一種低溫高壓氣爆裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物質預處理領域，特別涉及一種低溫高壓氣相爆破生物質物料的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]天然植物及所含的功效成分，品種眾多來源廣泛，可作為營養品、藥品、護膚品、食品添加劑、著色劑等重要資源加以利用，尤其是在人們越來越追求環保和健康的今天，以純天然產品取代化學合成品已是大勢所趨，然而對此進行處理和提取的技術及設備卻相對滯后。
[0003]利用水蒸汽為介質在壓力容器中對生物質物料進行高溫高壓爆破處理，即汽爆技術是新興的有效預處理方式。但在制藥、食品等行業，生物質中所蘊含的相當種類的熱敏性物質，如色素、丹寧、花青素等純天然功效成分遇高溫即遭破壞，常規處理以70度以下為宜，而蒸汽爆破一般不低于200度，顯然汽爆技術對熱敏性功效成分提取不是適宜的破壁處理方法。
[0004]其它如溫差破壁法、酶解破壁法、超臨界破壁法、機械粉碎法，均存在處理成本高、時間長、破壁率低的問題。
[0005]化學溶劑萃取法還存在有害物質殘留問題，有潛在毒性。
【發明內容】
[0006]針對現有方法的不足，本發明將壓縮空氣進行調溫處理，借助承壓汽爆罐的保溫維壓施爆功能，提出了一種低溫高壓氣相爆破的方法及裝置，以低成本、高效率、無損害的方式為植物天然功效成分的破壁萃取提供了理想的預前處理。
[0007]本發明構思:一般而言，功效成分的含量約接近整個植株的三分之一，受細胞壁致密結構的多重保護，破壁析出十分困難，傳統的方法極易造成功效成分的破壞和損失，且成本高、用時長、獲取率低，本發明綜合了多種因素利弊關系，確立了即要有足夠的作用力達破壁效果，又要避免對功效成分的傷害，同時還必須是低成本、高效率、對環境友好、對人體有益的基準點，設計了一種新的氣相爆破方法和裝置，目前尚未見完全以壓縮空氣為介質的技術方案的報導。
[0008]本發明的技術方案:在普遍使用的承壓汽爆罐的基礎上，增設一套由供氣、水冷、監控三個系統所組成的簡易裝置，配以不同的工藝參數自動運行，即可實現理想的低溫高壓氣爆破壁效果。
[0009]所述汽爆罐，即市場可購買或定制的一般壓力容器裝置，本方案中只是不使用鍋爐蒸汽或電源對其加熱，而且在該罐體外壁增設雙層夾套(3 )，構成本發明承壓罐(20 )。
[0010]雙層夾套(3)是借助己有的汽爆罐，按其金屬外壁形狀、保持一定間隔，用2mm厚不銹鋼板圍上完整的一圈，其上端離罐體聯結法蘭略下一點，下端與噴放口保持一定合適距離，兩端均與罐壁無泄漏焊接，利用該罐壁與不銹鋼板形成有一定間隔的第一層夾套，并在該夾套不銹鋼板的下部略上一點位置，密布一圈直徑10mm小孔(不可傷及罐壁)。
[0011]再以不銹鋼管圍繞第一層夾套外徑，彎成螺旋狀盤管，再貼著該盤管用不銹鋼板圍上第二層夾套，兩端與第一層焊接密封，并引出盤管上下兩頭，引出口同樣焊接密封，即形成了內有盤管(4)的雙層夾套(3)。
[0012]所述供氣系統，壓力為6mpa的中壓空壓機(1)，其工作時出氣溫度可達140度，其輸氣管道經電動閥(2 )與安裝在雙層夾套(3 )外層之中的散熱盤管(4 )相通，繼而過單向閥
(5)與儲氣罐(6)相通，此為第一區段，其主要作用是將壓縮空氣中的熱能，通過散熱盤管
(4)傳遞給雙層夾套(3)中的液態水，由該液態水再傳導給承壓罐(20)的罐壁，以提升并維持該罐體溫度。
[0013]第二區段，自儲氣罐(6)中引出的管路，經電動閥(7)過止回閥(8)，與廻管式冷卻器(10)中的散熱迴管相通，繼而經溫度儀(11)過止回閥(12)與承壓罐(20)相通，該段主要作用是向該承壓罐內輸送設定溫度的壓縮空氣。
[0014]所述水冷系統，變頻式水泵(13)抽取水箱(19)中自然冷卻的水，經止回閥(14)順管路從上部進入雙層夾套(3)的外層，吸收散熱盤管(4)的熱量，從該夾套底部流向內層，并沿著罐壁將熱量傳遞給承壓罐(20)，再從該夾套內層的上部經溫度儀(17)沿輸水管(18)返回水箱(19)，此為第一區段，主要作用是與壓縮空氣相互作用，將熱能傳遞給承壓罐(20)并維持該罐溫度穩定在設定值范疇。
[0015]第二區段，變頻式水泵(15)抽取水箱(19)中的冷卻水，順管路過止回閥(16)進入廻管式冷卻器(10)，吸收散熱廻管的熱量，繼而以溢流方式順管路出該冷卻器，匯入輸水管(18)返回水箱(19)。該段主要作用是將流經的壓縮氣流冷卻至設定溫度再進入承壓罐
(20)。
[0016]所述自動監控系統，主要由偵訊、處理、執行器件組成，包括承壓罐上的溫度、壓力監控裝置和輔助設施上的監控裝置。
[0017]溫度儀(17 )與變頻式水泵(13 )及電動閥(2 )分別電連接，該溫度儀按設定值和水溫實測數調控水泵(13)的啟閉及轉速，以適當的輸水量來維持該夾套內層的水溫始終穩定在設定值范疇，即承壓罐(20)的罐壁溫度在設定值范疇。
[0018]如受天氣等外在因素影響，輸水已達最大量，雙層夾套(3)內層處水溫仍然偏高，則自動調整電動閥(2)的開口度，即減小壓縮空氣的流量來調控溫度。
[0019]這樣，一種裝置兩樣調節，通過調整平衡水、氣兩種介質的流速流量，確保承壓罐
[20]的罐壁溫度始終穩定在設定值范疇。
[0020]經上述一次降溫利用的壓縮空氣，順管路漸次進入儲氣罐(6)，其溫度仍然偏高，進入承壓罐前需二次降溫。
[0021 ] 溫度儀(11)與變頻式水泵(15 )及電動閥(7 )分別電連接，該溫度儀按設定值和氣溫實測數，調控水泵(15)的啟閉及轉速，以適當的輸水量維持冷卻器(11)出口處的氣流溫度始終穩定在設定范疇。
[0022]如受天氣等外在因素影響，輸水已達最大量，氣流溫度仍然偏高，則自動調整電動閥(7)的開口度，即減小壓縮空氣的流量來調控溫度。
[0023]這樣，一種裝置兩樣調節，通過調整平衡水、氣兩種介質的流速流量，確保進入承壓罐(20)內的壓縮空氣的溫度始終穩定在設定值范疇。
[0024]溫度儀(23)與電磁閥(21)電連接，控制該閥開啟和關閉；壓力儀(22)與電動閥
(7)電