一種基于呼吸疏松機理的食藥材生物抽提裝置及抽提方法與流程

本發明涉及一種基于呼吸疏松機理的食藥材生物抽提裝置及抽提方法，具體涉及一種使食藥材營養成分生物析出更徹底、更安全、更快捷的生物抽提裝置及抽提方法，屬于生物醫藥及健康領域。

背景技術：

在生物醫藥技術領域，尤其是利用中醫藥理論開展健康管理技術領域，我國自古就有“寓醫于食”、“醫食同源”，即“藥食同源”之說。幾千年來，人類汲取食藥材營養成分的方法通常采用直接食用，磨粉加工食用，中成藥炮制，或浸入水溶劑口服等食用方式，其中浸入水溶劑口服是人體最易吸收的一種方式，對治病、養生、保健等見效最快。

人們在采用食藥材營養成分浸入水溶劑口服的食用方式時，通過浸泡、燉煮、煎熬等加工工藝之后，殘留在食藥材渣中營養成分的含量依然很高，隨著人們對食藥材渣的處理，這些營養成分也被遺棄，嚴重浪費自然資源。況且，在對食藥材燉煮或煎熬等加工過程中，對“火候”的技術把控要求很高，普通老百姓極易發生溢沸或糊鍋等現象，火候把控不到位嚴重影響食藥材對人體的營養和治療效果，有時糊鍋還會使制取液變得有毒。

近幾十年來，隨著高壓鍋技術和設備的應用，利用高壓正向壓差膨化擠出食藥材營養成分的技術路徑獲得大量應用，使用高壓鍋時，對殘留食藥材渣中營養成分的含量有所降低，但是高壓裝置的安全性能讓人們在使用過程時總有恐懼心里。

技術實現要素：

本發明旨在提供一種基于呼吸疏松機理的食藥材生物抽提裝置及抽提方法，應用該方法的抽提裝置可使食藥材營養成分生物析出更徹底、更安全、更快捷，具有生物效果好、制取效率高、汁液口感純正等特性。

本發明的技術原理為，在食藥材營養成分傳遞到水溶劑的過程中，采取增大食藥材和水溶劑之間的接觸面積的技術路徑。為了讓食藥材的營養成分充分析出至水溶劑中，實施的最重要步驟是使食藥材變得疏松，并能對水溶劑實施呼吸功能，在水溶劑反復進出食藥材本體的過程中形成對食藥材營養成分多次抽提效果，從而達到對食藥材營養成分的生物抽提目的。

本發明提供了一種食藥材生物抽提裝置，包括儲液罐；儲液罐底部設有四通管件分別連接蒸汽發生器、取液開關和食藥材罐；儲液罐底部分別與蒸汽發生器、食藥材罐連接，儲液罐底部安裝有取液開關；所述儲液罐與食藥材罐通過兩條管路連接，第一條連接管路上設有常閉電磁閥，第二條連接管路上設有單向閥、水氣兩用泵、電磁三通閥，電磁三通閥的A接口與水氣兩用泵進口相連，水氣兩用泵出口與單向閥相連，單向閥與儲液罐底部相連，單向閥的水流方向為朝著儲液罐方向；電磁三通閥的B接口連通食藥材罐頂部，該管路和第一條連接管路中常閉電磁閥與食藥材罐之間的管路相通；電磁三通閥的C接口通過管路連接食藥材罐底部，電磁三通閥常態為AC相通，通電后為AB相通。

常閉電磁閥靠電來啟動，沒有通電時電磁閥的通路是閉合的，通電后電磁閥開啟，流體可以流過。

上述生物抽提裝置中，蒸汽發生器的蒸汽出口與儲液罐底部通過蒸汽管道相連，蒸汽管道從蒸汽發生器上方伸出，蒸汽管道的最高點要求高于儲液罐的頂部5~10mm，蒸汽管道上不能設置閥門。

