專利名稱：一種臥式連續推進型微波萃取裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于實驗室或工業生產上從天然植物中用微波萃取有 效成分的一種裝置，特別系一種臥式連續推進型微波萃取裝置。
背景技術：
天然植物的萃取，例如藥材的萃取的目的在于從成份復雜的藥材中最大 限度的提取有效成份。因此，藥材提取方法和條件的合理選擇對提高生產效率 和提取率，保證藥制劑的內在質量和臨床療效至關重要。
目前，我國的中藥生產仍利用傳統的提取方法，如煎煮法、浸漬法、滲 漉法、回流法及水蒸氣蒸餾法等，都是依靠燃料燃燒或電熱絲加熱萃取，普遍 存在萃取時間長、有效成份提取率不高、生產效率低、能耗高、溶劑用量大等 缺點。迫切需要采取先進的提取(萃取)方法，以代替上述陳舊、落后的生產 方法。
國外早在1986年就提出用微波能進行萃取的新方法，微波萃取的特點是 微波從萃取物內部加熱，無輻射和傳導損失，所以加熱快速、節能、而且深入 萃取物內部、萃取率高。因此，以其獨特的優勢和特點得到了快速應用和發展。
經檢索，國家專利02111640.7《中藥微波萃取裝置》、02277499.8《微波萃 取裝置》、200610444442.1《一種用于植物有效成份提取的減壓微波萃取裝置和 方法》、200520052189.5《微波萃取裝置》等資料文件中都公開了用微波萃取的 裝置設備，它們有一個共同的技術特征，即在一個豎直的容器中裝入待萃取的 液料，容器中有攪拌裝置，容器外有微波發生裝置，微波對攪拌的液料進行微 波加熱萃取，都進入了實用階段運用于工業化生產，較以往傳統的加熱制備方 式有一定的優勢。但它們也有共同的不足之處，由于液料在一個相對靜止的容 器中作業，即使有攪拌，液料的粘滯作用，外壁局部部件的微波加熱總會造成 加熱不均勻性，影響萃取質量，實踐中發現，有些裝置甚至出現局部部位焦糊
現象。同時，單機間斷狀態作業萃取效率也不夠高，相對耗能較大，有進一步 改進、改善、提高的需要。
發明內容
本實用新型的目的在于提供一種加熱效率高、節能效果顯著、萃取率高、 生產率高的一種臥式連續推進型微波萃取裝置，能杜絕萃取容器中的不均勻加 熱現象。為了達到上述目的，本實用新型提供了如下技術方案。
一種臥式連續推進型微波萃取裝置，包括立式進料攪拌裝置、下放式卸料 裝置和微波發生器，立式進料攪拌裝置的圓錐形攪拌桶上方開有進料口，下放 式卸料裝置有一進料口和一卸料口，其特征在于，還包括臥式螺旋推進萃取裝 置，該臥式螺旋推進萃取裝置包括一圓管形反應釜腔體和安裝在該圓管形反應 釜腔體內的螺旋推進器，螺旋推進器由動力帶動，圓管形反應釜腔體上游有一 與立式進料攪拌裝置的下方聯通的進料口，下游有一與下放式卸料裝置進料口 連接的出料口，微波發生器固定在圓管形反應釜腔體附近。
所述臥式螺旋推進型萃取裝置還包括一矩形微波諧振腔體，該矩形微波諧 振腔體上游端封閉，所述圓管形反應釜腔體安裝在矩形微波諧振腔內，矩形微 波諧振腔體側壁開有多個發射口 ，微波發生器安裝在發射口處位于矩形微波諧 振腔外側。
