一种欧洲越橘色素提取装置的制作方法

本实用新型属于天然药物提取领域，具体涉及一种欧洲越橘色素提取装置。

背景技术：

欧洲越橘为落叶灌木，叶较小，呈卵形，花为球形，为玫瑰色带淡绿色。分布于欧洲。野生欧洲越橘大量分布在斯堪的纳维亚半岛(挪威)，北欧民间的一种食用果实，已经有100多年历史，是当今世界果品中方兴未艾极受关注的小果树类品种。近年来，欧洲越橘被我国引进，在云南、贵州等地都有大规模的种植。民间在食用过程中发现此果有调节眼部疲劳的作用，并可以改善夜盲症，预防近视、老花眼、青光眼。欧洲越橘经国际上多家研究机构研究证实其活性成分是花青苷(也称花青素，简称vma)其主要的药理作用分为几个方面：

1、通过稳定毛细血管胶原纤维网增强毛细血管的抗性，维护血管正常的通透性，改善微循环，调节微血管血液流量。

2、具有非常强的抗氧化作用，抑制自由基对毛细血管的损害。

3、加速视紫红质的再生速率，改善(夜)视力，减轻目眩，提高暗适应。

欧洲越橘富含花青素。在越橘中发现超过15种不同的花青素。花青素可有助于维持毛细血管完整性和稳定胶原质。花青素也是有力的抗氧化剂。众多的临床研究显示越橘在治疗循环系统不适，静脉曲张和其它静脉和动脉不适方面十分有效。花青素可通过稳定内皮细胞中磷脂和增加胶原质及黏多糖这两种维持动脉壁结构完整性的物质合成来保护静脉和动脉。花青素同样防止血小板在内皮细胞表面的聚集和粘着。研究还显示越橘可通过刺激视紫质产生来起到在亚铁血红素所致和糖尿病导致视网膜病变中协作治疗的作用。

由于欧洲越橘花青素的天然活性以及其药用价值，因此从欧洲越橘中提取花青素具有广阔的市场前景。目前，已经公开多种提取欧洲越橘花青素的方法，例如，cn201310461582.9公开了一种欧洲越橘花色甙的方法，是采用了40～60％乙醇进行浸提，然后经大孔吸附树脂提取色素，再经过丙酮进行亚临界萃取，得到欧洲越橘花色甙。该方法虽然能提取欧洲越橘花色甙，但是，存在以下两个问题：

1、使用了大量的乙醇和丙酮等有机溶剂，生产不安全，且生产车间需要全部采用防爆等级，投资成本高，生产成本也高，同时带来有机溶剂等问题；

2、亚临界萃取的工艺时，生产成本很高，不适宜大规模工业化生产。

又如cn201710522268.5公开了一种欧洲越橘提取物的制备方法，该方法是通过酸化的乙醇溶液(95％乙醇经浓硫酸酸化)浸提，然后离心，去除果肉，再经过大孔吸附树脂吸附，解吸，再经过蒸发浓缩，得到欧洲越橘提取物。该方法同样存在以下缺点：

1、采用有机溶剂加浓硫酸进行浸提，需要消耗大量的乙醇和浓硫酸，一方面增加设备投资，另一方面，有机溶剂提取成本高，环保压力大；

2、采用离心机离心，无法有效的去除提取液中的悬浮物，造成后端工序的大孔吸附树脂污染严重，树脂的使用寿命低。

通过对比研究已有的工艺路线，发现现有技术中主要存在以下问题：

1、现有欧洲越橘提取物的提取工艺中使用最多的是溶剂提取的方法，难以有效去除植物蛋白、胶体、果肉等杂质，对后端大孔吸附树脂或硅胶柱污染较大，难以再生，清洗水量大，填料寿命短。造成产品品质不高，附加值较低。

2、使用有机溶剂提取，一方面生产的原材料成本高，另一方面生产环境不安全。

3、现有的大多生产工艺中，在大孔吸附树脂进料前，都没有进行澄清、除杂，造成大孔吸附树脂的负荷重，污染严重，难以再生，使用寿命短。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种成本低，能耗低，能够大规模工业化生产的提取欧洲越橘色素的装置，以解决现有技术存在的效果不佳等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种欧洲越橘色素提取装置，包括欧洲越橘提取罐、卧螺离心机、陶瓷膜原料罐、陶瓷膜装置、陶瓷膜清液罐、大孔吸附树脂柱、大孔吸附树脂解吸液罐以及纳滤膜装置；