蒸汽發生器和儲液罐相連的蒸汽管道是輸送蒸汽用的，管道設在儲液罐的外面，從蒸汽發生器上方伸至儲液罐頂部以上5mm后，再彎下來與儲液罐的底部相連，且管道中不能設有閥門。這樣設計有兩個原因：一是蒸汽管道上不能有閥門，不然不安全；二是管道高度不夠，儲液罐中的液體會在蒸汽發生器不工作的情況下倒流到蒸汽發生器中，蒸汽發生器是白水，儲液罐中液體是藥液，發生倒流現象會影響蒸汽發生器工作介質成分。

上述生物抽提裝置中，食藥材罐的罐體材質為耐高溫的陶瓷、玻璃或微晶玻璃陶瓷。

上述生物抽提裝置中，所述食藥材罐底部設有過濾網，濾網目數為15目，濾網材質采用陶瓷或食品級不銹鋼。

上述生物抽提裝置中，電磁三通閥的C接口與食藥材罐底部連接的管路上設有水流開關，水流開關連接食藥材罐底部出口；水流開關設在整套裝置水流系統的最底部，以便檢測水流系統的最低水位的水流。

本發明提供了一種基于呼吸疏松機理的食藥材生物抽提方法，采用上述食藥材生物抽提裝置，包括以下步驟：

（1）對食藥材進行預處理；

（2）在食藥材罐中填入預處理后的食藥材，食藥材罐中填入固體總量不能超過罐體容積的1/3；手動壓緊裝置把食藥材罐卡扣在本裝置中，工作時由手動壓緊裝置卡在壓緊蓋和底座中間，通過壓緊蓋和底座的橡膠密封圈實施食藥材罐內外的密封，把手動壓緊裝置的卡扣釋放解除，可以從所卡位置取出食藥材罐；

（3）在蒸汽發生器和儲液罐中加入飲用水：儲液罐的加水量視食藥材罐容量、食藥材填入量以及制液量而定；儲液罐加水總量不能超過儲液罐容積的2/3，且要求儲液罐的水量釋放至食藥材罐中不能超過食藥材罐容積的3/5，并能夠淹沒食藥材填入量；蒸汽發生器總水位高度超過30mm，在蒸汽發生器工作過程中，水位低于最高水位10mm時進行自動補水至最高水位；

每一種蒸汽發生器產品的設計都有最高水位限制，本發明選用的蒸汽發生器最高水位要求超過30mm，在低于最高水位的10mm時自動補水。

（4）設備通電：觀察設備無異常后，對設備進行通電，根據不同的食藥材要求以及人們的主觀飲用需求設定相應運行參數指標，由電氣控制系統智能化控制設備工作；

（5）食藥材罐抽真空：啟動水氣兩用泵工作，把食藥材罐中的液體、水汽、空氣的混合流體抽至儲液罐中，并在水氣兩用泵工作狀態下致使食藥材罐形成相對真空的負向壓力，水氣兩用泵工作維持5s后停止；此時，在相對真空環境下，食藥材從其本體中“呼出”水汽，體積增大且進一步變得疏松；

（6）蒸汽加熱：檢測儲液罐中水溶劑溫度，水溫低于85℃時，蒸汽發生器工作，對儲液罐中水溶劑進行蒸汽加熱至95℃后停止蒸汽發生器工作；

（7）儲液罐釋放水溶劑至食藥材罐：水溶劑溫度在95℃時開啟常閉電磁閥，在相對真空和兩罐高度壓差以及水溶劑自重作用下，儲液罐水溶劑經過常閉電磁閥釋放至食藥材罐中，10s后關閉常閉電磁閥；此時，食藥材本體“吸入”水溶劑，在增大接觸面積的情況下，讓食藥材的營養成分進一步溶于水溶劑；

（8）食藥材呼吸疏松循環抽提過程：重復（5）~（7）步驟，重復次數為5~20次；經過食藥材對流體一呼一吸的循環過程，食藥材一次比一次變得疏松，營養成分一次次的溶入水溶劑中，提高了對食藥材營養成分的生物抽提效率；