圓管形反應釜腔體置于由金屬板制成的矩形微波諧振腔中，在微波諧振腔 壁上開設若干微波發射口 ，發射口與安裝在微波諧振腔外壁的微波發生器相連。 微波發生器的功率和數量按微波加熱理論和運行長度、加熱均勻性等要求設置。 微波發生器開啟時，通過微波諧振腔對圓管形反應釜腔體內的液料進行微波加 熱萃取。
所述臥式螺旋推進型萃取裝置還包括兩側的微波發生器罩，該微波發生器 罩固定在矩形微波諧振腔體上。
矩形微波諧振腔體和微波發生器罩為金屬殼體，既可保護臥式螺旋推進萃 取裝置中的所有工作部件，還可防止和隔絕微波諧振腔中泄漏出的微波，起安
全防護作用。
所述圓管形反應釜腔體內安裝有溫度傳感器，監控整個萃取過程的溫度。 所述圓管形反應釜腔體上部安裝壓力指示和超壓報警放氣裝置，保護微波 萃取段上的安全。
所述臥式螺旋推進型萃取裝置還包括一冷卻段，該冷卻段是由螺旋形推進 器、圓管形反應釜腔體和微波諧振腔的四壁向下游延伸而成。
所述下放式卸料裝置包括一彈性阻尼裝置，彈性阻尼裝置安裝在延伸到下 放式卸料裝置內的螺旋推進器的軸上；螺旋推進器的軸端安裝在固定在下放式 卸料裝置上的軸座內，彈性阻尼裝置包括阻尼板、彈簧、軸套和調整片，阻尼 板、彈簧，軸套依次套在螺旋形推進器軸上，阻尼板左側與下放式卸料裝置的 進料口密封配合，與軸的接觸面安裝有密封圈，可沿軸水平滑動；軸套固定在 軸座上，其外圓周上有外螺紋；調整片套在軸套上，與軸套螺紋配合，彈簧固 定在阻尼板和調整片之間。
具體地說，立式進料攪拌裝置包括圓錐形攪拌桶和連接圓錐形攪拌桶下方 的螺旋進給段，圓錐形攪拌桶為一圓錐形容器包括其中同軸有一攪拌器，攪拌 器的形狀和尺寸須確保對圓錐形容器中的液料充分攪拌混合。螺旋進給段為在. 一金屬圓管內設置一螺旋進給器，它既能將攪拌后的液料送入下道進行微波加 熱，并且此段金屬管還能對下道微波起衰減作用，防止微波諧振腔微波的泄漏。 在螺旋進給段的下端設置閥門，當停止萃取工作時關閉，反之打開，可連 續向下道供給液料。
臥式螺旋推進萃取裝置為水平橫置式，其分為前段微波諧振段和后段冷卻段。
所述微波諧振段，其特征在于，微波諧振段的圓管形反應釜腔體由耐腐蝕、 耐熱和可承受一定壓力的材料制成，如塑料，既不吸收微波，也不阻擋微波，
內部的螺旋形推進器貫穿于整個圓管形反應釜腔體中，螺旋葉片的外徑與圓管 形反應釜腔體內壁緊密動配合，以形成多個密閉的萃取通道。
圓管形反應釜腔體置于由金屬板制成的矩形微波諧振腔中，在微波諧振腔壁上開設若干微波發射口 ，發射口與安裝在微波諧振腔外壁的微波發生器相連。 微波發生器的功率和數量按微波加熱理論和運行長度、加熱均勻性等要求設置。 微波發生器開啟時，通過微波諧振腔對圓管形反應釜腔體內的液料進行微波加 熱萃取。
所述冷卻段，其特征在于，冷卻段與微波諧振段同軸、結構為圓管形反應 釜腔體和貫穿其中的螺旋推進器。在冷卻段上不配置微波發生器，因此，該段 材料可以不考慮適用微波場合的要求，可釆用金屬。通過該段，螺旋推進器處 于微波諧振腔外，即萃取液料離開微波加熱場，在螺旋葉片推進的過程中處于 降溫、減壓狀態，準備出料。
下放式卸料裝置為上端封閉下端開口的管狀體，管狀體的一側有一與臥式 螺旋推進萃取裝置相連接的通孔為進口，下端開口為下放式卸料裝置的卸料口， 卸料口處有一卸料口闊門，在上端封閉端有一排氣管。
