脂溶性成分的萃取裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種脂溶性成分的萃取裝置，包括：至少一混合槽，用以混合一介質(zhì)及一待萃物；一真空泵，設(shè)置于混合槽的上游，用以將脂溶性成分的萃取裝置抽真空；一氮?dú)夤?yīng)單元，設(shè)置于混合槽的上游，用以充填氮?dú)庥谥苄猿煞值妮腿⊙b置；一第一超音波萃取槽，設(shè)置于混合槽的下游，以超音波振蕩介質(zhì)及待萃物以萃取出待萃物中的脂溶性成分；一第一冷卻單元，用以冷卻第一超音波萃取槽；一抽油泵，設(shè)置于第一超音波萃取槽的下游；以及一第二冷卻單元，設(shè)置于抽油泵的下游。本實(shí)用新型提供的脂溶性成分的萃取裝置，可有效減緩介質(zhì)的氧化或劣化，且可維持待萃物的敏感性物質(zhì)或機(jī)能性成分的活性。
【專利說明】
脂溶性成分的萃取裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種脂溶性成分的萃取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，健康導(dǎo)向的高級(jí)食用油逐漸擴(kuò)大其市占率，目前市面上有許多含有健康機(jī)能成分的食用油。常添加的機(jī)能成分主要以中鏈脂肪酸、ω-3脂肪酸，例如，α-亞麻油酸(α-Linolenic acid,ALA)、二十碳五稀酸(Eicosapentaenoic acid,EPA)、二十二碳六稀酸(Docosahexaenoic acid,DHA)，類胡蘿卜素、維生素E、多酸類及植物膽固醇等為主流。
[0003]以添加DHA藻油的油品為例，傳統(tǒng)工藝使用有機(jī)溶劑并將含有DHA的微藻經(jīng)破胞、萃取、過濾、濃縮等步驟以獲得DHA藻油，之后再將其與食用油混合作為調(diào)和油產(chǎn)品。
[0004]承前所述，傳統(tǒng)上常使用的溶劑萃取或高溫水萃方式，均有溶劑殘留及有機(jī)結(jié)構(gòu)破壞的問題存在。近年來在可持續(xù)發(fā)展的觀念下，減少對(duì)石化原料的依賴、開發(fā)對(duì)環(huán)境友善及安全的工藝，為目前產(chǎn)業(yè)界及學(xué)術(shù)界的目標(biāo)。因此研究各種取代性萃取為目前的趨勢(shì)，例如，超音波輔助萃取、微波輔助萃取、超臨界流體萃取等。
[0005]然而，超音波輔助萃取對(duì)脂溶性成分的萃取技術(shù)仍有瓶頸，萃取效果與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的萃取方式相較并無明顯優(yōu)勢(shì)，也仍局限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模(毫升?公升)，而其他幾種技術(shù)也有難以放大及成本問題。因此，需要開發(fā)一種環(huán)保且有效率的萃取裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型提供一種脂溶性成分的萃取裝置，包括:至少一混合槽，用以混合一介質(zhì)及一待萃物;一真空栗，設(shè)置于混合槽的上游，脂溶性成分的萃取裝置;一第一超音波萃取槽，設(shè)置于混合槽的下游，以超音波振蕩介質(zhì)及待萃物以萃取出待萃物中的脂溶性成分；一第一冷卻單元，用以冷卻第一超音波萃取槽;一抽油栗，設(shè)置于第一超音波萃取槽的下游；以及一第二冷卻單元，設(shè)置于抽油栗的下游。
[0007]脂溶性成分的萃取裝置;一第一超音波萃取槽，設(shè)置于混合槽的下游，以超音波振蕩介質(zhì)及待萃物以萃取出待萃物中的脂溶性成分;一第一冷卻單元，用以冷卻第一超音波萃取槽;一抽油栗，設(shè)置于第一超音波萃取槽的下游；以及一第二冷卻單元，設(shè)置于抽油栗的下游。
[0008]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，脂溶性成分的萃取裝置還包括:一入料單元，一壓力計(jì)，以及一卸料單元;入料單元設(shè)置于所述混合槽的上游;壓力計(jì)設(shè)置于所述氮?dú)夤?yīng)單元及所述混合槽之間；卸料單元設(shè)置于所述混合槽的下游。
[0009]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，脂溶性成分的萃取裝置，還包括:多條管線，分別用以連接混合槽至第一超音波萃取槽、連接第一超音波萃取槽至抽油栗、連接抽油栗至第二冷卻單元及連接第二冷卻單元至混合槽;其中多條管線包括:不銹鋼管線、銅管線、硅膠管線、鐵氟龍管線、橡皮管線、塑料管線或上述的組合；以及管線的內(nèi)徑為0.25cm至1cm0
