專利名稱：：提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于巻煙香精香料提取設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種用于提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀。
背景技術(shù)：
：中式煙用香精香料是中式巻煙產(chǎn)品的"靈魂"，是"中式巻煙"風(fēng)格特色形成的奧秘所在。國(guó)外企業(yè)壟斷了煙用香精香料的核心技術(shù)，并把香精香料研究分析成果及其加工提取的關(guān)鍵技術(shù)視為企業(yè)機(jī)密，嚴(yán)加保密。我國(guó)香精香料自主核心技術(shù)尚處于攻堅(jiān)階段。近年來(lái)，在國(guó)家局倡導(dǎo)和巻煙企業(yè)高度重視關(guān)注下，煙用香精香料研究成果不少，但一般化的常規(guī)技術(shù)比較多，多數(shù)在進(jìn)口香精香料和國(guó)產(chǎn)香精香料的調(diào)配上追求自己的核心技術(shù)，出現(xiàn)了巻煙制品同質(zhì)化傾向。而真正的關(guān)鍵技術(shù)，如香精香料原料的提取，特別是巻煙工業(yè)中普遍使用的香氣度強(qiáng)勁、香氣質(zhì)優(yōu)、香期長(zhǎng)的香精香料的獲取上，基本是處于初級(jí)階段。構(gòu)筑自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中式煙用香精香料和新技術(shù)，從天然本草植物中提取香精香料，把傳承千年的中草藥用于巻煙，讓健康的理念隨著巻煙的雅香，一起走向消費(fèi)者，是發(fā)展"中式巻煙"的基礎(chǔ)研究之一。微波萃取技術(shù)，即微波輔助提取(MAE)，與傳統(tǒng)的索氏提取、水煎提取、超聲提取、超臨界提取和快速溶劑提取等技術(shù)比較，MAE是一門全新的技術(shù)。傳統(tǒng)的提取方法，如與索氏提取、水煎提取、超聲提取等技術(shù)比較，傳統(tǒng)加熱法的熱傳遞公式為熱源一器皿一樣品，其能量傳遞效率受到了制約。由于微波具有穿透能力，因而可以直接選擇性地與樣品中有關(guān)香味物質(zhì)分子或分子中的某個(gè)基團(tuán)作用，使得細(xì)胞內(nèi)部溫度迅速上升，使其細(xì)胞內(nèi)部壓力超過(guò)細(xì)胞壁膨脹承受能力，細(xì)胞破裂。被微波作用的分子或基團(tuán)，很快與植物細(xì)胞和整個(gè)樣品基體或其大分子上的周圍環(huán)境分離開(kāi)，從而使分離速度加快并提高提取率，其模式為熱源一樣品一器皿?？諝饧叭萜鲗?duì)微波基本上不吸收和反射，這從根本上保證了能量的快速傳導(dǎo)和充分利用。微波萃取作為新型提取技術(shù)，具有高效、安全、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前微波萃取設(shè)備工作模式單一，均采用萃取罐，微波難以滲透到罐體內(nèi)部深處，對(duì)有效成分提取很受影響。而且采用的都是直形管道，用來(lái)干燥尚可，用于微波萃取難以實(shí)現(xiàn)高效萃取，直管暴露在微波照射下時(shí)間不好控制，各項(xiàng)條件也難以控制，不能滿足實(shí)驗(yàn)研究的需要，對(duì)小樣實(shí)驗(yàn)來(lái)講，難以取得成功，不適應(yīng)煙用香精香料的提取，且提取效率低。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，采用多波長(zhǎng)微波發(fā)生器作為微波萃取源，適應(yīng)低溫和高溫兩種條件工作，既滿足實(shí)驗(yàn)研究需要，又滿足規(guī)?；a(chǎn)的要求；既可以在常壓條件下工作，又可以在高壓和負(fù)壓條件運(yùn)行；可在多元化條件下完成中式煙用香精香料的有效成分提取。本發(fā)明的技術(shù)方案是提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀含有萃取腔、微波源、管道部分、控制部分和附屬部件。所述的萃取腔為直立筒狀，其內(nèi)設(shè)置有兼具物料承載和物料流通功能的蛇形盤管，蛇形盤管自上而下貫通整個(gè)萃取腔，萃取腔的微波源由兩個(gè)微波發(fā)生器和與其連接的工作電源組成。