卸料口閥門3-3控制卸料的開和關。 上端的排氣管可以排放萃取后液料中釋放的氣體。
下放式卸料裝置可采用金屬材料，可起微波衰減作用，防止微波泄漏，確 保安全。
立式進料攪拌裝置的圓錐形攪拌桶設有液位指示器，便于觀察和監視桶內 的液料量，在圓錐形攪拌桶的上方有進料口和進液口，用于進料和進液。
下放式卸料裝置的進口處有一彈性阻尼裝置，其結構為，在與進口相同形 狀面積的阻尼板背部有彈簧旋緊機構，通過旋動改變彈簧的預緊力來控制阻尼 板的阻尼力，它的作用是阻止先行流出的溶液，待萃取物和萃取液混合的液料 在螺旋葉片的推動下到達出料口，并克服阻尼裝置的阻力沖開出料口才能卸料。
臥式螺旋推進萃取裝置內部的螺旋形推進器由無級變速電力驅動裝置驅 動，根據萃取的需要，以不同的轉速驅動螺旋推進器旋轉，以獲得最佳的萃取 效果。
沿臥式螺旋推進萃取裝置的矩形微波諧振腔上、下表面向兩側及前后部延 伸至包容了臥式螺旋推進萃取裝置的所有部件，上、下沿伸面的四周由側板封 閉，上下面及側板構成主機殼體，主機殼體為金屬板。金屬殼體既可保護臥式工作部件，還可防止和隔絕微波諧振腔中泄漏出的 微波，起安全防護作用。使用操作時，經過粉碎的萃取物料由進料口放入立式 進料攪拌裝置的圓錐形攪拌桶內，另從進液口，按比例注入萃取所需的溶劑， 如甲醇、丙酮、正巳垸等。由攪拌器將液料充分混合攪勻。然后開啟螺旋進 給段下端的閥門，將混合后待萃取的液料送入下部的臥式螺旋推進萃取裝置中， 待萃取的液料在臥式螺旋推進萃取裝置的微波諧振段中， 一邊受外側的微波加 熱， 一邊受螺旋形推進器的滾動、翻動前進，其受熱非常均勻、均衡，萃取的 質量和效率很高，螺旋形推進器內壁的液料一直處于運動狀態，由于液料是在 不停連續地送入，又不停連續地萃取，因此萃取效率很高，設備利用率也較高、 能耗相對較低。
根據臥式螺旋推進萃取裝置中溫度傳感器顯示的溫度，預先設置或及時調 整螺旋形推進器的轉速，以獲得好的萃取效果。
萃取后的液料經臥式螺旋推進萃取裝置的冷卻段，處于降溫減壓狀態，準 備出料。先行流出的溶液被彈性阻尼裝置阻止，待萃取混合的液料在螺旋葉片 的推動下到達出料口，并積累克服了阻尼裝置的阻力后沖開出料口才能進入下 放式卸料裝置中，開啟下放式卸料裝置卸料口閥門進行卸料。
本實用新型不僅使微波萃取應用于傳統天然植物的萃取，而且使萃取生產 連續化和自動化，以大大提高生產效率，節省人力和設備，減少污染。本技術 方案可適用于中草藥企業的生產，學校和科研單位的實驗研究設備或產品的中 試裝置。若在本裝置的前配備連續自動的物料粉碎和進給料裝置，再在后面出 料口配備液料分離器和萃取液蒸餾裝置，即可得到目標產物。這便是一套完整
天然植物連續萃取自動生產線。目前，我國有中藥企業約1000家，如果有10
%的企業采用微波連續萃取自動生產線，那將產生巨大的經濟和社會效益。當 然，此裝置可廣泛應用于中藥以外其它天然植物的萃取生產。
圖1為本實用新型的連續式微波萃取裝置總圖
圖2為圖1中臥式螺旋推進萃取裝置中微波諧振段部分的橫向剖面圖
