CN106422408A - 一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途 - Google Patents

一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途 Download PDF

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Abstract

一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途，属于动植物提取技术领域。包括分离装置和粉碎机（3），分离装置包括浸出罐（1）和固液分离机（2），浸出罐（1）通过原料输送管（101）与粉碎机（3）相连接，浸出罐（1）出料口通过泵（4）与固液分离机（2）进料口管路连接，固液分离机（2）的分离液出口连接有分离液输出管（201），固液分离机（2）的固料出口连接有第一输送机（5）；分离装置为多个，多个所述的分离装置沿固料输送方向、由上至下呈多级设置。该用于动植物原料的多级分离装置能够将原料粉碎至粉末状进行固液分离提取，提取效率高、收率高，并且能够明显提高所得分离液的浓度、减少溶剂的用量，降低生产成本。

Description

一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途
技术领域
一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途，属于动植物提取技术领域。
背景技术
动植物原料浸出是指采用适当的溶剂或方法，从动植物原料（全部或者某一部分）中提取加工获得有效成分（有效成分能溶于溶剂）。在现有工业大规模生产中，动植物原料中有效成分的提取方式，多采用将动植物原料干燥、压片获得片状原料，将片状原料喷淋溶剂，获得提取液，然后进行分离精制（如萃取、蒸馏）。
申请人在研究中发现，现有的提取装置存在以下问题：首先，现有的提取装置有效成分的收率低、提取效率低，采用压片的方式植物中的有效成分难以浸出到溶剂中，并且喷淋溶剂的方式难以充分提取，所得有效成分提取效率较低。其次，现有的提取装置虽采用了固液分离技术，但是对于怎样提高有效成分的收率没有任何帮助。再次，申请人发现现有的提取装置所得分离液的浓度低、体积大，不但增加了溶剂的成本，还增加了后续对分离液精制、浓缩的能耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途，该用于动植物原料的多级分离装置提取效率高、收率高，并且能够明显提高所得分离液的浓度、减少溶剂的用量，降低生产成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：包括分离装置和粉碎机，分离装置包括浸出罐和固液分离机，浸出罐通过原料输送管与粉碎机相连接，浸出罐出料口通过泵与固液分离机进料口管路连接，固液分离机的分离液出口连接有分离液输出管，固液分离机的固料出口连接有第一输送机；
分离装置为多个，多个所述的分离装置沿固料输送方向、由上至下呈多级设置；相邻所述的分离装置中：上级分离装置通过第一输送机与下级分离装置的浸出罐相连接；相邻所述的分离装置中：下级分离装置的分离液出口通过分离液逆流管与上级分离装置的浸出罐相连接。
每个所述的分离装置中，设有第二输送机，固液分离机的固料出口通过第二输送机与浸出罐相连接。
相邻所述的分离装置中：上级分离装置的分离液出口，通过分离液输出管与下级分离装置的浸出罐相连接。
所述的分离液逆流管上设有送料泵，分离液输出管和分离液逆流管上均设有控制阀。
所述的粉碎机的粉碎粒度为厘米级、毫米级、微米级或纳米级。
所述的粉碎机为湿粉碎机，粉碎机上连接有溶剂输送管。
所述的粉碎机为干粉碎机，浸出罐上连接有溶剂输送管，原料输送管上设有送料机。
所述的溶剂输送管上设有温度调节器。
多个所述的分离装置中，位于最末一级分离装置上设有溶剂补充管，溶剂补充管与浸出罐相连接。
