一种玉米黄质超生波提取设备及工艺

技术领域

本发明涉及玉米黄质提取技术领域，更具体的说，本发明涉及一种玉米黄质超生波提取设备及工艺。

背景技术

玉米黄质提取的方法有多种，超声波提取法是在直接浸提法的基础上，以超声波为辅助，可以提高玉米黄素的得率，超声辐射的提取过程中，超声场声能量产生超声空化作用，大大加快了内扩散速度，同时对固体颗粒表面进行剥离、凹蚀和粉碎作用，创造了新的活性表面，使传质比表面积增大，从而提高提取速度。

然而，超声波提取法也存在一些弊端，在超声波池内的装有玉米皮与提取剂的盛料盒需要手动取出后对提取剂与玉米皮的分离，这导致提取的时间大大增加，因此，需要一种能够自动化进行的玉米黄质超生波提取设备及工艺来解决问题。

发明内容

本发明旨在于解决现有技术中上述描述的技术问题。

本发明的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

一种玉米黄质超生波提取设备，包括超声波提取设备，超声波提取设备包括有带超声波发生器的超声波池，超声波池右侧按序依次连接有料液收集池、废渣收集池，超声波池的内部安装有能够水平旋转的旋转平台，旋转平台的顶部安装有盛料盒，盛料盒上方贯穿设置有管道，管道的下方外侧设置最少一组侧开口，超声波吃的顶部安装有抽水泵，抽水泵与管道之间连通有抽水管，抽水管一体连接有水平的连接筒二，连接筒二底部与料液收集池的顶部连接有排渣管，排渣管处安装有电动闸阀，连接筒二的顶部连接有单向导流管，单向导流管的另一端与料液收集池的底部连接，并在单向导流管位于料液收集池的尾部连接有潜水泵，连接筒二内部转动连接有网筒，网筒外侧设有进料口，网筒的进料口与抽水管进水一端对应连通，当网筒内的玉米皮收集后，通过网筒旋转，使进料口与排渣管对应，料液收集池内部上方固定有倾斜的固定板，固定板对应排渣管设有圆形开口，料液收集池内部位于固定板的下方活动安装有能够水平移动的倾斜状网板，网板与固定板平行设置的，玉米皮从排渣管对应圆形开口落下后，落入网板上方，料液收集池的上方与废渣收集池连通。

优选的，超声波池的底部设有安装腔，超声波发生器安装与安装腔内，安装腔内还安装有电加热器以及带动旋转平台旋转的电机。

优选的，超声波池的顶部安装有顶盖，顶盖的顶部中心一体安装有固定筒，固定筒的内部安装有能够伸缩的伸缩管结构。

优选的，伸缩管结构包括旋转筒、伸缩筒，旋转筒与伸缩筒插拔伸缩设置，旋转筒的外侧设有第一孔，伸缩筒的外侧设有第二孔，超声波池的外侧安装有曝气机，曝气机与固定筒之间连接有曝气管，旋转筒与伸缩筒伸开时，曝气管与第一孔连通，旋转筒另一侧将固定筒与抽水管的连通处封闭，旋转筒与伸缩筒收缩时，抽水管与第一孔、第二孔连通，固定筒的底部设置有能够跟随伸缩管结构伸缩的管道。

优选的，旋转筒的顶部连接有转轴，通过转轴转动连接在固定筒的内顶部，固定筒外侧有带动转轴旋转的回转气缸，旋转筒内部下端为开口设置，且开口处竖直插入设置有伸缩筒，伸缩筒上下贯通设置的，伸缩筒的下端左、右均连接有滑块，固定筒内部左、右均设有竖直的滑槽，滑块滑动连接在滑槽内，旋转筒的外侧设有倾斜的导向槽，伸缩筒的外侧对应导向槽连接有导向柱，导向柱插入导向槽内。

优选的，管道顶部外侧一体连接有环状凸缘，环状凸缘的直径与固定筒的内径大小一致，管道的顶部与伸缩筒下方连通，管道位于固定筒内部且位于环状凸缘下方缠绕设置有第二弹簧，当伸缩筒伸出旋转筒后，伸缩筒推动导管往下移动，当伸缩筒收缩至旋转筒内部后，导管通过第二弹簧推动环状凸缘往上移动。

