微波逆流連續萃取裝置的製作方法

2023-05-03 11:35:36

專利名稱：微波逆流連續萃取裝置的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及一種用於食品、製藥、化工等行業的萃取設備，尤其涉及微波逆流萃取裝置的結構。
背景技術：
在食品、製藥、化工等行業廣泛使用著各類萃取裝置，傳統的方法是將萃取液加入萃取裝置後，以熱傳導、熱輻射等方式由外向內傳導熱量，以實現對物料的加熱、濃縮、萃取、滅菌等。隨著微波技術應用領域的擴大，微波萃取得以出現並快速發展。其基本原理是由微波穿透萃取物質，到達物料的內部微管束和腺細胞系統，由於吸收了微波能，細胞內部溫度迅速上升，使其內部壓力超過細胞壁的承受能力，細胞破裂，細胞內有效成分自由流出，在較低的溫度條件下被萃取介質捕獲並溶解。因為微波電磁場以24.5億次/秒的速度做極性變換運動，從而產生鍵的振動、撕裂和粒子間的相互磨擦、碰撞，促進分子活性部分(極性部分)更好的接觸和反應，同時產生大量的熱能促使細胞破裂，使細胞液滲出並擴散到溶劑中。逆流萃取技術，是將固體物料和萃取液分別從裝置的兩端連續加入，固體物料由輸送裝置通過萃取段從另一端輸出，而萃取液與固體物料逆向流動通過萃取段從固體物料加入端輸出。
申請號為200410027563.6，名稱為「一種微波萃取裝置」公開了一種微波逆流萃取裝置的技術方案，它的結構包括了微波加熱器及固液傳輸裝置，微波加熱器為一中空腔體，其前、後壁開有孔，固液傳輸裝置從前壁開孔處斜伸入腔體，並從後壁開孔處伸出，孔的大小與固液傳輸裝置的外徑相匹配；微波加熱器的外頂部設有微波磁控管；固液傳輸裝置底端設有固體物料進口及萃取液出口，頂端設有固體物料出料口及萃取液入口。其微波加熱器為一長方形中空腔體，固液傳輸裝置與腔體底面的夾角為5-45°。該技術方案由於固液傳輸裝置從前壁開孔處斜伸入腔體，並從後壁開孔處伸出，所以其微波加熱器的腔體比較大，充入的萃取液也比較多，萃取後的濃度相對比較低，給下道工序增加了難度。同時腔體比傳輸裝置大很多，固體物料分布在腔體的所有空間，勢必形成死角，使萃取後的渣子不能及時的排出；其入料口和出料口設有的抑制器加長了整個設備無用部分的長度，使設備增加了成本；在加熱器的腔體上沒有觀察窗，無法觀察萃取液的進出狀況及萃取液的顏色。

發明內容
本發明的目的在於避免現有技術的不足之處而提供一種微波逆流連續萃取裝置。
本發明的目的可以通過採用以下技術方案來實現一種微波逆流連續萃取裝置，包括有萃取滾筒(2)，其一端設有進料鬥(21)及萃取液出口(22)，另一端設有出渣口(23)及萃取液進口(24)；在萃取滾筒(2)上設有微波系統(4)，萃取滾筒(2)的內腔設有螺旋推進器(3)，由驅動裝置(1)驅動螺旋推進器(3)，其主要特點是還包括有微波系統(4)設在萃取滾筒(2)的中部；螺旋推進器(3)的材料可為非金屬材料。當萃取液充滿腔體後，微波系統(4)一端與進料鬥(21)之間的腔體、微波系統(4)另一端與出渣口(23)之間的腔體就會封閉微波，使微波不會洩漏，省卻了抑制器，使結構更加簡單。
所述的微波逆流連續萃取裝置還包括有萃取滾筒(2)為水平設置，呈臥式；螺旋推進器(3)與萃取滾筒(2)同為水平設置，呈臥式，其兩軸線可重合或平行。
本發明還包括有在萃取滾筒(2)上設有加壓裝置(5)，其壓力輸出口與萃取滾筒(2)的內腔連通。加壓裝置可間歇加壓，以增加萃取液的萃取速度和萃取液的流動。
所述的螺旋推進器(3)為1-4列平行設置。螺旋推進器(3)的兩端可為金屬材料，其中部可為非金屬材料，即在萃取滾筒(2)微波加熱部分所通過的螺旋推進器(3)為非金屬材料，而其兩端傳動部分可為金屬材料。所述的非金屬材料為聚四氟乙烯或為聚丙烯或為陶瓷。在保證強度、韌度的基礎上，避免了金屬在微波加熱時打火放電的現象。同時聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷均為食品、藥品標準所允許使用的材料。
微波逆流連續萃取裝置的萃取滾筒(2)可由1-5節滾筒連接；螺旋推進器(3)也可由1-5節螺旋推進器連接。可根據萃取物的要求和生產工藝的需要，加長萃取滾筒(2)和螺旋推進器(3)的長度。
螺旋推進器(3)在螺旋葉面上設有軸向的通孔(31)。此結構在同一天另行申請專利。
