本發(fā)明涉及一種連續(xù)浸出設(shè)備及其應(yīng)用，屬于浸出器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，通常采用浸出器將物料(包括中藥，植物的根、莖、花、葉、果等，尤其是棉籽、花生等油料作物)中的蛋白質(zhì)、油脂等有效成分進行浸出。傳統(tǒng)采用的浸出器中采用柵板進行浸出，具體操作前需要先將物料制成胚片或者顆粒，然后將胚片或者顆粒放置在柵板上，將溶劑噴淋到柵板上方的物料上，使有效成分(可溶性化合物)從物料中浸出，并從柵板下方落至浸出槽中，最后將浸出溶液進行精制得到所需有效成分。

但由于胚片或者顆粒與溶劑的傳質(zhì)面積小，因此浸出效果不好，浸出效率低、時間長，若想提高浸出效果、提高有效成分的得率，最好的方式是將物料制成粉末狀。但因柵板的間距較大，這樣粉末狀的物料會從柵板上漏下來，或者在溶劑噴淋過程中將柵板堵塞，因此現(xiàn)有浸出器的結(jié)構(gòu)形式致使其無法對粉末狀的物料進行浸出。

除上述外，傳統(tǒng)浸出器中使用的胚片在制備時，需要通過軟化→軋胚→烘干等一系列工藝過程，在軟化過程中需要使用大量的蒸汽，因此耗能相對較大，而且在上述制備過程中，細胞壁破壁效果差，從而造成后期浸出效果差，同時在制備過程中還會破壞蛋白質(zhì)或油脂等有效成分，有效成分的得率低。傳統(tǒng)浸出器中使用的顆粒在制備時則需要經(jīng)過粉碎→造粒的步驟，而且顆粒相對較大，不利于有效成分的浸出。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種適用于粉末的、浸出效果好、能夠提高有效成分的得率的浸出設(shè)備，可以用于植物(根、莖、葉、花、果等)粉末或者中藥粉末中有效成分的提取，也可以用于油料作物粉末中油脂的浸出。

本發(fā)明所述的連續(xù)浸出設(shè)備，包括混合罐和至少兩級浸出罐；混合罐的容積大于浸出罐的容積；混合罐上設(shè)有溶劑進管和粉末原料進管，溶劑進管、粉末原料進管上均安裝控制閥；各浸出罐內(nèi)均設(shè)有分離室，分離室上設(shè)有進料口、出料口；分離室的外壁，部分或者全部采用分離膜材料；第一級浸出罐內(nèi)分離室的進料口通過進料管與混合罐連接，進料管伸入混合罐內(nèi)液面以下，進料管上安裝泵；各浸出罐的下方具有出口，除了第一級浸出罐的出口處連接浸出物出料管以外，其他級浸出罐的出口均通過回流管與各自對應(yīng)的上一級浸出罐內(nèi)的分離室的進料口連通；除了末級浸出罐內(nèi)分離室的出料口連接成品出料管以外，其他級浸出罐內(nèi)分離室的出料口均通過輸料管與各自對應(yīng)的下一級浸出罐內(nèi)分離室的進料口連通；末級浸出罐內(nèi)分離室的進料口或者與該進料口連接的輸料管上連接溶劑補充管；浸出物出料管、成品出料管以及溶劑補充管上均安裝電動閥，各回流管、輸料管上均安裝泵，各電動閥以及泵由控制系統(tǒng)進行控制。

本發(fā)明的工作原理過程如下：

首先，將粉碎(通過磨粉機進行干粉碎或者通過粉碎泵進行濕粉碎)好的粉末原料以及溶劑通入混合罐中進行充分反應(yīng)，使粉末原料的有效成分充分浸出，通入適量的粉末原料以及溶劑后，將溶劑進管、粉末原料進管的控制閥關(guān)閉即可。

之后通過控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定程序啟動各泵、電動閥，混合罐中的混合物料連續(xù)通過進料管進入第一級浸出罐的分離室中，進行連續(xù)浸出，浸出的有效成分與溶劑的混合物透過分離膜進入該分離室外的浸出罐(即第一級浸出罐)中，并通過浸出物出料管輸出；

