專(zhuān)利名稱(chēng)：微波加速提取設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波加速提取設(shè)備，尤其涉及一種利用微波提取的特性，使微波穿 透提取對(duì)象內(nèi)部組織，由于內(nèi)部組織含有水分子，使得內(nèi)部組織因受熱而膨脹，造成細(xì) 微的破壞，并配合后段攪拌提取以利用瞬間大量熱傳導(dǎo)效果，在兩種作用機(jī)理下達(dá)到提 升提取效率的微波加速提取設(shè)備。
背景技術(shù)：
樣品前處理是樣品分析過(guò)程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而提取又是樣品前處理最常用的手 段。傳統(tǒng)的提取技術(shù)有索氏(Soxhlet)提取及攪拌提取，所述技術(shù)具有費(fèi)時(shí)、提取效率 低及再現(xiàn)性差等缺點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的提取技術(shù)也隨之出現(xiàn)，如超聲波提取、 超臨界流體提取(SFE)等提取方法。然而，由于前述技術(shù)存在設(shè)備復(fù)雜、操作成本高及 使用范圍受限制等問(wèn)題而無(wú)法廣泛應(yīng)用，最終使得微波提取(MAE)技術(shù)異軍突起。
微波提取技術(shù)因?yàn)槟軐⒛繕?biāo)成分直接從原料分離，所以具有較佳的選擇性，且微波 提取受溶劑親和力的限制較小，所以可供選擇的溶劑也較多。然而，現(xiàn)行的微波提取所 采用的方法為將微波導(dǎo)入提取作為熱源使用，效果僅提高溶劑升溫效率，但卻需要大量 能源，因此對(duì)于工業(yè)化過(guò)程實(shí)質(zhì)上并無(wú)太大的效益。由此可見(jiàn)，現(xiàn)行的微波提取技術(shù)仍 存在許多缺陷，而迫切需要改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種微波加速提取設(shè)備，用來(lái)提高微波提取的提取率并縮短 提取時(shí)間。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的微波加速提取設(shè)備利用微波穿透的特性，由產(chǎn)品內(nèi)部加 熱，讓潤(rùn)濕的原料在吸收微波之后產(chǎn)生熱能， 一些機(jī)能成分吸收能量之后被活化，接下 來(lái)在大量的溶劑浸泡之下，這些成分因熱交換而同時(shí)溶解到溶劑中。與傳統(tǒng)的提取方法 相比，由于要加熱的溶劑體積變少，因此加熱速率變快，另外由于加熱時(shí)間短，可以防 止過(guò)長(zhǎng)的加熱時(shí)間導(dǎo)致化合物的氧化或衰變，因此具有良好的提取效果。
本發(fā)明的微波加速提取設(shè)備，其包含提取槽以容置待提取的原料及溶劑，提取槽連 接到微波源，微波源通過(guò)電源供應(yīng)器驅(qū)動(dòng)控制以產(chǎn)生微波并饋入到提取槽中。為滿足各種原料對(duì)微波饋入的需求，本發(fā)明采用側(cè)向開(kāi)槽片方式饋入、上方耦合口直接饋入，以 及利用攪拌棒為天線的方式饋入微波。
舉例來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可將微波源設(shè)置于提取槽上，并利用提取槽上的耦合口直接將微 波源所產(chǎn)生的微波饋入到提取槽中。本發(fā)明還可在提取槽的側(cè)邊設(shè)置側(cè)向波導(dǎo)管，并將 微波源設(shè)置于側(cè)向波導(dǎo)管，藉此使微波可從側(cè)向波導(dǎo)管饋入到提取槽內(nèi)。本發(fā)明還可在 提取槽上設(shè)置上方波導(dǎo)管，并將微波源設(shè)于上方波導(dǎo)管，上方波導(dǎo)管連接到攪拌馬達(dá)的 金屬攪拌棒，此金屬攪拌棒延伸到提取槽中，使得微波可經(jīng)由上方波導(dǎo)管及金屬攪拌棒 而饋入到提取槽中。


