专利名称：一种卧式连续推进型微波萃取装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于实验室或工业生产上从天然植物中用微波萃取有 效成分的一种装置，特别系一种卧式连续推进型微波萃取装置。
背景技术：
天然植物的萃取，例如药材的萃取的目的在于从成份复杂的药材中最大 限度的提取有效成份。因此，药材提取方法和条件的合理选择对提高生产效率 和提取率，保证药制剂的内在质量和临床疗效至关重要。
目前，我国的中药生产仍利用传统的提取方法，如煎煮法、浸渍法、渗 漉法、回流法及水蒸气蒸馏法等，都是依靠燃料燃烧或电热丝加热萃取，普遍 存在萃取时间长、有效成份提取率不高、生产效率低、能耗高、溶剂用量大等 缺点。迫切需要采取先进的提取(萃取)方法，以代替上述陈旧、落后的生产 方法。
国外早在1986年就提出用微波能进行萃取的新方法，微波萃取的特点是 微波从萃取物内部加热，无辐射和传导损失，所以加热快速、节能、而且深入 萃取物内部、萃取率高。因此，以其独特的优势和特点得到了快速应用和发展。
经检索，国家专利02111640.7《中药微波萃取装置》、02277499.8《微波萃 取装置》、200610444442.1《一种用于植物有效成份提取的减压微波萃取装置和 方法》、200520052189.5《微波萃取装置》等资料文件中都公开了用微波萃取的 装置设备，它们有一个共同的技术特征，即在一个竖直的容器中装入待萃取的 液料，容器中有搅拌装置，容器外有微波发生装置，微波对搅拌的液料进行微 波加热萃取，都进入了实用阶段运用于工业化生产，较以往传统的加热制备方 式有一定的优势。但它们也有共同的不足之处，由于液料在一个相对静止的容 器中作业，即使有搅拌，液料的粘滞作用，外壁局部部件的微波加热总会造成 加热不均匀性，影响萃取质量，实践中发现，有些装置甚至出现局部部位焦糊
现象。同时，单机间断状态作业萃取效率也不够高，相对耗能较大，有进一步 改进、改善、提高的需要。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种加热效率高、节能效果显著、萃取率高、 生产率高的一种卧式连续推进型微波萃取装置，能杜绝萃取容器中的不均匀加 热现象。为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案。
一种卧式连续推进型微波萃取装置，包括立式进料搅拌装置、下放式卸料 装置和微波发生器，立式进料搅拌装置的圆锥形搅拌桶上方开有进料口，下放 式卸料装置有一进料口和一卸料口，其特征在于，还包括卧式螺旋推进萃取装 置，该卧式螺旋推进萃取装置包括一圆管形反应釜腔体和安装在该圆管形反应 釜腔体内的螺旋推进器，螺旋推进器由动力带动，圆管形反应釜腔体上游有一 与立式进料搅拌装置的下方联通的进料口，下游有一与下放式卸料装置进料口 连接的出料口，微波发生器固定在圆管形反应釜腔体附近。
所述卧式螺旋推进型萃取装置还包括一矩形微波谐振腔体，该矩形微波谐 振腔体上游端封闭，所述圆管形反应釜腔体安装在矩形微波谐振腔内，矩形微 波谐振腔体侧壁开有多个发射口 ，微波发生器安装在发射口处位于矩形微波谐 振腔外侧。
圆管形反应釜腔体置于由金属板制成的矩形微波谐振腔中，在微波谐振腔 壁上开设若干微波发射口 ，发射口与安装在微波谐振腔外壁的微波发生器相连。 微波发生器的功率和数量按微波加热理论和运行长度、加热均匀性等要求设置。 微波发生器开启时，通过微波谐振腔对圆管形反应釜腔体内的液料进行微波加 热萃取。
所述卧式螺旋推进型萃取装置还包括两侧的微波发生器罩，该微波发生器 罩固定在矩形微波谐振腔体上。
矩形微波谐振腔体和微波发生器罩为金属壳体，既可保护卧式螺旋推进萃 取装置中的所有工作部件，还可防止和隔绝微波谐振腔中泄漏出的微波，起安
