集成化程度不高。

技术实现要素：

为解决现有提取玉米花青素等植物化合物的装置存在的功能一体化集成化较低、适用范围较窄等技术问题，本实用新型提供了一种玉米花青素一体式提取装置，所采取的技术方案如下：

一种玉米花青素一体式提取装置，包括外壳体1，设置于外壳体1内的浸提腔，与用电部件连接的电源13，设置于外壳体1进料口21下的粉碎装置，与进料口21连通且内部形成浸提腔的浸提分离装置，以及与浸提分离装置连接的干燥装置；所述浸提分离装置内中心设有搅拌桨18，浸提腔外侧设有借助搅拌桨18旋转离心作用过滤的过滤夹层；所述过滤夹层通过管道与干燥装置连接。

优选地，在所述浸提腔内还设有超声发生器20。

优选地，所述粉碎装置为由电机驱动的上下两层轴向垂直设置的双粉碎辊轮3。

优选地，所述浸提腔设有与外部连通的酸度调节通道4，溶剂通道5以及与电源13和外壳体1外部显示屏19电性连接的酸度计17。

更优选地，所述溶剂通道5与浸提腔上部的溢流槽6连通；所述酸度调节管道4与浸提腔的顶部连通。

优选地，该提取装置还包括废渣回收装置14，在所述浸提腔底部设有阀门II16，阀门II16 与废渣回收装置14。

优选地，所述干燥装置为冷冻干燥装置9；所述冷冻干燥装置9内设有与电源13连接的真空泵12和冷冻室，以及连接真空泵12和冷冻室的吸气管10。

更优选地，所述冷冻室上部通过管道与过滤夹层连通，并通过过滤夹层外侧的阀门I7控制滤液进出；在冷冻室底部设有填充有低温介质的速冻层11。

更优选地，阀门I7和阀门II16为电磁阀。

优选地，在外壳体1底部对应干燥装置的一侧设有取样门8。

本实用新型装置所用的电路无需特别设计，安装装置结构直接连接即可。而各部件的控制过程可直接进行人工手动控制。或者，按照实际需求采用现有已知的控制程序或电路进行控制。

相对于现有技术，本实用新型获得有益效果是；

将玉米粉碎装置、超声浸提装置、离心分离和干燥装置集成为一体，能够实现由玉米芯到玉米色素的一体化处理。装置的一体化集成化程度高，功能强大。

在装置的外壳体内部设有浸提腔，并在浸提腔内设有超声发生器，能够产生超声波或微波，进而实现超声或微波辅助浸提，提高花青素的提取效率。同时，在浸提腔内设有搅拌桨，一方面便于入料添加时进行物料的充分混合，另一方面，可以在浸提完毕后进行高速旋转通过与套装在浸提腔外壁的过滤膜配合进行高速离心分离。

在套装过滤膜的夹套外侧设有与干燥装置连通的管道，可将通过离心后的液体直接送入到干燥装置中进行干燥。干燥装置为冷冻干燥装置，在承接滤液的底部下设有速冻层，可使得滤液进入后急速冷冻，以便于下一步将进行真空冷冻干燥。

附图说明

图1为本实用新型一种优选实施方式中提取装置的结构示意图。

图中：1，外壳体；2，电机I；3，粉碎辊轮；4，酸度调节管道；5，溶剂管道；6，溢流槽； 7，阀门I；8，取样门；9，冷冻干燥装置；10，吸气管；11，速冻层；12，真空泵；13，电机II；14，废渣回收装置；15，电源；16，阀门II；17，酸度计；18，搅拌桨；19，显示屏； 20，超声发生器；21，进料口。

具体实施方式

以下实施例所用材料、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、方法和仪器，本领域普通技术人员均可通过商业渠道获得。

在本实用新型以下的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以是通过中间介质间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以是具体情况理解上书术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型以下的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明，但以下详细说明不视为对本实用新型的限定。

