提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀的製作方法
2023-07-26 07:24:06 1
專利名稱：：提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀的製作方法
技術領域：
：本發明屬於巻煙香精香料提取設備
技術領域：
，具體涉及一種用於提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀。
背景技術：
：中式煙用香精香料是中式巻煙產品的"靈魂"，是"中式巻煙"風格特色形成的奧秘所在。國外企業壟斷了煙用香精香料的核心技術，並把香精香料研究分析成果及其加工提取的關鍵技術視為企業機密，嚴加保密。我國香精香料自主核心技術尚處於攻堅階段。近年來，在國家局倡導和巻煙企業高度重視關注下，煙用香精香料研究成果不少，但一般化的常規技術比較多，多數在進口香精香料和國產香精香料的調配上追求自己的核心技術，出現了巻煙製品同質化傾向。而真正的關鍵技術，如香精香料原料的提取，特別是巻煙工業中普遍使用的香氣度強勁、香氣質優、香期長的香精香料的獲取上，基本是處於初級階段。構築自主智慧財產權的中式煙用香精香料和新技術，從天然本草植物中提取香精香料，把傳承千年的中草藥用於巻煙，讓健康的理念隨著巻煙的雅香，一起走向消費者，是發展"中式巻煙"的基礎研究之一。微波萃取技術，即微波輔助提取(MAE)，與傳統的索氏提取、水煎提取、超聲提取、超臨界提取和快速溶劑提取等技術比較，MAE是一門全新的技術。傳統的提取方法，如與索氏提取、水煎提取、超聲提取等技術比較，傳統加熱法的熱傳遞公式為熱源一器皿一樣品，其能量傳遞效率受到了制約。由於微波具有穿透能力，因而可以直接選擇性地與樣品中有關香味物質分子或分子中的某個基團作用，使得細胞內部溫度迅速上升，使其細胞內部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破裂。被微波作用的分子或基團，很快與植物細胞和整個樣品基體或其大分子上的周圍環境分離開，從而使分離速度加快並提高提取率，其模式為熱源一樣品一器皿。空氣及容器對微波基本上不吸收和反射，這從根本上保證了能量的快速傳導和充分利用。微波萃取作為新型提取技術，具有高效、安全、綠色環保等優點。但是，目前微波萃取設備工作模式單一，均採用萃取罐，微波難以滲透到罐體內部深處，對有效成分提取很受影響。而且採用的都是直形管道，用來乾燥尚可，用於微波萃取難以實現高效萃取，直管暴露在微波照射下時間不好控制，各項條件也難以控制，不能滿足實驗研究的需要，對小樣實驗來講，難以取得成功，不適應煙用香精香料的提取，且提取效率低。
發明內容針對現有技術的上述不足，本發明要解決的技術問題是提供一種提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，採用多波長微波發生器作為微波萃取源，適應低溫和高溫兩種條件工作，既滿足實驗研究需要，又滿足規模化生產的要求；既可以在常壓條件下工作，又可以在高壓和負壓條件運行；可在多元化條件下完成中式煙用香精香料的有效成分提取。本發明的技術方案是提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀含有萃取腔、微波源、管道部分、控制部分和附屬部件。所述的萃取腔為直立筒狀，其內設置有兼具物料承載和物料流通功能的蛇形盤管，蛇形盤管自上而下貫通整個萃取腔，萃取腔的微波源由兩個微波發生器和與其連接的工作電源組成。所述的控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器設置在萃取腔中的蛇形盤管上，流量傳感器設置在閥門和萃取腔之間的導管上，這些傳感器的電信號輸出端與計算機控制系統的信號輸入端相連。微波發生器之一是設置在萃取腔上部的具有快速加溫功能的微波發生器。此微波發生器採用950MHz頻率，功率為020kW連續可調。另一微波發生器是均勻地分布在萃取腔器壁上的可復蓋全部蛇形盤管的陣列式多管微波發生器。此微波發生器採用2450MHz頻率，功率為020kW連續可調。所述的蛇形盤管孔徑為25—35mm，蛇形盤管以能承受壓力、高溫，耐酸鹼腐蝕、耐有機溶劑腐蝕的材料製作。所述的能承受壓力、高溫，耐酸鹼腐蝕、耐有機溶劑腐蝕的材料是聚四氟乙烯。