隨著有效成分與溶劑的混合物的輸出，整個浸出設(shè)備中的溶劑量在減少，因此需要不斷對溶劑進行補充，因第一級浸出罐中已經(jīng)浸出了大部分有效成分，其他級浸出罐浸出的有效成分的量逐級遞減，即從其他級浸出罐的出口輸出的混合物中溶劑的含量偏高、有效成分的含量較少，因此本發(fā)明中采用從末級浸出罐補充溶劑的方案，溶劑從溶劑補充管中補入，并沿溶劑補充管進入末級浸出罐的分離室中，溶劑和浸出的有效成分透過分離膜從末級浸出罐出口處的回流管充入上一級浸出罐的分離室中，這樣溶劑和有效成分逐級逆流、并經(jīng)過多級分離室浸出，最后到達第一級浸出罐的分離室，這樣粉末原料中的絕大多數(shù)有效成分都會從浸出物出料管輸出，從而從很大程度上降低了留在余料中的有效成分的含量，有效成分的得率大大提高；

同時，分離室浸出有效成分后剩余的含蛋白質(zhì)、溶劑等的余料通過輸料管送入下一級浸出罐，這樣逐級浸出，直到進入末級浸出罐，末級浸出罐中分離室內(nèi)的余料中有效成分的含量已經(jīng)很少，將這些余料通過成品出料管收集即可。

在實際操作過程中，有效成分與溶劑的混合物會從第一級浸出罐的浸出物出料管送入后續(xù)精制工序，對有效成分進行提取，有效成分浸出后剩余的余料(含蛋白質(zhì)等)會從末級浸出罐中分離室出料口處的成品出料管進行收集及后續(xù)處理(如烘干等工序)，得到含蛋白質(zhì)等的成品。

本發(fā)明通過采用分離膜解決了現(xiàn)有浸出設(shè)備無法適用于粉末狀物料的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了對粉末狀物料中有效成分的浸出。因物料在破碎成粉末狀物料的過程中，可以很好的打破細胞壁，有利于有效成分的浸出，相比胚片或者顆粒具有與溶劑的傳質(zhì)面積大、浸出效果好的優(yōu)勢，因此通過本發(fā)明能夠充分提高浸出效率和浸出效果。加之本發(fā)明中采用多級浸出罐浸出、溶劑逆流的方案，使得粉末原料中大部分有效成分被浸出，且所有浸出的有效成分均從第一級浸出罐的浸出物出料管中流出，相比傳統(tǒng)工藝，原料中有效成分的得率能夠提高30％以上。

優(yōu)選的，所述的溶劑進管上安裝換熱器。在正常浸出過程中，溶劑溫度過高或者過低都會產(chǎn)生不利后果：溶劑溫度過高時，原料以及浸出物等易被破壞；溶劑溫度過低時，浸出效率也低。通過采用換熱器能夠使溶劑達到合適的溫度，從而有效提高浸出物的浸出速度。

優(yōu)選的，所述的混合罐中安裝攪拌器。攪拌器為常規(guī)裝置，其由攪拌葉片、攪拌軸和電機組成，通過電機帶動攪拌軸轉(zhuǎn)動，從而使安裝在攪拌軸上的攪拌葉片轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對溶劑與粉末原料攪拌混合，這樣能夠?qū)⒎勰┰现械慕鑫锍浞纸?，又能夠有效縮短浸出時間，提高浸出效果。

優(yōu)選的，各級浸出罐中，分離室設(shè)置多個，對應(yīng)多個分離室設(shè)置有固定分離室兩端用的固定板，對應(yīng)分離室在兩固定板上分別設(shè)置與分離室數(shù)量相同的板孔；位于上方的固定板上焊接變徑管一，變徑管一的另一端連接與分離室進料口相連通的進料管或輸料管；位于下方的固定板上焊接變徑管二，變徑管二的另一端連接與分離室出料口相連通的成品出料管或輸料管。以第一級浸出罐為例對本方案進行說明：第一級浸出罐中各分離室的進料口通過共同路徑(即變徑管一)與進料管連通，同理，各分離室的出料口通過變徑管二與輸料管連通，即溶劑與粉末原料的混合物料通過同一進料管進入變徑管一并經(jīng)分離室的進料口分配入各分離室中，且各分離室浸出有效成分后剩余的余料(含蛋白質(zhì)等)通過變徑管二匯至輸料管，并經(jīng)輸料管送入下一級浸出罐的分離室中。通過多個分離室能夠提高有效成分的浸出效率，提高浸出效果。

