专利名称：适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及生物工程下游技术中药用植物有效成份提取的破碎浸提装置，特别涉及一种适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置。
由于药用植物有效成分大多属细胞内产物，提取时往往需要将细胞进行破碎，以使其中的有效成分能够快速、高效地进入提取介质，然后再对提取液进行分离纯化，制得含药用有效成分的制品。现有的机械或化学破碎方法均难于取得理想的破碎效果，化学破碎方法由于破碎过程中伴有化学反应，容易造成被提取物结构性质等变化而失去活性，机械破碎方法又难于将细胞进行有效的破碎，而破碎不好又会造成有效成分产物在提取介质中扩散缓慢，增加提取时间，影响提取收率，增加成本。
将超声波用于药用植物有效成分的提取，其作用不但可以有效地将细胞破碎，促进细胞内物质释放，同时其具有的振动作用还强化了溶质的扩散和传递，而且料液对超声波能量的有效吸收提高了料液温度，而有利于药用植物中有效成分的提取。比如将超声波用于淀粉的降解，可显著增加淀粉在水中的溶解度并保留明显的淀粉特征；应用超声波破碎从大黄中提取蒽醌类成分，超声波破碎处理10分钟总提取率可达95.25％，处理20分钟总提取率可达99.82％，而用常规的煎煮法提取，煎煮3小时总提取率仅为63.27％，用纸层析及高效液相色谱(HPLC)对两种方法提取得到的产物进行分析表明超声波破碎提取对药用产物结构无任何影响(郭孝武等，陕西师范大学学报，1991，19(3)，89-90)；从黄连根茎中提取黄连素时，分别对超声波破碎提取的时间、超声波频率及硫酸浓度等进行了比较，结果表明用20kHz超声波破碎提取30分钟与浸泡法浸泡提取24小时的提取率相同(8.12％)，用核磁共振波谱仪对两种提取产物进行测试表明超声波对黄连素结构无影响(郭孝武等，中国中药杂志，1995，20(11)，673-675)；用不同频率的超声波从槐米中提取芸香甙和用热碱提取—酸沉淀法比较，超声破碎提取无须加热，只须用频率20kHz的超声波对提取液处理30分钟，提取率便可提高47.6％(郭孝武等，陕西师范大学学报，1996，24(1)，50-52)；将超声波破碎用于从黄连中提取小檗碱的常规碱性浸泡工艺中，超声破碎提取30分钟所得到的小檗碱提取率比碱性浸泡24小时高50％以上(郭孝武等，陕西师范大学学报，1997，25(1)，47-49)。
海洋面积辽阔，生存环境特异，海洋植物特别是藻类植物不仅来源丰富，而且具有一些陆地植物所没有的医药用途。但目前超声波技术在海洋药用植物有效成分提取的研究还较少。盐藻含有丰富的β-胡萝卜素，从盐藻中提取β-胡萝卜素的首要条件是将盐藻破碎，使β-胡萝卜素能够快速、高效地进入提取介质中(路德明等，青岛海洋大学学报，1992，22(3)，18-22)。在20℃条件下，分别采用超声波为30kHz、150V，46kHz、105V，46.4kHz、107V，48.2kHz、109V对盐藻进行破碎提取，通过显微镜观察记数得到盐藻的完全破碎率可达87％。藻胆体是某些藻类的捕光色素，藻胆体的光谱性质不仅反映了其组成和结构特征，而且还可以反映藻类物种的差异和进化地位。研究藻胆体的光谱性质必须得到完整的藻胆体。采用化学及机械破碎方法均不能从龙须藻中获得理想的藻胆体时，采用频率为20-50kHz，电压为60V超声波破碎处理10分钟便可将龙须菜细胞打破，露出内囊体，然后将藻胆体从内囊体膜上振动下来(路德明等，应用声学，1997，16(1)，47-48)，而得到完整的藻胆体。
由此可以看出，超声波破碎在药用植物有效成分的提取中有着极其广阔的应用前景。目前，药用植物有效成分的提取大都沿用常规的煎煮法、渗滤法、水蒸气蒸馏法、有机溶剂提取及超临界流体提取法等，但在现有的提取方法中，一直没有易于放大、高效的提取装置可供使用。近年来，在实验室中有将超声波破碎技术用于药用植物有效成分提取的尝试。其具体做法是将超声波探头直接放入装有药用植物提取料液的容器中，用超声波探头产生的超声波破碎植物细胞。但这种将超声波探头直接放入装有药用植物提取料液容器中的提取装置存在着超声场作用范围小，超声波有效利用率低，并仅限于实验室中小规模间歇式提取操作，难于进行工程放大，尤其仅仅适用于提取介质为非挥发性，从而限制了超声波在药用植物有效成分提取中的广泛应用。