[0010]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，混合槽及第一超音波萃取槽的底部各包括一連接部，與管線接合，其中連接部與混合槽及第一超音波萃取槽的底部的交接處呈連續(xù)弧形漸縮。
[0011 ]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，萃取裝置在萃取進(jìn)行時(shí)為一正壓系統(tǒng)。
[0012]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，萃取裝置被設(shè)置成在萃取進(jìn)行時(shí)裝置內(nèi)壓力高于外界環(huán)境。
[0013]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，介質(zhì)的黏度為0.3mPa.s至50.0mPa.S。
[0014]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一冷卻單元包括一雙壁式冷卻統(tǒng)，設(shè)置于第一超音波萃取槽的側(cè)壁上。
[0015]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一冷卻單元及第二冷卻單元控制脂溶性成分的萃取裝置的溫度在15°C至60°C的范圍。
[0016]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一冷卻單元及第二冷卻單元控制脂溶性成分的萃取裝置的溫度在20°C至30°C的范圍。
[0017]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，混合槽的容量為3L至5000L。
[0018]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，第一超音波萃取槽的容量為10mL至1000mL。
[0019]在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，脂溶性成分的萃取裝置還包括一第二超音波萃取槽，與第一超音波萃取槽串聯(lián)或并聯(lián)。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提供的脂溶性成分的萃取裝置，在萃取進(jìn)行時(shí)裝置為充填氮?dú)獾拿荛]系統(tǒng)，且裝置具有冷卻系統(tǒng)避免萃取時(shí)介質(zhì)或待萃物過度升溫的現(xiàn)象。因此，可有效減緩介質(zhì)的氧化或劣化，且可維持待萃物的敏感性物質(zhì)或機(jī)能性成分的活性。再者，本創(chuàng)作實(shí)用新型的脂溶性成分的萃取裝置萃取的脂溶性成分可適用于高黏度的振蕩介質(zhì)，可應(yīng)用于多種生物質(zhì)的萃取。
【附圖說明】
[0021]以下將配合附圖詳述本實(shí)用新型的實(shí)施例，應(yīng)注意的是，以下圖示并未按照比例繪制，事實(shí)上，可能任意的放大或縮小組件的尺寸以便清楚表現(xiàn)出本實(shí)用新型的特征，而在說明書及附圖中，同樣或類似的組件將以類似的符號(hào)表示。
[0022]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的脂溶性成分的萃取裝置的示意圖；
[0023]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例中，脂溶性成分的萃取裝置的混合槽及超音波萃取槽的連接部的示意圖；
[0024]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0025]10 脂溶性成分的萃取裝置；
[0026]12 混合槽；
[0027]12C混合槽的連接部；
[0028]14 真空栗；
[0029]16 氮?dú)夤?yīng)單元；
[0030]18 第一超音波萃取槽；
[0031]18C第一超音波萃取槽的連接部；
[0032]20 第一冷卻單元；
[0033]22 抽油栗；
[0034]24第二冷卻單元；
[0035]26入料單元；
[0036]28壓力計(jì)；
[0037]30卸料單元；
[0038]32泄壓閥口；