優(yōu)選的，變徑管一、變徑管二與固定板焊接的一端的內(nèi)徑均大于其另一端的內(nèi)徑。

優(yōu)選的，所述的分離膜采用微濾膜，或者超濾膜，或者納濾膜。在具體應(yīng)用時可以根據(jù)粉末的粒度進行選擇。

本發(fā)明所述的連續(xù)浸出設(shè)備可用于油料作物粉末中油脂的浸出，應(yīng)用時將油料作物粉末以及溶劑送入混合罐中，使油料作物粉末中的油脂充分浸出，通入適量的粉末原料以及溶劑后，將溶劑進管、粉末原料進管的控制閥關(guān)閉，然后通過泵將混合罐中的混合物料經(jīng)進料管連續(xù)打入第一級浸出罐的分離室中，進行連續(xù)浸出，浸出的油脂與溶劑的混合物(即混合油)透過分離膜進入第一級浸出罐中，并通過浸出物出料管輸出；第一級浸出罐中分離室浸出油脂后剩余的含蛋白質(zhì)、溶劑等的余料通過輸料管送入下一級浸出罐，這樣逐級浸出，直到進入末級浸出罐，末級浸出罐中分離室內(nèi)的余料中有效成分的含量已經(jīng)很少，將這些余料通過成品出料管收集即可；在浸出過程中，不斷從溶劑補充管向末級浸出罐內(nèi)的分離室中補充溶劑，從分離室中浸出的油脂和溶劑通過回流管充入上一級浸出罐的分離室中，這樣溶劑和油脂逐級逆流、并經(jīng)過多級分離室浸出，最后到達第一級浸出罐的分離室中，此時油料作物粉末中的絕大多數(shù)油脂都已經(jīng)被浸出。最終，浸出的油脂與溶劑的混合物(即混合油)沿浸出物出料管中流出，并被送入后續(xù)精煉工序進行精煉，而末級浸出罐的分離室中的余料(含蛋白質(zhì)等)從成品出料管送入后續(xù)工序進行處理，如通過烘干工序使余料中的溶劑蒸發(fā)。

傳統(tǒng)的油脂浸出工藝大都采用“壓胚→烘干→膨化”工藝打破細胞壁，但浸出速度慢、時間長、能耗高，浸出效果不理想；本發(fā)明則是根據(jù)油料的不同先將油料作物粉碎(通過磨粉機進行干粉碎或者通過粉碎泵進行濕粉碎)成粉末狀，從而很好的打破細胞壁，有利于油脂的浸出，加之本發(fā)明中采用多級浸出罐浸出、溶劑逆流的方案，降低了留在油料作物中油脂的含量，提高了油脂的得率，同時浸出速度快、時間短、節(jié)省能源，應(yīng)用效果顯著。

本發(fā)明所述的浸出設(shè)備也可用于中藥粉末或者植物(根、莖、葉、花、果等)粉末中有效成分的浸出，具體浸出過程與上述油料作物粉末中油脂的浸出過程相同，同樣可以縮短有效成分的浸出時間、提高有效成分的得率、提高浸出效率、降低能耗。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的有益效果是：

本發(fā)明通過采用分離膜解決了現(xiàn)有浸出設(shè)備無法適用于粉末狀物料的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了對粉末狀物料中有效成分的浸出，而且相比胚片或者顆粒，粉末具有與溶劑的傳質(zhì)面積大、浸出效果好的優(yōu)勢，加之本發(fā)明中采用多級浸出罐浸出、溶劑逆流的方案，因此從很大程度上能夠降低留在物料中的有效成分的含量，充分提高浸出效率和浸出效果，相比傳統(tǒng)工藝，有效成分的得率能夠提高30％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中I部位的局部放大圖。

圖中：1、溶劑進管；2、換熱器；3、控制閥；4、攪拌葉片；5、攪拌軸；6、粉末原料進管；7、混合罐；8、電機；9、泵；10、進料管；11、浸出罐；12、浸出物出料管；13、電動閥；14、輸料管；15、回流管；16、成品出料管；17、溶劑補充管；18、變徑管一；19、固定板；20、進料口；21、分離室；22、出料口；23、變徑管二。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例做進一步描述：

如圖1、2所示，本發(fā)明所述的連續(xù)浸出設(shè)備包括混合罐7和至少兩級浸出罐11，混合罐7的容積大于浸出罐11的容積；本發(fā)明以三級浸出罐11為例對本發(fā)明做出如下描述：