本实用新型的目的在于解决目前用挥发性提取介质提取药用植物有效成分的生产中无易于放大、高效的装置可供使用的缺陷，克服目前实验室中将超声波探头直接放入装有药用植物提取料液的容器中的最原始超声强化提取存在的超声场作用范围小，超声场有效利用率低，难于工程放大和只能进行实验室的小规模间歇式操作等缺陷，从工程放大的角度，提供一种可供工业化生产的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置。
本实用新型的实施方案如下本实用新型提供的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置主要包括塔体、中心管、超声波发生器和搅拌控制装置，管壁上设有微循环孔的中心管同心地位于塔体之中，中心管上、下端分别与塔体上、下端之间留有间隙，超声波发生器的超声波探头从塔体底端伸进并位于中心管内，由搅拌控制装置控制的推进式搅拌桨由塔体上端伸入并位于中心管内，塔体上部一侧进料口上安装带密封盖的液、固进料斗，塔体上部另一侧设有出料口；本实用新型还包括温度控制仪，温度控制仪的温度探头和加热管分别位于中心管之外的塔体中，为了防止提取介质挥发和促进提取介质回流，还可于液、固进料斗的斗颈上套有冷凝管，冷凝管上、下端分别设有冷凝水出口和冷凝水进口，中心管支架将中心管同心地固定在塔体中。使用时，将经粉碎的药用植物固体颗粒原料和挥发性液体提取介质分别由液、固进料斗经进料口加入塔体内，开动搅拌控制装置带动推进式搅拌桨推动提取料液沿中心管向下流动，再分别由中心管与塔底的环隙中流出，转换方向，沿塔体与中心管之间的环隙向上流动，再由推进式搅拌桨推动沿中心管向下流动，形成循环流动，达到循环超声破碎提取的目的。为了防止提取介质挥发和促进提取介质回流，还可于液、固进料斗的斗颈上套有冷凝管，冷凝管上、下端分别设有冷凝水出口和冷凝水进口，中心管支架将中心管同心地固定在塔体中。如果需要多级连续破碎提取，可将多个本实用新型的浸提装置串联使用，相邻两级装置之间设置高度差，固-液混合料液从上一级装置出料口流入下一级装置的进料口，便可实现多级连续循环超声破碎提取。
本实用新型提供的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置具有以下优点本实用新型解决了目前用挥发性介质提取药用植物有效成分的生产中没有易于放大、高效的提取装置可供使用的缺陷，同时克服目前实验室中最原始的将超声探头直接放入提取液容器中存在的超声场作用范围小，超声场有效利用率低，仅适用实验室小规模静态间歇式提取等问题，从工程放大的角度，提供一种可供工业化生产使用的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置，该浸提装置采用小功率超声即可破碎大量原料，同时还可进行多级连续破碎浸提，该装置可使提取介质不断循环流动，保证被提取产物在提取介质中的快速、均匀分散，从而增加目标产物从固体原料到液体提取介质间扩散的推动力，可缩短提取时间。由于采用超声波强化固体原料颗粒及植物细胞的有效破碎，通过浸提介质的循环流动使整个反应器内的介质不断循环流过内部导流筒顶部小范围超声场，物料破碎均一性好，其超声场利用效率高，可降低超声发生器功率，节约能源，而且还可提高提取产物的回收率和纯度。
以下结合附图及实施例进一步描述本实用新型附
图1为本实用新型的结构示意图，其中液、固进料斗1冷凝管2 温度探头3温度控制仪4 加热管5 中心管支架6超声波发生器7超声波探头8 微循环孔9中心管10 出料口11推进式搅拌桨12
搅拌控制装置13密封盖14 进料口15塔体16冷凝水进口17 冷凝水出口18。
