一種用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置及其方法和用途，屬于動(dòng)植物提取技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

動(dòng)植物原料浸出是指采用適當(dāng)?shù)娜軇┗蚍椒ǎ瑥膭?dòng)植物原料（全部或者某一部分）中提取加工獲得有效成分（有效成分能溶于溶劑）。在現(xiàn)有工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)中，動(dòng)植物原料中有效成分的提取方式，多采用將動(dòng)植物原料干燥、壓片獲得片狀原料，將片狀原料噴淋溶劑，收獲的提取液?；蛘?，將動(dòng)植物原料粉碎成厘米級(jí)顆粒加入溶劑（如乙醇溶液）熱回流提取，在對(duì)提取液進(jìn)行固液分離時(shí)多采用厘米或毫米級(jí)過濾裝置進(jìn)行粗濾，然后進(jìn)行分離精制（如萃取、蒸餾）。

申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的提取裝置存在以下問題：首先，現(xiàn)有的膜提取裝置，所得透過液的濃度低，提取過程中需要使用大量的溶劑完成提取，不但增加了溶劑的成本，還增加了后續(xù)分離、精制、濃縮透過液的能耗。其次，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的提取裝置的收率較低，采用壓片或厘米級(jí)粗粉碎的方式，難以破除動(dòng)植物原料的細(xì)胞壁，即使延長(zhǎng)噴淋或浸泡時(shí)間，有效成分也難以浸出到溶劑中，造成提取不充分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置及其方法和用途，該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置能夠?qū)⒃戏鬯橹良?xì)粉狀進(jìn)行膜分離提取，具有較高的收率和浸出效率，并且能夠明顯提高所得透過液的濃度、減少溶劑的用量，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置，其特征在于：包括提取罐、濾膜過濾器和粉碎機(jī)，提取罐上連接有溶劑輸送管和原料輸送管，提取罐通過原料輸送管與粉碎機(jī)相連接，提取罐出料口通過高壓泵與濾膜過濾器進(jìn)料口管路連接，濾膜過濾器的透過液出口分別連接有透過液輸出管和透過液回流管；濾膜過濾器的濃縮液出口分別連接有濃縮液輸出管 和濃縮液回流管；透過液回流管和濃縮液回流管的出液端均與提取罐相連接；透過液輸出管、透過液回流管、濃縮液輸出管 和濃縮液回流管上均設(shè)有控制閥。

所述的透過液回流管上設(shè)有第一回流泵，濃縮液回流管上設(shè)有第二回流泵。

所述的透過液輸出管上設(shè)有第一送料泵，濃縮液輸出管 上設(shè)有第二送料泵。

所述的濾膜過濾器所用濾膜為微濾級(jí)濾膜或納濾級(jí)濾膜。

所述的粉碎機(jī)的粉碎粒度為微米級(jí)或納米級(jí)，粉碎機(jī)的粉碎粒度大于濾膜過濾器的分離孔徑。

優(yōu)選的，所述的粉碎機(jī)的粉碎粒度為1~990微米。

還包括溶劑儲(chǔ)罐，提取罐通過溶劑輸送管與溶劑儲(chǔ)罐相連接；所述的溶劑輸送管上設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器和閥門。

該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置的操作方法，其特征在于，包括如下步驟：

a）粉碎機(jī)將原料粉碎為細(xì)粉狀，將細(xì)粉狀原料和溶劑按配比加入提取罐，在提取罐中混合浸出；提取罐排出的物料，通過高壓泵進(jìn)入濾膜過濾器過濾；

b）濾膜過濾器過濾過程中，關(guān)閉透過液輸出管和濃縮液輸出管上的控制閥，開啟透過液回流管和濃縮液回流管上的控制閥；直至透過液回流管中的透過液濃度升高至穩(wěn)定值時(shí)，關(guān)閉透過液回流管、開啟透過液輸出管上的控制閥，使透過液自透過液輸出管排出；

c）向提取罐中補(bǔ)充溶劑，重復(fù)步驟a）~b）的操作多次；

d） 當(dāng)透過液輸出管中透過液濃度開始持續(xù)下降時(shí)，此時(shí)提取罐中的原料已通過溶劑充分浸提，停止向提取罐中補(bǔ)充溶劑，關(guān)閉透過液回流管和濃縮液回流管上的控制閥，開啟透過液輸出管和濃縮液輸出管上的控制閥，濃縮液自濃縮液輸出管排出，透過液通過透過液輸出管排出。

