葡萄籽原花青素提取装置及抗疲劳添加剂的制备方法与流程

本发明涉及化学领域，具体而言，涉及一种葡萄籽原花青素提取装置及抗疲劳添加剂的制备方法。

背景技术：

葡萄为葡萄属落叶藤本植物，是世界普遍栽培的水果之一，属水果中的珍品，素有“水果皇后”之美誉，其产量约占全世界水果的四分之一。在我国葡萄是重要的果树，伴随着改革开放和农村产业结构的调整，我国葡萄栽培业随之发展，特别是近十年葡萄的栽培面积和产量一直呈上升趋势。2005年我国葡萄栽培面积为40.81万hm²，在世界上排名第4位，产量达到579.4万吨，世界排名第5位。

原花青素是一大类类黄酮类多酚化合物，在木本和草本植物中普遍存在。在葡萄中，原花青素主要以二聚体形式存在，在葡萄酒中主要他们往往以缩合单宁形式存在(三到五个亚基的原花色素聚合物)。在某些品种、皮、茎、籽中原花色素结构不同。此外，品种间类型和浓度也大不相同。在葡萄籽和皮中，己鉴定二十种原花青素单体三聚体。籽中的原花青素有儿茶素，表儿茶素、表儿茶素没食子酸单元，而葡萄皮和葡萄酒显示花色素主要为表儿茶素和表没食子儿茶素单位为主。

从葡萄籽中提取原花青素通常采用溶剂提取法，现有的溶剂提取法存在耗费溶剂量大、提取时间长，而且提取率并不算太高，普遍提取率保持在7％左右。

技术实现要素：

针对现有技术中葡萄籽原花青素提取效率低，耗费溶剂量大、提取时间长，而且提取率并不高的问题，本发明提供了一种葡萄籽原花青素提取装置，包括提取主体和设置在提取主体原料入口处的粉碎装置，所述提取主体包括机架、设置在所述机架上的圆柱体容器，设置在所述圆柱体容器内部并可沿所述圆柱体容器轴线方向运动的活塞组件，所述粉碎装置固定安装在所述圆柱体容器上，所述活塞组件底部安装有搅拌件，所述搅拌件位于所述圆柱体容器内部。

采用两步法提取葡萄籽中的原花青素，先将其葡萄籽粉碎成粉末状，再与溶剂充分混合，利用活塞组件快速改变环境气压，使得粉末中的原花青素组分脱离粉末主体，达到与其他组分分离的目的。

进一步，所述粉碎装置包括粉碎机座、粉碎机构和研磨机构，所述粉碎机座装置在所述圆柱体容器侧壁上，所述研磨机构安装在所述粉碎机座上，所述粉碎机构安装在所述研磨机构上方，所述粉碎机构出口与所述研磨机构入口相通，所述研磨机构出口与所述提取主体入口相连。

采用二级粉碎结构，一级粉碎将葡萄籽粉碎成规格较为统一的小颗粒状，可有效分担研磨机构的工作强度，提高了装置的工作效率，而且研磨机构处理的小颗粒规格较为统一，使得其处理后得到的粉末颗粒尺寸均匀性非常理想。

进一步，所述研磨机构包括第一研磨壳体、第二研磨壳体、研磨电机、定磨盘和动磨盘，所述第一研磨壳体上方设有一与所述粉碎机构出口相连通的入口，所述研磨电机固定安装在所述粉碎机座上，所述动磨盘中心固定安装在所述研磨电机旋转轴上；所述第一研磨壳体和所述第二研磨壳体套设在所述研磨电机旋转轴上，且所述动磨盘位于所述第二研磨壳体内部，所述第一研磨壳体内壁与所述研磨电机旋转轴外壁形成碎粒传送通道；所述定磨盘固定安装在所述第二研磨壳体靠近所述第一研磨壳体一侧内壁上，且所述动磨盘与所述定磨盘相对，所述第二研磨壳体下方设有与所述提取主体入口相连通的出口。

研磨机构中的定磨盘表面由两组相交的凸线组成，每组凸线由若干平行等距的凸线组成，两组凸线长度方向的夹角为30°。

动磨盘靠近所述定磨盘一侧表面为粗糙的平面。

进一步，所述研磨电机旋转轴位于所述第一研磨壳体内部一段为圆台状，所述第一研磨壳体内壁与所述研磨电机旋转轴外壁形成向所述第二研磨壳体方向外扩的喇叭状通道。

通过喇叭状通道的设计，可以使粉碎机构得到的小颗粒物均匀有序进入研磨区域。

进一步，所述第二研磨壳体靠近所述第一研磨壳体一侧设有用于供碎粒通过的圆形通孔，所述圆形通孔边沿位于所述喇叭状通道出口外沿，且所述圆形通孔边沿形成有向孔心延伸的环形凸起。