[0039]34管線。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下公開許多不同的實(shí)施方法或是例子來實(shí)行本實(shí)用新型的不同特征，以下描述具體的組件及其排列的例子以闡述本實(shí)用新型。當(dāng)然這些僅是例子且不該以此限定本實(shí)用新型的范圍。例如，在描述中提及第一個(gè)組件形成于第二個(gè)組件上游時(shí)，其可以包括第一個(gè)組件直接位于第二個(gè)上游的實(shí)施例，也可以包括有其他組件形成于第一個(gè)與第二個(gè)組件之間的實(shí)施例。此外，在不同實(shí)施例中可能使用重復(fù)的標(biāo)號(hào)或標(biāo)示，這些重復(fù)僅為了簡(jiǎn)單清楚地?cái)⑹霰竟_，不代表所討論的不同實(shí)施例及/或結(jié)構(gòu)之間有特定的關(guān)系。
[0041]此外，其中可能用到與空間相關(guān)的用詞，像是“在……之下”、“下方”、“在……之上”、“在……之間”及類似的用詞，這些關(guān)詞為了便于描述圖示中一個(gè)(些)組件或特征與另一個(gè)(些)組件或特征之間的關(guān)系，這些空間關(guān)系詞包括使用中或操作中的裝置的不同方位，以及附圖中所描述的方位。裝置可能被轉(zhuǎn)向不同方位(旋轉(zhuǎn)90度或其他方位)，則其中使用的空間相關(guān)形容詞也可相同地照著解釋。應(yīng)理解的是，在方法進(jìn)行之前、當(dāng)中或之后可能具有額外的操作步驟，且所述的一些操作步驟可能在另一些實(shí)施例的方法中被取代或刪除。
[0042]本實(shí)用新型提供一種脂溶性成分的萃取裝置，在萃取進(jìn)行時(shí)裝置為充填氮?dú)獾拿荛]系統(tǒng)，裝置內(nèi)的壓力高于外界環(huán)境，因此外界空氣無法進(jìn)入萃取裝置中，且裝置具有冷卻系統(tǒng)避免萃取時(shí)介質(zhì)及待萃物過度升溫。因此，可確保待萃物的敏感性物質(zhì)或機(jī)能性成分的活性，減緩氧化或劣化的發(fā)生。再者，本實(shí)用新型的脂溶性成分的萃取裝置萃取的脂溶性成分可適用于高黏度的振蕩介質(zhì)，可應(yīng)用于多種生物質(zhì)的萃取。
[0043]承前所述，本實(shí)用新型的脂溶性成分的萃取裝置可使用黏度在0.3mPa.s至50.0mPa.s范圍的液體作為振蕩介質(zhì)。上述介質(zhì)可為植物油、動(dòng)物油或前述的組合。
[0044]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的脂溶性成分的萃取裝置10的示意圖。如圖1所示，月旨溶性成分的萃取裝置10包含:至少一混合槽12;設(shè)置于混合槽12上游的真空栗14;設(shè)置于混合槽12上游的氮?dú)夤?yīng)單元16;設(shè)置于混合槽12下游的第一超音波萃取槽18;第一冷卻單元20;設(shè)置于第一超音波萃取槽18下游的抽油栗22;以及設(shè)置于抽油栗22下游的第二冷卻單元24。以下將詳細(xì)介紹上述的各組件。
[0045]首先，混合槽12是用以混合介質(zhì)及待萃物。如圖1所示，可于混合槽12的上游設(shè)置入料單元26，協(xié)助混合槽12接取介質(zhì)及待萃物。再者，可于混合槽12的下游設(shè)置卸料單元30，用以取出介質(zhì)及萃出物。上述混合槽12的材料可為不銹鋼?；旌喜?2的容量可為3L至5000L，例如，5L。可視需要，設(shè)置一個(gè)以上的混合槽，例如，圖1顯示兩個(gè)混合槽12并聯(lián)的實(shí)施例。在其它實(shí)施例也可為兩個(gè)混合槽12串聯(lián)。
[0046]再者，在介質(zhì)及待萃物置于混合槽12的前，可先使用真空栗14將脂溶性成分的萃取裝置10抽真空(例如，最高可至10—Vbar)。接著，利用氮?dú)夤?yīng)單元16持續(xù)將氮?dú)馓畛溆谥苄猿煞值妮腿⊙b置10中，使萃取過程中裝置內(nèi)維持充滿氮?dú)獾臓顟B(tài)。如圖1所示，在一實(shí)施例中，可于氮?dú)夤?yīng)單元16以及混合槽12之間設(shè)置壓力計(jì)28，以偵測(cè)萃取裝置10的壓力值。在一實(shí)施例中，可于真空栗14及氮?dú)夤?yīng)單元16的上游設(shè)置泄壓閥口32。
[0047]特別地，脂溶性成分的萃取裝置10在萃取進(jìn)行時(shí)實(shí)質(zhì)上(substantially)為一密閉系統(tǒng)。再者，持續(xù)的填充氮?dú)饪墒寡b置內(nèi)壓力(例如，I至2atm)高于外界環(huán)境。換言之，月旨溶性成分的萃取裝置10被設(shè)置成在萃取進(jìn)行時(shí)裝置內(nèi)壓力高于外界環(huán)境。因此，即使裝置的線路連接處并非完全密閉，外界空氣亦無法進(jìn)入裝置內(nèi)。