全防护作用。
所述圆管形反应釜腔体内安装有温度传感器，监控整个萃取过程的温度。 所述圆管形反应釜腔体上部安装压力指示和超压报警放气装置，保护微波 萃取段上的安全。
所述卧式螺旋推进型萃取装置还包括一冷却段，该冷却段是由螺旋形推进 器、圆管形反应釜腔体和微波谐振腔的四壁向下游延伸而成。
所述下放式卸料装置包括一弹性阻尼装置，弹性阻尼装置安装在延伸到下 放式卸料装置内的螺旋推进器的轴上；螺旋推进器的轴端安装在固定在下放式 卸料装置上的轴座内，弹性阻尼装置包括阻尼板、弹簧、轴套和调整片，阻尼 板、弹簧，轴套依次套在螺旋形推进器轴上，阻尼板左侧与下放式卸料装置的 进料口密封配合，与轴的接触面安装有密封圈，可沿轴水平滑动；轴套固定在 轴座上，其外圆周上有外螺纹；调整片套在轴套上，与轴套螺纹配合，弹簧固 定在阻尼板和调整片之间。
具体地说，立式进料搅拌装置包括圆锥形搅拌桶和连接圆锥形搅拌桶下方 的螺旋进给段，圆锥形搅拌桶为一圆锥形容器包括其中同轴有一搅拌器，搅拌 器的形状和尺寸须确保对圆锥形容器中的液料充分搅拌混合。螺旋进给段为在. 一金属圆管内设置一螺旋进给器，它既能将搅拌后的液料送入下道进行微波加 热，并且此段金属管还能对下道微波起衰减作用，防止微波谐振腔微波的泄漏。 在螺旋进给段的下端设置阀门，当停止萃取工作时关闭，反之打开，可连 续向下道供给液料。
卧式螺旋推进萃取装置为水平横置式，其分为前段微波谐振段和后段冷却段。
所述微波谐振段，其特征在于，微波谐振段的圆管形反应釜腔体由耐腐蚀、 耐热和可承受一定压力的材料制成，如塑料，既不吸收微波，也不阻挡微波，
内部的螺旋形推进器贯穿于整个圆管形反应釜腔体中，螺旋叶片的外径与圆管 形反应釜腔体内壁紧密动配合，以形成多个密闭的萃取通道。
圆管形反应釜腔体置于由金属板制成的矩形微波谐振腔中，在微波谐振腔壁上开设若干微波发射口 ，发射口与安装在微波谐振腔外壁的微波发生器相连。 微波发生器的功率和数量按微波加热理论和运行长度、加热均匀性等要求设置。 微波发生器开启时，通过微波谐振腔对圆管形反应釜腔体内的液料进行微波加 热萃取。
所述冷却段，其特征在于，冷却段与微波谐振段同轴、结构为圆管形反应 釜腔体和贯穿其中的螺旋推进器。在冷却段上不配置微波发生器，因此，该段 材料可以不考虑适用微波场合的要求，可釆用金属。通过该段，螺旋推进器处 于微波谐振腔外，即萃取液料离开微波加热场，在螺旋叶片推进的过程中处于 降温、减压状态，准备出料。
下放式卸料装置为上端封闭下端开口的管状体，管状体的一侧有一与卧式 螺旋推进萃取装置相连接的通孔为进口，下端开口为下放式卸料装置的卸料口， 卸料口处有一卸料口阔门，在上端封闭端有一排气管。
卸料口阀门3-3控制卸料的开和关。 上端的排气管可以排放萃取后液料中释放的气体。
下放式卸料装置可采用金属材料，可起微波衰减作用，防止微波泄漏，确 保安全。
立式进料搅拌装置的圆锥形搅拌桶设有液位指示器，便于观察和监视桶内 的液料量，在圆锥形搅拌桶的上方有进料口和进液口，用于进料和进液。
下放式卸料装置的进口处有一弹性阻尼装置，其结构为，在与进口相同形 状面积的阻尼板背部有弹簧旋紧机构，通过旋动改变弹簧的预紧力来控制阻尼 板的阻尼力，它的作用是阻止先行流出的溶液，待萃取物和萃取液混合的液料 在螺旋叶片的推动下到达出料口，并克服阻尼装置的阻力冲开出料口才能卸料。
卧式螺旋推进萃取装置内部的螺旋形推进器由无级变速电力驱动装置驱 动，根据萃取的需要，以不同的转速驱动螺旋推进器旋转，以获得最佳的萃取 效果。