所述的附屬部件中與萃取腔進料端相連接的依次有物料存儲罐、泵、閥門，其間有導管相連通；所述的附屬部件中與萃取腔出料端相連接的依次有冷凝管、過濾器、濃縮罐、存儲罐，其間有導管相連通。所述的泵和閥門的電信號控制端分別與計算機有控制信號線相連接。本發明的萃取儀結構獨特，設計合理，採用蛇形盤管和雙微波發生器，其功能強大，工作模式多樣，適用於多種條件下工作，具有提取效率高，操作簡單，運行經濟和綠色環保等優點，特別適用於中式煙用香精香料的提取。附圖1是本發明一實施例結構示意圖；附圖2是現有技術水煮提取物氣相色譜圖；附圖3是本發明萃取儀提取物氣相色譜圖。附圖中標記分述如下l一物料存儲罐；2—泵；3—導管；4一閥門；5—萃取腔；6—溫度壓力傳感器；7—計算機；8—微波發生器；9一微波發生器；10—過濾器；ll一濃縮罐；12—存儲罐；13—冷凝管；14—蛇形盤管；15—控制信號線。具體實施例方式下面結合附圖對本發明有關的技術問題作進一步詳細的描述。如圖1所示，本發明的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀由萃取腔、微波源、管道部分、控制部分及附屬部件等構成。萃取腔5是一個直立的筒體，其中設置有兼具物料承載和物料流通功能的蛇形盤管14，蛇形盤管14自上而下貫通整個萃取腔5，萃取物料由上而下經過整個蛇形盤管14，受到微波發生器8或/和9的微波輻射，完成萃取後物料從出料端進入冷凝管13，降溫後經過濾器10、過濾後進入濃縮罐ll，最後進入存儲罐12中保存。萃取開始時，將需要萃取的原料放入物料存儲罐1中，物料存儲罐1中設置有攪拌器，攪拌速度0-1000轉/分連續可調。物料存儲罐1中的物料按照計算機7設定的工作模式，經泵2導入微波萃取腔5內。本發明的萃取儀控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器6設置在萃取腔5中的蛇形盤管14上，流量傳感器設置在閥門4和萃取腔5之間的導管3上，這些傳感器的電信號輸出端與計算機7控制系統的信號輸入端相連。控制部分可進行人機界面操作，能實現物料的流量控制和微波發生器8和微波發生器9和閥門4的啟動，同時在系統工作時，實現溫度和壓力的實時監控和反饋，保證系統的正常工作。本發明的微波源有兩個微波發生器，因此本萃取儀有兩種工作模式，模式一是用於少量物料的實驗工作，只開啟微波發生器9，用於萃取；模式二是用於工業化生產的，微波發生器8和微波發生器9同時啟動，其中微波發生器8主要用來瞬時加溫，微波發生器9主要用於萃取。蛇形盤管14的管道孔徑為25-35mm，豎立放置以利物料能從上至下順暢運動，蛇形盤管14管壁厚度為8mm，以能承受一定壓力和高溫，耐酸鹼和有機溶劑腐蝕的材料製作，以聚四氟乙烯為好，因為聚四氟乙烯對微波幾乎沒有吸收。本發明中式煙用香精香料提取的多功能微波萃取儀的基本原理是在人機界面計算機7上設定好工藝參數，機械泵2將儲存在物料存儲罐1中的物料經管道3導入微波萃取腔5內，計算機指令下啟動微波發生器8和9，在溫度和壓力傳感器6的監控下完成萃取，然後經過冷凝器13冷凝後，依次進入過濾器10過濾和濃縮罐11濃縮，最後保存在提取物存儲罐12。上述泵2流量控制是在0200kg範圍連續可調的；過濾器10過濾孔徑可以根據需要調整，本萃取儀配製過濾板筐孔徑是0.22微米…2毫米，以滿足不同粒度的物料的需求；濃縮罐11可以設置不同溫度濃縮，以滿足濃縮不同香精香料的要求；可將濃縮溫度設定在50-90度可調，以滿足不同溶劑的需要；工作電源採用三相五線制，常用380V額定工作電壓。本申請人進行了本萃取儀和水煮提取的對比試驗，將三種天然本草按照比例混合均勻後分成兩等分，加同樣體積的溶劑進行萃取，其中常規水煮提取二小時，微波萃取12分鐘，得到同等體積的初步提取物。採用同樣過濾濃縮裝置處理後，最終提取物保存於250ml樣品瓶。在過濾時，同樣的過濾裝置，微波萃取的料液過濾較水煮提取要流暢得多。靜置一周後發現，水煮提取物出現了大約3mm厚度的膏狀沉澱物，而微波提取物沒有出現。取上述水煮提取物和微波萃取物過濾實現固液分離，將得到的固體烘乾、稱重，結果見表l。可見微波萃取得到的提取物固體含量明顯小於前者。表l、提取物分離得到的固體和烘乾後固體所佔比重tableseeoriginaldocumentpage9附圖2是水煮提取物的氣相色譜圖，附圖3是微波萃取儀提取物的氣相色譜圖。圖示結果表明，微波萃取物中對菸草吸味有負面影響的果膠類、葉綠素類和澱粉類等物質含量明顯要少於水煮提取物，而對菸草吸味有積極作用的黃酮類等致香物質要比水煮提取物多得多。