一種用於動植物原料的多級洗脫裝置的製作方法

2023-04-24 06:09:16 1

一種用於動植物原料的多級洗脫裝置，屬於動植物提取技術領域。

背景技術：

動植物原料浸出是指採用適當的溶劑或方法，從動植物原料(全部或者某一部分)中提取加工獲得有效成分(有效成分能溶於溶劑)。在現有工業大規模生產中，動植物原料中有效成分的提取方式，多採用將動植物原料乾燥、壓片獲得片狀原料，將片狀原料噴淋溶劑，然後固液分離，獲得提取液。

申請人在研究中發現，現有的浸出裝置存在以下問題：首先，現有的浸提裝置有效成分的收率低、提取效率低，工業大規模生產中多採用壓片的方式植物中的有效成分難以浸出到溶劑中，並且噴淋溶劑的方式難以充分提取壓片中的有效成分，提取後的固料廢渣中仍存在較高含量的有效成分。其次，現有技術中雖採用固液分離的技術，但固液分離效率低、且不連續。再次，申請人在研究中發現：雖然溶劑在提取中是幾乎無消耗的，但現有浸出裝置往往需要投入大量的溶劑，才能正常運行，並且現有浸出裝置所得提取液的容積大、提取液中有效成分的濃度低，後續分離、精製、濃縮時需要消耗較高的能耗，增加了後續成本。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種用於動植物原料的多級洗脫裝置，該用於動植物原料的多級洗脫裝置固液分離方便且連續、提取效率高、收率高，能夠明顯提高所得分離液的濃度、減少溶劑的用量，降低生產成本。

本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：該用於動植物原料的多級洗脫裝置，包括第一浸出裝置、第一漂洗脫水裝置、粉碎機和分離裝置，粉碎機通過原料輸送管與第一浸出裝置相連接，第一浸出裝置與第一漂洗脫水裝置的進料口相連接，第一漂洗脫水裝置的分離液出口連接有排液管；分離裝置包括第二浸出裝置和第二漂洗脫水裝置，第一漂洗脫水裝置的固料出口通過第一輸送機與第二浸出裝置相連接；第二浸出裝置與第二漂洗脫水 裝置的進料口相連接，第二漂洗脫水裝置的分離液出口連接有分離液輸出管，第二漂洗脫水裝置的固料出口連接有第二輸送機；第一漂洗脫水裝置和第二漂洗脫水裝置均包括漂洗機和離心脫水機。

所述的漂洗機和離心脫水機為分體設置，沿固料輸送方向漂洗機和離心脫水機依次連接，漂洗機的排液口與離心脫水機排液口相連接；或者，漂洗機和離心脫水機為一體設置。

所述的分離裝置為多個，多個所述的分離裝置沿固料輸送方向、由上至下呈多級設置；相鄰所述的分離裝置中：上級分離裝置通過第二輸送機與下級分離裝置的第二浸出裝置相連接；相鄰所述的分離裝置中：下級分離裝置的分離液出口通過分離液逆流管與上級分離裝置的第二浸出裝置相連接。

