本發(fā)明屬于植物提取物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超聲波聯(lián)合微波高效浸提裝置及提取有效成分的方法。
背景技術(shù)：
植物提取物是以植物為原料，按照對提取的最終產(chǎn)品的用途的需要，經(jīng)過物理化學提取分離過程，定向獲取和濃集植物中的某一種或多種有效成分，而不改變其有效成分結(jié)構(gòu)而形成的產(chǎn)品。目前，植物提取物的產(chǎn)品概念比較寬泛。按照提取植物的成份不同，形成甙、酸、多酚、多糖、萜類、黃酮、生物堿等；按照最終產(chǎn)品的性狀不同，可分為植物油、浸膏、粉、晶狀體等，可廣泛應(yīng)用于藥品、保健品、食品、化妝品等領(lǐng)域中。
目前，植物提取物的制備主要采用浸提罐提取后濃縮，再噴霧干燥制得，其中浸提的方法、設(shè)備對浸提效率影響很大?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了大量的提取設(shè)備及方法的技術(shù)方案，如中國專利(申請?zhí)?01220581914.8)公開了一種多功能浸提罐，包括內(nèi)膽、外層、投料口、進液口、出液口、泵，所述的投料口及進液口設(shè)置于罐體的上方，出液口設(shè)置于罐體底部，內(nèi)膽中下部設(shè)置有網(wǎng)眼料架，網(wǎng)眼料架上方設(shè)有攪拌器。所述內(nèi)膽和外層間設(shè)有螺旋式盤管形成調(diào)溫中層。所述出液口相連的出液管上設(shè)置有多個閥門和泵，通過閥門和泵的控制，可實現(xiàn)浸提液在罐內(nèi)循環(huán)浸提，也可使浸提液完成浸提過程進入下一道工序。該實用新型的多功能浸提罐內(nèi)設(shè)有網(wǎng)眼料架，方便放置浸提物，攪拌器攪拌可以促進浸提罐中的能量交換，提高浸提效果。通過調(diào)溫中層可以控制浸提溫度，滿足浸提對溫度的要求。此外浸提液可在罐內(nèi)循環(huán)浸提，浸提效率高、效果好。
如中國專利(201320168789.2)公開了一種植物有效成分提取設(shè)備，它包括蒸發(fā)濃縮罐、冷凝器、浸提罐、提取物存儲罐和溶劑存儲罐，蒸發(fā)濃縮罐通過蒸汽管連通冷凝器進氣端，冷凝器出液端通過管路連通浸提罐和溶劑存儲罐，浸提罐的底部通過虹吸回流管連通蒸發(fā)濃縮罐，蒸發(fā)濃縮罐通過管路和提取物輸送泵連通提取物存儲罐，溶劑存儲罐通過管路和溶劑輸送泵連通浸提罐。它是按照索式提取原理設(shè)計的一套植物有效成分提取設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，使用安全方便，節(jié)約能源，提取效率高。
如中國專利(201410334016.6)公開了一種植物浸提罐，所述罐體內(nèi)設(shè)置有過濾桶，且該過濾桶與罐體內(nèi)壁存在間隙，過濾桶底部由外至內(nèi)向下傾斜，過濾桶底最低處與排渣管相連接；所述罐體底部由外至內(nèi)向上傾斜，且罐體底部最低處均布設(shè)置有多個出液管。本發(fā)明克服了傳統(tǒng)植物所用的浸提罐，物料下沉，翻騰度較小，物料與溶液不能充分、均勻的接觸，在浸泡結(jié)束后，物料沉底，造成罐體下部出液不暢的技術(shù)難題，通過采用罐體內(nèi)設(shè)置的過濾桶，使得物料與液體分離，避免了在浸泡結(jié)束后，物料沉底，造成罐體下部出液不暢，并且通過外至內(nèi)向上傾斜的罐體底部與由外至內(nèi)向下傾斜的過濾桶底相配合，使得下沉的物料可與更多的溶液相接觸。
上述設(shè)備方案中，主要為提高提取效率、增加設(shè)備的安全可靠性，并未加入可提升提取效率的微波、超聲波等裝置。另外，在利用超聲波和微波輔助提取有效成分的現(xiàn)有技術(shù)方案中，基本是同時采用超聲波和微波處理，能耗大，并沒有充分利用微波和超聲波的特性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本發(fā)明提供了超聲波聯(lián)合微波高效浸提裝置及提取有效成分的方法，其集微波和超聲波一體，可以對提取罐內(nèi)的物料同時進行超聲波及微波處理，可大大提升提取效率，增加提取得率。