（9）取液并處理食藥材渣：完成食藥材抽提過程后，打開取液開關取出制取液，取出食藥材罐并對食藥材渣進行處理。

上述生物抽提方法中，食藥材預處理的過程為：在食藥材填入罐體前進行清洗，并把根莖類、果實類食藥材加工成邊長為2~5mm大小的正方體顆粒狀，花草類食藥材以方便填充加入食藥材罐的大小加工。

上述生物抽提方法中，電磁三通閥的工作過程為：水氣兩用泵把食藥材罐中液體經單向閥抽至儲液罐中，當水流開關檢測到無水流時，給電磁三通閥通電，由AC通路切換至AB通路，水氣兩用泵繼續工作5s后停止，同步給電磁三通閥斷電，繼續回到AC通路。

本發明的有益效果：

（1）基于食藥材呼吸疏松機理的營養成分生物抽提方法，相比人們通常采用的浸泡或燉煮或煎熬工藝，食藥材營養成分生物析出更徹底、更安全、更快捷，且杜絕溢沸糊鍋現象，具有生物效果好、制取效率高、汁液口感純正等特點；

（2）本發明在相對真空和常壓之間的負向壓差轉換形成食藥材的呼吸疏松效應，相比高壓正向壓差膨化擠出食藥材營養成分的高壓鍋原理更安全，且生物制取效率更高；

（3）本發明裝置可以根據食藥材本身要求以及人們的需求，調節制取液量、制液時間、抽提循環次數，不用再要求人們掌握火候，操作簡單，用戶體驗佳。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構示意圖。

圖中1為儲液罐，2為蒸汽發生器，3為食藥材罐，4為取液開關，5為常閉電磁閥，6為單向閥，7為水氣兩用泵，8為電磁三通閥，9為水流開關，10為蒸汽管道，11為過濾網，12為四通管件。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限于以下實施例。

首先通過圖1說明本發明的裝置，如圖1所示，一種食藥材生物抽提裝置，包括儲液罐1，儲液罐1底部設有四通管件12分別連接蒸汽發生器2、取液開關4和食藥材罐3；所述儲液罐1與食藥材罐3通過兩條管路連接，第一條連接管路上設有常閉電磁閥5，第二條連接管路上設有單向閥6、水氣兩用泵7、電磁三通閥8，電磁三通閥8的A接口與水氣兩用泵7進口相連，水氣兩用泵7出口與單向閥6相連，單向閥6與儲液罐1底部相連，單向閥6的水流方向為朝著儲液罐1方向；電磁三通閥8的B接口連通食藥材罐3頂部，該管路和第一條連接管路中常閉電磁閥5與食藥材罐3之間的管路相通；電磁三通閥8的C接口通過管路連接食藥材罐3底部，該管路上設有水流開關9，電磁三通閥8常態為AC相通，通電后為AB相通。

常閉電磁閥靠電來啟動，沒有通電時電磁閥的通路是閉合的，通電后電磁閥開啟，流體可以流過。

上述生物抽提裝置中，蒸汽發生器2的蒸汽出口與儲液罐1底部通過蒸汽管道10相連，蒸汽管道10從蒸汽發生器2上方伸出，蒸汽管道10的最高點高于儲液罐1的頂部的距離為5mm，蒸汽管道10上不能設置閥門。

上述生物抽提裝置中，食藥材罐3的罐體材質為微晶玻璃陶瓷。

上述生物抽提裝置中，所述食藥材罐3的底部設有過濾網11，濾網目數為15目，濾網材質采用陶瓷。

上述生物抽提裝置中，電磁三通閥8的C接口與食藥材罐3底部連接的管路上設有水流開關9，水流開關9連接食藥材罐3底部出口；水流開關9設在整套裝置水流系統的最底部，以便檢測水流系統的最低水位的水流。

下面通過食藥材多組份液的制取，以及對籽、根、莖、葉、花的營養成分抽提實施例來進一步說明本發明，但不局限于以下實施例。

實施例1：一種控糖消渴液的制取（葛根、地黃、黃芪、天花粉、玉米須、南五味子、山藥）

稱取葛根、地黃、黃芪、山藥、南五味子共五味中藥材各3g，切碎成約2*2*2mm大小的顆粒狀，放入食藥材罐，再稱取天花粉3g、玉米須3g直接放入食藥材罐，在手中搖動食藥材罐，使食藥材罐中的七味中藥材混合搖勻。