沿卧式螺旋推进萃取装置的矩形微波谐振腔上、下表面向两侧及前后部延 伸至包容了卧式螺旋推进萃取装置的所有部件，上、下沿伸面的四周由侧板封 闭，上下面及侧板构成主机壳体，主机壳体为金属板。金属壳体既可保护卧式工作部件，还可防止和隔绝微波谐振腔中泄漏出的 微波，起安全防护作用。使用操作时，经过粉碎的萃取物料由进料口放入立式 进料搅拌装置的圆锥形搅拌桶内，另从进液口，按比例注入萃取所需的溶剂， 如甲醇、丙酮、正巳垸等。由搅拌器将液料充分混合搅匀。然后开启螺旋进 给段下端的阀门，将混合后待萃取的液料送入下部的卧式螺旋推进萃取装置中， 待萃取的液料在卧式螺旋推进萃取装置的微波谐振段中， 一边受外侧的微波加 热， 一边受螺旋形推进器的滚动、翻动前进，其受热非常均匀、均衡，萃取的 质量和效率很高，螺旋形推进器内壁的液料一直处于运动状态，由于液料是在 不停连续地送入，又不停连续地萃取，因此萃取效率很高，设备利用率也较高、 能耗相对较低。
根据卧式螺旋推进萃取装置中温度传感器显示的温度，预先设置或及时调 整螺旋形推进器的转速，以获得好的萃取效果。
萃取后的液料经卧式螺旋推进萃取装置的冷却段，处于降温减压状态，准 备出料。先行流出的溶液被弹性阻尼装置阻止，待萃取混合的液料在螺旋叶片 的推动下到达出料口，并积累克服了阻尼装置的阻力后冲开出料口才能进入下 放式卸料装置中，开启下放式卸料装置卸料口阀门进行卸料。
本实用新型不仅使微波萃取应用于传统天然植物的萃取，而且使萃取生产 连续化和自动化，以大大提高生产效率，节省人力和设备，减少污染。本技术 方案可适用于中草药企业的生产，学校和科研单位的实验研究设备或产品的中 试装置。若在本装置的前配备连续自动的物料粉碎和进给料装置，再在后面出 料口配备液料分离器和萃取液蒸馏装置，即可得到目标产物。这便是一套完整
天然植物连续萃取自动生产线。目前，我国有中药企业约1000家，如果有10
%的企业采用微波连续萃取自动生产线，那将产生巨大的经济和社会效益。当 然，此装置可广泛应用于中药以外其它天然植物的萃取生产。
图1为本实用新型的连续式微波萃取装置总图
图2为图1中卧式螺旋推进萃取装置中微波谐振段部分的横向剖面图
图3为图1中卧式螺旋推进萃取装置中微波谐振段螺旋推进器的纵向剖面图 图4为卧式螺旋推进萃取装置中微波谐振段温度传感器的安装图 图5为下放式卸料装置中弹性阻尼装置的结构图 图6为下放式卸料装置的阀门图
图中，l立式进料搅拌装置2卧式螺旋推进萃取装置 3下放式卸料装置 l-l圆锥形搅拌桶 l-2螺旋进给段1-3阀门1-4进料口 1-5进液口
1- 6搅拌器
2-1微波谐振段2-la微波谐振腔2-lb微波发生器2-lc温度传感器
2- ld圆管形反应釜腔体 2-le螺旋形推进器2-lf超压报警排气装置2-lg 壳体 2-2冷却段 2-3电力驱动装置
3-1排气管 3-2弹性阻尼装置 3-3卸料口阀门
具体实施方式
下面根据图l至图6给出本实用新型专利的较佳实施例，并予以详细描述， 使能更好地理解本实用新型的结构功能和特点。
如图1所示， 一种卧式连续推进型微波萃取装置包括立式进料搅拌装置1、 卧式螺旋推进萃取装置2和下放式卸料装置3。
立式进料搅拌装置1包括圆锥形搅拌桶1-1和与圆锥形搅拌桶下方联通的 管状螺旋进给部分1-2，两者同轴，圆锥形搅拌桶1-1具有一可拆卸的上盖1-9， 上盖1-9中心有一由固定在上盖1-9上的电机带动的旋转轴1-10，旋转轴1-10 下端伸入螺旋进给部分l-2内，旋转轴1-10的下部圆周上有螺旋叶片，旋转轴 1-10的上部外侧固定有一搅拌器1-6，搅拌器1-6的形状和尺寸须确保对圆锥形 容器中的液料充分搅拌混合，立式进料搅拌装置1的圆锥形搅拌桶1-1设有液 位指示器(图中未示出)，在圆锥形搅拌桶1-1的上盖l-9上开有进料口 1-4和 进液口 1-5。
螺旋进给部分1-2既能将搅拌后的液料送入下道进行微波加热，并且此段 金属管还能对下道微波起衰减作用，防止微波的泄漏。在螺旋进给部分1-2的 下端设置阀门1-3，当停止微波萃取时关闭，当打开时，可向下道连续供给液料。