图1为本实用新型一种优选实施方式中提取装置的结构示意图。从图1可知，该提取装置包括外壳体1，粉碎装置，浸提离心装置，冷冻干燥装置9，废渣回收装置14以及电源13。其中，在外壳体1的上部设有一个进料口21。粉碎装置设置于进料口21的下方。粉碎装置包括两组轴向垂直的粉碎辊轮3，每组粉碎辊轮3包括两个并列设置的辊轮。辊轮的轴与电机I2的动力轴连接，以便为辊轮的旋转提供动力。

在进料口21的下方为浸提腔，浸提腔的顶部设有与外部连通的酸度调节管道4和溶剂管道5，以便于向浸提腔内注入浸提溶剂和调节浸提pH的酸液或碱液。其中，酸度调节管道4 的末端与浸提腔的顶部连通，以便于将酸液、碱液垂直加入浸提液中。而溶剂管道5与浸提腔顶部的溢流槽6连通，在注入浸提溶剂时溶剂随着溢流槽6外部沿浸提腔侧壁留下。浸提溶剂的进入方式可有冲洗掉粘附在侧壁上的残渣。在浸提腔的底部设有搅拌桨18，搅拌桨与从浸提腔底部穿入的机电II 13的动力轴连接。同时，在浸提腔底部外侧套装有过滤膜夹套层。

在浸提腔的底部设有阀门II 16，阀门II 16与废渣回收装置14连接。阀门II 16为电磁阀，并且两个阀门与电源13电性连接，以实现对废渣排出的控制。在浸提腔外侧的过滤夹套的出口处设有阀门I 7，该阀门I 7具体采用与电源13电连接的电磁阀。阀门I 7可有效地控制滤液的流出。阀门I 7通过管道与冷冻干燥装置9连通。冷冻干燥装置9包括真空泵12、冷冻室以及连通真空泵12和冷冻室的吸气管10。在冷冻室的底部下设有速冻层11，该速冻层11 内填充有速冻介质，例如液氮，以便于实现对滤液快速冻结，为后续冷冻干燥提供方便。同时，为方便取出冻干的花青素样品，在外壳体1的底部与冷冻干燥装置9对应的部位设有取样门8。

整个装置的电机、真空泵等动力部件以及阀门等用电部件与电源13电性连接，以保证该部件的正常运转。为便于观察浸提腔内的pH，在外壳体外侧还设有一个显示屏19。

在使用时，操作者可直接将玉米芯填入到进料口21中，在粉碎辊轮的挤压切割作用下粉碎玉米芯。玉米芯落入浸提腔后，可通过溶剂管道5向浸提腔内加热浸提溶剂。此时可启动搅拌桨18搅拌使溶液混合均匀。同时，酸度计17测定混合液中的pH值。当pH值不合适时，可通过酸度调节通道加入酸液或碱液调整pH值。浸提过程中可启动浸提腔内的超声发生器 20，实现超声辅助浸提或微波辅助浸提。当浸提结束后，可通过启动搅拌桨18，借助于搅拌桨18的高速旋转以及浸提腔外侧的过滤夹层中的过滤膜，实现浸提液的高速离心分离。进入到过滤夹层中的滤液可在阀门I 7开启后沿管道进入到冷冻室。在冷冻室的速冻层11的超低温作用下滤液迅速冻结。关闭阀门I 7后，可开启真空泵抽出空气进行冷冻干燥。干燥结束后，可通过取样门8取出样品。同时，剩余残渣可在打开阀门II 16后排入到废渣回收装置内。操作人员可通过取样门8或在外壳体1上另行设置废渣回收口，定期清理剩余残渣。

以上实施方式，将玉米芯的粉碎、超声辅助浸提、离心分离以及冷冻干燥等多个工艺环节集成为一体，结构紧凑合理，功能多样强大，能够实现从玉米芯到色素成品的一体式提取。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。