圖3為圖1中臥式螺旋推進萃取裝置中微波諧振段螺旋推進器的縱向剖面圖 圖4為臥式螺旋推進萃取裝置中微波諧振段溫度傳感器的安裝圖 圖5為下放式卸料裝置中彈性阻尼裝置的結構圖 圖6為下放式卸料裝置的閥門圖
圖中，l立式進料攪拌裝置2臥式螺旋推進萃取裝置 3下放式卸料裝置 l-l圓錐形攪拌桶 l-2螺旋進給段1-3閥門1-4進料口 1-5進液口
1- 6攪拌器
2-1微波諧振段2-la微波諧振腔2-lb微波發生器2-lc溫度傳感器
2- ld圓管形反應釜腔體 2-le螺旋形推進器2-lf超壓報警排氣裝置2-lg 殼體 2-2冷卻段 2-3電力驅動裝置
3-1排氣管 3-2彈性阻尼裝置 3-3卸料口閥門
具體實施方式
下面根據圖l至圖6給出本實用新型專利的較佳實施例，并予以詳細描述， 使能更好地理解本實用新型的結構功能和特點。
如圖1所示， 一種臥式連續推進型微波萃取裝置包括立式進料攪拌裝置1、 臥式螺旋推進萃取裝置2和下放式卸料裝置3。
立式進料攪拌裝置1包括圓錐形攪拌桶1-1和與圓錐形攪拌桶下方聯通的 管狀螺旋進給部分1-2，兩者同軸，圓錐形攪拌桶1-1具有一可拆卸的上蓋1-9， 上蓋1-9中心有一由固定在上蓋1-9上的電機帶動的旋轉軸1-10，旋轉軸1-10 下端伸入螺旋進給部分l-2內，旋轉軸1-10的下部圓周上有螺旋葉片，旋轉軸 1-10的上部外側固定有一攪拌器1-6，攪拌器1-6的形狀和尺寸須確保對圓錐形 容器中的液料充分攪拌混合，立式進料攪拌裝置1的圓錐形攪拌桶1-1設有液 位指示器(圖中未示出)，在圓錐形攪拌桶1-1的上蓋l-9上開有進料口 1-4和 進液口 1-5。
螺旋進給部分1-2既能將攪拌后的液料送入下道進行微波加熱，并且此段 金屬管還能對下道微波起衰減作用，防止微波的泄漏。在螺旋進給部分1-2的 下端設置閥門1-3，當停止微波萃取時關閉，當打開時，可向下道連續供給液料。
臥式螺旋推進萃取裝置2為水平橫置，其分為前段微波諧振段2-1和后段 冷卻段2-2。
如圖1 、 2和3所示，微波諧振段2-1包括多個微波發生器2-lb、螺旋形 推進器2-le、圓管形反應釜腔體2-ld和主機殼體2-lg。主機殼體2-lg截面為 矩形，左端封閉，由支架固定在水平位置上，腔內由兩垂直板分隔成中間的微 波諧振腔2-la和兩側的微波發射腔2-lh，圓管形反應釜腔體2-ld左端面封閉， 固定在由金屬板制成微波諧振腔2-la內，螺旋形推進器2-le的螺旋葉片的外徑 與圓管形反應釜腔體2-ld內壁緊密動配合，以形成多個密閉的萃取通道。螺旋 形推進器2-le軸的左端穿過主機殼體2-lg與電機2-3連接。在微波諧振腔2-la 兩側壁上開設若干微波發射口 ，微波發生器2-lb安裝在微波發射腔2-lh內的發 射口處。微波發生器2-lb的功率和數量按微波加熱理論和運行長度、加熱均勻 性等要求設置。微波諧振段2-l的圓管形反應釜腔體2-ld由耐腐蝕、耐熱和可 承受一定壓力的塑料制成，既不吸收微波，也不阻擋微波。
主機殼體2-lg為金屬板，既可保護臥式螺旋推進萃取裝置中的所有工作部 件，還可防止和隔絕微波諧振腔中泄漏出的微波，起安全防護作用。立式進料 攪拌裝置1固定安裝在主機殼體2-lg上，圓管形反應釜腔體2-ld的右端與立式 進料攪拌裝置1的進給部分1-2的下端聯通。