把盛有七味中藥的食藥材罐手動卡緊放置在本發明裝置（如圖1所示）中。

在蒸汽發生器中加入飲用水至水位40mm，在儲液罐中加入100ml飲用水。

觀察設備無異常后，對設備進行通電，設置抽提次數為20次，由電器控制系統智能化控制設備運行。

啟動水氣兩用泵，把食藥材罐中的空氣抽至儲液罐中，使得部分揮發性藥性成分溶于儲液罐中的水溶劑中，并形成食藥材罐相對真空的負向壓力環境，食藥材在相對真空環境下體積增大且變得疏松。水氣兩用泵工作5s后停止運行。

啟動蒸汽發生器工作，加熱儲液罐中水溶劑至95℃后自動停止加熱，由95℃溫控信號開啟常閉電磁閥，水溶劑經過常閉電磁閥釋放至食藥材罐中，10s后關閉常閉電磁閥。此時，食藥材罐中的七味中藥向其本體內“吸水”，讓中藥成分進一步溶于水溶劑。

關閉常閉電磁閥時同步啟動水氣兩用泵，食藥材罐中水溶劑經過過濾網、水流開關、電磁三通閥的AC通路、單向閥進入儲液罐中。當水流開關檢測不到水流時，電磁三通閥由常態AC通路切換至AB通路，由水氣兩用泵繼續把食藥材罐中的水汽抽至儲液罐中。此時，食藥材罐中的七味中藥從其本體中“呼出”水汽，體積增大且進一步變得疏松。

從水流開關檢測不到水流開始計時，5s后停止水氣兩用泵工作，電磁三通閥由AB通路切換回常態AC通路。

接著開始下一輪抽提過程，經過食藥材罐中的七味中藥對流體的20次一呼一吸循環過程，食藥材一次比一次變得疏松，中藥成分也一次次的溶入水溶劑中。

抽提循環完成，打開取液開關取出藥液。因采用的七味中藥是一組具有控糖消渴功效的方劑，所制取的藥液稱為一種控糖消渴液。

最后，解除釋放食藥材罐卡扣，把食藥材罐從裝置中取出，并處理藥材渣后清洗食藥材罐以備下次使用。

鑒于制取過程中為蒸汽加熱，最后制取液要超過100ml，經過多次實驗，制取液量要超過加入儲液罐中的水量的10%左右。

實施例2：黑苦蕎籽營養成分的抽提：

黑苦蕎籽為一味中藥，黑苦蕎米、黑苦蕎皮都具有藥性，但和黑苦蕎籽相比，藥性相差很大。

把黑苦蕎籽30g用水清洗一遍加入食藥材罐中，步驟同實施例1制取得到約110ml黑苦蕎口服液。

由于采用本發明裝置是對整顆黑苦蕎籽進行營養成分抽提，而市場上所銷售的苦蕎茶是進過水洗、蒸煮、脫皮、烘干、炒制，以及膨化等工藝加工的，加工過程使得黑苦蕎的營養成分產生嚴重損失。因此，采用本方法制取的黑苦蕎口服液相比市面上銷售的苦蕎茶的營養成分含量會更多，黑苦蕎口服液的口感更純正。經過針對黑苦蕎口服液和苦蕎茶中的蘆丁成分對比檢測，兩者同比含量相差達50倍左右。

實施例3：一種天麻口服液的制取

把天麻10g切碎約5*5*5mm大小的顆粒狀，加入食藥材罐中，步驟同實施例1制取得到約110ml天麻口服液。經檢測，采用本發明方法同比燉煮工藝制取的天麻口服液，天麻素含量相差30倍左右。

實施例4：一種玫瑰花露水的制取

把玫瑰花5g直接加入食藥材罐中，設置抽提次數為5次，其它步驟同實施例1制取得到約110ml玫瑰花露水，可以直接飲用，也可以用于美容補水，還可以用于和面制餅等用水。