其中，所述欧洲越橘提取罐中的料液通过卧螺离心机进料管进入卧螺离心机内；

所述卧螺离心机离心料液通过陶瓷膜原料罐进料管进入陶瓷膜原料罐内；

所述陶瓷膜原料罐内的料液通过陶瓷膜装置进料管进入陶瓷膜装置中；

所述陶瓷膜装置的截留液通过陶瓷膜装置回流管返回陶瓷膜原料罐中，透过液通过陶瓷膜清液罐进料管进入陶瓷膜清液罐内；

所述陶瓷膜清液罐内的料液通过大孔吸附树脂柱进料管进入大孔吸附树脂柱中，解吸后排入大孔吸附树脂解吸液罐内；

所述大孔吸附树脂解吸液罐内的料液通过纳滤膜装置进料管进入纳滤膜装置中；

所述纳滤膜装置的截留液通过纳滤膜装置回流管返回大孔吸附树脂解吸液罐中，透过液通过排液管外排并集中处理。

具体地，所述卧螺离心机进料管上设有卧螺离心机进料泵。

所述陶瓷膜装置进料管上设有陶瓷膜装置进料泵。

所述大孔吸附树脂柱进料管上设有大孔吸附树脂柱进料泵。

所述纳滤膜装置进料管上设有纳滤膜装置进料泵。

优选地，所述陶瓷膜装置的平均膜孔径为5～500nm，采用陶瓷膜装置对欧洲越橘提取液进行过滤澄清，可以去除果肉、大分子植物蛋白、胶体、悬浮物等的残渣，提高后续工段的进料质量，也提升提取液品质。

所述纳滤膜装置的截留分子量为100～800da，采用纳滤膜装置对大孔吸附树脂解吸液进行浓缩，有效提高欧洲越橘色素的浓度，减少了80％的蒸发能耗。

有益效果：

本实用新型提取装置可批量稳定生产高纯度的欧洲越橘色素，且产品质量稳定色素的回收率在高，提高了生产效率、回收率和产品品质；该装置比较节能，相比较传统生产工艺，自动化程度高，控制过程简单，员劳动强度和使用量大大减少，可节省70％的人工费用，经济效益显著；采用膜分离装置，减小了设备的占地面积，降低了基建成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为该提取装置的整体结构示意图。

其中，各附图标记分别代表：1欧洲越橘提取罐、2卧螺离心机、3陶瓷膜原料罐、4陶瓷膜装置、5陶瓷膜清液罐、6大孔吸附树脂柱、7大孔吸附树脂解吸液罐、8纳滤膜装置、9卧螺离心机进料泵、10陶瓷膜装置进料泵、11大孔吸附树脂柱进料泵、12纳滤膜装置进料泵、13卧螺离心机进料管、14陶瓷膜原料罐进料管、15陶瓷膜装置进料管、16陶瓷膜装置回流管、17陶瓷膜清液罐进料管、18大孔吸附树脂柱进料管、19纳滤膜装置进料管、20纳滤膜装置回流管、21排液管。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以下实施例均采用如图1所示装置进行欧洲越橘色素的提取。该装置包括欧洲越橘提取罐1、卧螺离心机2、陶瓷膜原料罐3、陶瓷膜装置4、陶瓷膜清液罐5、大孔吸附树脂柱6、大孔吸附树脂解吸液罐7以及纳滤膜装置8。

其中，所述欧洲越橘提取罐1中的料液通过卧螺离心机进料管13进入卧螺离心机2内；所述卧螺离心机2离心料液通过陶瓷膜原料罐进料管14进入陶瓷膜原料罐3内；所述陶瓷膜原料罐3内的料液通过陶瓷膜装置进料管15进入陶瓷膜装置4中；所述陶瓷膜装置4的截留液通过陶瓷膜装置回流管16返回陶瓷膜原料罐3中，透过液通过陶瓷膜清液罐进料管17进入陶瓷膜清液罐5内；所述陶瓷膜清液罐5内的料液通过大孔吸附树脂柱进料管18进入大孔吸附树脂柱6中，解吸后排入大孔吸附树脂解吸液罐7内；所述大孔吸附树脂解吸液罐7内的料液通过纳滤膜装置进料管19进入纳滤膜装置8中；所述纳滤膜装置8的截留液通过纳滤膜装置回流管20返回大孔吸附树脂解吸液罐7中，透过液通过排液管21外排并集中处理。

卧螺离心机进料管13上设有卧螺离心机进料泵9；陶瓷膜装置进料管15上设有陶瓷膜装置进料泵10；大孔吸附树脂柱进料管18上设有大孔吸附树脂柱进料泵11；纳滤膜装置进料管19上设有纳滤膜装置进料泵12。

陶瓷膜装置4的平均膜孔径为5～500nm；纳滤膜装置8的截留分子量为100～800da。

实施例1

1)欧洲越橘提取罐1中的欧洲越橘色素提取液，经卧螺离心机进料泵9驱动，进入卧螺离心机2，卧螺离心机清液进入陶瓷膜原料罐3；

2)陶瓷膜原料罐3中的料液，经陶瓷膜装置进料泵10驱动，进入陶瓷膜装置4，陶瓷膜截留浓液返回陶瓷膜原料罐3中，透过清液进入陶瓷膜清液罐5；

3)陶瓷膜清液罐5中的物料，经大孔吸附树脂柱进料泵11驱动，进入大孔吸附树脂柱6中，大孔吸附树脂柱解吸液进入大孔吸附树脂解吸液罐7；

4)大孔吸附树脂解吸液罐7中的物料，经纳滤膜装置进料泵12驱动，进入纳滤膜装置8，纳滤膜截留浓液返回大孔吸附树脂解吸液罐7中得到产品，纳滤膜透过清液外排进入污水处理系统集中处理。