臥式螺旋推進萃取裝置2內部的螺旋形推進器2-le可由無級變速電力驅動 裝置驅動，根據萃取的需要，以不同的轉速驅動螺旋推進器2-le的旋轉，以獲 得最佳的萃取效果。
如圖2和4所示，微波萃取段2-1的圓管形反應釜腔體2-ld下端內安裝有 溫度傳感器2-lc，監控整個萃取過程的溫度。圓管形反應釜腔體2-ld上端內安 裝有壓力指示和超壓報警放氣裝置2-lf，保護微波萃取段2-1上的安全。
冷卻段2-2由螺旋形推進器2-le、圓管形反應釜腔體2-ld和微波諧振腔2-la 的四壁向右延伸而成，螺旋形推進器2-le的葉片布滿微波諧振段2-1和冷卻段 2-2。該段材料可以不考慮適用微波場合的要求，即使用不吸收微波的材料，使 用金屬類材料，圓管形反應釜腔體2-ld和微波諧振腔2-la的四壁在冷卻段2-2 內的延伸段可采用其它的材料分體制成，再固定在一起。通過該段運行的時間
和距離，可以冷卻內部萃取加熱后液料的溫度，降低其壓力以便下道卸料工序。
下放式卸料裝置3為上端封閉下端開口的管狀體，管狀體的左側有一與臥 式螺旋推進萃取裝置2相連接的通孔為進料口，下端開口為下放式卸料裝置的 卸料口，卸料口處有一卸料口閥門3-3，控制卸料的開和關；在下放式卸料裝置 3上端封閉端有一排氣管3-1，可以排放萃取后液料中釋放的氣體。
如圖1和5所示，螺旋形推進器2-le的軸向右延伸，可旋轉地固定在下放 式卸料裝置3的右側壁內的軸座3-5上。彈性阻尼裝置3-2包括阻尼板3-6、彈 簧3-7、軸套3-8和調整片3-9。阻尼板3-6、彈簧3-7軸套3-8依次套在螺旋形 推進器2-le軸上，阻尼板3-6左側與下放式卸料裝置3的進料口密封配合，與 軸的接觸面安裝有密封圈，可沿軸水平滑動。軸套3-8固定在軸座3-5上，其外 圓周上有外螺紋。調整片3-9套在軸套3-8上，與軸套3-8螺紋配合。彈簧3-7 左端固定在阻尼板3-6右側，右端固定在調整片3-9的左側，有一定的預緊力。 通過旋轉調整片3-9來控制彈簧壓縮長度形成的預緊力來控制阻尼板3-6的阻尼 力，它的作用是阻止先行流出的溶液，待萃取物和萃取液混合的液料在螺旋葉 片的推動下到達出料口，并克服阻尼裝置的阻力沖開出料口才能卸料。
下放式卸料裝置3可采用金屬材料，可起微波衰減作用，防止微波泄漏， 確保安全。
本技術方案的特點是，將混合后待萃取的液料送入下部的臥式螺旋推進萃 取裝置中，待萃取的液料在微波諧振段中， 一邊受外側的微波發生器發出的微 波加熱， 一邊受螺旋形推進器的滾動、翻動前進，始終處于運動流動狀態，其 受熱非常均勻，較現有技術相對靜止的萃取方式其萃取的質量很高，螺旋形推 進器內壁的液料一直處于運動狀態，不會出現液料粘滯和焦糊現象。由于液料 是在不停連續地送入，又不停連續地萃取，因此萃取生產率很高，占用設備少， 設備利用率也較高、能耗相對較低，污染也少。