該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置的用途，其特征在于：在油料提取油脂、中藥提取物的提取、香料提取揮發(fā)油或食用動(dòng)植物原料提取浸提油方面的應(yīng)用。

對(duì)于本發(fā)明申請(qǐng)人的說明如下：

粉碎機(jī)能夠?qū)?dòng)植物原料進(jìn)行充分的粉碎，將原料以粉狀的形式投入提取罐中，粉碎后原料細(xì)粉達(dá)到微米級(jí)或納米級(jí)（0.5納米~990微米），優(yōu)選的粉碎機(jī)的粉碎粒度為1~990微米，該粉碎粒度下粉碎能耗小，且過濾效率高；進(jìn)一步優(yōu)選的粉碎機(jī)的粉碎粒度為2~700微米，該粉碎粒度下能充分破除絕大多數(shù)植物的細(xì)胞壁使得動(dòng)植物細(xì)胞中的有效成分充分浸出、提高收率，進(jìn)一步優(yōu)選的粉碎機(jī)的粉碎粒度為35~600微米，該粉碎粒度下浸出效率較好、并且粉碎效率和過濾效率較高。因此，相比現(xiàn)有技術(shù)中將原料壓片噴淋提取或者將原料粉碎至厘米級(jí)顆粒浸提，本發(fā)明提取罐通過原料輸送管與粉碎機(jī)相連接的設(shè)計(jì)，使得有效成分的收率和浸出效率有明顯提高。并且申請(qǐng)人設(shè)計(jì)，采用濾膜過濾器進(jìn)行過濾，解決了過濾困難的問題，粉碎機(jī)的粉碎粒徑大于濾膜過濾器的過濾孔徑。濾膜過濾器可以為單個(gè)膜過濾器，或者為多個(gè)并聯(lián)的膜過濾器。濾膜過濾器的材質(zhì)為陶瓷濾膜或有機(jī)高分子濾膜（濾膜與溶劑需不相溶）。粉碎機(jī)可以為干粉碎機(jī)或濕粉碎機(jī)，為濕粉碎機(jī)粉碎時(shí)，粉碎機(jī)通入提取罐所用溶劑作為粉碎用液體。

對(duì)于濾膜過濾器的過濾精度，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)濾膜過濾器所用濾膜為微濾級(jí)濾膜或納濾級(jí)濾膜。優(yōu)選的，濾膜過濾器的分離孔徑為0.005~50微米，該孔徑范圍內(nèi)能有效過濾原料顆粒，并保證較高過濾效率，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。進(jìn)一步優(yōu)選的，濾膜過濾器的分離孔徑為0.5~30微米，該范圍分離孔徑內(nèi)能夠有效分離脂肪油、揮發(fā)油、苷類、萜類、黃酮類、酚類化合物中的至少一種，并且具有較高的分離效率。

溶劑輸送管上設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器和閥門，能夠調(diào)控溶劑的通入量，補(bǔ)充溶劑，并且能夠調(diào)控溶劑輸送管和提取罐中的溶劑溫度，使提取罐中的溶劑保持在最佳提取溫度，提高提取效率。

透過液回流管上設(shè)有第一回流泵，濃縮液回流管上設(shè)有和第二回流泵，能夠?qū)⑼高^液和濃縮液及時(shí)回流入提取罐進(jìn)行循環(huán)浸出。透過液輸出管上設(shè)有第一送料泵，能夠?qū)⒏邼舛鹊耐高^液及時(shí)輸送至后續(xù)精制工序。濃縮液輸出管上設(shè)有第二送料泵，能夠便于將濃縮液及時(shí)排除。由于濃縮液中含有原料顆粒，容易在管道中沉積，第二回流泵和第二送料泵的設(shè)計(jì)還能夠便于濃縮液的快速輸送，防止管道因原料顆粒堵塞。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置及其方法和用途所具有的有益效果是：