该用于动植物原料的多级分离装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）粉碎机将原料粉碎为粉末状，将粉末状原料和溶剂按配比加入浸出罐，在浸出罐中混合浸出；浸出罐排出的物料，通过泵进入固液分离机分离；
b）固液分离机工作时：固液分离机分离的分离液自分离液输出管、分离液逆流管排出，固料通过第一输送机排出；
c）多个分离装置工作时：上级分离装置的固液分离机分离所得固料，通过第一输送机，送至下级分离装置的浸出罐中，再次浸提；下级分离装置的固液分离机分离所得分离液，通过分离液逆流管送至上级分离装置的浸出罐中，再次利用。
该动植物原料的多级分离装置的用途，其特征在于：在油料提取油脂、中药提取物的提取、香料提取挥发油或食用动植物原料提取浸提油方面的应用。
对于本发明申请人的说明如下：
本发明浸出罐通过原料输送管与粉碎机相连接的设计，将物料粉碎为粉末状，进行浸提、然后固液分离，使得原料中有效成分的收率和浸出效率有明显提高。粉碎机能够将动植物原料进行充分的粉碎，将原料以粉状的形式投入浸出罐中，粉碎后原料粉末达到粉碎机的粉碎粒度为厘米级、毫米级、微米级或纳米级（10厘米~0.1纳米），优选的粉碎机的粉碎粒度为3厘米~0.1微米，进一步优选的粉碎机的粉碎粒度为5000~2微米，该粉碎粒度下粉碎能耗小，且固液分离效率高；进一步优选的粉碎机的粉碎粒度为600~5微米，该粉碎粒度下能充分破除绝大多数植物的细胞壁使得动植物细胞中的有效成分充分浸出、提高收率，并且固液分离效率较高，能获得较高经济收益。粉碎机可以为干粉碎机或湿粉碎机，为湿粉碎机粉碎时，粉碎机粉碎用液体为提取用溶剂。
并且申请人设计，采用固液分离机进行固液分离，解决了过滤困难的问题，固液分离机为沉降式、膜过滤式、压滤式、网过滤式、螺旋挤压式、真空式、回转式或离心机式固液分离机。优选的固液分离机为压滤式固液分离机、螺旋挤压式固液分离机或离心式固液分离机。
对于第一输送机和第二输送机，固液分离机分离所得固料（即固体物料）采用第一输送机和第二输送机进行输送，第一输送机和第二输送机为带式输送机、螺旋式输送机或刮板输送机。
与现有技术相比，本发明的一种用于动植物原料的多级分离装置及其方法和用途所具有的有益效果是：
1、该用于动植物原料的多级分离装置能够将原料粉碎至粉末状进行固液分离提取，具有较高的收率和浸出效率，并且能够明显提高所得分离液的浓度、减少溶剂的用量，降低生产成本。
首先，申请人设计了浸出罐通过原料输送管与粉碎机相连接，粉碎机将原料粉碎为粉末状，粉末状的原料与溶剂直接充分接触，使有效成分充分浸出到溶剂中，使得有效成分的收率和浸出效率有明显提高。其次，申请人设计了浸出罐和固液分离器相连接，采用固液分离器能够将物料直接分离为液态的分离液和固态的固料，对于分离液的回收率高，分离液中杂质少。再次，申请人在研究中发现：现有的提取装置收率低，提取后的原料中仍存在较高含量的有效成分。并且，现有提取装置往往需要投入大量的溶剂，才能正常运行，并且现有提取装置所得提取液的容积大、有效成分的浓度低，后续分离、精制、浓缩时需要消耗较高的能耗。因此，申请人设计了多个所述的分离装置沿固料输送方向、由上至下呈多级设置，相邻所述的分离装置中：上级分离装置通过第一输送机，与下级分离装置的浸出罐相连接，以此设计对分离后的固料进行多次浸出-分离，充分提取固料中的有效成分。最后，申请人设计了相邻所述的分离装置中：下级分离装置的分离液出口通过分离液逆流管，与上级分离装置的浸出罐相连接，使得下级分离装置所得低浓度的分离液逆流输入上级分离装置的浸出罐中，既补充了上级分离装置的浸出罐中的溶剂，又能够再次浸出、降低了溶剂用量、提高了收率、最终获得高浓度的分离液，而高浓度的分离液较高，也降低了后续精制、浓缩分离液时的能耗，变相降低了成本。
2、该用于动植物原料的多级分离装置进一步提高了浸出效率。首先，申请人设计了粉碎机为干粉碎机或湿粉碎机，满足不同的粉碎要求，提高生产效率。其次，申请人设计了带有温度调节器的溶剂输送管，能够调节溶剂的温度，提高浸出效率。