优选的，旋转平台的顶部设有伸缩板，伸缩板底部一体连接有伸缩杆，伸缩杆竖直贯穿旋转平台，且伸缩杆位于旋转平台的下方设有限位块，伸缩杆外侧位于旋转平台的上方缠绕有第一弹簧，伸缩板与盛料盒之间通过螺栓固定。

优选的，管道位于盛料盒的顶部外侧一体连接有水平的连接筒一，连接筒一的内部一端通过中心轴转动连接有导轮，导轮的中心轴贯穿至连接筒一外侧连接有飞轮，连接筒一的另一端连接有L状的添料管，添料管上端贯穿至顶盖的顶部外侧，且添料管的顶部开口处铰接有管盖，管盖折叠能够盖合住添料管的顶部开口。

优选的，网板靠近超声波池的一端连接有水平的推杆，且推杆贯穿至超声波池内，飞轮的外端外缘与推杆之间铰接有能够伸缩的联动杆。

一种玉米黄质超生波提取工艺，包括超声波提取设备、离心机、浓缩器、废液收集池、干燥器，步骤如下：

步骤一：称取定量的玉米皮,分别用已配好的一定体积分数的乙醇浸泡1.5小时，而后放入超声波提取设备中进行萃取30分钟，通过超声波池内的电加热器进行加热，将提取液的温度加热至50摄氏度；

步骤二：超声波提取设备萃取完毕后，将提取剂与玉米黄质混合液以及玉米皮进行自动分离，将提取剂与玉米黄质混合液通过抽水泵的排水管排入离心机离心分离；

步骤三：将离心分离出来的上层清液进入浓缩器，下层的提取剂导入废液收集池；

步骤四：将上层清液通过浓缩器减压浓缩，将水分蒸发完全；

步骤五：最后将水分蒸发完全后的粉状物放入干燥器干燥,最后取出产品称量计算收率。

有益效果：

1、这种玉米黄质超生波提取设备设置有网筒，当网筒内的玉米皮收集后，通过回转气缸带动网筒旋转，并且进料口与排渣管对应，关闭抽水泵，然后将电动闸阀打开，网筒内的玉米皮落入料液收集池内网板上，飞轮在跟随导轮旋转的过程中进行旋转，进而带动联动杆往复推动推杆，进而使得网板往固定板的下方靠近，进而挤压网板上的玉米皮，提取剂从玉米皮中挤出落入料液收集池，网板在往固定板靠近的过程中末端进入废渣收集池内，网板往复的过程中玉米皮能够抖入废渣收集池内，通过收料箱进行收集。

2、这种玉米黄质超生波提取设备设置有曝气机，旋转平台带动盛料盒进行旋转，曝气机通过管道的侧开口曝气，进而扰动玉米皮旋转流动，能够更充分的提取玉米黄质，同时，米玉皮不会堵塞侧开口。

附图说明：

图1为本发明的玉米黄质超生波提取工艺流程示意图。

图2为本发明的玉米黄质超生波提取设备剖视示意图。

图3为本发明的图2中A处放大示意图。

图4为本发明的图2中B处放大示意图。

图5为本发明的旋转筒与伸缩筒连接示意图。

图6为本发明的连接筒结构示意图。

图7为本发明的网筒结构示意图。

图8为本发明的连接筒一与网板连接示意图。

图1-8中：超声波提取设备100、离心机200、浓缩器300、废液收集池400、干燥器500、超声波池1、料液收集池2、废渣收集池3、盛料盒4、管道5、侧开口501、环状凸缘502、连接筒一6、曝气机7、曝气管701、抽水泵8、抽水管801、连接筒二9、固定板10、网板11、超声波发生器12、电机13、旋转平台14、收料箱15、顶盖16、伸缩板17、伸缩杆171、第一弹簧172、固定筒18、旋转筒19、导向槽191、第一孔192、伸缩筒20、滑槽21、第二弹簧22、导向柱23、第二孔24、滑块25、转轴26、单向导流管27、排渣管28、网筒29、进料口30、飞盘31、联动杆32、推杆33、添料管34、管盖35、导轮36。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图2-8，一种玉米黄质超生波提取设备，包括超声波提取设备100，超声波提取设备100包括有超声波池1，超声波池1右侧按序依次连接有料液收集池2、废渣收集池3，超声波池1内装有水；

超声波池1的底部设有安装腔，安装腔内安装有超声波发生器12、电加热器，超声波池1的内部通过轴杆转动连接有能够旋转的旋转平台14，安装腔内固定安装有电机13，电机13的输出轴与轴杆固定连接，电机13启动后能够带动旋转平台14旋转，旋转平台14上设置有若干贯穿的圆孔，旋转平台14的顶部通过螺栓固定安装有盛料盒4；

超声波池1的顶部中心设有开口，开口处通过螺栓固定安装有顶盖16，顶盖16的顶部中心一体安装有固定筒18，固定筒18的内部安装有能够伸缩的伸缩管结构，伸缩管结构包括旋转筒19、伸缩筒20，旋转筒19顶部为密封设置，旋转筒19的顶部连接有转轴26，通过转轴26转动连接在固定筒18的内顶部，旋转筒19内部下端为开口设置，且开口处竖直插入设置有伸缩筒20，伸缩筒20上下贯通设置的，伸缩筒20的下端左、右均连接有滑块25，固定筒18内部左、右均设有竖直的滑槽21，滑块25滑动连接在滑槽21内；

旋转筒19的外侧设有第一孔192，伸缩筒20的外侧设有第二孔24，旋转筒19的外侧设有倾斜的导向槽191，伸缩筒20的外侧对应导向槽191连接有导向柱23，导向柱23插入导向槽191内；

转轴26的顶部贯穿至固定筒18的外侧连接有齿轮，在固定筒18的外侧安装回转气缸，回转气缸的输出轴连接驱动齿轮，驱动齿轮与转轴26上的齿轮啮合传动；

本领域技术人员需要理解的是，回转气缸带动转轴26旋转能够带动旋转筒19旋转，进而通过导向槽191驱使导向柱23带动伸缩筒20收缩或者伸出，当伸缩筒20收缩至旋转筒19的内部后，第二孔24与第一孔192对应连通。

如图2、4所示，超声波池1的外侧安装有曝气机7、抽水泵8，曝气机7与固定筒18之间连接有曝气管701，抽水泵8与固定筒18之间连接有抽水管801，旋转筒19与伸缩筒20伸开时，曝气管701与第一孔192连通，旋转筒19与伸缩筒20收缩时，抽水管801与第一孔192、第二孔24连通；

固定筒18的底部竖直贯穿连接有管道5，管道5顶部外侧一体连接有环状凸缘502，环状凸缘502的直径与固定筒18的内径大小一致，管道5的顶部与伸缩筒20下方连通，管道5位于固定筒18内部且位于环状凸缘502下方缠绕设置有第二弹簧22。

管道5下方竖直贯穿至盛料盒4的内部，管道5的下方外侧设置最少一组侧开口501，盛料盒4的顶盖为卡合连接的，可以拆开，便于清理盛料盒4的内部；

当伸缩筒20伸出旋转筒19后，伸缩筒20推动导管5往下移动，当伸缩筒20收缩至旋转筒19内部后，导管5通过第二弹簧22推动环状凸缘502往上移动；

由此，需要理解的是，在曝气过程中，伸缩筒20伸出旋转筒19，曝气管701与第一孔192连通，此时，旋转筒19另一侧将固定筒18与抽水管801的连通处封闭，空气由旋转筒19进入伸缩筒20，最后进入管道5的内部，最终，从管道5的侧开口501曝气，进而扰动玉米皮旋转流动，能够更充分的提取玉米黄质，同时，米玉皮不会堵塞侧开口501。

在通过抽水泵8抽取盛料盒4内部的提取剂与玉米皮时，应当先通过回转气缸带动旋转筒19旋转，进而使得伸缩筒20收缩至旋转筒19内，使得曝气管701与固定筒18连接处封闭，第一孔192与第二孔24与抽水管801连通，抽水泵8启动，将盛料盒4内部的提取剂与玉米均抽入抽水管801，通过抽水泵8的排水管导入离心机200内离心处理。