進料鬥(21)的軸線與微波系統(4)開始端之間的距離L1為300mm-3000mm；微波系統(4)結束端與萃取滾筒(2)的末端之間的距離L2為300mm-3000mm。此長度主要與萃取滾筒(2)內螺旋推進器(3)的直徑有關，螺旋推進器(3)的直徑根據微波逆流連續萃取裝置的規格不同可為φ100mm-4000mm。當萃取液充滿腔體後，L1、L2為抑制器，以保證當萃取液充滿腔體後，微波不洩漏。
所述的微波逆流連續萃取裝置的微波系統(4)在萃取滾筒(2)上設有微波饋入口(44)，其內設有非金屬隔離板(43)，微波饋入口(44)上設有激勵腔(45)，微波源(41)與微波饋入口(44)之間可設有波導(42)；或不設波導(42)，微波源(41)與微波饋入口(44)直接連接。在萃取滾筒(2)上沿圓周可設有多排微波饋入口(44)。所述的微波源(41)為磁控管或中、小功率微波發射管或大功率微波管的輸出端。饋入微波的方式可有多種，即可將小功率微波發射管直接裝在波導(42)上，也可通過波導連接饋入，用波導連接大功率微波發生器。
在所述的萃取滾筒(2)的下方設有支架(6)，在支架(6)的下方設有支腳(61)和/或腳輪(62)。
微波逆流連續萃取裝置還包括有出渣口(23)的軸線與螺旋推進器(3)的軸線的夾角α為5-50°。在出渣口(23)與螺旋推進器(3)之間可設有管箍(31)；在出渣口(23)的下方可設有輔助萃取液出口(25)；在萃取滾筒(2)上可設有清洗出水管(26)。
本發明還包括有在萃取液出口(22)上設有雙出料裝置。三通(221、222)，其上設有快裝蝶閥(223、224、225、226)，過濾器(271、272)。
在萃取滾筒(2)內設有紅外測溫儀(7)；還可設有觀察窗(8)；還可設有液位顯示器(9)。
所述的驅動裝置(1)還包括有電機(14)通過減速器(15)帶動主鏈輪(13)，主鏈輪(13)通過鏈條(11)、鏈輪(12)驅動螺旋推進器(3)。
本發明的有益效果是，螺旋推進器與萃取滾筒同為水平設置，呈臥式結構，萃取後的渣子可以及時的排出，設計合理；萃取後的萃取液濃度相對比較高；省卻了抑制器，使結構更加簡單，降低了設備成本；設有觀察窗，可觀察萃取液的進出狀況及萃取液的顏色；同時設有清洗出水管，可定時衝洗設備，符合衛生要求。
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述

圖1為本發明實施例1的主視圖。
圖2為圖1的B-B的剖視圖。
圖3為圖1的左視圖。
圖4為圖1的A-A的剖視圖。
圖5為本發明實施例4的軸側圖。
圖6為本發明實施例5的雙螺旋推進器(3)的結構圖。
圖7為本發明實施例6的雙螺旋推進器(3)的結構圖。
圖8為本發明實施例的雙出料裝置。
圖9為微波系統(4)的示意圖。
具體實施例方式實施例1見圖1、圖2、圖3、圖9，微波逆流連續萃取裝置，萃取滾筒2，其一端設有進料鬥21及萃取液出口22，另一端設有出渣口23及萃取液進口24；在萃取滾筒2上設有微波系統4，萃取滾筒2的內腔設有螺旋推進器3。由電機14通過減速器15帶動主鏈輪13，主鏈輪13通過鏈條11、鏈輪12驅動螺旋推進器3。微波系統4設在萃取滾筒2的中部。萃取滾筒2為水平設置，呈臥式；螺旋推進器3與萃取滾筒2同為水平設置，呈臥式，其兩軸線重合。萃取滾筒2上設有加壓裝置5，其壓力輸出口與萃取滾筒2的內腔連通。進料鬥21的軸線與微波系統4開始端之間的距離L1為350mm；微波系統4結束端與萃取滾筒2的末端之間的距離L2為350mm。螺旋推進器3的直徑為φ500mm。
萃取滾筒2由4節滾筒連接而成。螺旋推進器3為1節螺旋推進器。螺旋推進器3的所使用的材料為聚四氟乙烯。
微波逆流連續萃取裝置的微波系統4在萃取滾筒2上設有微波饋入口44，其內設有非金屬隔離板43，微波饋入口44上設有激勵腔45，微波源41與微波饋入口44之間設有波導42。
出渣口23的軸線與螺旋推進器3的軸線的夾角為45°。
在萃取滾筒2的下方設有支架6，在支架6的下方設有支腳61和腳輪62。在出渣口23與螺旋推進器3之間可設有管箍31；在出渣口23的下方可設有輔助萃取液出口25；在萃取滾筒2上可設有清洗出水管26。在萃取液出口22上設有過濾器27。在萃取滾筒2內設有紅外測溫儀7；還可設有觀察窗8；還可設有液位顯示器9。