3、该用于动植物原料的多级分离装置成本低并且适用范围广。该用于动植物原料的多级分离装置能够用于多个领域，能够用于油料作物提油（如自大豆中提取豆油）、能够用于植物类中药原料提取（如桂枝提取挥发油、乙酸乙酯提取决明子提取物、甲醇作为溶剂提取人参中的苷类）、能够用于植物香料提油（如玫瑰、薰衣草中挥发油的提取）、能够用于食用动植物原料提取浸出油（如胡萝卜中提取胡萝卜油、海藻中提取海藻油）。
附图说明
图1为实施例1的一种用于动植物原料的多级分离装置的结构示意图。
图2为实施例2的一种用于动植物原料的多级分离装置的结构示意图。
其中： 1、浸出罐 101、原料输送管 102、溶剂输送管 103、温度调节器 2、固液分离机 201、分离液输出管 202、分离液逆流管 3、粉碎机 301、送料机 4、泵 5、第一输送机 6、第二输送机 7、控制阀 8、送料泵 9、溶剂补充管。
具体实施方式
图1是本发明的最佳实施例，下面结合图1~2本发明做进一步说明。
实施例1
参照图1，该用于动植物原料的多级分离装置，包括分离装置和粉碎机3，分离装置包括浸出罐1和固液分离机2，浸出罐1通过原料输送管101与粉碎机3相连接，浸出罐1出料口通过泵4与固液分离机2进料口管路连接，固液分离机2的分离液出口连接有分离液输出管201，固液分离机2的固料出口连接有第一输送机5；分离装置为多个，多个分离装置沿固料输送方向、由上至下呈多级设置；相邻分离装置中：上级分离装置通过第一输送机5与下级分离装置的浸出罐1相连接；下级分离装置的分离液出口通过分离液逆流管202与上级分离装置的浸出罐1相连接。多个分离装置中，位于最末一级分离装置上设有溶剂补充管9，溶剂补充管9与浸出罐1相连接。
参照图1，本实施例除了包括以上结构，还包括以下结构：粉碎机3为湿粉碎机，粉碎机3上连接有溶剂输送管102。溶剂输送管102上设有温度调节器103。
每个分离装置中，设有第二输送机6，固液分离机2的固料出口通过第二输送机6与浸出罐1相连接。分离液逆流管202上设有送料泵8，分离液输出管201和分离液逆流管202上均设有控制阀7。其中，浸出罐1内设有混合装置，混合装置可以采用搅拌器或射流搅拌，浸出罐外周设有加热装置，也可以不设有加热装置。粉碎机3的粉碎粒度为厘米级、毫米级、微米级或纳米级。固液分离机2能够实现固液分离。
对于分离液输出管201的连接关系有多种设计，可以设计为1）：参照图2，相邻分离装置中，上级分离装置的分离液出口，通过分离液输出管201，与下级分离装置的浸出罐1相连接，分离液能够通过分离液输出管201送入下级分离装置浸出罐1中，再次浸提。或者，可以设计为2）参照图1：分离液输出管201不与下级分离装置的浸出罐1相连接，将分离液输出管201所排出的分离液送去后续精制工序。
对于每一级分离装置上的分离液输出管201有多种设计，可以设计为1）：参照图1~2，每一级分离装置上均设有分离液输出管201，工作过程中，只开启第一级分离装置和最末一级分离装置上的分离液输出管201，其余各级分离装置上的分离液输出管201呈关闭状态。或者可以设计为2）（图上未画出）：只有第一级分离装置和最末一级分离装置上设有分离液输出管201，其余各级分离装置中不设有分离液输出管201。通过溶剂补充管9和分离液逆流管202，能够保证各级分离装置的浸出罐1中均有充足的溶剂补充。
实施例2
参照图2，本实施例与实施例1的区别为：粉碎机3为干粉碎机，浸出罐1上连接有溶剂输送管102，原料输送管101上设有送料机301。溶剂输送管102上设有温度调节器103。
该用于动植物原料的多级分离装置的工作过程如下：
a）粉碎机3将原料粉碎为粉末状，以提高浸出罐1中有效成分收率和浸出效率；将粉碎后的粉末状原料和溶剂按配比加入浸出罐1，在浸出罐1中混合浸出；浸出罐1排出的物料，通过泵4进入固液分离机2分离；
b）固液分离机2分离的分离液自分离液输出管201、分离液逆流管202排出，固料通过第一输送机5、第二输送机6排出；
c）多个分离装置工作时，沿固料输送方向、由上至下呈多级设置，上级分离装置的固液分离机2分离所得固料，通过第一输送机5，送至下级分离装置的浸出罐1中，再次浸提。下级分离装置的固液分离机2分离所得分离液（浓度较低），通过分离液逆流管202送至上级分离装置的浸出罐1中，再次浸提，从而提高每级分离装置所得分离液的浓度，减少溶剂用量；