圖l所示為本發(fā)明微波加速提取設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2所示為提取槽的前視圖3所示為提取槽的后視圖；以及
圖4所示為提取槽的剖面構(gòu)造示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參看

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖上有元件符號(hào)，用來(lái)代表對(duì)應(yīng)的元件。
圖l所示為本發(fā)明微波加速提取設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為提取槽的前視圖；圖 3所示則為提取槽的后視圖。如附圖所示，本發(fā)明的微波加速提取設(shè)備包含有提取槽IO、 微波產(chǎn)生裝置(微波源)31以及電源供應(yīng)器20。提取槽10用來(lái)容置原料及溶劑，微波產(chǎn) 生裝置31則用來(lái)產(chǎn)生微波到提取槽10以利于提取，而電源供應(yīng)器20則用來(lái)驅(qū)動(dòng)微波產(chǎn)生 裝置31產(chǎn)生微波。
如各附圖所示，前述提取槽10可架設(shè)于臺(tái)座21上，藉此方便使用者的操作。提取槽 10包含上蓋板11以及下蓋板12，且提取槽10的槽體與上蓋板11及下蓋板12的接合處設(shè)有 微波止泄條13 (參圖4)，藉此防止提取槽10內(nèi)的微波外泄。上蓋板11具有入料蓋14以及 耦合口15。此入料蓋14可設(shè)計(jì)成上掀式的入料蓋，藉此使得使用者可通過(guò)此入料蓋14將 待提取的原料置入提取槽10中。入料蓋14可具有玻璃視窗，使得使用者可通過(guò)此玻璃視 窗觀察提取槽10內(nèi)的情況。此外，玻璃視窗設(shè)有金屬網(wǎng)孔(圖中未示)以防止微波外泄。 下蓋板12通過(guò)扣板16而固接到提取槽10，下蓋板12具有出料口17,此出料口17可為球閥 式出料口，藉此使提取槽10內(nèi)的提取液可通過(guò)此出料口17流出。
微波產(chǎn)生裝置包含微波源31，此微波源31設(shè)置于提取槽10的上方，并經(jīng)由提取槽IO的耦合口15延伸入提取槽10內(nèi)，藉此使微波源31所產(chǎn)生的微波可由上方直接饋入到提取 槽10內(nèi)。此微波源31通過(guò)電源供應(yīng)器20驅(qū)動(dòng)，藉此使得使用者可通過(guò)此電源供應(yīng)器20操 控微波源31的輸出功率與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。
請(qǐng)另外參看圖4所示，為滿足各種原料對(duì)微波饋入的需求，本發(fā)明的微波產(chǎn)生裝置另 外設(shè)有微波饋入裝置，其可在提取槽10槽體的側(cè)邊設(shè)置有側(cè)向波導(dǎo)管32，并將微波源設(shè) 置于側(cè)向波導(dǎo)管32，此側(cè)向波導(dǎo)管32是延伸到提取槽10內(nèi)的方形金屬管，且為提高微波 饋入的均勻性，此波導(dǎo)管32為開(kāi)槽式波導(dǎo)。因此在使用時(shí)，微波源所產(chǎn)生的微波可經(jīng)由 側(cè)向波導(dǎo)管32饋入到提取槽10內(nèi)。此外，所述側(cè)向波導(dǎo)管32可導(dǎo)通連接有進(jìn)排氣風(fēng)扇33， 藉此使得所述風(fēng)扇33可于提取槽10加入或排出冷熱氣體。
再者，微波產(chǎn)生裝置又在提取槽10上設(shè)置有上方波導(dǎo)管34,上方波導(dǎo)管34上則設(shè)有 撹拌馬達(dá)35，此攪拌馬達(dá)35也是通過(guò)電源供應(yīng)器20控制，攪拌馬達(dá)35延伸有金屬攪拌棒 36，此金屬攪拌棒36穿過(guò)上方波導(dǎo)管34,并經(jīng)由上蓋板12上的微波饋入孔18延伸到提取 槽10內(nèi)。另外，為滿足各種原料對(duì)微波饋入的需求，可將微波源設(shè)置于上方波導(dǎo)管34， 并將金屬攪拌棒36用作為微波天線，使得微波源31所產(chǎn)生的微波可經(jīng)由上方波導(dǎo)管34引 導(dǎo)到金屬攪拌棒36,并經(jīng)由上蓋板11的微波饋入口18饋入到提取槽10內(nèi)。