本發(fā)明技術(shù)方案如下。
超聲波聯(lián)合微波高效浸提裝置，包括罐體、攪拌裝置、支架，其特征在于：
所述罐體包括微波腔體、容置在微波腔體內(nèi)的浸提室、設(shè)置在微波腔體壁上的微波發(fā)生裝置、設(shè)置在浸提室下方可與浸提室蓋合密封的放料蓋、設(shè)置在罐體頂部的投料蓋；所述放料蓋包括設(shè)置在其內(nèi)部的超聲波發(fā)生裝置、貫穿放料蓋的放液管道、將超聲波發(fā)生裝置和放液管道封閉在放料蓋內(nèi)的篩板。
作為優(yōu)選方案，所述浸提室為聚丙烯塑料制備而成。
作為優(yōu)選方案，所述攪拌裝置包括設(shè)置在罐體頂部的電機、與電機連接延伸至浸提室內(nèi)的攪拌連桿、安裝在攪拌連桿上的攪拌葉；所述攪拌連桿和攪拌葉采用聚丙烯塑料制備而成。
作為優(yōu)選方案，所述罐體設(shè)置有與浸提室連通的抽真空管，用于接入真空系統(tǒng)，所述抽真空管上設(shè)置有閥門。
作為優(yōu)選方案，所述罐體設(shè)置有與微波腔體連通的冷卻介質(zhì)輸入管和冷卻介質(zhì)輸出管，用于接入冷卻系統(tǒng)，所述冷卻介質(zhì)輸入管和冷卻介質(zhì)輸出管設(shè)置有閥門。
作為優(yōu)選方案，所述放料蓋與罐體活動鉸接，使放料蓋可方便開啟進行放料。
采用上述裝置提取有效成分的方法，其特征在于包括如下步驟：
1)將原料破碎后，通過投料蓋將原料投入浸提室內(nèi)，加入浸提液，關(guān)閉投料蓋；
2)之后開啟攪拌裝置，使原料與浸提液充分混合浸潤，然后開啟微波發(fā)生裝置和超聲波發(fā)生裝置，開始浸提；
3)浸提結(jié)束后，關(guān)閉微波發(fā)生裝置和超聲波發(fā)生裝置，從放液管道將提取液泵出；
4)提取液抽取完畢后，開啟放料蓋，將原料殘渣清理干凈。
作為具體方案，采用上述裝置提取有效成分的方法，所述步驟(1)關(guān)閉投料蓋后，從抽真空管接入抽真空系統(tǒng)，控制浸提室內(nèi)的真空度為0.80～0.95mpa，或從冷卻介質(zhì)輸入管和冷卻介質(zhì)輸出管接入冷卻系統(tǒng)，控制浸提室內(nèi)的溫度為5～15℃，以保護活性成分不被破壞。
作為具體方案，采用上述裝置提取有效成分的方法，所述步驟(2)浸提過程中，控制微波發(fā)生裝置和超聲波發(fā)生裝置的工作方式：包括，使微波發(fā)生裝置間歇工作、使超聲波發(fā)生裝置間歇工作。
作為具體方案，采用上述裝置提取有效成分的方法，所述步驟(2)浸提過程中，控制微波發(fā)生裝置和超聲波發(fā)生裝置的工作方式：微波發(fā)生裝置與超聲波發(fā)生裝置交錯工作，即微波發(fā)生裝置間歇工作，超聲波發(fā)生裝置僅在微波發(fā)生裝的間歇時間內(nèi)工作。
作為具體方案，采用上述裝置提取有效成分的方法，所述即微波發(fā)生裝置間歇工作，超聲波發(fā)生裝置僅在微波發(fā)生裝的間歇時間內(nèi)工作，其中間歇微波發(fā)生裝置的工作參數(shù)為：微波劑量0.1～10kw/kg、微波間歇時間0.5～120min、微波處理總時間4～8h，超聲波發(fā)生裝置的工作參數(shù)為：功率200～400w、頻率為30～60hz；采用該方法可以避免微波發(fā)生裝置長時間工作，意外產(chǎn)生尖角效應(yīng)，使物料焦糊，最終影響提取物的品質(zhì)，為了不影響最終提取得率，在微波停止工作期間，介入超聲波處理，通過兩者的諧調(diào)，可以在有效節(jié)約能源的情況下，而不影響提取得率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中各標記的含義為：1-電機，2-電機，3-冷卻介質(zhì)輸入管，4-微波腔體，5-滾輪，6-放液管道，7-放料蓋，8-超聲波發(fā)生裝置，9-篩板，10-冷卻介質(zhì)輸出管，11-微波發(fā)生裝置，12-抽真空管，13-罐體，14-攪拌連桿，15-攪拌葉，16-攪拌裝置，17-浸提室，18-支架。