所述的控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進(jìn)行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器設(shè)置在萃取腔中的蛇形盤管上，流量傳感器設(shè)置在閥門和萃取腔之間的導(dǎo)管上，這些傳感器的電信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入端相連。微波發(fā)生器之一是設(shè)置在萃取腔上部的具有快速加溫功能的微波發(fā)生器。此微波發(fā)生器采用950MHz頻率，功率為020kW連續(xù)可調(diào)。另一微波發(fā)生器是均勻地分布在萃取腔器壁上的可復(fù)蓋全部蛇形盤管的陣列式多管微波發(fā)生器。此微波發(fā)生器采用2450MHz頻率，功率為020kW連續(xù)可調(diào)。所述的蛇形盤管孔徑為25—35mm，蛇形盤管以能承受壓力、高溫，耐酸堿腐蝕、耐有機(jī)溶劑腐蝕的材料制作。所述的能承受壓力、高溫，耐酸堿腐蝕、耐有機(jī)溶劑腐蝕的材料是聚四氟乙烯。所述的附屬部件中與萃取腔進(jìn)料端相連接的依次有物料存儲(chǔ)罐、泵、閥門，其間有導(dǎo)管相連通；所述的附屬部件中與萃取腔出料端相連接的依次有冷凝管、過(guò)濾器、濃縮罐、存儲(chǔ)罐，其間有導(dǎo)管相連通。所述的泵和閥門的電信號(hào)控制端分別與計(jì)算機(jī)有控制信號(hào)線相連接。本發(fā)明的萃取儀結(jié)構(gòu)獨(dú)特，設(shè)計(jì)合理，采用蛇形盤管和雙微波發(fā)生器，其功能強(qiáng)大，工作模式多樣，適用于多種條件下工作，具有提取效率高，操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于中式煙用香精香料的提取。附圖1是本發(fā)明一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是現(xiàn)有技術(shù)水煮提取物氣相色譜圖；附圖3是本發(fā)明萃取儀提取物氣相色譜圖。附圖中標(biāo)記分述如下l一物料存儲(chǔ)罐；2—泵；3—導(dǎo)管；4一閥門；5—萃取腔；6—溫度壓力傳感器；7—計(jì)算機(jī)；8—微波發(fā)生器；9一微波發(fā)生器；10—過(guò)濾器；ll一濃縮罐；12—存儲(chǔ)罐；13—冷凝管；14—蛇形盤管；15—控制信號(hào)線。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀由萃取腔、微波源、管道部分、控制部分及附屬部件等構(gòu)成。萃取腔5是一個(gè)直立的筒體，其中設(shè)置有兼具物料承載和物料流通功能的蛇形盤管14，蛇形盤管14自上而下貫通整個(gè)萃取腔5，萃取物料由上而下經(jīng)過(guò)整個(gè)蛇形盤管14，受到微波發(fā)生器8或/和9的微波輻射，完成萃取后物料從出料端進(jìn)入冷凝管13，降溫后經(jīng)過(guò)濾器10、過(guò)濾后進(jìn)入濃縮罐ll，最后進(jìn)入存儲(chǔ)罐12中保存。萃取開(kāi)始時(shí)，將需要萃取的原料放入物料存儲(chǔ)罐1中，物料存儲(chǔ)罐1中設(shè)置有攪拌器，攪拌速度0-1000轉(zhuǎn)/分連續(xù)可調(diào)。物料存儲(chǔ)罐1中的物料按照計(jì)算機(jī)7設(shè)定的工作模式，經(jīng)泵2導(dǎo)入微波萃取腔5內(nèi)。本發(fā)明的萃取儀控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進(jìn)行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器6設(shè)置在萃取腔5中的蛇形盤管14上，流量傳感器設(shè)置在閥門4和萃取腔5之間的導(dǎo)管3上，這些傳感器的電信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)7控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入端相連?？刂撇糠挚蛇M(jìn)行人機(jī)界面操作，能實(shí)現(xiàn)物料的流量控制和微波發(fā)生器8和微波發(fā)生器9和閥門4的啟動(dòng)，同時(shí)在系統(tǒng)工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)溫度和壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋，保證系統(tǒng)的正常工作。