本發(fā)明的微波加速提取設(shè)備在使用時(shí)，先將待提取的原料(如中草藥或食品原料) 經(jīng)上蓋板11的入料蓋14置入提取槽10中，然后依據(jù)原料的特性，經(jīng)由提取槽10的進(jìn)水閥 19將一定比例的溶劑或水注入提取槽10中，以對(duì)原料進(jìn)行初步濕潤(rùn)。接者通過(guò)電源供應(yīng) 器20啟動(dòng)微波源31產(chǎn)生微波，并利用微波加熱的效果將濕潤(rùn)后的原料加熱，然后再注入 一定量的溶劑，再通過(guò)電源供應(yīng)器20啟動(dòng)攪拌馬達(dá)35,攪拌馬達(dá)35即帶動(dòng)金屬攪拌棒36 在提取槽10內(nèi)攪拌原料及溶劑，以利于微波提取。待提取完畢后，提取液先通過(guò)設(shè)置于 提取槽10底部的微波防泄濾網(wǎng)37進(jìn)行初步的過(guò)濾，然后再經(jīng)由出料口17流出提取槽10。 對(duì)于過(guò)濾出的原料殘?jiān)?，則可通過(guò)打開(kāi)扣板16而開(kāi)啟下蓋板12，從而將殘?jiān)〕?，即?成微波提取。
綜上所述，本發(fā)明的微波提取設(shè)備所提取的物質(zhì)材料可為但不限于中草藥或是食品 原料，在將待提取的原料粉碎之后，依材料特性添加或不添加一定比例的溶劑進(jìn)行潤(rùn)濕， 之后利用微波加熱的效果，將潤(rùn)濕后的原料進(jìn)行微波加熱數(shù)分鐘，再倒入一定體積的溶 劑，攪拌數(shù)分鐘之后過(guò)濾、濃縮、收集提取物進(jìn)行分析。其原理是利用微波穿透的特性， 由產(chǎn)品內(nèi)部加熱，讓潤(rùn)濕的原料在吸收微波之后產(chǎn)生熱能， 一些機(jī)能成分吸收能量之后 被活化，接下來(lái)在大量的溶劑浸泡之下，這些成分因熱交換而同時(shí)溶解到溶劑中。與傳統(tǒng)的提取方法相比，由于要加熱的溶劑體積變少，因此加熱速率變快，另外由于加熱時(shí) 間短，可以防止過(guò)長(zhǎng)的加熱時(shí)間導(dǎo)致化合物的氧化或衰變，因此具有良好的提取效果。 另外可以搭配不同的后處理方法，結(jié)合其它的提取方法如超聲波提取或是超臨界提取等 一些常用的提取方法可以應(yīng)用到不同類(lèi)型的原料的提取。
雖然本文中已敘述有關(guān)本發(fā)明的所述優(yōu)選實(shí)施例，但對(duì)所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將 顯而易見(jiàn)，可在不脫離本發(fā)明下進(jìn)行各種變更與修改；因此，本發(fā)明希望在所附權(quán)利要 求書(shū)中涵蓋所有在本發(fā)明的真正精神與范圍內(nèi)的所述變更與修改。
權(quán)利要求
1.一種微波加速提取設(shè)備，其包含提取槽，其具有上蓋板及下蓋板，用來(lái)容納待提取的原料；微波產(chǎn)生裝置，其具有微波源，所述微波源產(chǎn)生微波并饋入所述提取槽中；電源供應(yīng)器，其為所述微波源供應(yīng)電力，藉此驅(qū)動(dòng)并控制所述微波源；以及微波饋入裝置，其用來(lái)將微波產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的微波饋入所述提取槽中的待提取原料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中進(jìn)一步包含設(shè)于所述提取槽上的攪 拌馬達(dá)，所述攪拌馬達(dá)由所述電源供應(yīng)器驅(qū)動(dòng)，且所述攪拌馬達(dá)延伸金屬攪拌棒到 所述提取槽內(nèi)，藉此在所述提取槽內(nèi)進(jìn)行攪拌動(dòng)作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述微波饋入裝置在所述上蓋板形 