[0048]再者，第一超音波萃取槽18可用以振蕩介質(zhì)及待萃物以萃取出待萃物中的脂溶性成分。第一超音波萃取槽18的槽體材料可為不銹鋼。超音波萃取槽18的容量可為10mL至100mU例如，770mL。在一實(shí)施例中，脂溶性成分的萃取裝置10可額外設(shè)置第二超音波萃取槽(未示出)，與第一超音波萃取槽18串聯(lián)或并聯(lián)。
[0049]第一冷卻單元20可用以冷卻超音波萃取槽18。在一實(shí)施例中，第一冷卻單元20可為雙壁式冷卻統(tǒng)，設(shè)置于超音波萃取槽18的側(cè)壁上。在一實(shí)施例中，第一冷卻單元20被設(shè)置以控制脂溶性成分的萃取裝置10的溫度在15°C至60°C或20°C至30°C的范圍。借此可避免介質(zhì)在超音波萃取中持續(xù)振蕩造成的急速升溫，進(jìn)而防止介質(zhì)的氧化或劣化，且亦可維持待萃物及萃出物中敏感性成分或機(jī)能性成分的活性。
[0050]再者，抽油栗22可用以調(diào)整介質(zhì)的流速以及使介質(zhì)、待萃物及萃出物在脂溶性成分的萃取裝置10中回流循環(huán)。在一實(shí)施例中，抽油栗22可為隔膜式定量栗。
[0051]第二冷卻單元24可用以再次冷卻于脂溶性成分的萃取裝置10中回流的介質(zhì)、待萃物及萃出物。特別地，第二冷卻單元24可作為脂溶性成分的萃取裝置10的主要冷卻單元。在一實(shí)施例中，第二冷卻單元24可為薄板不銹鋼管的強(qiáng)迫式高效熱交換器。在一實(shí)施例中，第二冷卻單元24被設(shè)置以控制脂溶性成分的萃取裝置10的溫度在15°C至60°C或20°C至30°C的范圍。
[0052]此外，如圖1所示，脂溶性成分的萃取裝置10還可包含多條管線34，分別用以連接混合槽12至第一超音波萃取槽18、連接第一超音波萃取槽18至抽油栗22、連接抽油栗22至第二冷卻單元24以及連接第二冷卻單元24至混合槽12。管線34的材料可為金屬(例如，不銹鋼、銅等)、非金屬(例如，硅膠、鐵氟龍、橡皮、塑料(例如，PU、PP、PVC、PE等))，或上述的組合，但不限于此。在一實(shí)施例中，管線34的內(nèi)徑可為0.25cm至10cm，例如，1.0cm。再者，可視需要于前述各組件間的管線34上設(shè)置開關(guān)閥(未示出)，以控制介質(zhì)的流向。
[0053]值得注意的是，如圖1所示，混合槽12及第一超音波萃取槽18的底部可各具有連接部12C及18C(圓形虛線標(biāo)示處)，分別與管線34接合。在一實(shí)施例中，如圖2的局部放大示意圖所示，混合槽12的連接部12C以及第一超音波萃取槽18的連接部18C與其底部的交接處呈連續(xù)弧形漸縮。特別地，采用連續(xù)弧形漸縮的連接部12C及18C使高黏度的介質(zhì)不易沾黏及附著于槽體上。
[0054]通過前述的脂溶性成分的萃取裝置10，茲就本實(shí)用新型的使用流程說明如下:首先利用真空栗14將脂溶性成分的萃取裝置10抽真空。接著，控制真空栗14的開關(guān)閥(未示出)，使混合槽12的外的組件仍處于真空狀態(tài)。利用入料單元26將介質(zhì)及待萃物放入混合槽12中以進(jìn)行混合。接著再次通過真空栗14將混合槽12內(nèi)的空氣抽出后，開啟氮?dú)夤?yīng)單元16以持續(xù)通入氮?dú)庥谥苄猿煞值妮腿⊙b置10中，并啟動(dòng)第一冷卻單元20及第二冷卻單元24。后續(xù)開啟各組件間的管線34的開關(guān)閥(未示出)，使混合槽12中的介質(zhì)及待萃物因真空效應(yīng)而自然流入管線34、第一超音波萃取槽18及第二冷卻單元24等(原保持真空狀態(tài)的組件)中。再者，開啟抽油栗22以調(diào)整振蕩介質(zhì)的流速，同時(shí)達(dá)成回流循環(huán)以反復(fù)進(jìn)行萃取的作用。
[0055]綜上所述，本實(shí)用新型提供的脂溶性成分的萃取裝置，在萃取進(jìn)行時(shí)裝置為充填氮?dú)獾拿荛]系統(tǒng)，且裝置具有冷卻系統(tǒng)避免萃取時(shí)介質(zhì)或待萃物過度升溫的現(xiàn)象。因此，可有效減緩介質(zhì)的氧化或劣化，且可維持待萃物的敏感性物質(zhì)或機(jī)能性成分的活性。再者，本實(shí)用新型的脂溶性成分的萃取裝置萃取的脂溶性成分可適用于高黏度的振蕩介質(zhì)，可應(yīng)用于多種生物質(zhì)的萃取。
[0056]以下進(jìn)一步以實(shí)施例具體說明本實(shí)用新型，并非用以限定本公開的內(nèi)容。
[0057]實(shí)施例
