專利名稱：一種生產植物提取物的超聲波提取器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生產天然抗氧化劑的超聲波提取器，尤其涉及一種從迷迭香 葉生產植物提取物的超聲波提取器。
背景技術：
迷迭香抗氧化劑是從迷迭香葉提取的具有抗氧化活性的混合物，其主要活性成分 包括鼠尾草酸、鼠尾草酚、迷迭香酸、迷迭香酚等酚型二萜化合物，鼠尾草酸是迷迭香抗氧 化劑中的關鍵活性成分。迷迭香抗氧化劑的主要用途有(1)作為油脂抗氧化劑，用于油 炸食品、富油食品及各類油脂中，防止油脂氧化變質；(2)作為自由基清除劑代替不穩定的 SOD (超氧化物歧化酶)，用于保健品(飲料、口服液、膠囊等)和化妝品等行業；(3)作為新型 藥物的開發和研究，用于治療心腦血管疾病、防癌抗癌和作為神經生長因子促進劑等。迷迭香抗氧化劑的提取方法主要包括“食用油脂提取法”(Berner D L, Jacobson G. A. Spice antioxidant principle and process for the extraction thereof: US Patent, 3732111 [P], 1973.)、“有機溶劑提取法”(HAW0RTH J, BRINKHAUS F, GREAVES J. Method of extracting antioxidants from Lamiaceae species and the extract products thereof: US Patent, 20030185916 [P], 2003.)、“超臨界 CO2 萃取法”(黃紀念，屠鵬飛，蔡同一.超臨界CO2流體萃取迷迭香中抗氧化活性成分的工 藝研究[J].中草藥，2004，；35(2) 150-153.)、“堿水提取法”(Viani R. Process for extracting antioxidants: US Patent, 4012531 [P], 1977.)和“過熱水提取法”(IBANEZ Ε, KUBAT0VA A F, SEN0RANS J, et al. Subcritical water extraction of antioxidant compounds from rosmary plant [J]· J Agric Food Chem, 2003, 51 (2): 375-382.)等， 有時也可以是這幾種提取方法的綜合使用。在上述“有機溶劑提取法”中，加載大功率超聲波則可強化其提取過程。大功率 的超聲波產生強烈的振動、高的加速度、強烈的空化作用、攪拌作用和瞬時高溫等，造成植 物細胞壁的破壞和溶劑的快速滲透，使被提取的有效成分迅速溶解到溶劑中。與傳統的 有機溶劑提取法相比，超聲波強化提取可降低提取溫度、縮短提取時間、提高提取率、增大 生產能力、節省溶劑和降低能耗。目前，超聲波強化提取的研究主要為實驗室規模，其放 大研究和應用開發較少。究其原因，在于超聲波提取器的放大效應是其工程化開發的技 術瓶頸(畢良武，趙振東，VINAT0RU M，等.超聲波技術在生物質資源加工領域的應用研 究進展[J].林產化學與工業，2007，27 (增刊)138-142;畢良武，趙振東，陳元平，等. 超聲波生物煉制技術綜述[J].現代化工，2008，觀(增刊)1-6;郭孝武，馮岳松.超 聲提取分離[M].