混合罐7上設(shè)有溶劑進管1和粉末原料進管6，溶劑進管1、粉末原料進管6上均安裝控制閥3；各浸出罐11內(nèi)均設(shè)有分離室21，分離室21上設(shè)有進料口20、出料口22；分離室21的外壁，部分或者全部采用分離膜材料；第一級浸出罐內(nèi)分離室的進料口通過進料管10與混合罐7連接，進料管10伸入混合罐7內(nèi)液面以下，進料管10上安裝泵9；各浸出罐的下方具有出口，第一級浸出罐的出口處連接浸出物出料管12，第一級浸出罐內(nèi)分離室的出料口22通過輸料管14與第二級浸出罐內(nèi)分離室的進料口20連通，第二級浸出罐的出口通過回流管15與第一級浸出罐內(nèi)的分離室的進料口20連通，第二級浸出罐內(nèi)分離室的出料口22通過輸料管14與末級浸出罐內(nèi)分離室的進料口20連通，末級浸出罐的出口通過回流管15與第二級浸出罐內(nèi)的分離室的進料口20連通，末級浸出罐內(nèi)分離室的出料口連接成品出料管16；末級浸出罐內(nèi)分離室的進料口或者與該進料口連接的輸料管上連接溶劑補充管17；浸出物出料管12、成品出料管16以及溶劑補充管17上均安裝電動閥13，各回流管15、輸料管14上均安裝泵9，各電動閥13以及泵9由控制系統(tǒng)進行控制。本發(fā)明中的分離膜可以采用微濾膜，或者超濾膜，或者納濾膜，在具體應(yīng)用時可以根據(jù)粉末的粒度進行選擇。

本發(fā)明的工作原理過程如下：

首先，將粉碎(通過磨粉機進行干粉碎或者通過粉碎泵進行濕粉碎)好的粉末原料以及溶劑通入混合罐7中進行充分反應(yīng)，使粉末原料的有效成分充分浸出，通入適量的粉末原料以及溶劑后，將溶劑進管1、粉末原料進管6的控制閥3關(guān)閉即可。

之后通過控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定程序啟動各泵9、電動閥13，混合罐7中的混合物料連續(xù)通過進料管10進入第一級浸出罐的分離室21中，進行連續(xù)浸出，浸出的有效成分與溶劑的混合物透過分離膜進入該分離室21外的浸出罐11(即第一級浸出罐)中，并通過浸出物出料管12輸出；

隨著有效成分與溶劑的混合物的輸出，整個浸出設(shè)備中的溶劑量在減少，因此需要不斷對溶劑進行補充，因第一級浸出罐中已經(jīng)浸出了大部分有效成分，其他級浸出罐浸出的有效成分的量逐級遞減，即從其他級浸出罐的出口輸出的混合物中溶劑的含量偏高、有效成分的含量較少，因此本發(fā)明中采用從末級浸出罐補充溶劑的方案，溶劑從溶劑補充管17中補入，并沿溶劑補充管17進入末級浸出罐的分離室21中，溶劑和浸出的有效成分透過分離膜從末級浸出罐出口處的回流管15充入上一級浸出罐11的分離室21中，這樣溶劑和有效成分逐級逆流、并經(jīng)過多級分離室21浸出，最后到達第一級浸出罐的分離室21，這樣粉末原料中的絕大多數(shù)有效成分都會從浸出物出料管12輸出，從而從很大程度上降低了留在余料中的有效成分的含量，有效成分的得率大大提高；

同時，分離室21浸出有效成分后剩余的含蛋白質(zhì)、溶劑等的余料通過輸料管14送入下一級浸出罐11，這樣逐級浸出，直到進入末級浸出罐，末級浸出罐中分離室21內(nèi)的余料中有效成分的含量已經(jīng)很少，將這些余料通過成品出料管16收集即可。

在實際操作過程中，有效成分與溶劑的混合物會從第一級浸出罐的浸出物出料管12送入后續(xù)精制工序，對有效成分進行提取，有效成分浸出后剩余的余料(含蛋白質(zhì)等)會從末級浸出罐中分離室21出料口22處的成品出料管16進行收集及后續(xù)處理(如烘干等工序)，得到含蛋白質(zhì)等的成品。

本發(fā)明通過采用分離膜解決了現(xiàn)有浸出設(shè)備無法適用于粉末狀物料的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了對粉末狀物料中有效成分的浸出。因物料在破碎成粉末狀物料的過程中，可以很好的打破細胞壁，有利于有效成分的浸出，相比胚片或者顆粒具有與溶劑的傳質(zhì)面積大、浸出效果好的優(yōu)勢，因此通過本發(fā)明能夠充分提高浸出效率和浸出效果。加之本發(fā)明中采用多級浸出罐浸出、溶劑逆流的方案，使得粉末原料大部分有效成分被浸出，且所有浸出的有效成分均從第一級浸出罐的浸出物出料管12中流出，相比傳統(tǒng)工藝，原料中有效成分的得率能夠提高30％以上。

