[发明专利]超声波逆流循环反应器及物料提取浓缩系统

说明书

技术领域

本发明涉及物料的提取萃取技术领域，尤其涉及一种超声波逆流循环反应器及物料提取浓缩系统。

背景技术

现有植物性物料有效成分的提取，最主要的方式是采用溶媒提取，即按一定固液比，将待提取物料放置在溶媒如水或其他有机溶剂内，在一定温度下对待提取物料的有效成分进行提取。提取过程中会通过增加搅拌、液体循环、加热恒温控制、溶媒回流等方式提高提取效果或缩短提取时间。

超声波用于植物有效成分的强化提取是近年来研究和开发的热点，超声波在溶媒中传播时，通过机械作用、空化作用和热作用，产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应，可造成植物细胞壁的破坏和溶媒的快速渗透，使被待提取物料的有效成分迅速溶解到溶媒中，从而提高提取率、缩短提取时间、节省溶媒。其中，空化作用是功率超声最基本的特质，超声空化引起湍动效应、微扰效应、界面效应，聚能效应。其中湍动效应使边界层减薄，增大传质速率；微扰效应强化了微孔扩散；界面效应增大传质表面积；聚能效应扩大了分离物质分子从而从整体上强化了化工分离强化过程的传质速率和效果。

现有的超声波提取主要分为发散式超声波提取和聚能式超声波提取。发散式超声波提取是将超声波发生器安装在特制不锈钢震荡板上，超声波通过震荡板在提取罐或水槽中形成高频超声场，提取物料通过安装在水槽底部的超声场进行超声强化提取。发散式超声波提取，因为超声波功率低，单位平方厘米功率只有0.2-0.3W，要达到一定提取效果，待提取物料在水槽内跟溶媒要作用较长时间一般在2个小时左右。聚能式超声波是将大功率超声波发生器直接通过法兰安装在罐体或容器内，通过大功率超声波换能器、变幅杆、发射头产生超声振动能量直接作用于液体中的物料，对容器内的物料进行超声波提取。聚能式超声波提取，超声波是直接作用于待提取物料和溶媒，在小设备上，比如小于20升的设备超声波提取效果明显，但在20升以上设备尤其在500升以上设备，提取效果明显降低。其主要原因就是设备结构问题，物料跟超声波作用距离由近及远，超声波发生器产生的空化效果作用在物料上的功效逐渐减小，尤其跟超声波距离大于200毫米以上的物料受到空化效果作用就微乎其微了，很难达到超声波提取作用，降低总的物料的提取率，超声波的强化提取作用也不能得到充分利用，聚能式超声波提取设备的提取效果还不如普通热提取的提取效果。

发明内容

本发明针对现有技术中聚能式超声波提取设备在远离超声波发生器安装位置的待提取物料的提取效果差的技术问题，目的在于提供一种远离超声波发生器安装位置的待提取物料的提取效果优异的超声波逆流循环反应器。

本发明的一种用于溶媒提取物料的超声波逆流循环反应器，其包括：

一循环提取罐，具有至少一入口，用于投入所述物料和灌入所述溶媒，内部还设有一将所述物料和所述溶媒搅拌成混合液的搅拌器；

一超声波反应罐，设于所述循环提取罐的外部，具有一进口，所述进口与所述循环提取罐连通，流入来自所述循环提取罐的混合液；内部设有一聚能式超声波发生器，用于对所述混合液进行超声波冲击，所述聚能式超声波发生器发出的超声波冲击方向与来自所述循环提取罐的混合液的流向相逆，用于增强超声波冲击作用；还具有一出口，与所述循环提取罐连通，用于将超声波冲击后的混合液排入所述循环提取罐中进行提取。

为将所述循环提取罐中流出的混合液输送流入所述超声波反应罐中，可以安装至少一浓浆泵，所述溶媒也可以通过所述浓浆泵输送流入所述循环提取罐中。为方便投料，可在所述循环提取罐设置二入口，分别为所述物料的投料口和所述溶媒的流入口，所述浓浆泵通过所述流入口将所述溶媒输送流入所述循环提取罐中。

所述的超声波逆流循环反应器连通方式可具体为：所述超声波逆流循环反应器具有一第一管道，所述第一管道的上游端带有一第一阀门并与所述循环提取罐的底部连通，所述第一管道的下游端带有一第二阀门并与所述浓浆泵连通；一第二管道，其上具有一第三阀门，所述第二管道的上游端与所述浓浆泵连通，所述第二管道的下游端与所述循环提取罐的入口连通；一第三管道，所述第三管道的上游端与所述第二管道的第三阀门的上游连通，所述第三管道的下游端与所述聚能式超声波发生器的底部的连通；一第四管道，所述第四管道的上游端与所述聚能式超声波发生器的上侧端的连通，所述第四管道的下游端与所述循环提取罐连通。

所述第二管道的下游端与所述循环提取罐的所述溶媒的流入口连通。