一种水果香料萃取分离装置

技术领域

本发明涉及萃取技术领域，具体是涉及一种水果香料萃取分离装置。

背景技术

水果香料主要用于食品，例如饮料、糕点、糖果等，也用于日化用品，如香皂、牙膏等方面，水果香料属于溶液萃取，需要借助萃取分离装置进行。

液液萃取是利用溶质在互不相溶或部分互溶的两种液相之间溶解度的差异来实现液体混合物的分离或提纯的过程，将待萃取物料和萃取剂混合，静置，待分层完全后，进行放料，当萃取剂位于下层时，如果采用先排放萃取剂的方式获取待萃取物料，这样一来，上层萃取物料会随着下层萃取剂的流出而下降，并与萃取分离容器内壁附着的萃取剂混合，就会导致萃取物料的纯度不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水果香料萃取分离装置，旨在解决当使用现有的一种水果香料萃取分离装置存在萃取物料纯度不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种水果香料萃取分离装置，包括塔体和固定架，所述塔体安装在固定架上，所述塔体上方连接有混合液进管，下方连接有萃取剂出管，所述固定架上还安装有视觉监测系统、收集罐、抽真空组件和高度调节组件，所述收集罐底部安装有激光传感器；

所述视觉监测系统通过拍摄待萃取物料和萃取剂照片的方式达到得出待萃取物料体积和液面位置的目的；

所述高度调节组件包括待萃取物料抽取管、第二齿条板和第二驱动齿轮，所述第二驱动齿轮通过第二齿条板连接待萃取物料抽取管，用于带动待萃取物料抽取管做直线运动，所述待萃取物料抽取管的两端分别与塔体和收集罐连通，所述视觉监测系统拍摄到所述待萃取物料抽取管的进液口与待萃取物料液面平齐时，所述第二驱动齿轮停止；

所述抽真空组件包括活塞、第一齿条板和第一驱动齿轮，所述活塞贴合连接在收集罐内壁，所述活塞下方通过第一齿条板连接第一驱动齿轮。

作为本发明的进一步方案，所述收集罐的横截面小于所述塔体的横截面时，所述待萃取物料抽取管的下降速度小于所述活塞的下降速度。

作为本发明的进一步方案，所述视觉监测系统包括CCD相机组件、移动部和导轨，所述导轨固定连接在固定架表面，所述CCD相机组件安装在移动部表面，所述移动部滑动连接在导轨内。

作为本发明的进一步方案，所述收集罐上方设置有待萃取物料进管和待萃取物料出管，所述待萃取物料进管和待萃取物料出管内均设置有单向阀，所述待萃取物料抽取管远离塔体的一端通过柔性管连接待萃取物料进管。

作为本发明的进一步方案，所述塔体顶部嵌入有密封套，所述待萃取物料抽取管活动套设于密封套内，所述待萃取物料抽取管表面固定套设有固定套，所述固定套安装在第二齿条板上方，所述待萃取物料抽取管内设置有截止阀。

作为本发明的进一步方案，所述第一驱动齿轮与第一驱动马达连接，所述第二驱动齿轮与第二驱动马达连接，所述第一驱动马达和第二驱动马达均安装在固定架表面，所述第一齿条板和第二齿条板均与固定架表面滑动连接。

作为本发明的进一步方案，所述活塞下方通过滑杆连接第一齿条板，所述活塞下方嵌入有激光反射件。

本发明的有益效果是：利用视觉监测系统、收集罐、抽真空组件和高度调节组件之间的相互配合，能够使待萃取物料抽取管的进液口与待萃取物料液面始终保持齐平，一方面有效解决了传统的萃取方式存在的待萃取物料与萃取剂容易在塔体内壁混合的问题，另一方面能够在待萃取物料抽取管的进口到达分层面时自动停止萃取，防止出现吸收下层的萃取剂，具备萃取纯度高和萃取效果好的优点。

附图说明

图1为本发明实施例一种水果香料萃取分离装置的结构示意图。

图2为本发明实施例中塔体、视觉监测系统和固定架的结构示意图。

图3为本发明实施例中收集罐的结构示意图。

图4为本发明实施例中抽真空组件的结构示意图。

图5为本发明实施例中抽真空组件的立体图。

图6为本发明实施例中高度调节组件的结构示意图。

图7为本发明图1中a的局部放大图。

图8为本发明实施例中收集罐、抽真空组件和高度调节组件的连接示意图。

附图标记：1-塔体、11-混合液进管、12-萃取剂出管、13-密封套、2-视觉监测系统、21-CCD相机组件、22-移动部、23-导轨、3-收集罐、31-待萃取物料进管、32-待萃取物料出管、33-激光传感器、4-抽真空组件、41-活塞、42-滑杆、43-第一齿条板、44-第一驱动齿轮、45-激光反射件、5-高度调节组件、51-待萃取物料抽取管、52-第二齿条板、53-第二驱动齿轮、54-固定套、55-柔性管、56-截止阀、6-固定架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

请参阅图1至图8，本发明实施例提供的一种水果香料萃取分离装置，包括塔体1和固定架6，所述塔体1安装在固定架6上，所述塔体1上方连接有混合液进管11，下方连接有萃取剂出管12，待萃取物料（水果香料）和萃取剂的混合液通过混合液进管11进入塔体1内，塔体1的材质为透明玻璃，所述固定架6上还安装有视觉监测系统2、收集罐3、抽真空组件4和高度调节组件5，所述收集罐3底部安装有激光传感器33；

所述视觉监测系统2通过拍摄待萃取物料和萃取剂照片的方式达到得出待萃取物料体积和液面位置的目的；

所述高度调节组件5包括待萃取物料抽取管51、第二齿条板52和第二驱动齿轮53，所述第二驱动齿轮53通过第二齿条板52连接待萃取物料抽取管51，用于带动待萃取物料抽取管51做直线运动，所述待萃取物料抽取管51的两端分别与塔体1和收集罐3连通，所述视觉监测系统2拍摄到所述待萃取物料抽取管51的进液口与待萃取物料液面平齐时，所述第二驱动齿轮53停止；

所述抽真空组件4包括活塞41、第一齿条板43和第一驱动齿轮44，所述活塞41贴合连接在收集罐3内壁，所述活塞41下方通过第一齿条板43连接第一驱动齿轮44。

进一步的，所述收集罐3的横截面小于所述塔体1的横截面时，所述待萃取物料抽取管51的下降速度小于所述活塞41的下降速度。

进一步的，第一驱动齿轮44与第一驱动马达连接，所述第二驱动齿轮53与第二驱动马达连接，所述第一驱动马达和第二驱动马达均安装在固定架6表面，所述第一齿条板43和第二齿条板52均与固定架6表面滑动连接。

进一步的，所述活塞41下方通过滑杆42连接第一齿条板43，所述活塞41下方嵌入有激光反射件45。

在本发明实施例中，本发明中，收集罐3的外形为圆柱形壳体，第一驱动马达和第二驱动马达的型号等参数一致，具体型号不做限制，第一齿条板43和第二齿条板52中的齿槽尺寸参数一致，活塞41的材质不做限制，激光反射件45选用反射角度较小的反射镜，从而使反射的激光尽可能的被激光传感器33接收，被激光传感器33用于测量活塞41下降或上升的距离。

请参阅图1至图7，本发明的一个实施例中，所述视觉监测系统2包括CCD相机组件21、移动部22和导轨23，所述导轨23固定连接在固定架6表面，所述CCD相机组件21安装在移动部22表面，所述移动部22滑动连接在导轨23内。

在本发明实施例中，视觉监测系统2利用CCD相机组件21检测液面位置的原理在现有技术中的应用已经比较普遍，此处不再进行赘述，移动部22包括移动座，导轨23内设置有伸缩气缸，移动座与伸缩气缸连接，用于调节CCD相机组件21的高度。

请参阅图1至图6，本发明的一个实施例中，所述收集罐3上方设置有待萃取物料进管31和待萃取物料出管32，所述待萃取物料进管31和待萃取物料出管32内均设置有单向阀，所述待萃取物料抽取管51远离塔体1的一端通过柔性管55连接待萃取物料进管31。

进一步的，所述塔体1顶部嵌入有密封套13，所述待萃取物料抽取管51活动套设于密封套13内，所述待萃取物料抽取管51表面固定套设有固定套54，所述固定套54安装在第二齿条板52上方，所述待萃取物料抽取管51内设置有截止阀56。

在本发明实施例中，待萃取物料进管31内的单向阀只允许待萃取物料单向进入收集罐3内，待萃取物料出管32内的单向阀只允许收集罐3内的待萃取物料单向排出，待萃取物料抽取管51、混合液进管11和萃取剂出管12均设置有截止阀56，当上层的待萃取物料萃取完成后，再打开萃取剂出管12上的截止阀56，将萃取剂排出。

本发明工作原理：混合液在塔体1内静置分层后，待萃取物料（水果香料）位于萃取剂上方，在萃取之前，首先确定待萃取物料的液面位置和体积，步骤如下：CCD相机组件21对内部分层的容易拍照后，将照片上传至计算机系统，计算机系统能够自动确定待萃取物料与萃取剂之间的分层和待萃取物料的液位高度，当塔体1的横截面确定后，进而能够确定待萃取物料的体积。

然后，还需要将待萃取物料抽取管51的进液口与待萃取物料液面平齐，步骤如下：通过第二驱动马达带动第二驱动齿轮53旋转，第二驱动齿轮53通过第二齿条板52带动待萃取物料抽取管51朝着靠近待萃取物料液面的位置移动，当CCD相机组件21拍摄到待萃取物料抽取管51的进液口与待萃取物料液面平齐时，计算机系统自动关闭第二驱动马达，从而确定待萃取物料抽取管51的高度，此时待萃取物料抽取管51与分层面之间的距离与待萃取物料的液位高度一致。

接着，打开待萃取物料抽取管51上的截止阀56，启动第一驱动马达带动第一驱动齿轮44旋转，第一驱动齿轮44通过第一齿条板43和滑杆42带动活塞41下降的方式对收集罐3、待萃取物料抽取管51和柔性管55抽真空，塔体1内的待萃取物料在负压的作用下通过待萃取物料抽取管51和柔性管55进入收集罐3内，与此同时，第二驱动马达通过第二驱动齿轮53和第二齿条板52带动待萃取物料抽取管51跟随待萃取物料的液面同步下降，CCD相机组件21持续对待萃取物料抽取管51和待萃取物料的液面进行拍摄，当待萃取物料抽取管51的进口到达分层面时，计算机系统关闭第二驱动马达和截止阀56，而第一驱动马达继续通过第一驱动齿轮44和第一齿条板43带动活塞41下降，目的是将残留在待萃取物料抽取管51和柔性管55内的待萃取物料吸入收集罐3内。

待萃取物料抽取管51与待萃取物料的液面同步下降的工作原理如下：已知塔体1的横截面C1和收集罐3的横截面C2时，通过视觉监测系统2计算得出的待萃取物料的液面高度h1,待萃取物料的体积是V1,V1=C1*h1，假设单位时间内被收集的萃取物料体积V2，单位时间内被收集的待萃取物料液面高度h1’，V2=C1*h1’；

已知收集罐3高度H，活塞41厚度t，活塞41移动速度v1，萃取时间△T,活塞41下方与收集罐3之间的高度h2=v1*△T,活塞41上方与收集罐3之间的高度h3=H-h2=H-v1*△T，单位时间内被收集的萃取物料体积V2=C2*h3=C2*（H-h2）=C2*（H-v1*△T）；

由以上可知，C1*h1’=C2*（H-v1*△T），h1’=C2*（H-v1*△T）/C1，h1’即可表示待萃取物料抽取管51的下降速度，也就是说当待萃取物料抽取管51的下降速度与活塞41移动速度v1成反比，与塔体1的横截面C1成反比，而本发明中塔体1的横截面C1不变，第一驱动马达和第二驱动马达的型号等参数一致时，如果第一齿条板43和第二齿条板52的尺寸等参数一致时，第一驱动齿轮44的直径D1和第二驱动齿轮53的直径D2的比例关系如下：当收集罐3的横截面C2小于塔体1的横截面C1时，第一驱动齿轮44的直径D1大于第二驱动齿轮53的直径D2，具体比例关系，此处不再进行详细阐述，实际使用时，需要将以上参数输入计算机系统中，利用计算机自身的运行程序进行自动控制，能够有效提高萃取的工作效率和萃取精度。

对于本领域技术人员而言，虽然说明了本发明的几个实施方式以及实施例，但这些实施方式以及实施例是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等效的范围内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。