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明做進一步的說明，需要指出的是以下實施方式僅是以例舉的形式對本發(fā)明所做的解釋性說明，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此，所有本領(lǐng)域的技術(shù)人員以本發(fā)明的精神對本發(fā)明所做的等效的替換均落入本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
超聲波聯(lián)合微波高效浸提裝置，如圖1所示，包括罐體13、攪拌裝置16、支架18；
其中，罐體13包括微波腔體4、容置在微波腔體4內(nèi)的浸提室17、設(shè)置在微波腔體4壁上的微波發(fā)生裝置11、設(shè)置在浸提室17下方可與浸提室17蓋合密封的放料蓋7、設(shè)置在罐體13頂部的投料蓋2；放料蓋7包括設(shè)置在其內(nèi)部的超聲波發(fā)生裝置8、貫穿放料蓋7的放液管道6、將超聲波發(fā)生裝置8和放液管道6封閉在放料蓋7內(nèi)的篩板9。
為了提高微波的效果，浸提室17為聚丙烯塑料制備而成。
攪拌裝置16包括設(shè)置在罐體13頂部的電機1、與電機1連接延伸至浸提室17內(nèi)的攪拌連桿14、安裝在攪拌連桿上的攪拌葉15；攪拌連桿14和攪拌葉15采用聚丙烯塑料制備而成。
為了使浸提過程在真空或低溫條件下進行，以保護浸提過程的有效成品不被破壞，罐體13設(shè)置有與浸提室17連通的抽真空管12，可接入真空系統(tǒng)，使浸提室處于真空狀態(tài)；抽真空管上設(shè)置有閥門；罐體13設(shè)置有與微波腔體4連通的冷卻介質(zhì)輸入管3和冷卻介質(zhì)輸出管10，用于接入冷卻系統(tǒng)，冷卻介質(zhì)輸入管3和冷卻介質(zhì)輸出管10設(shè)置有閥門。
為了便于浸提結(jié)束后物料的清理，放料蓋7與罐體13活動鉸接，放料蓋7可方便開啟進行放料。
實施例2
采用實施例1所述裝置提取有效成分的方法，包括如下步驟：
1)將原料破碎后，通過投料蓋2將原料投入浸提室17內(nèi)，加入浸提液，關(guān)閉投料蓋2；
2)之后開啟攪拌裝置16，使原料與浸提液充分混合浸潤，然后開啟微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，開始浸提；
3)浸提結(jié)束后，關(guān)閉微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，從放液管道6將提取液泵出；
4)提取液抽取完畢后，開啟放料蓋7，將原料殘渣清理干凈。
實施例3
采用實施例1所述裝置提取有效成分的方法，包括如下步驟：
1)將原料破碎后，通過投料蓋2將原料投入浸提室17內(nèi)，加入浸提液，關(guān)閉投料蓋2；
2)之后開啟攪拌裝置16，使原料與浸提液充分混合浸潤，然后開啟微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，開始浸提；
3)浸提結(jié)束后，關(guān)閉微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，從放液管道6將提取液泵出；
4)提取液抽取完畢后，開啟放料蓋7，將原料殘渣清理干凈；
所述步驟1關(guān)閉投料蓋后，從抽真空管12接入抽真空系統(tǒng)，控制浸提室內(nèi)的真空度為0.80～0.95mpa，或從冷卻介質(zhì)輸入管3和冷卻介質(zhì)輸出管10接入冷卻系統(tǒng)，控制浸提室17內(nèi)的溫度為5～15℃，以保護活性成分不被破壞。