成耦合口，所述耦合口接納所述微波源，藉此使所述微波源所產(chǎn)生的微波可直接饋 入到所述提取槽中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述微波饋入裝置在所述微波產(chǎn)生 裝置于所述提取槽的槽體側(cè)設(shè)有至少一側(cè)向波導(dǎo)管，并將所述微波源設(shè)置于所述側(cè) 向波導(dǎo)管中，所述側(cè)向波導(dǎo)管延伸入所述提取槽中，使得所述微波源所產(chǎn)生的微波 可經(jīng)由所述側(cè)向波導(dǎo)管饋入到所述提取槽內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述側(cè)向波導(dǎo)管為開(kāi)槽式波導(dǎo)的方 形金屬管。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述側(cè)向波導(dǎo)管可導(dǎo)通連接有進(jìn)排 氣風(fēng)扇，藉此使得所述進(jìn)排氣風(fēng)扇可于所述提取槽加入或排出冷熱氣體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述微波產(chǎn)生裝置包含設(shè)于所述提 取槽與所述攪拌馬達(dá)之間的上方波導(dǎo)管，并使所述金屬攪拌棒穿過(guò)所述上方波導(dǎo)管 而延伸入所述提取槽內(nèi)，及使所述微波源設(shè)置于所述上方波導(dǎo)管中，藉此使所述微 波源所產(chǎn)生的微波可由所述上方波導(dǎo)管引導(dǎo)經(jīng)所述金屬攪拌棒饋入到所述提取槽 內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述上蓋板設(shè)有入料蓋，使得待提 取的原料可通過(guò)所述入料蓋置入所述提取槽中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述入料蓋具有玻璃視窗，所述玻 璃視窗設(shè)有網(wǎng)孔以防止微波外泄。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述下蓋板具有出料口，使得所述 提取槽內(nèi)所提取出的液體可經(jīng)由所述出料口流出。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述提取槽底部設(shè)有微波防泄濾網(wǎng)，使得液體可先通過(guò)所述微波防泄濾網(wǎng)過(guò)濾后再經(jīng)由所述出料口流出。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述提取槽設(shè)有進(jìn)水閥。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的微波加速提取設(shè)備，其中所述提取槽的槽體與所述上蓋板及 所述下蓋板的接合處設(shè)有微波止泄條，藉此防止所述提取槽內(nèi)的微波外泄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波加速提取設(shè)備，其包含提取槽以容置待提取的原料及溶劑，提取槽連接到微波源，微波源通過(guò)電源供應(yīng)器驅(qū)動(dòng)控制以產(chǎn)生微波并饋入到提取槽中。此外，本發(fā)明采用側(cè)向開(kāi)槽片方式饋入、上方耦合口直接饋入、以及利用攪拌棒作為天線的方式饋入微波，以滿足各種原料對(duì)微波饋入的需求，并達(dá)到加速提取速度，改善提取效率。
文檔編號(hào)G01N1/02GK101294879SQ20071009698
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者張俊吉, 施松林, 楊炳輝, 林福文, 溫碧洲, 陳昭平, 黃榮丞 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人食品工業(yè)發(fā)展研究所