本發(fā)明的微波源有兩個(gè)微波發(fā)生器，因此本萃取儀有兩種工作模式，模式一是用于少量物料的實(shí)驗(yàn)工作，只開(kāi)啟微波發(fā)生器9，用于萃??；模式二是用于工業(yè)化生產(chǎn)的，微波發(fā)生器8和微波發(fā)生器9同時(shí)啟動(dòng)，其中微波發(fā)生器8主要用來(lái)瞬時(shí)加溫，微波發(fā)生器9主要用于萃取。蛇形盤管14的管道孔徑為25-35mm，豎立放置以利物料能從上至下順暢運(yùn)動(dòng)，蛇形盤管14管壁厚度為8mm，以能承受一定壓力和高溫，耐酸堿和有機(jī)溶劑腐蝕的材料制作，以聚四氟乙烯為好，因?yàn)榫鬯姆蚁?duì)微波幾乎沒(méi)有吸收。本發(fā)明中式煙用香精香料提取的多功能微波萃取儀的基本原理是在人機(jī)界面計(jì)算機(jī)7上設(shè)定好工藝參數(shù)，機(jī)械泵2將儲(chǔ)存在物料存儲(chǔ)罐1中的物料經(jīng)管道3導(dǎo)入微波萃取腔5內(nèi)，計(jì)算機(jī)指令下啟動(dòng)微波發(fā)生器8和9，在溫度和壓力傳感器6的監(jiān)控下完成萃取，然后經(jīng)過(guò)冷凝器13冷凝后，依次進(jìn)入過(guò)濾器10過(guò)濾和濃縮罐11濃縮，最后保存在提取物存儲(chǔ)罐12。上述泵2流量控制是在0200kg范圍連續(xù)可調(diào)的；過(guò)濾器10過(guò)濾孔徑可以根據(jù)需要調(diào)整，本萃取儀配制過(guò)濾板筐孔徑是0.22微米…2毫米，以滿足不同粒度的物料的需求；濃縮罐11可以設(shè)置不同溫度濃縮，以滿足濃縮不同香精香料的要求；可將濃縮溫度設(shè)定在50-90度可調(diào)，以滿足不同溶劑的需要；工作電源采用三相五線制，常用380V額定工作電壓。本申請(qǐng)人進(jìn)行了本萃取儀和水煮提取的對(duì)比試驗(yàn)，將三種天然本草按照比例混合均勻后分成兩等分，加同樣體積的溶劑進(jìn)行萃取，其中常規(guī)水煮提取二小時(shí)，微波萃取12分鐘，得到同等體積的初步提取物。采用同樣過(guò)濾濃縮裝置處理后，最終提取物保存于250ml樣品瓶。在過(guò)濾時(shí)，同樣的過(guò)濾裝置，微波萃取的料液過(guò)濾較水煮提取要流暢得多。靜置一周后發(fā)現(xiàn)，水煮提取物出現(xiàn)了大約3mm厚度的膏狀沉淀物，而微波提取物沒(méi)有出現(xiàn)。取上述水煮提取物和微波萃取物過(guò)濾實(shí)現(xiàn)固液分離，將得到的固體烘干、稱重，結(jié)果見(jiàn)表l?？梢?jiàn)微波萃取得到的提取物固體含量明顯小于前者。表l、提取物分離得到的固體和烘干后固體所占比重<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>附圖2是水煮提取物的氣相色譜圖，附圖3是微波萃取儀提取物的氣相色譜圖。圖示結(jié)果表明，微波萃取物中對(duì)煙草吸味有負(fù)面影響的果膠類、葉綠素類和淀粉類等物質(zhì)含量明顯要少于水煮提取物，而對(duì)煙草吸味有積極作用的黃酮類等致香物質(zhì)要比水煮提取物多得多。本申請(qǐng)人還進(jìn)行了評(píng)吸對(duì)比，將上述兩種提取物按同樣比例加入到同樣的煙絲中，讓專門評(píng)吸人員評(píng)吸，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于上述三種混合復(fù)方提取物來(lái)講，微波提取物加入煙絲后較水煮提取物明顯煙氣順暢柔和，雜氣稍減，口腔干凈，總體評(píng)價(jià)要優(yōu)于后者。對(duì)比效果見(jiàn)表2。表2、不同提取物按同樣比例加到煙絲中評(píng)吸結(jié)果比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，含有萃取腔、微波源、管道部分、控制部分和附屬部件，其特征在于所述的萃取腔(5)為直立筒狀，其內(nèi)設(shè)置有兼具物料承載和物料流通功能的蛇形盤管(14)，蛇形盤管(14)自上而下貫通整個(gè)萃取腔(5)，萃取腔(5)的微波源是兩個(gè)微波發(fā)生器(8、9)。