實施例4
采用實施例1所述裝置提取有效成分的方法，包括如下步驟：
1)將原料破碎后，通過投料蓋2將原料投入浸提室17內(nèi)，加入浸提液，關(guān)閉投料蓋2；
2)之后開啟攪拌裝置16，使原料與浸提液充分混合浸潤，然后開啟微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，開始浸提；
3)浸提結(jié)束后，關(guān)閉微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，從放液管道6將提取液泵出；
4)提取液抽取完畢后，開啟放料蓋7，將原料殘渣清理干凈；
所述步驟1關(guān)閉投料蓋后，從抽真空管12接入抽真空系統(tǒng)，控制浸提室內(nèi)的真空度為0.80～0.95mpa，或從冷卻介質(zhì)輸入管3和冷卻介質(zhì)輸出管10接入冷卻系統(tǒng)，控制浸提室17內(nèi)的溫度為5～15℃，以保護活性成分不被破壞。
所述步驟2浸提過程中，控制微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8的工作方式：包括，使微波發(fā)生裝置11間歇工作、使超聲波發(fā)生裝置8間歇工作。
實施例5
采用實施例1所述裝置提取有效成分的方法，包括如下步驟：
1)將原料破碎后，通過投料蓋2將原料投入浸提室17內(nèi)，加入浸提液，關(guān)閉投料蓋2；
2)之后開啟攪拌裝置16，使原料與浸提液充分混合浸潤，然后開啟微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，開始浸提；
3)浸提結(jié)束后，關(guān)閉微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，從放液管道6將提取液泵出；
4)提取液抽取完畢后，開啟放料蓋7，將原料殘渣清理干凈；
所述步驟1關(guān)閉投料蓋后，從抽真空管12接入抽真空系統(tǒng)，控制浸提室內(nèi)的真空度為0.80～0.95mpa，或從冷卻介質(zhì)輸入管3和冷卻介質(zhì)輸出管10接入冷卻系統(tǒng)，控制浸提室17內(nèi)的溫度為5～15℃，以保護活性成分不被破壞。
所述步驟2浸提過程中，控制微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8的工作方式：微波發(fā)生裝置11與超聲波發(fā)生裝置8交錯工作，即微波發(fā)生裝置11間歇工作，超聲波發(fā)生裝置8僅在微波發(fā)生裝11的間歇時間內(nèi)工作。
實施例6
采用實施例1所述裝置提取有效成分的方法，包括如下步驟：
1)將原料破碎后，通過投料蓋2將原料投入浸提室17內(nèi)，加入浸提液，關(guān)閉投料蓋2；
2)之后開啟攪拌裝置16，使原料與浸提液充分混合浸潤，然后開啟微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，開始浸提；
3)浸提結(jié)束后，關(guān)閉微波發(fā)生裝置11和超聲波發(fā)生裝置8，從放液管道6將提取液泵出；
4)提取液抽取完畢后，開啟放料蓋7，將原料殘渣清理干凈；
所述步驟1關(guān)閉投料蓋后，從抽真空管12接入抽真空系統(tǒng)，控制浸提室內(nèi)的真空度為0.80～0.95mpa，或從冷卻介質(zhì)輸入管3和冷卻介質(zhì)輸出管10接入冷卻系統(tǒng)，控制浸提室17內(nèi)的溫度為5～15℃，以保護活性成分不被破壞。
所述步驟2浸提過程中，微波發(fā)生裝置11間歇工作，超聲波發(fā)生裝置8僅在微波發(fā)生裝11的間歇時間內(nèi)工作，其中間歇微波發(fā)生裝置的工作參數(shù)為：微波劑量0.1～10kw/kg、微波間歇時間0.5～120min、微波處理總時間4～8h，超聲波發(fā)生裝置的工作參數(shù)為：功率200～400w、頻率為30～60hz。