一種超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，包括萃取器筒體(9)、蓋體(2)、攪拌裝置(10)、超聲波發(fā)生器(1)、電源引線(3)、樹(shù)脂密封結(jié)構(gòu)(4)、O形密封圈(8)、超臨界流體進(jìn)口(7)、超臨界流體出口(5)、超聲換能器(6)、攪拌裝置(10)，所述超聲換能器(6)位于攪拌裝置(10)內(nèi)，超聲換能器(6)為雙頻超聲換能器。
【專利說(shuō)明】
一種超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及中藥提取萃取設(shè)備領(lǐng)域，具體為超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對(duì)于中藥的逐漸深入，使越來(lái)越多的人認(rèn)識(shí)到中藥的好處，但是中藥藥材中大多含有雜質(zhì)，所以人們?cè)谑褂弥兴帟r(shí)要先對(duì)藥材進(jìn)行過(guò)濾和濃縮。目前中藥有效成分的應(yīng)用價(jià)值已被國(guó)際認(rèn)可，需求量每年以15?20%的速度增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的中藥有效成分提取萃取主要采用熱煎法、蒸餾法、冷浸法。傳統(tǒng)方法工藝簡(jiǎn)單，但存在提取萃取純度差，有效成分提取萃取率低、效率低、能耗高、環(huán)保污染較大等缺點(diǎn)，已從產(chǎn)量和質(zhì)量上難以滿足市場(chǎng)上克爭(zhēng)的需求。
[0003 ]中藥制藥一般包括提取萃取、濃縮、純化、干燥和制劑等。其中，提取萃取液的濃縮是現(xiàn)代中藥制藥的關(guān)鍵單元操作之一。為了提高濃縮效果和藥品質(zhì)量，近年來(lái)開(kāi)發(fā)了許多有價(jià)值的中藥濃縮新工藝和新技術(shù)。合理引進(jìn)這些先進(jìn)實(shí)用的共性技術(shù)和裝置，可以提升中藥制藥業(yè)的科技含量和整體制造水平。對(duì)主要的濃縮新工藝和新技術(shù)進(jìn)行分析和述評(píng)，以供選擇參考。涉及的濃縮新方法有蒸發(fā)濃縮、冷凍濃縮、膜濃縮和吸附樹(shù)脂分離濃縮等。近代的分離方法有微波提取萃取、超聲提取萃取、超臨界提取萃取，這些方法有效成分提取萃取率較高，環(huán)境污染較小，有效成分純度好等特點(diǎn)。
[0004]超臨界流體萃取技術(shù)是近二十年才發(fā)展起來(lái)的新型萃取分離技術(shù)。超臨界流體是指其溫度和壓力均高于臨界溫度和臨界壓力的流體，它具有特異增加的溶解能力。超臨界流體萃取作為一種新的萃取分離技術(shù)，在高附加值、熱敏性、難分離物質(zhì)的回收和微量雜質(zhì)的脫除方面有其優(yōu)越之處。20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)際上投入大量人力、物力進(jìn)行這方面的研究。研究范圍涉及食品、香料、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域，并取得一系列進(jìn)展。但是，由于其存在著萃取壓力高、萃取時(shí)間長(zhǎng)，特別是對(duì)于一些固體物料的萃取，萃取效率低，需要較多的循環(huán)次數(shù)，從而限制了它大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。
[0005]超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取技術(shù)是近兩年研究出的技術(shù)，它是在超臨界流體萃取的同時(shí)附加超聲場(chǎng)，以達(dá)到降低萃取壓力和萃取溫度、縮短萃取時(shí)間、最終提高萃取率目的的技術(shù)。通過(guò)超聲作用使提取萃取物細(xì)胞破碎可以直接提高萃取效率或加快反應(yīng)速度;使空化測(cè)試材料(鋁箔)產(chǎn)生空洞或破裂等變化是超聲效果的一種檢驗(yàn)方式，有助于進(jìn)行超聲強(qiáng)化提取萃取效率的機(jī)理研究。以上兩點(diǎn)在超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取研究和生產(chǎn)中有著非常重要的作用，而這兩點(diǎn)與萃取釜中的超聲功率密度相關(guān)。目前使用這種技術(shù)的裝置有兩種，一種是內(nèi)置式另一種是外置式。內(nèi)置式是將超聲換能器直接安裝在高壓萃取釜中，使超聲波直接輻射到萃取介質(zhì)中，這樣可以減少萃取過(guò)程中超聲波能量的損耗，超聲波能量的利用率高，但其缺點(diǎn)是:由于受到尺寸的限制，無(wú)法安裝大功率超聲換能器。
[0006]公開(kāi)號(hào)為CN101579583A的發(fā)明專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種“超聲強(qiáng)化超臨界或亞洲臨界流體萃取裝置”，該裝置包括萃取釜、超聲換能器，變幅桿，變幅桿以其節(jié)點(diǎn)處安裝在萃取釜上，其特征在于所述超聲換能器位于萃取釜外，變幅桿一端與超聲換能器連接，另一端伸進(jìn)萃取爸中。