北京化學工業出版社，45-59，2003 ;ALBU S, JOYCE Ε, PANIffNYK L, et al. Potential for the use of ultrasound in the extraction of antioxidants from Rosmarinus offcinalis for the food and pharmaceutical industry [J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2004，11: 261-265 ；PANIffNYK L, ALBU H C S, MASON T J, et al. The enhancement and scale up of the extraction of antioxidants fromRosmarinus officinalis using ultrasound [J]· Ultrasonics Sonochemistry, 2009, 16: 287-292.)。
發明內容為了克服超聲波提取器普遍存在的放大效應，提高設備的通用性和利用率，本實 用新型提供一種生產植物提取物的超聲波提取器，具有結構簡單、超聲場分布均勻、提取效 果好等優點。本實用新型提供如下技術方案一種生產植物提取物的超聲波提取器，主要由釜 式提取器、攪拌器、循環泵、超聲波發生器組成，釜式提取器的頂部分別設有固體加料口、液 體加料口和液滴分配器，底部有出渣口，釜式提取器的側壁均勻設有若干超聲波探頭；釜式 提取器內設有攪拌器，循環泵為液體輸送泵，循環泵的進口與釜式提取器的底部相連，循環 泵的出口與釜式提取器的頂部相連；超聲波探頭與超聲波控制電源連接形成超聲波發生
ο所述的攪拌器為多葉片攪拌槳，攪拌器的攪拌槳位于釜式提取器的中軸線上。所述釜式提取器的容積為50 L 50000 L。所述的超聲波探頭(4b)為廣20個，超聲波探頭經釜式提取器的側壁呈水平狀插 入釜式提取器內，超聲波探頭的插入深度為釜式提取器內徑長度的10 % 90 %。所述的超聲波探頭的超聲波頻率為18 kHz 100 kHz，功率為50 W 5000 W。已蒸過精油的迷迭香葉和提取用溶劑分別由超聲波提取器的固體加料口和液體 加料口投入提取器內，攪拌器使迷迭香葉與提取用溶劑在提取器內快速混合浸潤。超聲波 控制電源將電信號傳輸給超聲波探頭，產生超聲波，并形成強烈的空化效應，使提取用溶劑 快速滲透到迷迭香葉細胞組織內部，并將迷迭香抗氧化劑的活性成分帶入溶劑中，從而形 成提取液。提取液由超聲波提取器的底部，經循環泵連續輸送到提取器的頂部，并經液滴分 配器均勻噴淋到提取器中，如此循環往復。提取結束，富含迷迭香抗氧化劑的提取液，由循 環泵輸送到后續精制、濃縮和干燥工段，得到迷迭香抗氧化劑產品。提取了抗氧化劑的迷迭 香葉殘渣，由超聲波提取器的出渣口排出。有益效果(1)提取器的結構簡單。超聲波提取器可由普通釜式提取器直接加工改造，即在提 取器的側壁均勻加載超聲波探頭，因此制造成本較低。(2)超聲場分布均勻。一般認為超聲場作用有一定的空間限度，本發明在釜式提取 器側壁均勻分布若干開孔，每個開孔內均插入超聲波探頭，呈水平狀伸入提取器內并保持 一定插入深度，從而使提取器內的超聲場分布基本均勻。(3)提取效果好。超聲波強化提取可降低提取溫度、縮短提取時間、提高提取率、 增大生產能力、節省溶劑和降低能耗。如提取溫度降低30 °C以上(由80 °C降為30 50 °C)，提取時間縮短50 %以上，提取率一般能提高5 % 10 %，溶劑消耗減少10 % 20 %， 且有效成分不易破壞。(4)通用性好和適用面廣。本實用新型公開的超聲波提取器，不僅適用于由迷迭香 葉生產植物提取物，而且適用于由其它植物資源(包括中藥材等)提取其相關有效成分的生 產，設備的通用性好，適用面廣。
圖1生產植物提取物的超聲波提取器示意圖。
具體實施方式