在本實施例中，溶劑進管1上安裝換熱器2，通過采用換熱器2能夠使溶劑達到合適的溫度，有效提高浸出提取物的浸出速度；混合罐7中安裝有攪拌器，攪拌器由攪拌葉片4、攪拌軸5和電機8組成，通過電機8帶動攪拌軸5轉(zhuǎn)動，從而使安裝在攪拌軸5上的攪拌葉片4轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對溶劑與粉末原料攪拌混合，這樣能夠?qū)⒎勰┰现械慕鎏崛∥锍浞纸觯帜軌蛴行Эs短浸出時間，提高浸出效果。

本實施例的各級浸出罐11中，分離室21設(shè)置多個，對應(yīng)多個分離室21設(shè)置有固定分離室21兩端用的固定板19，對應(yīng)分離室21在兩固定板19上分別設(shè)置與分離室21數(shù)量相同的板孔；位于上方的固定板19上焊接變徑管一18，變徑管一18的另一端連接與分離室21的進料口20相連通的進料管10或輸料管14；位于下方的固定板19上焊接變徑管二23，變徑管二23的另一端連接與分離室21的出料口22相連通的成品出料管16或輸料管14。以第一級浸出罐為例對本方案進行說明：第一級浸出罐中各分離室21的進料口20通過共同路徑(即變徑管一18)與進料管10連通，同理，各分離室21的出料口22通過變徑管二23與輸料管14連通，即溶劑與粉末原料的混合物料通過同一進料管10進入變徑管一18并經(jīng)分離室21的進料口20分配入各分離室21中，且各分離室21浸出有效成分后剩余的余料(含蛋白質(zhì)等)通過變徑管二23匯至輸料管14，并經(jīng)輸料管14送入第二級浸出罐的分離室21中。通過多個分離室21能夠提高有效成分的浸出效率，提高浸出效果；變徑管一18、變徑管二23與固定板19焊接的一端的內(nèi)徑均大于其另一端的內(nèi)徑。

本發(fā)明所述的浸出設(shè)備既可以用于中藥粉末或者植物(根、莖、葉、花、果等)粉末中有效成分的浸出，也可以用于油料作物粉末中油脂的浸出?，F(xiàn)將浸出設(shè)備在油料作物粉末中油脂浸出中的應(yīng)用作出如下描述：

應(yīng)用時將油料作物粉末以及溶劑送入混合罐7中，使油料作物粉末中的油脂充分浸出，通入適量的粉末原料以及溶劑后，將溶劑進管1、粉末原料進管6的控制閥3關(guān)閉，然后通過泵9將混合罐7中的混合物料經(jīng)進料管10連續(xù)打入第一級浸出罐的分離室21中，進行連續(xù)浸出，浸出的油脂與溶劑的混合物(即混合油)透過分離膜進入第一級浸出罐中，并通過浸出物出料管12輸出；第一級浸出罐中分離室21浸出油脂后剩余的含蛋白質(zhì)、溶劑等的余料通過輸料管14送入第二級浸出罐，這樣逐級浸出，直到進入末級浸出罐，末級浸出罐中分離室21內(nèi)的余料中有效成分的含量已經(jīng)很少，將這些余料通過成品出料管16收集即可；在浸出過程中，不斷從溶劑補充管17向末級浸出罐內(nèi)的分離室21中補充溶劑，從分離室21中浸出的油脂和溶劑通過回流管15充入第二級浸出罐的分離室21中，這樣溶劑和油脂逐級逆流、并經(jīng)過多級分離室21浸出，最后到達第一級浸出罐的分離室21中，此時油料作物粉末中的絕大多數(shù)油脂都已經(jīng)被浸出。最終，浸出的油脂與溶劑的混合物(即混合油)沿浸出物出料管12中流出，并被送入后續(xù)精煉工序進行精煉，而末級浸出罐的分離室21中的余料(含蛋白質(zhì)等)從成品出料管16送入后續(xù)工序進行處理，如通過烘干工序使余料中的溶劑蒸發(fā)。傳統(tǒng)的油脂浸出工藝大都采用“壓胚→烘干→膨化”工藝打破細胞壁，但浸出速度慢、時間長、能耗高，浸出效果不理想；本發(fā)明則是根據(jù)油料的不同先將油料作物粉碎(通過磨粉機進行干粉碎或者通過粉碎泵進行濕粉碎)成粉末狀，從而很好的打破細胞壁，有利于油脂的浸出，加之本發(fā)明中采用多級浸出罐浸出、溶劑逆流的方案，降低了留在油料作物中油脂的含量，提高了油脂的得率，同時浸出速度快、時間短、節(jié)省能源，應(yīng)用效果顯著。