卧式螺旋推进萃取装置2为水平横置，其分为前段微波谐振段2-1和后段 冷却段2-2。
如图1 、 2和3所示，微波谐振段2-1包括多个微波发生器2-lb、螺旋形 推进器2-le、圆管形反应釜腔体2-ld和主机壳体2-lg。主机壳体2-lg截面为 矩形，左端封闭，由支架固定在水平位置上，腔内由两垂直板分隔成中间的微 波谐振腔2-la和两侧的微波发射腔2-lh，圆管形反应釜腔体2-ld左端面封闭， 固定在由金属板制成微波谐振腔2-la内，螺旋形推进器2-le的螺旋叶片的外径 与圆管形反应釜腔体2-ld内壁紧密动配合，以形成多个密闭的萃取通道。螺旋 形推进器2-le轴的左端穿过主机壳体2-lg与电机2-3连接。在微波谐振腔2-la 两侧壁上开设若干微波发射口 ，微波发生器2-lb安装在微波发射腔2-lh内的发 射口处。微波发生器2-lb的功率和数量按微波加热理论和运行长度、加热均匀 性等要求设置。微波谐振段2-l的圆管形反应釜腔体2-ld由耐腐蚀、耐热和可 承受一定压力的塑料制成，既不吸收微波，也不阻挡微波。
主机壳体2-lg为金属板，既可保护卧式螺旋推进萃取装置中的所有工作部 件，还可防止和隔绝微波谐振腔中泄漏出的微波，起安全防护作用。立式进料 搅拌装置1固定安装在主机壳体2-lg上，圆管形反应釜腔体2-ld的右端与立式 进料搅拌装置1的进给部分1-2的下端联通。
卧式螺旋推进萃取装置2内部的螺旋形推进器2-le可由无级变速电力驱动 装置驱动，根据萃取的需要，以不同的转速驱动螺旋推进器2-le的旋转，以获 得最佳的萃取效果。
如图2和4所示，微波萃取段2-1的圆管形反应釜腔体2-ld下端内安装有 温度传感器2-lc，监控整个萃取过程的温度。圆管形反应釜腔体2-ld上端内安 装有压力指示和超压报警放气装置2-lf，保护微波萃取段2-1上的安全。
冷却段2-2由螺旋形推进器2-le、圆管形反应釜腔体2-ld和微波谐振腔2-la 的四壁向右延伸而成，螺旋形推进器2-le的叶片布满微波谐振段2-1和冷却段 2-2。该段材料可以不考虑适用微波场合的要求，即使用不吸收微波的材料，使 用金属类材料，圆管形反应釜腔体2-ld和微波谐振腔2-la的四壁在冷却段2-2 内的延伸段可采用其它的材料分体制成，再固定在一起。通过该段运行的时间
和距离，可以冷却内部萃取加热后液料的温度，降低其压力以便下道卸料工序。
下放式卸料装置3为上端封闭下端开口的管状体，管状体的左侧有一与卧 式螺旋推进萃取装置2相连接的通孔为进料口，下端开口为下放式卸料装置的 卸料口，卸料口处有一卸料口阀门3-3，控制卸料的开和关；在下放式卸料装置 3上端封闭端有一排气管3-1，可以排放萃取后液料中释放的气体。
如图1和5所示，螺旋形推进器2-le的轴向右延伸，可旋转地固定在下放 式卸料装置3的右侧壁内的轴座3-5上。弹性阻尼装置3-2包括阻尼板3-6、弹 簧3-7、轴套3-8和调整片3-9。阻尼板3-6、弹簧3-7轴套3-8依次套在螺旋形 推进器2-le轴上，阻尼板3-6左侧与下放式卸料装置3的进料口密封配合，与 轴的接触面安装有密封圈，可沿轴水平滑动。轴套3-8固定在轴座3-5上，其外 圆周上有外螺纹。调整片3-9套在轴套3-8上，与轴套3-8螺纹配合。弹簧3-7 左端固定在阻尼板3-6右侧，右端固定在调整片3-9的左侧，有一定的预紧力。 通过旋转调整片3-9来控制弹簧压縮长度形成的预紧力来控制阻尼板3-6的阻尼 力，它的作用是阻止先行流出的溶液，待萃取物和萃取液混合的液料在螺旋叶 片的推动下到达出料口，并克服阻尼装置的阻力冲开出料口才能卸料。
下放式卸料装置3可采用金属材料，可起微波衰减作用，防止微波泄漏， 确保安全。