多個所述的分離裝置中，最末一級分離裝置的第二浸出裝置上設有溶劑補充管。

所述的第一漂洗脫水裝置的固料出口通過第三輸送機與第一浸出裝置相連接；所述的第二漂洗脫水裝置的固料出口通過第四輸送機與第二浸出裝置相連接。

所述的第一漂洗脫水裝置和第二漂洗脫水裝置中還包括溶劑回收器，離心脫水機與溶劑回收器相連接，溶劑回收器的出液口與離心脫水機排液口相連接。

所述的粉碎機為溼粉碎機，粉碎機上連接有溶劑輸送管；或者，所述的粉碎機為乾粉碎機，第一浸出裝置上設有溶劑輸送管。

對於本實用新型申請人的說明如下：

粉碎機能夠將動植物原料進行充分的粉碎，將原料以粉狀的形式投入第一浸出裝置中，粉碎後原料細粉達到釐米級至納米級(1釐米～0.5納米)，優選的粉碎機的粉碎粒度為990～1微米，該粉碎粒度下粉碎能耗小，且固液分離效率高；進一步優選的粉碎機的粉碎粒度為700～2微米，該粉碎粒度下能充分破除絕大多數植物的細胞壁使得動植物細胞中的有效成分充分浸出、提高收率，進一步優選的粉碎機的粉碎粒度為600～35微米，該粉碎粒度下浸出效率較好、並且粉碎效率和固液分離效率最高。因此，相比現有技術中將原料壓片噴淋提取或者將原料粉 碎至釐米級顆粒浸提，本發明第一浸出裝置通過原料輸送管與粉碎機相連接的設計，使得有效成分的收率和浸出效率有明顯提高。粉碎機可以為乾粉碎機或溼粉碎機，為溼粉碎機粉碎時，粉碎機通入第一浸出裝置所用溶劑作為粉碎用液體。

並且申請人設計，第一浸出裝置和第二浸出裝置為提取罐或浸出器。優選的，浸出器為罐組式浸出器、平轉浸出器、箱鏈式浸出器或拖鏈浸出器。優選的，浸出器中設有加熱裝置和溫控裝置。優選的，提取罐中設有攪拌器。分離裝置的作用是對第一次提取後的固料進行再次提取。分離裝置可以為多個，也可以為一個；多個分離裝置的設計能夠反覆提取固料，充分提取固料中的有效成分，提高固料中有效成分的收率。分離裝置為一個時，第二浸出裝置上設有溶劑補充管。第一浸出裝置與第一漂洗脫水裝置之間的連接方式、第一浸出裝置與第一漂洗脫水裝置之間的連接方式為帶泵管路連接或者通過送料絞龍連接。

當漂洗機和離心脫水機為一體設置時，洗滌和離心脫水在同一容器中進行，優選的，漂洗脫水裝置為洗脫一體機，進一步優選的為全自動洗脫一體機，全自動洗脫一體機能夠高效連續生產；優選的，洗脫一體機中用於固液分離的篩網，其篩網的孔徑為釐米級、毫米級、微米級或納米級。當漂洗機和離心脫水機為分體設置時，優選的，第一浸出裝置或第二浸出裝置的出料口與漂洗機的進料口相連接，漂洗機的排液口與離心脫水機的排液口相連接，漂洗機上設有溶劑補充端。優選的，漂洗機為攪拌罐、攪拌式漂洗機、波輪式漂洗機、滾筒式漂洗機中的任意一種。優選的，離心脫水機溶劑回收器包括烘乾機和溶劑冷凝回收器。離心通過烘乾機加熱使固料中殘留的溶劑蒸發，蒸發的溶劑經溶劑冷凝回收器冷凝回收，溶劑自溶劑回收器的出液口排出，溶劑回收器的出液口與離心脫水機排液口相連接，進一步回收溶劑。

該範圍分離孔徑內能夠有效分離含有脂肪油、揮髮油、苷類、萜類、黃酮類、酚類化合物中的至少一種的溶劑，並且具有較高的分離效率。

溶劑通入管上設有溫度調節器和閥門，能夠調控溶劑的通入量，及時補充溶劑，並且 能夠調控溶劑通入管和第一浸出裝置中的溶劑溫度，使第一浸出裝置中的溶劑保持在最佳提取溫度，提高提取效率。溶劑補充管能夠及時向第二浸出裝置中補充溶劑，提高浸出效率。第二輸送機、第二漂洗脫水裝置的分離液出口與第二浸出裝置之間的管路、以及第二漂洗脫水裝置的出料口與第二浸出裝置之間的管路上均設有送料泵，排液管、第一輸送機、以及固料送料管上均設有送料泵，能夠將分離液和固料快速輸送。