[0007]公開(kāi)號(hào)為CN201710995U的實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種“一種中藥有效成份的超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取爸”，該裝置該萃取釜包括釜體和超聲振動(dòng)子，其特征在于，所述的超聲振動(dòng)子安裝在釜體的底部，其變幅桿由釜體的底部伸進(jìn)釜體內(nèi)。
[0008]上述反應(yīng)釜設(shè)計(jì)超聲波的利用率太低，能量損耗比較大，超聲波額定輸出功率只有60%的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改進(jìn)的超聲強(qiáng)化超臨界流體中藥萃取裝置，具體提供一種既有足夠的超聲功能密度，又能高效率利用超聲波的超聲強(qiáng)化超臨界中藥萃取裝置。
[0010]本實(shí)用新型超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，包括萃取器筒體9、蓋體2、攪拌裝置10、超聲波發(fā)生器1、電源引線3、樹(shù)脂密封結(jié)構(gòu)4、0形密封圈8、超臨界流體進(jìn)口 7、超臨界流體出口5、超聲換能器6、攪拌裝置10，其特征在于超聲換能器6位于攪拌裝置10內(nèi)，超聲換能器6為雙頻超聲換能器，其是具有兩組壓電陶瓷片的夾心式壓電超聲換能器。
[0011]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的超聲換能器6位于攪拌裝置10的攪拌葉片部分，超聲換能器6為2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)，其中一半的超聲換能器6朝向上方，另一半的超聲換能器6朝向下方。
[0012]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的超聲換能器6位于攪拌裝置10的攪拌軸部分，超聲換能器6為2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)，其中一半的超聲換能器6朝向左方，另一半的超聲換能器6朝下右方。
[0013]進(jìn)一步地，超聲換能器6為具有兩組壓電陶瓷片的夾心式壓電超聲換能器，四片材料、形狀及幾何尺寸都相同的壓電陶瓷片分成兩組作為換能器的驅(qū)動(dòng)元件。
[0014]本實(shí)用新型超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，具有以下有益效果:
[0015]I)通過(guò)將超聲換能器設(shè)置在反應(yīng)筒內(nèi)部，增強(qiáng)了超聲的使用效率，避免超聲換能器穿透反應(yīng)器壁的損失。
[0016]2)超聲換能器設(shè)置在攪拌裝置內(nèi)部，使整個(gè)中藥的萃取提取過(guò)程萃取效率提高，超聲作用隨著攪拌裝置攪拌的同時(shí)在整個(gè)反應(yīng)筒內(nèi)更加均勻分布，避免反應(yīng)死角的存在。
[0017]3)采用雙頻交替的超聲波強(qiáng)化裝置，輸出功率大，具有過(guò)載自動(dòng)保護(hù)功能，避免萃取過(guò)程中不當(dāng)操作引發(fā)的危險(xiǎn)。
[0018]4)更重要的是本實(shí)用新型對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)用的大容積萃取裝置，可根據(jù)需要安裝多個(gè)的超聲換能器，產(chǎn)生更好的強(qiáng)化效果。因此本實(shí)用新型裝置與現(xiàn)有的內(nèi)置式相比在相同容積的萃取釜中能產(chǎn)生更大的超聲功率密度，與現(xiàn)有的外置式相比具有更高的超聲波能量利用率。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖1中:超聲波發(fā)生器1、蓋體2、電源引線3、樹(shù)脂密封結(jié)構(gòu)4、超臨界流體出口5、超聲換能器6、超臨界流體進(jìn)口 7、0形密封圈8、萃取器筒體9、攪拌裝置10;
[0021 ]圖2為本實(shí)用新型的超能換聲器的結(jié)構(gòu)外形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]實(shí)施例1
[0023]本實(shí)用新型超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，包括萃取器筒體9、蓋體2、攪拌裝置10、超聲波發(fā)生器1、電源引線3、樹(shù)脂密封結(jié)構(gòu)4、0形密封圈8、超臨界流體進(jìn)口 7、超臨界流體出口5、超聲換能器6、攪拌裝置10，其特征在于超聲換能器6位于攪拌裝置10內(nèi)，超聲換能器6為雙頻超聲換能器，其是具有兩組壓電陶瓷片的夾心式壓電超聲換能器。