實施例2見圖4，萃取滾筒2內腔設有的螺旋推進器3，螺旋推進器3所使用的的材料為聚丙烯。在其螺旋葉面上設有軸向的通孔31。其通孔31的直徑為φ1.5mm。進料鬥21的軸線與微波系統4開始端之間的距離L1為2500mm；微波系統4結束端與萃取滾筒2的末端之間的距離L2為2500mm。螺旋推進器3的直徑為φ3500mm。其餘結構與上例相同。
實施例3見圖1，在上述兩個實施例的基礎之上，螺旋推進器3所使用的的材料為陶瓷。其餘結構與例1相同。
實施例4見圖5，帶有雙螺旋推進器3的微波逆流連續萃取裝置。螺旋推進器3與萃取滾筒2同為水平設置，呈臥式，其兩軸線平行。螺旋推進器32、33平行設置，其餘結構與1例相同。
實施例5見圖6，雙螺旋推進器3的結構，螺旋推進器3平行設置。其餘結構與例1相同。
實施例6見圖7，雙螺旋推進器3的結構，螺旋推進器3平行設置，其葉片與葉片之間交叉設置。其餘結構與例1相同。
實施例7見圖8，雙出料裝置。在萃取液出口(22)上設有三通(221、222)，其上設有快裝蝶閥(223、224、225、226)，過濾器(271、272)。其餘結構與例1相同。
本發明的工作過程是物料由進料鬥21進入到萃取滾筒2中，在螺旋推進器3的作用下向前運動。同時萃取液進口24閥門開啟，萃取液進入到萃取滾筒2中，當萃取液充滿整個萃取滾筒2後，微波系統4開始工作，通過波導傳輸到萃取滾筒2內，對筒內的水藥混合物進行加熱、萃取。提取出物料中的有效成分。在此過程中藥液通過螺旋推進器3上面的孔和螺旋推進器3與筒壁的間隙與物料反方向流動，從而使藥液的濃度在萃取滾筒2中形成了一定的梯度，達到提取的目的。藥液最終從萃取液出口22流出，在萃取液出口22上設雙出料裝置。並在其上裝有兩個設有三通221、222，其上設有快裝蝶閥223、224、225、226，過濾器271、272。工作中，藥液是從一個口中流出的，當藥液中的殘渣在過濾器上堵塞後，可以關閉這個通道的閥門打開另一通道的閥門，使藥液從另一通道中流出，同時清洗這個通道的過濾器，這樣不會造成在工作中停機的現象。而藥渣在螺旋推進器3的作用下繼續向前運動，最終殘渣通過螺旋推進器3的推動和擠壓從出渣口23排出。在擠壓推動的過程中，還有部分的藥液殘留在藥渣中，這一部分藥液通過輔助萃取液出口25流出，這樣不會造成浪費。而在整個工作過程中，在萃取滾筒2的中部加了一個加壓泵5，在提取的過程中對萃取滾筒2中的物料進行間歇性的加壓，使物料的提取效果更好。
整個過程中，為了確保物料的提取效果，在萃取滾筒2上安裝了液位顯示器9，在微波加熱區安裝了一個紅外線測溫儀7，對液位和溫度進行實時監控。在萃取滾筒2的頂部還安裝了觀察窗8，便於觀察整個工作過程中的藥液濃度變化。更好的了解整個工作過程。
權利要求
1.一種微波逆流連續萃取裝置，包括有萃取滾筒(2)，其一端設有進料鬥(21)及萃取液出口(22)，另一端設有出渣口(23)及萃取液進口(24)；在萃取滾筒(2)上設有微波系統(4)，萃取滾筒(2)的內腔設有螺旋推進器(3)，由驅動裝置(1)驅動螺旋推進器(3)，其特徵是還包括有微波系統(4)設在萃取滾筒(2)的中部；螺旋推進器(3)的材料可為非金屬材料。
2.如權利要求1所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有萃取滾筒(2)為水平設置；螺旋推進器(3)與萃取滾筒(2)同為水平設置，其兩軸線可重合或平行。
3.如權利要求1所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有在萃取滾筒(2)上設有加壓裝置(5)，其壓力輸出口與萃取滾筒(2)的內腔連通。
4.如權利要求1或2或3所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有所述的螺旋推進器(3)為1-4列。
5.如權利要求4所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有所述的螺旋推進器(3)的兩端可為金屬材料，其中部可為非金屬材料。
6.如權利要求5所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是所述的螺旋推進器(3)的非金屬材料為聚四氟乙烯或為聚丙烯或為陶瓷。