與現有技術相比，本實用新型的一種用於動植物原料的多級洗脫裝置所具有的有益效果是：

1、用於動植物原料的多級洗脫裝置固液分離方便且連續、提取效率高、收率高，能夠明顯提高所得分離液的濃度、減少溶劑的用量，降低生產成本。首先，第一漂洗脫水裝置和第二漂洗脫水裝置均包括漂洗機和離心脫水機，採用漂洗機與脫水機相結合的方式，在完成漂洗工作後進行脫液工序，通過離心式的脫水機對物料進行徹底的脫液處理，可將物料中的液體徹底脫出，進一步的保證固液分離的效果，固液分離效率高能夠實現連續高效的固液分離。第一漂洗脫水裝置和第二漂洗脫水裝置中設計的漂洗機能夠再次對固液混合料(包含粉碎後的固料和液體溶劑)進行浸提，提高收率。其次，申請人設計了第一浸出裝置通過原料輸送管與粉碎機相連接，粉碎機將原料粉碎為釐米級至納米級，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。粉碎機可以設計為乾粉碎機或溼粉碎機，便於粉碎不同的動植物原料。

2、該用於動植物原料的多級洗脫裝置進一步提高了浸出效率。申請人設計了相鄰所述的分離裝置中：下級分離裝置的分離液出口通過分離液逆流管與上級分離裝置的第二浸出裝置相連接，使得下級分離裝置所得低濃度的分離液逆流輸入上級分離裝置的第二浸出裝置中，既補充了上級分離裝置的所需的溶劑，又能夠再次浸出、降低了溶劑用量、提高了收率、最終在最末一級分離裝置處分離獲得濃度高、體積小的分離液，降低了後續精製、濃縮分離液時的能耗，變相降低了成本。

3、該用於動植物原料的多級洗脫裝置結構緊湊，固液分離過程中能夠充分分離溶劑。申請人設計第一漂洗脫水裝置和第二漂洗脫水裝置中還包括溶劑回收器，離心脫水機與溶劑回收器相連接，溶劑回收器的出液口與離心脫水機排液口相連接。離心脫水機分離獲得的固料中還含有少量溶劑。溶劑回收器能夠再次回收固料中殘餘的溶劑，最終獲得乾燥的固料，乾燥的固料再次加入溶劑浸提時，能夠提高有效成分的析出效率，從而提高收率。並且由於溶劑回收器對溶劑的回收，能夠減少溶劑的投入量，降低成本。

4、該用於動植物原料的多級洗脫裝置成本低並且適用範圍廣。該用於動植物原料的多級洗脫裝置能夠用於多個領域，能夠用於油料作物提油(如自大豆中提取豆油)、能夠用於植物類中藥原料提取(如桂枝提取揮髮油、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)、能夠用於植物香料提油(如玫瑰、薰衣草中揮髮油的提取)、能夠用於食用動植物原料提取浸出油(如胡蘿蔔中提取胡蘿蔔油、海藻中提取海藻油)。

附圖說明

圖1為一種用於動植物原料的多級洗脫裝置的結構示意圖。

圖2為第一漂洗脫水裝置或第二漂洗脫水裝置的結構示意圖。

圖3為第一漂洗脫水裝置或第二漂洗脫水裝置的結構示意圖。

其中：1、第一浸出裝置 101、原料通入管 102、溶劑通入管 103、溫度調節器 2、第一漂洗脫水裝置 201、排液管 202、第一輸送機 203、第三輸送機 3、粉碎機 4、漂洗機 5、第二浸出裝置 501、溶劑補充管 502、溫度調節器 6、第二漂洗脫水裝置 601、分離液輸出管 602、第二輸送機 603、分離液逆流管 604、第四輸送機 7、離心脫水機 8、溶劑回收器。

具體實施方式

圖1是本實用新型的最佳實施例，下面結合圖1～3本實用新型做進一步說明。

參照圖1，該用於動植物原料的多級洗脫裝置，包括第一浸出裝置1、第一漂洗脫水裝置2、粉碎機3和分離裝置，粉碎機3通過原料輸送管101與第一浸出裝置1相連接，第 一浸出裝置1與第一漂洗脫水裝置2的進料口相連接，第一漂洗脫水裝置2的分離液出口連接有排液管201；分離裝置包括第二浸出裝置5和第二漂洗脫水裝置6，第一漂洗脫水裝置2的固料出口通過第一輸送機202與第二浸出裝置5相連接；第二浸出裝置5與第二漂洗脫水裝置6的進料口相連接，第二漂洗脫水裝置6的分離液出口連接有分離液輸出管601，第二漂洗脫水裝置6的固料出口連接有第二輸送機602；第一漂洗脫水裝置2和第二漂洗脫水裝置6均包括漂洗機4和離心脫水機7。粉碎機3的粉碎粒度大於第一漂洗脫水裝置2的分離孔徑。