[0058]利用圖1所示的脂溶性成分的萃取裝置，以葵花油為介質(zhì)以萃取微藻中的DHA。將2L的葵花油以及IKg微藻粉加入脂溶性成分的萃取裝置的混合槽中，進(jìn)行萃取I小時(shí)。
[0059]溫度穩(wěn)定性測(cè)試
[0060]在萃取的I小時(shí)中，每15分鐘取樣一次，使用AV-Check加熱油脂劣化度判定用試紙(廠牌ADVANTEC)進(jìn)行檢測(cè)。
[0061 ]結(jié)果顯示，在萃取15分鐘、30分鐘、45分鐘及60分鐘時(shí)，均未觀察到油品劣化的情形(酸價(jià)未超過2)。
[0062]微藻破胞觀察
[0063]利用掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope，SEM)觀察微藻粉在萃取前及萃取后的型態(tài)差異。
[0064]結(jié)果顯示，萃取前的微藻粉的形狀為圓球狀，萃取后則明顯具有許多孔洞。由此可知，本實(shí)用新型的脂溶性成分的萃取裝置可對(duì)微藻進(jìn)行有效的萃取。
[0065]雖然本實(shí)用新型已以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，包括: 至少一混合槽，用以混合一介質(zhì)及一待萃物； 一真空栗，設(shè)置于該混合槽的上游，用以將該脂溶性成分的萃取裝置抽真空； 一氮?dú)夤?yīng)單元，設(shè)置于該混合槽的上游，用以充填氮?dú)庥谠撝苄猿煞值妮腿⊙b置；一第一超音波萃取槽，設(shè)置于該混合槽的下游，以超音波振蕩該介質(zhì)及該待萃物以萃取出該待萃物中的脂溶性成分； 一第一冷卻單元，用以冷卻該第一超音波萃取槽； 一抽油栗，設(shè)置于該第一超音波萃取槽的下游；以及 一第二冷卻單元，設(shè)置于該抽油栗的下游。2.如權(quán)利要求第I項(xiàng)所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，還包括: 一入料單元，設(shè)置于所述混合槽的上游； 一壓力計(jì)，設(shè)置于所述氮?dú)夤?yīng)單元及所述混合槽之間；以及 一卸料單元，設(shè)置于所述混合槽的下游。3.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，還包括: 多條管線，分別用以連接所述混合槽至所述第一超音波萃取槽、連接該第一超音波萃取槽至所述抽油栗、連接該抽油栗至所述第二冷卻單元及連接該第二冷卻單元至該混合槽;其中所述多條管線包括:不銹鋼管線、銅管線、硅膠管線、鐵氟龍管線、橡皮管線、塑料管線或上述的組合，以及該些管線的內(nèi)徑為0.25cm至1cm04.如權(quán)利要求3所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，所述混合槽及所述第一超音波萃取槽的底部各包括: 一連接部，與所述多條管線接合，其中該連接部與所述混合槽及所述第一超音波萃取槽的底部的交接處呈連續(xù)弧形漸縮。5.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，該萃取裝置被設(shè)置成在萃取進(jìn)行時(shí)實(shí)質(zhì)上為一密閉系統(tǒng)。6.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，該萃取裝置在萃取進(jìn)行時(shí)為一正壓系統(tǒng)。7.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，所述第一冷卻單元包括: 一雙壁式冷卻統(tǒng)，設(shè)置于所述第一超音波萃取槽的側(cè)壁上。8.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，所述混合槽的容量為3L至5000L。9.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，所述第一超音波萃取槽的容量為I OOmL至I OOOmL。10.如權(quán)利要求1所述的脂溶性成分的萃取裝置，其特征在于，還包括: 一第二超音波萃取槽，與所述第一超音波萃取槽串聯(lián)或并聯(lián)。
【文檔編號(hào)】C11B1/10GK205635528SQ201520986203
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年12月2日
【發(fā)明人】黃喬盈, 鄭宇辰, 林高田, 周振嘉, 賴進(jìn)此
【申請(qǐng)人】財(cái)團(tuán)法人食品工業(yè)發(fā)展研究所