1、該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置具有較高的收率和浸出效率，并且能夠明顯提高所得透過液的濃度、減少溶劑的用量，降低生產(chǎn)成本。首先，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了提取罐通過原料輸送管與粉碎機(jī)相連接，粉碎機(jī)將原料粉碎為細(xì)粉狀，能夠破除動(dòng)植物原料的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，使有效成分充分浸出到溶劑中，使得有效成分的收率和浸出效率有明顯提高。其次，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了提取罐和濾膜過濾器相連接，相比現(xiàn)有的過濾裝置，采用濾膜過濾器能夠過濾微米級(jí)的顆粒，因此在提取罐中可以加入顆粒更小的粉碎后的動(dòng)植物原料（破除動(dòng)植物原料細(xì)胞壁），使粉碎后的原料與溶劑在提取罐中充分接觸、充分完成固液萃取，提高動(dòng)植物原料中有效成分的收率；由于濾膜過濾器的過濾精度高（小于等于微米級(jí)），能有效進(jìn)行固液分離、有效去除透過液中的雜質(zhì)。最后，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了透過液回流管和濃縮液回流管的出液端均與提取罐相連接，透過液輸出管、透過液回流管、濃縮液輸出管和濃縮液回流管上均設(shè)有控制閥；使得分離所得的透過液和濃縮液反復(fù)回流至提取罐中，在提取罐中進(jìn)行充分浸提，直至透過液達(dá)到較高濃度時(shí)自透過液輸出管排出，不但提高了收率，而且減少了溶劑的用量、降低了成本。高濃度的透過液較高，也降低了后續(xù)精制、濃縮透過液時(shí)的能耗，變相降低了成本。

2、該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置進(jìn)一步提高了浸出效率。申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了溶劑儲(chǔ)罐。溶劑儲(chǔ)罐上設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器，能夠調(diào)節(jié)溶劑的溫度，提高浸出效率。

3、該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置結(jié)構(gòu)緊湊，能夠連續(xù)循環(huán)浸提。通過關(guān)閉濃縮液輸出管、開啟濃縮液回流管，使得濃縮液反復(fù)回流至提取罐進(jìn)行浸提，采用本發(fā)明的動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置，便能夠進(jìn)行連續(xù)循環(huán)浸提。

4、該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置成本低并且適用范圍廣。該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置不但能夠提取植物原料，還能夠用于提取動(dòng)物原料，能夠用于多個(gè)領(lǐng)域，例如能夠用于在油料提取油脂（如自大豆中提取豆油、杏仁中提取杏仁油、蛇脂肪組織中提取蛇油）、中藥提取物的提取（如桂枝提取揮發(fā)油、乙酸乙酯提取決明子提取物、甲醇作為溶劑提取人參中的苷類）、香料提取揮發(fā)油（如玫瑰、海貍香提取揮發(fā)油）或食用動(dòng)植物原料提取浸提油（如胡蘿卜中提取胡蘿卜油、海藻中提取海藻油）。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1的一種用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例2的一種用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、提取罐 101、溶劑輸送管 102、原料輸送管 103、溫度調(diào)節(jié)器 2、濾膜過濾器 3、高壓泵 4、透過液輸出管 401、第一送料泵 5、透過液回流管 501、第一回流泵 6、濃縮液輸出管 601、第二送料泵 7、濃縮液回流管 701、第二回流泵 8、控制閥 9、粉碎機(jī) 10、溶劑儲(chǔ)罐 11、攪拌器 12、壓力表。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合圖1~2本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

參照?qǐng)D1，包括提取罐1、濾膜過濾器2和粉碎機(jī)9，提取罐1上連接有溶劑輸送管101和原料輸送管102，提取罐1通過原料輸送管102與粉碎機(jī)9相連接，提取罐1出料口通過高壓泵3與濾膜過濾器2進(jìn)料口管路連接，濾膜過濾器2的透過液出口分別連接有透過液輸出管4和透過液回流管5；濾膜過濾器2的濃縮液出口分別連接有濃縮液輸出管 6和濃縮液回流管7；透過液回流管5和濃縮液回流管7的出液端均與提取罐1相連接；透過液輸出管4、透過液回流管5、濃縮液輸出管 6和濃縮液回流管7上均設(shè)有控制閥8。其中，提取罐1內(nèi)設(shè)有攪拌器11，提取罐1外周設(shè)有加熱裝置，也可以不設(shè)有加熱裝置。濾膜過濾器2上設(shè)有反沖洗水通入管。濾膜過濾器2所用濾膜的材質(zhì)為無機(jī)濾膜或有機(jī)高分子濾膜，具體的，無機(jī)濾膜為陶瓷濾膜，有機(jī)高分子濾膜與提取罐1所用溶劑不互相溶解。