[0024]萃取裝置的主要技術(shù)參數(shù)如下:
[0025]萃取壓力:Max 32MPa;萃取溫度:80°C ;分離壓力;Max 1MPa;分離溫度:70°C ; CO2流量10L/h ；超聲頻率:20kHz、38kHz ；超聲功率:0-200W。
[0026]本文以香椿葉原料，從中萃取黃酮類化合物，研究超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取的效果。實(shí)驗(yàn)流程為:香椿葉經(jīng)干燥粉碎后裝入到萃取罐中，并將萃取罐的蓋子旋緊。CO2從鋼瓶中經(jīng)閥以氣體狀態(tài)進(jìn)入管道，然后流經(jīng)冷阱進(jìn)行冷卻，CO2成為超臨界流體，對(duì)物料進(jìn)行萃取，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選擇好所需的超聲頻率和功率，設(shè)定好超聲作用時(shí)間和間歇時(shí)間，對(duì)物料強(qiáng)化萃取。其萃取效率達(dá)到95%。
[0027]實(shí)施例2
[0028]本實(shí)用新型超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，包括萃取器筒體9、蓋體2、攪拌裝置10、超聲波發(fā)生器1、電源引線3、樹(shù)脂密封結(jié)構(gòu)4、0形密封圈8、超臨界流體進(jìn)口 7、超臨界流體出口5、超聲換能器6、攪拌裝置10，其特征在于超聲換能器6位于攪拌裝置10內(nèi)，超聲換能器6為雙頻超聲換能器，其是具有兩組壓電陶瓷片的夾心式壓電超聲換能器。
[0029]萃取裝置的主要技術(shù)參數(shù)如下:
[0030]萃取壓力:Max 30MPa;萃取溫度:70°C;分離壓力;Max 1MPa;分離溫度:70°C ; CO2流量10L/h ；超聲頻率:20kHz、38kHz ；超聲功率:0-200W。
[0031]本文以薏苡仁原料，從中萃取薏苡仁油和薏苡仁酯化合物，研究超聲強(qiáng)化超臨界流體萃取的效果。實(shí)驗(yàn)流程為:薏苡仁經(jīng)干燥粉碎后裝入到萃取罐中，并將萃取罐的蓋子旋緊。CO2從鋼瓶中經(jīng)閥以氣體狀態(tài)進(jìn)入管道，然后流經(jīng)冷阱進(jìn)行冷卻，CO2成為超臨界流體，對(duì)物料進(jìn)行萃取，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要，選擇好所需的超聲頻率和功率，設(shè)定好超聲作用時(shí)間和間歇時(shí)間，對(duì)物料強(qiáng)化萃取。其萃取效率達(dá)到90%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，包括萃取器筒體(9)、蓋體(2)、攪拌裝置(10)、超聲波發(fā)生器(I)、電源引線(3)、樹(shù)脂密封結(jié)構(gòu)(4)、0形密封圈(8)、超臨界流體進(jìn)口(7)、超臨界流體出口(5)、超聲換能器(6)、攪拌裝置(10)，其特征在于超聲換能器(6)位于攪拌裝置(10)內(nèi)，超聲換能器(6)為雙頻超聲換能器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，超聲換能器(6)位于攪拌裝置10的攪拌葉片部分，超聲換能器(6)為2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)，其中一半的超聲換能器(6)朝向上方，另一半的超聲換能器(6)朝向下方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，超聲換能器(6)位于攪拌裝置(10)的攪拌軸部分，超聲換能器(6)為2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)，其中一半的超聲換能器(6)朝向左方，另一半的超聲換能器(6)朝下右方。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的超聲強(qiáng)化的超臨界中藥提取萃取設(shè)備，超聲換能器(6)為具有兩組壓電陶瓷片的夾心式壓電超聲換能器，四片材料、形狀及幾何尺寸都相同的壓電陶瓷片分成兩組作為換能器的驅(qū)動(dòng)元件。
【文檔編號(hào)】B01J19/10GK205672608SQ201620581450
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開(kāi)號(hào)201620581450.9, CN 201620581450, CN 205672608 U, CN 205672608U, CN-U-205672608, CN201620581450, CN201620581450.9, CN205672608 U, CN205672608U
【發(fā)明人】賈東升, 謝曉亮, 溫春秀, 劉靈娣, 崔施展, 李榮喬, 田偉, 劉銘, 邊建波
【申請(qǐng)人】謝曉亮