由图可知，本实用新型提供的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置主要包括塔体16、中心管10、超声波发生器7和搅拌控制装置13，管壁上设有微循环孔9的中心管10同心地位于塔体16之中，中心管10上、下端分别与塔体16上、下端留有环隙，超声波发生器7的超声波探头8从塔体16底端伸进并位于中心管10内，由搅拌控制装置13控制的推进式搅拌桨12由塔体16上端伸进并位于中心管10内，塔体16上部一侧进料口15上安装带密封盖14的液、固进料斗1，塔体16上部另一侧上设有出料口11；本实用新型还包括温度控制仪4，温度控制仪4的温度探头3和加热管5伸进中心管之外的塔体16中，为了防止提取介质挥发和促进提取介质回流，还可于液、固进料斗1的斗颈上套有冷凝管2，冷凝管2上、下端分别设有冷凝水出口18和冷凝水进口17，中心管支架6将中心管10同心地固定在塔体16中。使用时，将经粉碎的药用植物固体颗粒原料和挥发性液体提取介质分别由液、固进料斗1经进料口15加入塔体16内，开动搅拌控制装置13带动推进式搅拌桨12，推动提取料液沿中心管10向下流动，再分别由中心管10与塔底的环隙中流出，转换方向，沿塔体16与中心管10之间的环隙向上流动，再由推进式搅拌桨12推动沿中心管10向下形成循环流动，从而达到循环超声破碎提取的目的。如果需进行多级连续破碎提取，可将多个本实用新型串联使用，相邻两级装置之间设有高度差，提取料液从上一级装置的出料口11流入下一级装置进料口15，便可实现多级连续破碎提取。
用本实用新型提供的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置从青蒿干叶中提取青蒿素将干青蒿叶磨碎过40目筛，取20克加入600毫升石油醚，用温度控制仪4控制温度，在50℃下，搅拌控制装置13带动推进式搅拌桨12(搅拌速度为800rpm，搅拌时间为30分钟)，将120W 20k Hz超声波探头8从中心管底部伸入中心管10内，超声波探头8单次超声波作用时间为10分钟，高效液相色谱法(HPLC)测定其青蒿素提取回收率为80％，而无超声波破碎的单纯搅拌提取回收率仅为42％，索氏提取的提取率仅为26％，室温冷浸提取的提取率仅为16％。
权利要求1.一种适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置，其特征在于主要包括塔体、中心管、超声波发生器和搅拌控制装置，管壁上设有微循环孔的中心管同心地位于塔体之中，中心管上、下端分别与塔体上、下端之间留有环隙，超声波发生器的超声波探头从塔体底端伸进并位于中心管内，搅拌控制装置控制的推进式搅拌桨由塔体上端伸入并位于中心管内，塔体上部一侧进料口上安装带密封盖的液固进料斗，塔体上部另一侧上设有出料口。
2.按权利要求1所述的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置，其特征在于还包括温度控制仪，温度控制仪的温度探头和加热管位于中心管之外的塔体中。
3.按权利要求1所述的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置，其特征在于液、固进料斗的斗颈上套有冷凝管，冷凝管上、下端分别设有冷凝水出口和冷凝水进口。
4.按权利要求1所述的适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置，其特征在于中心管支架将中心管同心地固定在塔体中。
专利摘要本适用于挥发性提取介质的循环搅拌超声破碎浸提装置,包括塔体、中心管、超声波发生器和搅拌控制装置,中心管同心地位于塔体之中,超声波发生器的超声探头从塔体底端伸进中心管内,搅拌控制装置中的推进式搅拌桨由塔体上端伸入中心管内,温度控制仪的温度探头和加热管伸进塔体中,进料斗斗颈上套有冷凝管,该装置简单,提取温度可调,并可串联使用,实现间歇或连续提取,提取率高,并解决了该领域无高效、易于放大提取装置的空白。
文档编号B01D11/02GK2394684SQ99248060
公开日2000年9月6日 申请日期1999年9月29日 优先权日1999年9月29日
发明者赵兵, 王玉春, 欧阳藩, 闭静秀 申请人:中国科学院化工冶金研究所