本申請人還進行了評吸對比，將上述兩種提取物按同樣比例加入到同樣的菸絲中，讓專門評吸人員評吸，結果發現，對於上述三種混合複方提取物來講，微波提取物加入菸絲後較水煮提取物明顯煙氣順暢柔和，雜氣稍減，口腔乾淨，總體評價要優於後者。對比效果見表2。表2、不同提取物按同樣比例加到菸絲中評吸結果比較tableseeoriginaldocumentpage9權利要求1、提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，含有萃取腔、微波源、管道部分、控制部分和附屬部件，其特徵在於所述的萃取腔(5)為直立筒狀，其內設置有兼具物料承載和物料流通功能的蛇形盤管(14)，蛇形盤管(14)自上而下貫通整個萃取腔(5)，萃取腔(5)的微波源是兩個微波發生器(8、9)。2、根據權利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器(6)設置在萃取腔(5)中的蛇形盤管14上，流量傳感器設置在閥門(4)和萃取腔(5)之間的導管(3)上，這些傳感器的電信號輸出端與計算機(7)控制系統的信號輸入端相連。3、根據權利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於微波發生器(8)是設置在萃取腔(5)上部的具有快速加溫功能的微波發生器。4、根據權利要求1或3所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的微波發生器(8)採用950MHz頻率，功率為020kW連續可調。5、根據權利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於微波發生器(9)是均勻地分布在萃取腔(5)器壁上的可復蓋全部蛇形盤管(14)的陣列式多管微波發生器。6、根據權利要求1或5所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的微波發生器(9)採用2450MHz頻率，功率為020kW連續可調。7、根據權利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的蛇形盤管(14)孔徑為25—35mm，蛇形盤管(14)以能承受壓力、高溫，耐酸鹼腐蝕、耐有機溶劑腐蝕的材料製作。8、根據權利要求7所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的能承受壓力、高溫，耐酸鹼腐蝕、耐有機溶劑腐蝕的材料是聚四氟乙烯。9、根據權利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的附屬部件中與萃取腔(5)進料端相連接的依次有物料存儲罐(1)、泵(2)、閥門(4)，其間有導管(3)相連通；所述的附屬部件中與萃取腔(5)出料端相連接的依次有冷凝管(13)、過濾器(10)、濃縮罐(11)、存儲罐(12)，其間有導管(3)相連通。10、根據權利要求9所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特徵在於所述的泵(2)和閥門(4)的電信號控制端分別與計算機(7)有控制信號線(15)相連接。全文摘要本發明公開了一種提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，屬於捲菸香精香料提取設備
技術領域：
。萃取儀的萃取腔為直立筒狀，其內設置有蛇形盤管，蛇形盤管自上而下貫通整個萃取腔，萃取腔的微波源由兩個微波發生器和與其連接的工作電源組成。所述的控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器設置在萃取腔內蛇形管道上，流量傳感器設置在閥門和萃取腔之間的導管上，這些傳感器的電信號輸出端與計算機控制系統的信號輸入端相連。本萃取儀結構獨特，設計合理，採用蛇形盤管和雙微波發生器，其功能強大，提取效率高，操作簡單，特別適用於中式煙用香精香料的提取。文檔編號B01D11/02GK101543686SQ20081004717公開日2009年9月30日申請日期2008年3月28日優先權日2008年3月28日發明者巍朱,丹李,熊國璽,程書鋒,董世良,燁譚,趙同林,勝陳,馬舒翼,龍黃申請人:湖北中煙工業有限責任公司