實施例1本實用新型所述的生產植物提取物的超聲波提取器，如圖1所示主要由釜式提 取器1、攪拌器2、循環泵3、超聲波發生器(即超聲波探頭如和超聲波控制電源4b)組成。 釜式提取器1的容積為50 L 50000 L，頂部有固體加料口 6、液體加料口 7和液滴分配器 8，底部有出渣口 9，釜式提取器1側壁均勻分布1 20個開孔；攪拌器2為多葉片攪拌槳， 攪拌器2可以固定于釜式提取器1的頂部且懸空于釜式提取器1內垂直的中軸線上；循環 泵3為液體輸送泵，循環泵3的進口與釜式提取器1的底部相連，循環泵3的出口與釜式提 取器1的頂部相連；超聲波發生器4由控制電源如和1 20套超聲波探頭4b組成，超聲 波探頭4b經釜式提取器1側壁的1 20個開孔呈水平狀插入提取器1內，超聲波探頭4b 的插入深度為釜式提取器1內徑長度的10 % 90 %，每套超聲波探頭4b的超聲波頻率為 18 kHz 100 kHz，功率為 50 W 5000 W。已蒸過精油的迷迭香葉或其他待提取植物原料和提取用溶劑分別由超聲波提取 器1的固體加料口 6和液體加料口 7投入提取器1內，攪拌器2使迷迭香葉或其他待提取 植物原料與提取用溶劑在提取器1內快速混合浸潤。超聲波控制電源如將電信號傳輸給 超聲波探頭4b，產生超聲波，并形成強烈的空化效應，使提取用溶劑快速滲透到迷迭香葉或 其他待提取植物原料的細胞組織內部，并將迷迭香抗氧化劑或其他待提取植物原料中的活 性成分帶入溶劑中，從而形成提取液。提取液由超聲波提取器1的底部，經循環泵3連續 輸送到提取器1的頂部，并經液滴分配器8均勻噴淋到提取器1內，如此循環往復。提取結 束，富含迷迭香抗氧化劑或其他植物活性成分的提取液，由循環泵3輸送到后續精制、濃縮 和干燥工段，得到成品。提取了有效成分的植物殘渣，由超聲波提取器的出渣口 9排出。
權利要求1.一種生產植物提取物的超聲波提取器，主要由釜式提取器(1)、攪拌器O)、循環泵 (3)、超聲波發生器組成，釜式提取器(1)的頂部分別設有固體加料口(6)、液體加料口(7) 和液滴分配器(8)，底部有出渣口(9)，釜式提取器(1)的側壁均勻設有若干超聲波探頭 (4b )；釜式提取器(1)內設有攪拌器(2 )，循環泵(3 )為液體輸送泵，循環泵(3 )的進口與釜 式提取器(1)的底部相連；循環泵(3)的出口與釜式提取器(1)的頂部相連；超聲波探頭 (4b)與超聲波控制電源(4a)連接形成超聲波發生器。
2.如權利要求1所述的生產植物提取物的超聲波提取器，其特征在于所述的攪拌器 (2)為多葉片攪拌槳，攪拌器(2)的攪拌槳位于釜式提取器的中軸線上。
3.如權利要求1所述的生產植物提取物的超聲波提取器，其特征在于所述釜式提取器 的容積為50 L 50000 L0
4.如權利要求1所述的生產植物提取物的超聲波提取器，其特征在于所述的超聲波探 頭(4b)為廣20個，超聲波探頭經釜式提取器的側壁呈水平狀插入釜式提取器內，超聲波探 頭的插入深度為釜式提取器內徑長度的10 % 90 %。
5.如權利要求1所述的生產植物提取物的超聲波提取器，其特征在于所述的超聲波 發生器的超聲波頻率為18 kHz 100 kHz，功率為50 W 5000 W。
專利摘要本實用新型公開了一種生產植物提取物的超聲波提取器，主要由釜式提取器、攪拌器、循環泵、超聲波發生器組成，釜式提取器的頂部分別設有固體加料口、液體加料口和液滴分配器，底部有出渣口，釜式提取器的側壁均勻設有若干超聲波探頭；釜式提取器內設有攪拌器，循環泵為液體輸送泵，循環泵的進口與釜式提取器的底部相連，循環泵的出口與釜式提取器的頂部相連；超聲波探頭與超聲波控制電源連接形成超聲波發生器。超聲波提取器具有結構簡單、超聲場分布均勻、提取效果好等優點。
文檔編號C09K15/34GK201912793SQ201120018239
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月20日 優先權日2011年1月20日
發明者劉先章, 古研, 李冬梅, 李大偉, 畢良武, 王婧, 趙振東, 陳玉湘 申請人:中國林業科學研究院林產化學工業研究所