其中，陶瓷膜装置4中，陶瓷膜的膜孔径为500nm，操作条件为：膜面流速为2m/s，过滤温度为20℃，压力为0.1mpa。

大孔吸附树脂柱6的树脂为苯乙烯型大孔吸附树脂，操作条件为：温度为20℃，流速为6bv/h。

纳滤膜装置8中，纳滤膜截留分子量为800da，操作条件为：过滤温度为20℃，压力为0.5mpa。

该实施例陶瓷膜的孔径较大，不能有效的去除大分子植物蛋白和胶体，膜面流速、过滤温度和压力较低，陶瓷膜通量较低；大孔吸附树脂的温度较低，且流速较快，吸附效率较低；纳滤膜的截留分子量较高，有部分色素透过纳滤膜进入纳滤膜清液中，降低了产品收率。最终得到的欧洲越橘色素的产品的纯度为92.1％，总收率为65.8％。

实施例2

1)欧洲越橘提取罐1中的欧洲越橘色素提取液，经卧螺离心机进料泵9驱动，进入卧螺离心机2，卧螺离心机清液进入陶瓷膜原料罐3；

2)陶瓷膜原料罐3中的料液，经陶瓷膜装置进料泵10驱动，进入陶瓷膜装置4，陶瓷膜截留浓液返回陶瓷膜原料罐3中，透过清液进入陶瓷膜清液罐5；

3)陶瓷膜清液罐5中的物料，经大孔吸附树脂柱进料泵11驱动，进入大孔吸附树脂柱6中，大孔吸附树脂柱解吸液进入大孔吸附树脂解吸液罐7；

4)大孔吸附树脂解吸液罐7中的物料，经纳滤膜装置进料泵12驱动，进入纳滤膜装置8，纳滤膜截留浓液返回大孔吸附树脂解吸液罐7中得到产品，纳滤膜透过清液外排进入污水处理系统集中处理。

其中，陶瓷膜装置4中，陶瓷膜的膜孔径为5nm，操作条件为：膜面流速为8m/s，过滤温度为80℃，压力为0.8mpa。

大孔吸附树脂柱6的树脂为苯乙烯型大孔吸附树脂，操作条件为：温度为60℃，流速为2bv/h。

纳滤膜装置8中，纳滤膜截留分子量为100da，操作条件为：过滤温度为50℃，压力为2.5mpa。

该实施例陶瓷膜的孔径较小，可以有效的去除大分子植物蛋白和胶体，膜面流速、过滤温度和压力较高，但陶瓷膜的孔径小，通量较低，能耗大；大孔吸附树脂的温度较高，且流速较慢，吸附效率很高；纳滤膜的截留分子量小，对色素的截留率高。最终得到的欧洲越橘色素的产品的纯度为99.7％，总收率为98.7％，但是能耗为实施例1的3-4倍。

实施例3

1)欧洲越橘提取罐1中的欧洲越橘色素提取液，经卧螺离心机进料泵9驱动，进入卧螺离心机2，卧螺离心机清液进入陶瓷膜原料罐3；

2)陶瓷膜原料罐3中的料液，经陶瓷膜装置进料泵10驱动，进入陶瓷膜装置4，陶瓷膜截留浓液返回陶瓷膜原料罐3中，透过清液进入陶瓷膜清液罐5；

3)陶瓷膜清液罐5中的物料，经大孔吸附树脂柱进料泵11驱动，进入大孔吸附树脂柱6中，大孔吸附树脂柱解吸液进入大孔吸附树脂解吸液罐7；

4)大孔吸附树脂解吸液罐7中的物料，经纳滤膜装置进料泵12驱动，进入纳滤膜装置8，纳滤膜截留浓液返回大孔吸附树脂解吸液罐7中得到产品，纳滤膜透过清液外排进入污水处理系统集中处理。

其中，陶瓷膜装置4中，陶瓷膜的膜孔径为50nm，操作条件为：膜面流速为4m/s，过滤温度为60℃，压力为0.4mpa。

大孔吸附树脂柱6的树脂为苯乙烯型大孔吸附树脂，操作条件为：温度为60℃，流速为4bv/h。

纳滤膜装置8中，纳滤膜截留分子量为300da，操作条件为：过滤温度为30℃，压力为1.5mpa。

该实施例陶瓷膜可以有效的去除大分子植物蛋白和胶体，陶瓷膜的通量较大，能耗低；大孔吸附树脂的温度较高，且流速也较快，吸附效率高，生产稳定；纳滤膜对色素的截留率高，通量也较大，生产能耗低。最终得到的欧洲越橘色素的产品的纯度为99.5％，总收率为99.1％，生产效率较高。

本实用新型提供了一种欧洲越橘色素提取装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。