7.如權利要求6所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是所述的萃取滾筒(2)可由1-5節滾筒連接；螺旋推進器(3)也可由1-5節螺旋推進器連接。
8.如權利要求7所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是進料鬥(21)的軸線與微波系統(4)開始端之間的距離L1為300mm-3000mm；微波系統(4)結束端與萃取滾筒(2)的末端之間的距離L2為3mm-3000mm。
9.如權利要求8所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵所述的微波系統(4)在萃取滾筒(2)上設有微波饋入口(44)，其內設有非金屬隔離板(43)，微波饋入口(44)上設有激勵腔(45)，微波源(41)與微波饋入口(44)之間可設有波導(42)；在萃取滾筒(2)上沿圓周可設有多排微波饋入口(44)。
10.如權利要求9所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是所述的微波源(41)為磁控管或中、小功率微波發射管或大功率微波管的輸出端。
11.如權利要求10所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有在所述的萃取滾筒(2)的下方設有支架(6)，在支架(6)的下方設有支腳(61)和/或腳輪(62)。
12.如權利要求11所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有出渣口(23)的軸線與螺旋推進器(3)的軸線的夾角α為5-50°。
13.如權利要求12所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有在出渣口(23)與螺旋推進器(3)之間可設有管箍(31)；在出渣口(23)的下方可設有輔助萃取液出口(25)；在萃取滾筒(2)上可設有清洗出水管(26)。
14.如權利要求13所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有在萃取液出口(22)上設有三通(221、222)，其上設有快裝蝶閥(223、224、225、226)，過濾器(271、272)。
15.如權利要求14所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有在萃取滾筒(2)內設有紅外測溫儀(7)。
16.如權利要求15所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是還包括有在萃取滾筒(2)上可設有觀察窗(8)；還可設有液位顯示器(9)。
17.如權利要求16所述的微波逆流連續萃取裝置，其特徵是所述的驅動裝置(1)還包括有電機(14)通過減速器(15)帶動主鏈輪(13)，主鏈輪(13)通過鏈條(11)、鏈輪(12)驅動螺旋推進器(3)。
全文摘要
本發明主要涉及一種用於食品、製藥、化工等行業的萃取設備，尤其涉及微波逆流萃取裝置的結構。一種微波逆流連續萃取裝置，包括有萃取滾筒(2)，其一端設有進料鬥(21)及萃取液出口(22)，另一端設有出渣口(23)及萃取液進口(24)；在萃取滾筒(2)上設有微波系統(4)，萃取滾筒(2)的內腔設有螺旋推進器(3)，由驅動裝置(1)驅動螺旋推進器(3)，其主要特點是還包括有微波系統(4)設在萃取滾筒(2)的中部；螺旋推進器(3)的材料可為非金屬材料。當萃取液充滿腔體後，微波系統(4)一端與進料鬥(21)之間的腔體、微波系統(4)另一端與出渣口(23)之間的腔體就會封閉微波，使微波不會洩漏，省卻了抑制器，使結構更加簡單。本發明螺旋推進器與萃取滾筒同為水平設置，呈臥式結構，萃取後的渣子可以及時的排出，設計合理；萃取後的萃取液濃度相對比較高；省卻了抑制器，使結構更加簡單，降低了設備成本。
文檔編號B01J19/12GK1935308SQ200510096079
公開日2007年3月28日 申請日期2005年9月21日 優先權日2005年9月21日
發明者李晟 申請人:天水華圓製藥設備科技有限責任公司