环形凸起的设计，为从喇叭状通道出来的小颗粒物进入研磨区域起到缓冲作用，可以有效防止喇叭状通道中的小颗粒物在研磨区域入口扎堆，提到了研磨的均匀效果。

进一步，粉碎机构包括粉碎机架、粉碎电机、粉碎内腔和粉碎刀具，所述粉碎机架固定安装在所述粉碎机座上，所述粉碎电机固定安装在所述粉碎机架上，所述粉碎内腔位于所述粉碎机架正下方位置，三个所述粉碎刀具交错安装在所述粉碎电机旋转轴上且位于所述粉碎内腔内。

进一步，每个所述粉碎刀具为条形，其长度方向与所述粉碎电机旋转轴轴线方向的夹角为40～50°。

进一步，每个所述粉碎刀具截面为十字形，其长为宽的2-3倍。

进一步，所述粉碎内腔为漏斗状，其底部开口与所述第一研磨壳体上方相连通。

进一步，所述机架包括底座和外壳，所述活塞组件通过气缸组件安装在所述外壳顶部位置。

进一步，所述活塞组件包括活塞壳体和搅拌组件，所述活塞壳体顶部通过所述气缸组件安装在所述外壳顶部，其外壁紧贴在所述圆柱体容器内壁上，所述搅拌组件安装在所述活塞壳体上。

通过活塞组件的上下运动，控制圆柱体容器体积的变化实现圆柱体容器内压强的骤升和骤减，在压强骤升和骤减的过程中葡萄籽粉末中的原花青素与乙醇接触次数大大增加，整体接触面积大大增大，而且原花青素在气压的作用下更易与其他组分分离，达到萃取的目的。

进一步，所述搅拌组件包括搅拌件、用于驱动所述搅拌件作旋转运动和上下运动的传动组件，所述传动组件安装在所述活塞壳体底部上表面上，所述搅拌件位于所述活塞壳体底部中心下表面。

进一步，所述传动组件包括传动壳体、用于控制所述搅拌件旋转的旋转组件和用于控制所述搅拌件上下运动的丝杆传动组件；所述传动壳体为空心圆柱体，且其轴线与所述活塞壳体平行；所述丝杆传动组件安装在所述活塞壳体底部上表面上，所述旋转组件安装在所述丝杆传动组件上，所述搅拌件安装在所述旋转组件输出端。

进一步，所述旋转组件包括第二电机、谐波减速机和搅拌轴，所述第二电机安装在所述谐波减速机上，所述谐波减速机安装在所述丝杆传动组件上，所述搅拌轴安装在所述谐波减速机上，所述搅拌件固定安装在所述搅拌轴上。

进一步，所述丝杆传动组件包括第三电机、丝杆、安装在所述传动壳体内壁上的滑轨、用于所述滑轨配合的滑盘，所述第三电机安装在所述活塞壳体底部上表面，所述丝杆固定安装在所述第三电机旋转轴上，所述滑盘上安装有与所述丝杆配合的丝杆孔，所述丝杆孔内壁设有与所述丝杆外螺纹相匹配的内螺纹，所述谐波减速机固定安装在所述滑盘上。

进一步，所述滑盘外沿上设有与所述滑轨相配合的滑块，所述滑轨长度方向与所述传动壳体轴线方向平行。

进一步，所述圆柱体容器底部均匀分布有若干第一通孔，所述第一通孔上附着有一层过滤布。

进一步，所述机架上位于所述圆柱体容器下方位置设有储液盘，所述储液盘侧面设有将收集的液体排出的排液口。

进一步，所述活塞壳体内部还设有原料容器和第一原料入口，所述原料容器位于所述传动壳体外侧位置，所述第一原料入口位于所述活塞壳体底部。

本发明还提供了一种抗疲劳添加剂的制备方法，采用如权利要求19所述的提取装置，包括如下步骤：

步骤一：将2kg葡萄籽从粉碎装置入口缓缓放入，经粉碎机构粉碎成小碎块，再经研磨机构研磨成目数为30～50目的葡萄籽粉末，其中粉碎机构的转速控制在150～200转/min，研磨机构的转速为60～90转/min；

步骤二：葡萄籽粉末经进入圆柱体容器后，关闭提取主体原料入口，并从第一原料入口加入20l浓度为70％的乙醇，控制搅拌件的转速为50～100转/min，搅拌时间10min，控制圆柱体容器的温度为60～65℃；

步骤三：控制丝杆传动组件活塞组件将搅拌件向上提起，再控制急速上下运动压缩和向上提起搅拌件，驱动活塞组件向下运动，将圆柱体容器空间压缩至0.5～0.25，再驱动活塞组件快速向上运动至初始位置；如此反复3～5次，驱动活塞组件向下运动，将提取液从容器中压出；

步骤四：从排液口收集提取液，将其放入装有0.14kg的亚硒酸钠粉末和50kg蒸馏水的搅拌釜中进行络合反应，其中温度控制在50～60℃，搅拌釜搅拌速度为100～150转/min，搅拌时间20～30min；

步骤五：将得到的混合溶液放入沉淀过滤装置，经沉淀、过滤，得到所需的抗疲劳添加剂。

采用上述设备，可降低提取溶剂乙醇的使用量，正常情况下，2kg葡萄籽的提取需要40l浓度为70％的乙醇，而本专利通过活塞结构设计，得到的提取装置，只需要使用20l相同浓度的乙醇，减少了原料的浪费，提高了原花青素提取率。

进一步，所述开闭孔组件包括开闭孔圆盘和第一电机，所述第一电机固定安装在所述储液盘底部中心位置，所述第一电机旋转轴通过所述储液盘底部中心固定安装有所述开闭孔圆盘，所述开闭孔圆盘上均匀分布有与所述第一通孔相配合的第二通孔。设置开闭孔组件，在活塞组件上下运动时关闭，起到密闭效果，从而实现圆柱体容器内部气压的骤升和骤减；在活塞组件不上下运动时，打开开闭孔组件，提取液经储液盘排出。

进一步，所述开闭孔圆盘外沿设有密封侧沿，所述密封侧沿紧贴在所述圆柱体容器外侧面上。在开闭孔圆盘外沿设密封侧沿，不仅可提高开闭孔圆盘的密封性，而且可与开闭孔圆盘配合形成具有一定液体储存量功能的提取液储液中间站。

进一步，所述储液盘上表面所述第一电机旋转轴通孔位置处设有用于防止液体进入所述第一电机旋转轴通孔的液体挡板。

进一步，所述储液盘设置在所述外壳底部。

有益效果：

采用本发明技术方案产生的有益效果如下：

(1)采用两步法提取葡萄籽中的原花青素，先将其葡萄籽粉碎成粉末状，再与溶剂充分混合，利用活塞组件快速改变环境气压，使得粉末中的原花青素组分脱离粉末主体，达到与其他组分分离的目的。

(2)设置开闭孔组件，在活塞组件上下运动时关闭，起到密闭效果，从而实现圆柱体容器内部气压的骤升和骤减；在活塞组件不上下运动时，打开开闭孔组件，提取液经储液盘排出。

(3)在开闭孔圆盘外沿设密封侧沿，不仅可提高开闭孔圆盘的密封性，而且可与开闭孔圆盘配合形成具有一定液体储存量功能的提取液储液中间站。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明较佳之葡萄籽原花青素提取装置结构图。

图2为本发明较佳之粉碎装置结构图；

图3为本发明较佳之研磨机构结构图；

图4为本发明较佳之定磨盘表面纹理图；

图5为本发明较佳之碎粒传送通道结构图；

图6为本发明较佳之粉碎刀具结构图；

图7为本发明较佳之活塞组件局部结构图；

图8为本发明较佳之传动组件结构图；

图9为本发明较佳之圆柱体容器底部结构图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本实施方式通过容器中气压的急速降低和增加，使得葡萄籽粉末中的原花青素与乙醇接触次数大大增加，整体接触面积大大增大，而且原花青素在气压的作用下更易与其他组分分离，达到萃取的目的。具体如下：

如图1所示，葡萄籽原花青素提取装置包括提取主体10和设置在提取主体10原料入口处的粉碎装置20，所述提取主体10包括机架1、设置在所述机架1上的圆柱体容器2，设置在所述圆柱体容器2内部并可沿所述圆柱体容器2轴线方向运动的活塞组件3，所述粉碎装置20固定安装在所述圆柱体容器2上，所述活塞组件3底部安装有搅拌件321，所述搅拌件321位于所述圆柱体容器2内部。采用两步法提取葡萄籽中的原花青素，先将其葡萄籽粉碎成粉末状，再与溶剂充分混合，利用活塞组件快速改变环境气压，使得粉末中的原花青素组分脱离粉末主体，达到与其他组分分离的目的。

参见图2，粉碎装置20包括粉碎机座201、粉碎机构202和研磨机构203，所述粉碎机座201装置在所述圆柱体容器2侧壁上，所述研磨机构203安装在所述粉碎机座201上，所述粉碎机构202安装在所述研磨机构203上方，所述粉碎机构202出口与所述研磨机构203入口相连通，所述研磨机构203出口与所述提取主体10入口相连。采用二级粉碎结构，一级粉碎将葡萄籽粉碎成规格较为统一的小颗粒状，可有效分担研磨机构的工作强度，提高了装置的工作效率，而且研磨机构处理的小颗粒规格较为统一，使得其处理后得到的粉末颗粒尺寸均匀性非常理想。

参见图3，研磨机构203包括第一研磨壳体204、第二研磨壳体205、研磨电机206、定磨盘207和动磨盘208，所述第一研磨壳体204上方设有一与所述粉碎机构202出口相连通的入口，所述研磨电机206固定安装在所述粉碎机座201上，所述动磨盘208中心固定安装在所述研磨电机206旋转轴上；所述第一研磨壳体204和所述第二研磨壳体205套设在所述研磨电机206旋转轴上，且所述动磨盘208位于所述第二研磨壳体205内部，所述第一研磨壳体204内壁与所述研磨电机206旋转轴外壁形成碎粒传送通道209；所述定磨盘208固定安装在所述第二研磨壳体205靠近所述第一研磨壳体204一侧内壁上，且所述动磨盘208与所述定磨盘207相对，所述第二研磨壳体205下方设有与所述提取主体1入口相连通的出口。

参见图4，研磨机构203中的定磨盘207表面由两组相交的凸线210组成，每组凸线由若干平行等距的凸线组成，两组凸线长度方向的夹角为30°。

动磨盘208靠近所述定磨盘207一侧表面为粗糙的平面。

研磨电机206旋转轴位于所述第一研磨壳体204内部一段为圆台状，所述第一研磨壳体204内壁与所述研磨电机206旋转轴外壁形成向所述第二研磨壳体205方向外扩的喇叭状通道。通过喇叭状通道的设计，可以使粉碎机构得到的小颗粒物均匀有序进入研磨区域。

参见图4和图5，第二研磨壳体205靠近所述第一研磨壳体204一侧设有用于供碎粒通过的圆形通孔211，所述圆形通孔211边沿位于所述喇叭状通道出口外沿，且所述圆形通孔边沿形成有向孔心延伸的环形凸起212。环形凸起的设计，为从喇叭状通道出来的小颗粒物进入研磨区域起到缓冲作用，可以有效防止喇叭状通道中的小颗粒物在研磨区域入口扎堆，提到了研磨的均匀效果。

粉碎机构202包括粉碎机架213、粉碎电机214、粉碎内腔215和粉碎刀具216，所述粉碎机架213固定安装在所述粉碎机座201上，所述粉碎电机214固定安装在所述粉碎机架213上，所述粉碎内腔215位于所述粉碎机架213正下方位置，三个所述粉碎刀具216交错安装在所述粉碎电机214旋转轴上且位于所述粉碎内腔215内。

参见图6，每个所述粉碎刀具216为条形，其长度方向与所述粉碎电机旋转轴轴线方向的夹角为40～50°。每个所述粉碎刀具216截面为十字形，其长为宽的2-3倍。

粉碎内腔215为漏斗状，其底部开口与所述第一研磨壳体上方相连通。

在实际设计中，机架1包括底座11和外壳12，所述活塞组件3通过气缸组件7安装在所述外壳12顶部位置，参见图1。

作为一种优选的实施方式，活塞组件3包括活塞壳体31和搅拌组件32，所述活塞壳体31顶部通过所述气缸组件7安装在所述外壳12顶部，其外壁紧贴在所述圆柱体容器2内壁上。

参见图1和图7，搅拌组件32包括搅拌件321、用于驱动所述搅拌件321作旋转运动和上下运动的传动组件322，所述传动组件322安装在所述活塞壳体31底部上表面上，所述搅拌件321位于所述活塞壳体31底部中心下表面。

参见图7，传动组件322包括传动壳体323、用于控制所述搅拌件321旋转的旋转组件324和用于控制所述搅拌件321上下运动的丝杆传动组件325；所述传动壳体323为空心圆柱体，且其轴线与所述活塞壳体31平行；所述丝杆传动组件325安装在所述活塞壳体31底部上表面上，所述旋转组件324安装在所述丝杆传动组件325上，所述搅拌件321安装在所述旋转组件324输出端。

参见图8，旋转组件324包括第二电机326、谐波减速机327和搅拌轴328，所述第二电机326安装在所述谐波减速机327上，所述谐波减速机327安装在所述丝杆传动组件325上，所述搅拌轴328安装在所述谐波减速机327上，所述搅拌件321固定安装在所述搅拌轴328上。

丝杆传动组件325包括第三电机329、丝杆330、安装在所述传动壳体323内壁上的滑轨331、用于所述滑轨331配合的滑盘332，所述第三电机329安装在所述活塞壳体31底部上表面，所述丝杆330固定安装在所述第三电机329旋转轴上，所述滑盘332上安装有与所述丝杆330配合的丝杆孔(图中未示图)，所述丝杆孔内壁设有与所述丝杆330外螺纹相匹配的内螺纹，所述谐波减速机327固定安装在所述滑盘332上。

滑盘332外沿上设有与所述滑轨331相配合的滑块333，所述滑轨331长度方向与所述传动壳体323轴线方向平行。

作为一种优选的实施方式，圆柱体容器2底部均匀分布有若干第一通孔21，所述第一通孔21上附着有一层过滤布22，参见图9。

机架1上位于所述圆柱体容器2下方位置设有储液盘6，所述储液盘6侧面设有将收集的液体排出的排液口61。

活塞壳体31内部还设有原料容器311和第一原料入口312，所述原料容器311位于所述传动壳体323外侧位置，所述第一原料入口312位于所述活塞壳体31底部。

圆柱体容器2侧壁上设有第二原料入口23。

本发明还提供了一种抗疲劳添加剂的制备方法，采用如权利要求19所述的提取装置，包括如下步骤：

步骤一：将2kg葡萄籽从粉碎装置入口缓缓放入，经粉碎机构粉碎成小碎块，再经研磨机构研磨成目数为30～50目的葡萄籽粉末，其中粉碎机构的转速控制在150～200转/min，研磨机构的转速为60～90转/min；

步骤二：葡萄籽粉末经进入圆柱体容器后，关闭提取主体原料入口，并从第一原料入口加入20l浓度为70％的乙醇，控制搅拌件的转速为50～100转/min，搅拌时间10min，控制圆柱体容器的温度为60～65℃；

步骤三：控制丝杆传动组件活塞组件将搅拌件向上提起，再控制急速上下运动压缩和向上提起搅拌件，驱动活塞组件向下运动，将圆柱体容器空间压缩至0.5～0.25，再驱动活塞组件快速向上运动至初始位置；如此反复3～5次，驱动活塞组件向下运动，将提取液从容器中压出；

步骤四：从排液口收集提取液，将其放入装有0.14kg的亚硒酸钠粉末和50kg蒸馏水的搅拌釜中进行络合反应，其中温度控制在50～60℃，搅拌釜搅拌速度为100～150转/min，搅拌时间20～30min；

步骤五：将得到的混合溶液放入沉淀过滤装置，经沉淀、过滤，得到所需的抗疲劳添加剂。

参见图9，开闭孔组件5包括开闭孔圆盘51和第一电机52，所述第一电机52固定安装在所述储液盘6底部中心位置，所述第一电机52旋转轴通过所述储液盘6底部中心固定安装有所述开闭孔圆盘51，所述开闭孔圆盘51上均匀分布有与所述第一通孔21相配合的第二通孔53。设置开闭孔组件，在活塞组件上下运动时关闭，起到密闭效果，从而实现圆柱体容器内部气压的骤升和骤减；在活塞组件不上下运动时，打开开闭孔组件，提取液经储液盘排出。

在一种更优选的实施方式中，开闭孔圆盘51外沿设有密封侧沿54，所述密封侧沿54紧贴在所述圆柱体容器2外侧面上。在开闭孔圆盘外沿设密封侧沿，不仅可提高开闭孔圆盘的密封性，而且可与开闭孔圆盘配合形成具有一定液体储存量功能的提取液储液中间站。

储液盘6上表面所述第一电机52旋转轴通孔位置处设有用于防止液体进入所述第一电机52旋转轴通孔的液体挡板62。储液盘6设置在所述外壳12底部。

经测试，采用上述方法得到提取液，原花青素提取率可达8.5％以上。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。