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進(jìn)行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器(6)設(shè)置在萃取腔(5)中的蛇形盤管14上，流量傳感器設(shè)置在閥門(4)和萃取腔(5)之間的導(dǎo)管(3)上，這些傳感器的電信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)(7)控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入端相連。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于微波發(fā)生器(8)是設(shè)置在萃取腔(5)上部的具有快速加溫功能的微波發(fā)生器。4、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的微波發(fā)生器(8)采用950MHz頻率，功率為020kW連續(xù)可調(diào)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于微波發(fā)生器(9)是均勻地分布在萃取腔(5)器壁上的可復(fù)蓋全部蛇形盤管(14)的陣列式多管微波發(fā)生器。6、根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的微波發(fā)生器(9)采用2450MHz頻率，功率為020kW連續(xù)可調(diào)。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的蛇形盤管(14)孔徑為25—35mm，蛇形盤管(14)以能承受壓力、高溫，耐酸堿腐蝕、耐有機(jī)溶劑腐蝕的材料制作。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的能承受壓力、高溫，耐酸堿腐蝕、耐有機(jī)溶劑腐蝕的材料是聚四氟乙烯。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的附屬部件中與萃取腔(5)進(jìn)料端相連接的依次有物料存儲(chǔ)罐(1)、泵(2)、閥門(4)，其間有導(dǎo)管(3)相連通；所述的附屬部件中與萃取腔(5)出料端相連接的依次有冷凝管(13)、過(guò)濾器(10)、濃縮罐(11)、存儲(chǔ)罐(12)，其間有導(dǎo)管(3)相連通。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，其特征在于所述的泵(2)和閥門(4)的電信號(hào)控制端分別與計(jì)算機(jī)(7)有控制信號(hào)線(15)相連接。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種提取中式煙用香精香料的多功能微波萃取儀，屬于卷煙香精香料提取設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
。萃取儀的萃取腔為直立筒狀，其內(nèi)設(shè)置有蛇形盤管，蛇形盤管自上而下貫通整個(gè)萃取腔，萃取腔的微波源由兩個(gè)微波發(fā)生器和與其連接的工作電源組成。所述的控制部分包括溫度控制、壓力控制和流量控制，進(jìn)行溫度和壓力控制的溫度、壓力傳感器設(shè)置在萃取腔內(nèi)蛇形管道上，流量傳感器設(shè)置在閥門和萃取腔之間的導(dǎo)管上，這些傳感器的電信號(hào)輸出端與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入端相連。本萃取儀結(jié)構(gòu)獨(dú)特，設(shè)計(jì)合理，采用蛇形盤管和雙微波發(fā)生器，其功能強(qiáng)大，提取效率高，操作簡(jiǎn)單，特別適用于中式煙用香精香料的提取。文檔編號(hào)B01D11/02GK101543686SQ20081004717公開(kāi)日2009年9月30日申請(qǐng)日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日發(fā)明者巍朱,丹李,熊國(guó)璽,程書鋒,董世良,燁譚,趙同林,勝陳,馬舒翼,龍黃申請(qǐng)人:湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司