權利要求1.一種臥式連續推進型微波萃取裝置，包括立式進料攪拌裝置、下放式卸料裝置和微波發生器，立式進料攪拌裝置的圓錐形攪拌桶上方開有進料口，下放式卸料裝置有一進料口和一卸料口，其特征在于，還包括臥式螺旋推進萃取裝置，該臥式螺旋推進萃取裝置包括一圓管形反應釜腔體和安裝在該圓管形反應釜腔體內的螺旋推進器，螺旋推進器由動力帶動，圓管形反應釜腔體上游有一與立式進料攪拌裝置的下方聯通的進料口，下游有一與下放式卸料裝置進料口連接的出料口，微波發生器固定在圓管形反應釜腔體附近。
2. 根據權利要求1所述的臥式連續推進型微波萃取裝置，其特征在于， 還包括一矩形微波諧振腔體，該矩形微波諧振腔體上游端封閉，所述圓管形反 應釜腔體安裝在矩形微波諧振腔內，矩形微波諧振腔體側壁開有多個發射口 ， 微波發生器安裝在發射口處位于矩形微波諧振腔外側。
3. 根據權利要求2所述的臥式連續推進型微波萃取裝置，其特征在于， 所述臥式螺旋推進萃取裝置還包括兩側的微波發生器罩，該微波發生器罩固定 在矩形微波諧振腔體上。
4. 根據權利要求1一3任一項所述的臥式連續推進型微波萃取裝置，其特 征在于，所述圓管形反應釜腔體內安裝有監控整個萃取過程的溫度的溫度傳感器o
5. 根據權利要求1一3任一項所述的臥式連續推進型微波萃取裝置，其特 征在于，所述圓管形反應釜腔體上部安裝壓力指示和超壓報警放氣裝置。
6. 根據權利要求4所述的臥式螺旋推進萃取裝置，其特征在于，所述圓 管形反應釜腔體上部安裝壓力指示和超壓報警放氣裝置。
7. 根據權利要求2所述的臥式連續推進型微波萃取裝置，其特征在于， 所述臥式螺旋推進萃取裝置還包括一冷卻段，該冷卻段是由螺旋形推進器、圓 管形反應釜腔體和微波諧振腔的四壁向下游延伸而成。
8. 根據權利要求1所述的臥式連續推進型微波萃取裝置，其特征在于， 所述下放式卸料裝置包括一彈性阻尼裝置，彈性阻尼裝置安裝在延伸到下放式 卸料裝置內的螺旋推進器的軸上；螺旋推進器的軸端安裝在固定在下放式卸料 裝置上的軸座內，彈性阻尼裝置包括阻尼板、彈簧、軸套和調整片，阻尼板、 彈簧，軸套依次套在螺旋形推進器軸上，阻尼板左側與下放式卸料裝置的進料 口密封配合，與軸的接觸面安裝有密封圈，可沿軸水平滑動；軸套固定在軸座 上，其外圓周上有外螺紋；調整片套在軸套上，與軸套螺紋配合，彈簧固定在 阻尼板和調整片之間。
專利摘要本實用新型系一種用于實驗室或工業生產上對天然植物進行連續式微波萃取的裝置。包括立式進料攪拌裝置(1)、臥式螺旋推進萃取裝置(2)和下放式卸料裝置(3)部分。立式進料攪拌裝置(1)包括圓錐形攪拌桶(1-1)、攪拌器(1-6)和下方的螺旋進給段(1-2)。臥式螺旋推進萃取裝置(2)分為前段微波萃取段(2-1)和后段冷卻段(2-2)，圓管形反應釜腔體(2-1d)內部的螺旋形推進器(2-1e)貫穿于整個圓管形反應釜腔體(2-1d)中，下放式卸料裝置(3)一側為進口，下端為卸料口。本裝置待萃取的液料在微波萃取段中一邊受微波加熱，一邊滾動向前運送，受熱均勻，連續萃取，萃取質量高，效率高，能耗低。
文檔編號B01D11/02GK201055710SQ200620049558
公開日2008年5月7日 申請日期2006年12月26日 優先權日2006年12月26日
發明者杜榮慶 申請人:上海屹堯分析儀器有限公司