另外，每级分离装置中：固液分离机2分离所得固料，也可以通过第二输送机6送至本级分离装置的浸出罐1中，循环浸提；
多个分离装置工作时，只开启第一级分离装置和最末一级分离装置上的分离液输出管201，其余各级分离装置的分离液输出管201阀门关闭；通过溶剂补充管9补充溶剂和分离液逆流管202，向各级浸出罐1中补充液体。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：包括分离装置和粉碎机（3），分离装置包括浸出罐（1）和固液分离机（2），浸出罐（1）通过原料输送管（101）与粉碎机（3）相连接，浸出罐（1）出料口通过泵（4）与固液分离机（2）进料口管路连接，固液分离机（2）的分离液出口连接有分离液输出管（201），固液分离机（2）的固料出口连接有第一输送机（5）；
分离装置为多个，多个所述的分离装置沿固料输送方向、由上至下呈多级设置；相邻所述的分离装置中：上级分离装置通过第一输送机（5）与下级分离装置的浸出罐（1）相连接；相邻所述的分离装置中：下级分离装置的分离液出口通过分离液逆流管（202）与上级分离装置的浸出罐（1）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：每个所述的分离装置中，设有第二输送机（6），固液分离机（2）的固料出口通过第二输送机（6）与浸出罐（1）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：相邻所述的分离装置中：上级分离装置的分离液出口，通过分离液输出管（201）与下级分离装置的浸出罐（1）相连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：所述的分离液逆流管（202）上设有送料泵（8），分离液输出管（201）和分离液逆流管（202）上均设有控制阀（7）。
5.根据权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：所述的粉碎机（3）的粉碎粒度为厘米级、毫米级、微米级或纳米级。
6.根据权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：所述的粉碎机（3）为湿粉碎机，粉碎机（3）上连接有溶剂输送管（102）；或者，所述的粉碎机（3）为干粉碎机，浸出罐（1）上连接有溶剂输送管（102），原料输送管（101）上设有送料机（301）。
7.根据权利要求6所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：所述的溶剂输送管（102）上设有温度调节器（103）。
8.根据权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置，其特征在于：多个所述的分离装置中，位于最末一级分离装置上设有溶剂补充管（9），溶剂补充管（9）与浸出罐（1）相连接。
9.权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
a）粉碎机（3）将原料粉碎为粉末状，将粉末状原料和溶剂按配比加入浸出罐（1），在浸出罐（1）中混合浸出；浸出罐（1）排出的物料，通过泵（4）进入固液分离机（2）分离；
b）固液分离机（2）工作时：固液分离机（2）分离的分离液自分离液输出管（201）、分离液逆流管（202）排出，固料通过第一输送机（5）排出；
c）多个分离装置工作时：上级分离装置的固液分离机（2）分离所得固料，通过第一输送机（5），送至下级分离装置的浸出罐（1）中，再次浸提；下级分离装置的固液分离机（2）分离所得分离液，通过分离液逆流管（202）送至上级分离装置的浸出罐（1）中，再次利用。
10.权利要求1所述的一种用于动植物原料的多级分离装置的用途，其特征在于：在油料提取油脂、中药提取物的提取、香料提取挥发油或食用动植物原料提取浸提油方面的应用。
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