本技术方案的特点是，将混合后待萃取的液料送入下部的卧式螺旋推进萃 取装置中，待萃取的液料在微波谐振段中， 一边受外侧的微波发生器发出的微 波加热， 一边受螺旋形推进器的滚动、翻动前进，始终处于运动流动状态，其 受热非常均匀，较现有技术相对静止的萃取方式其萃取的质量很高，螺旋形推 进器内壁的液料一直处于运动状态，不会出现液料粘滞和焦糊现象。由于液料 是在不停连续地送入，又不停连续地萃取，因此萃取生产率很高，占用设备少， 设备利用率也较高、能耗相对较低，污染也少。
权利要求1.一种卧式连续推进型微波萃取装置，包括立式进料搅拌装置、下放式卸料装置和微波发生器，立式进料搅拌装置的圆锥形搅拌桶上方开有进料口，下放式卸料装置有一进料口和一卸料口，其特征在于，还包括卧式螺旋推进萃取装置，该卧式螺旋推进萃取装置包括一圆管形反应釜腔体和安装在该圆管形反应釜腔体内的螺旋推进器，螺旋推进器由动力带动，圆管形反应釜腔体上游有一与立式进料搅拌装置的下方联通的进料口，下游有一与下放式卸料装置进料口连接的出料口，微波发生器固定在圆管形反应釜腔体附近。
2. 根据权利要求1所述的卧式连续推进型微波萃取装置，其特征在于， 还包括一矩形微波谐振腔体，该矩形微波谐振腔体上游端封闭，所述圆管形反 应釜腔体安装在矩形微波谐振腔内，矩形微波谐振腔体侧壁开有多个发射口 ， 微波发生器安装在发射口处位于矩形微波谐振腔外侧。
3. 根据权利要求2所述的卧式连续推进型微波萃取装置，其特征在于， 所述卧式螺旋推进萃取装置还包括两侧的微波发生器罩，该微波发生器罩固定 在矩形微波谐振腔体上。
4. 根据权利要求1一3任一项所述的卧式连续推进型微波萃取装置，其特 征在于，所述圆管形反应釜腔体内安装有监控整个萃取过程的温度的温度传感器o
5. 根据权利要求1一3任一项所述的卧式连续推进型微波萃取装置，其特 征在于，所述圆管形反应釜腔体上部安装压力指示和超压报警放气装置。
6. 根据权利要求4所述的卧式螺旋推进萃取装置，其特征在于，所述圆 管形反应釜腔体上部安装压力指示和超压报警放气装置。
7. 根据权利要求2所述的卧式连续推进型微波萃取装置，其特征在于， 所述卧式螺旋推进萃取装置还包括一冷却段，该冷却段是由螺旋形推进器、圆 管形反应釜腔体和微波谐振腔的四壁向下游延伸而成。
8. 根据权利要求1所述的卧式连续推进型微波萃取装置，其特征在于， 所述下放式卸料装置包括一弹性阻尼装置，弹性阻尼装置安装在延伸到下放式 卸料装置内的螺旋推进器的轴上；螺旋推进器的轴端安装在固定在下放式卸料 装置上的轴座内，弹性阻尼装置包括阻尼板、弹簧、轴套和调整片，阻尼板、 弹簧，轴套依次套在螺旋形推进器轴上，阻尼板左侧与下放式卸料装置的进料 口密封配合，与轴的接触面安装有密封圈，可沿轴水平滑动；轴套固定在轴座 上，其外圆周上有外螺纹；调整片套在轴套上，与轴套螺纹配合，弹簧固定在 阻尼板和调整片之间。
专利摘要本实用新型系一种用于实验室或工业生产上对天然植物进行连续式微波萃取的装置。包括立式进料搅拌装置(1)、卧式螺旋推进萃取装置(2)和下放式卸料装置(3)部分。立式进料搅拌装置(1)包括圆锥形搅拌桶(1-1)、搅拌器(1-6)和下方的螺旋进给段(1-2)。卧式螺旋推进萃取装置(2)分为前段微波萃取段(2-1)和后段冷却段(2-2)，圆管形反应釜腔体(2-1d)内部的螺旋形推进器(2-1e)贯穿于整个圆管形反应釜腔体(2-1d)中，下放式卸料装置(3)一侧为进口，下端为卸料口。本装置待萃取的液料在微波萃取段中一边受微波加热，一边滚动向前运送，受热均匀，连续萃取，萃取质量高，效率高，能耗低。
文档编号B01D11/02GK201055710SQ200620049558
公开日2008年5月7日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者杜荣庆 申请人:上海屹尧分析仪器有限公司