透過液回流管5上設(shè)有第一回流泵501，濃縮液回流管7上設(shè)有和第二回流泵701。透過液輸出管4上設(shè)有第一送料泵401，濃縮液輸出管 6上設(shè)有第二送料泵601。濾膜過濾器所用濾膜為微濾級(jí)濾膜或納濾級(jí)濾膜。具體的，濾膜過濾器2的分離孔徑為0.005~50微米，進(jìn)一步具體的，濾膜過濾器2的分離孔徑為0.5~30微米。粉碎機(jī)9的粉碎粒度為2~700微米，粉碎機(jī)9的粉碎粒度大于濾膜過濾器2的分離孔徑。具體的，粉碎機(jī)9的粉碎粒度為35~600微米。高壓泵3與濾膜過濾器2之間的管路上設(shè)有壓力表12。濾膜過濾器2可以為單個(gè)膜過濾器，或者為多個(gè)膜過濾器并聯(lián)組成。

實(shí)施例2

參照?qǐng)D2，本實(shí)施例除了包括實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)，還包括溶劑儲(chǔ)罐10，提取罐1通過溶劑輸送管101與溶劑儲(chǔ)罐10相連接。溶劑輸送管101上設(shè)有溫度調(diào)節(jié)器103和閥門。具體的，溫度調(diào)節(jié)器103為管式換熱器和溫度傳感器，溫度調(diào)節(jié)器103能夠調(diào)節(jié)溶劑紙最佳溫度，提高浸出效率。原料輸送管102上還可以設(shè)有過篩器和送料機(jī)，以便于對(duì)粉碎機(jī)9粉碎的原料進(jìn)行篩分、送料。粉碎機(jī)9也可以替換為研磨機(jī)，粉碎機(jī)9和研磨機(jī)能夠?qū)?dòng)植物原料粉碎成微米級(jí)顆粒，有效破除細(xì)胞壁，提高收率。

該用于動(dòng)植物原料的單級(jí)浸出裝置的操作方法如下：

a）粉碎機(jī)9將原料粉碎為細(xì)粉狀，充分破壁、破膜，以提高提取罐1中有效成分收率和浸出效率；將粉碎后的細(xì)粉狀原料和溶劑按配比加入提取罐1，在提取罐1中混合浸出；提取罐1排出的物料，通過高壓泵3進(jìn)入濾膜過濾器2過濾；

b）濾膜過濾器2過濾過程中，關(guān)閉透過液輸出管4和濃縮液輸出管6上的控制閥8，開啟透過液回流管5和濃縮液回流管7上的控制閥8；直至透過液回流管5中的透過液濃度升高至穩(wěn)定值時(shí)，關(guān)閉透過液回流管5、開啟透過液輸出管4上的控制閥8，使透過液自透過液輸出管4排出；

c）向提取罐1中補(bǔ)充溶劑，重復(fù)步驟a）~b）的操作多次；

d） 當(dāng)透過液輸出管4中透過液濃度開始持續(xù)下降時(shí)，此時(shí)提取罐1中的原料已通過溶劑充分浸提，停止向提取罐1中補(bǔ)充溶劑，關(guān)閉透過液回流管5和濃縮液回流管7上的控制閥8，開啟透過液輸出管4和濃縮液輸出管6上的控制閥8，濃縮液（含原料顆粒）自縮液輸出管6排出。透過液通過透過液（含有效成分和溶劑）輸出管4排出。

采用以上對(duì)透過液輸出管4、透過液回流管5、濃縮液輸出管6和濃縮液回流管7上控制閥8的控制，實(shí)現(xiàn)單級(jí)裝置的循環(huán)浸提。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。