參照圖1，漂洗機4和離心脫水機7為一體設置，漂洗機4和離心脫水機7的漂洗和離心脫水步驟在同一容器中進行。或者，參照圖2，漂洗和離心脫水在不同的容器中進行，漂洗機4和離心脫水機7為分體設置，沿固料輸送方向漂洗機4和離心脫水機7依次連接，第一浸出裝置1或第二浸出裝置5的出料口與漂洗機4的進料口相連接，漂洗機4的排液口與離心脫水機7的排液口相連接，漂洗機4上設有溶劑補充端，或者漂洗機4上不設置溶劑補充端，漂洗機4所排出的固液混合料通過帶泵管路或絞龍通入離心脫水機7。或者，參照圖3，第一漂洗脫水裝置2和第二漂洗脫水裝置6中還包括溶劑回收器8，離心脫水機7與溶劑回收器8相連接，溶劑回收器8的出液口與離心脫水機7排液口相連接。粉碎機3為溼粉碎機，粉碎機3上連接有溶劑輸送管102；或者，粉碎機3為乾粉碎機，第一浸出裝置1上設有溶劑輸送管102。參照圖1，分離裝置為多個，多個分離裝置沿固料輸送方向、由上至下呈多級設置；相鄰分離裝置中：上級分離裝置通過第二輸送機602與下級分離裝置的第二浸出裝置5相連接；相鄰分離裝置中：下級分離裝置的分離液出口通過分離液逆流管603與上級分離裝置的第二浸出裝置5相連接。多個分離裝置中，最末一級分離裝置的第二浸出裝置5上設有溶劑補充管501。溶劑通入管102上均設有溫度調節器103，溶劑補充管501設有溫度調節器502。第一漂洗脫水裝置2的固料出口通過第三輸送機203與第一浸出裝置1相連接。第二漂洗脫水裝置6的固料出口通過第四輸送機604與第二浸出裝置5相連接。

該用於動植物原料的多級洗脫裝置的操作方法，包括如下步驟：

a)粉碎機3將原料粉碎為細粉，將細粉和溶劑按配比加入第一浸出裝置1，在第一浸出裝置1中混合浸提；將第一浸出裝置1排出的混合物料(含有固體和液體溶劑)，通過第一泵4進入第一漂洗脫水裝置2洗滌、脫水；

b)第一漂洗脫水裝置2漂洗分離時：關閉第二輸送機203，開啟排液管201第一輸送機202，分離液自排液管201輸出，固料自第一輸送機202進入分離裝置；或者，先關閉第一輸送機202，開啟第三輸送機203，分離液自排液管201輸出，固料回流至第一浸出裝置1再次浸提；直至排液管201所得分離液達到較高濃度時，關閉第三輸送機203，開啟排液管201和第一輸送機202，分離液自排液管201輸出，固料自第一輸送機202進入分離裝置中的第二浸出裝置5；

c)每個分離裝置工作時：混合物料(包含固料和溶劑)在第二浸出裝置5中浸提，通過泵或絞龍進入第二漂洗脫水裝置6進行漂洗分離，第二漂洗脫水裝置6所得分離液通過分離液輸出管601排出，第二漂洗脫水裝置6所得固料通過第二輸送機602或第四輸送機604排出；

d)多個分離裝置工作時，沿固料輸送方向、由上至下呈多級設置，上級分離裝置的第二漂洗脫水裝置6分離所得固料，通過第二輸送機602，送至下級分離裝置的第二浸出裝置5中，再次浸提。下級分離裝置的第二漂洗脫水裝置分離所得分離液(濃度較低)，通過分離液逆流管603送至上級分離裝置的第二浸出裝置5中，再次浸提，從而提高每級分離裝置所得分離液的濃度，明顯減少溶劑用量。工作過程中，通過溶劑補充管501向最末一級第二浸出裝置5中補充溶劑。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍。