[实用新型]一种动态超声提取机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态超声提取机。

背景技术

用水或有机溶剂浸提植物中的有效成分，是中药以及天然营养品、保健品、食品添加剂等生产中的一个重要的工艺环节，传统的工艺方法有浸泡法、煎煮法、热回流法、渗漉法等，工艺设备为各种规格型号的提取罐，生产中普遍存在提取率底、耗时长、能耗大等问题，需要不断的进行工艺方法优化和工艺设备改良。

深入分析可见，植物原料中目标成分的浸出过程包括以下几个阶段：溶剂浸入植物原料内部、目标成分溶解并向植物原料的外表面传递，再向周围液体扩散。因此，溶剂的投放比例、原料与溶剂混合体系的动态特性、浸提的温度等是影响浸出过程进行的重要的条件因素。

由于溶剂的投放量过大会增加溶剂消耗和后续浓缩负荷，因此通常采用经典的多遍浸提法，即：单遍投放少量溶剂多遍浸提，控制总的溶剂投放量。原料与溶剂的体系内部不断地进行动态的混合运动，有利于目标成分的溶解扩散，因此在一些提取罐内设置有机械搅拌装置；也有一些提取罐通过简单地设置循环管路的方法形成动态浸提体系，即在浸提过程中用离心泵不断地将罐底抽出的溶液循环送至提取罐的上部，但其弊病是容易发生罐底滤网堵塞现象。

多遍浸提法是为溶解和扩散提供内在动力，迫使原料与溶剂不断地混合运动可加快目标成分在液体中的扩散速度。但这些方法都不能有效地克服植物内部成分的浸出最大障碍——即植物本身组织阻隔。尤其是而对于热敏性的目标成分，浸提温度不能过高，通常是采用历时漫长的浸泡或渗漉工艺，因此生产效率低下。

近年来不断开发的各类新兴浸提方法中，超声波辅助浸提法为高效率地浸提热敏性植物成分提供了技术可行性。超声波在植物浸提体系中传播，使液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压足够大时，这些微气核空化泡会聚集能量生长、最终崩溃而产生高达几十兆帕的瞬时压力——超声波的这种“空化”作用，可以有效地击穿植物细胞膜、纤维等组织障碍，为目标成分浸出提供顺畅通道，使得浸提过程即使在较低的温条件下也可以十分快速的进行。超声波空化作用的强弱与声学参数以及液体的物理化学性质有关：

1)超声波强度。超声波强度指单位面积上的超声功率，空化作用的产生与超声波强度有关。对于一般液体超声波强度增加时，空化强度增大，但达到一定值后，空化趋于饱和，此时再增加超声波强度则会产生大量无用气泡，从而增加了散射衰减，降低了空化强度。

2)超声波频率。超声波频率越低，在液体中产生空化越容易。也就是说要引起空化，频率愈高，所需要的声强愈大。例如：要在水中产生空化，超声波频率在400kHz时所需要的功率要比在10kHz时大10倍，即空化是随着频率的升高而降低。一般采用的频率范围20～40kHz。

超声波辅助提取方法的应用中，需要解决相关工艺设备的合理设计问题。出于造价等因素的考虑，目前普遍采用超声波清洗机行业应用的一种压电陶瓷换能器，其核心部件是压电陶瓷圆盘换能器，其圆台形外壳的底面是超声波发射面，通常直径为45mm-75mm，应用时将其用金属胶粘接在作用对象上。这种超声波换能器在我国已有数十年的发展历史，其制造工艺成熟、价格低廉，缺点是单只换能器发出的声功率不高，一般不超过120W；实验表明，仅在距其超声波发射面200～400mm的范围内产生显著的空化作用。如果将其配置在普通提取罐的外壁，效果甚微；如果配置在封闭的箱体内沉浸在提取罐内，不仅会占据提取罐内的工作空间，且难以避免清洗死角，不符合GMP规范要求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种动态超声提取机。

本实用新型的目的是这样实现的：一种动态超声提取机，包括浸提室、多个超声波换能器、外循环管路、螺杆泵、提取液收集槽、提取液滤网、提取液排放管路、提取液输送泵、换能器防护罩和循环管路引出管，浸提室顶部设有溶剂投放管口和快开投料口，溶剂投放管口连接有喷淋球；所述浸提室底部的外表面上均匀的固定连接有多个超声波换能器，超声波换能器外部设有换能器防护罩；所述浸提室底部右侧设有提取液出口，提取液出口处设有提取液滤网和提取液收集槽，提取液收集槽连接提取液排放管路，提取液排放管路连接提取液输送泵；所述浸提室底部中央连接有循环管路引出管，循环管路引出管依次连接螺杆泵、外循环管路和浸提室形成一个循环连接。

本实用新型的效果和益处为：