[发明专利]一种复频超声空化药物提取装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种药物、天然有机成分的提取设备，特别是一种复频超声空化药物提取装置。

背景技术

在提取工业中，传统的萃取分离技术，如溶剂浸提法、回流法、渗滤法等具有选择性高,分离效果好,易于实现大规模连续化生产等优点，但存在提取率低、原材料消耗大，废液排放给环境带来严重污染等问题。近年来,超临界流体萃取、微波辅助提取、超声技术提取和液膜萃取等新型分离技术已经逐步被引入到天然有机成分的提取和分离领域。虽然超临界萃取优点是提取物纯度高，适合于化学结构已知、分子量较小的亲脂性物质提取，但缺点是操作压力高、能量消耗大、设备放大时制造成本高。尽管微波提取利用微波使细胞壁破裂，达到加速萃取的目的，但微波辅助提取容易导致对温度敏感材料降解，降低生物活性；在放大生产规模时存在一些工程问题；液膜萃取成本高，不利于大规模工业化生产。

超声波加工和提取工艺已在炼油、化工、食品、制药和环保等诸多领域得到广泛应用。由于超声在液体产生空化而伴随的高温、高压等极端的物理效应与机械振动，加速了化学化工反应过程，强化扩散使溶剂容易浸入固体药物，固体药物的溶质易于从固体内部扩散析出到固液界面，加速了提取速度、提高了提取效率，在天然产物提取中的作用更是引起了研究人员的极大兴趣，将超声波用于中药有效成分提取，促进了传质迅速萃取，加速了萃取过程。与传统的浸提法相比，其提取过程的速度大大提高，且提取液中的杂质较传统方法低。超声空化效应介导提取技术在天然产物有效成份提取方面展现出巨大的应用潜力。

超声波提取方法作为一种新型高效的提取方法，已逐步被应用到中草药和天然有机物质有效成分的提取过程中，取得了不少成果，但从已有的报道反映出，都限于实验室小规模研究，且大都是在单一频率、非连续的单独提取操作，尚缺乏与实际生产线接近的工程应用技术和设备。单频超声波较易产生驻波，使得空化时间减少，无法最大程度发挥超声波辅助功效。与单频超声相比，双频复合超声既可以增大振动振幅，又可以增大传质表面积，可以显著地增加空化事件，减少驻波所成的死角，提高声化学产额，双频复合超声的空化效应提取效果比单频超声更佳。

复频超声提取技术是近十年来发展形成的一种新的物理技术，具有消除驻波形成均匀声场，无环境污染，且能提高萃取率的优点。目前，对复频功率超声的研究已有报道，已有学者设计出一种能产生多个共振频率的弯曲圆盘超声换能器，达到了利用同一尺寸的超声换能器产生多个共振频率的目的，为复频大功率超声的提取方法奠定了技术基础。其后，也有学者做了复频超声的声化学作用的研究，进行了复频超声波清洗器的研制，为复频超声的应用提供了新思路。超声波提取已成为我国二十一世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一。但现有技术中专门用于复频大功率超声提取方法和设备未见报道。

鉴于此，研究声波与物质的相互作用及其效应，开发在最佳条件下超声空化连续提取技术、揭示复频功率超声提取体系中微观动态过程的关系和作用机制，已成为研究的热点。

发明内容

为了解决现有的提取装置所存在的单频声场不均匀、提取率低以及排渣不连续等问题，本发明提供了一种提取率高、超声场均匀、实现连续提取并可减少污染物排放、提高药材资源的利用率的复频超声空化提取装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是其包括至少1个提取单元，所述提取单元是在消音壳体内设置空化筒，在空化筒内设置有提取筒，在提取筒上加工有向外延伸的进料口、萃取液入口、萃取液出口以及排渣口，进料口上设置有进料控制阀，萃取液入口上设置有萃取液进液控制阀，萃取液出口上设置有萃取液出液控制阀，排渣口上设置有排渣管道，在排渣管道内设置有排渣电机以及与排渣电机输出轴连接的排渣螺旋推进器，在提取筒内设置水平螺旋推进器，水平螺旋推进器与推料电机的动力输出轴连接，推料电机、排渣电机、进料控制阀、萃取液进液控制阀以及萃取液出液控制阀分别通过导线与控制器连接，控制器通过导线与计算机相连接；

上述空化筒的横截面为至少3边的正多边形，提取筒的横截面为圆形，在空化筒的每个侧面上设置有超声波振子组，一个超声波振子组与相邻一个超声波振子组的振动频率不相同，超声波振子组是由至少一个超声波振子和与超声波振子连接的多频超声波振荡器组成，多频超声波振荡器通过导线与控制器连接。

上述空化筒的横截面可以是3～6边的正多边形，与提取筒同轴设置。

上述超声波振子组包括2～8个超声波振子，每个超声波振子的频率为20～80KHz、功率为100～1500W。

上述超声波振子组是可以是偶数个，相对设置的两个超声波振子组的频率相同。