如图3所示，旋转平台14的顶部设有伸缩板17，伸缩板17底部一体连接有伸缩杆171，伸缩杆171竖直贯穿旋转平台14，且伸缩杆171位于旋转平台14的下方设有限位块，伸缩杆171外侧位于旋转平台14的上方缠绕有第一弹簧172，伸缩板17与盛料盒4之间通过螺栓固定；

需要理解的是，当盛料盒4内部的提取剂液分量足时，盛料盒4整体的质量压在伸缩板17上方，使得伸缩板17推动伸缩杆171往下移动，并将第一弹簧172压缩，当提取剂与玉米皮被抽水泵8抽取后，盛料盒4的整体质量逐渐降低，则通过第一弹簧172的反作用力推动盛料盒4往上移动，因管道5在抽取提取剂时，需要往上移动，导致管道5下方与盛料盒4底部留有一端间距，在盛料盒4内部的提取剂逐渐变少后，盛料盒4质量减轻通过第一弹簧172作用力往上移动，此时管道5下方与盛料盒4的底部逐渐靠近，直至接触，进而能够将盛料盒4内部的提取剂与玉米皮完全导出，防止有遗漏。

如图2、8所示，管道5位于盛料盒4的顶部外侧一体连接有水平的连接筒一6，连接筒一6的内部一端通过中心轴转动连接有导轮36，导轮36的中心轴贯穿至连接筒一6外侧连接有飞轮31，连接筒一6的另一端连接有L状的添料管34，添料管34上端贯穿至顶盖16的顶部外侧，且添料管34的顶部开口处铰接有管盖35，管盖35折叠能够盖合住添料管34的顶部开口，通过添料管34能够将提取剂与玉米皮一同加入盛料盒4的内部。

本领域技术人员需要理解的是，在曝气或者是抽取提取剂的过程中均需要将管盖35盖合添料管35的顶部开口，曝气或是抽取提取剂的过程中均能够带动导轮36旋转，进而带动飞盘31旋转。

如图2、6、7所示，抽水管801位移固定筒18与抽水泵8之间的位置一体连接有水平的连接筒二9，连接筒二9底部与料液收集池2的顶部连接有排渣管28，排渣管28处安装有电动闸阀，用于控制排渣管28的开关，连接筒二9的顶部连接有单向导流管27，单向导流管27的另一端与料液收集池2的底部连接，并在单向导流管27位于料液收集池2的尾部连接有潜水泵，潜水泵启动后能够通过单向导流管27将料液收集池2的提取剂导入连接筒二9内部。

连接筒二9内部前、后端之间通过连接轴转动连接有网筒29，网筒29外侧设有进料口30，连接筒二9的外侧安装有回转气缸，回转气缸的输出轴与网筒29的连接轴连接，通过回转气缸带动网筒29旋转，在抽取提取剂的过程中，网筒29的进料口30与连接固定筒18一端的抽水管801对应连通，玉米皮与提取剂进入网筒29后，将玉米皮拦截，提取剂经过连接抽水泵8一端的抽水管801正常导出；

当网筒29内的玉米皮收集后，通过回转气缸带动网筒29旋转，并且进料口30与排渣管28对应，关闭抽水泵8，然后将电动闸阀打开，网筒29内的玉米皮落入料液收集池2内，在料液收集池2内部上方固定有倾斜的固定板10，固定板10对应排渣管28设有圆形开口，料液收集池2内部位于固定板10的下方活动安装有能够水平移动的倾斜状网板11，网板11与固定板10平行设置的，玉米皮从排渣管28对应圆形开口落下后，落入网板11上方。

需要理解的是，料液收集池2的上方与废渣收集池3连通的，废渣收集池3的外侧为开口设置，废渣收集池3内能够放置有顶部为开口的收料箱15；

网板11靠近超声波池1的一端连接有水平的推杆33，且水平推杆33贯穿至超声波池1内，飞轮31的外端外缘与推杆33之间铰接有联动杆33，联动杆33为两组杆单元插拔连接的，可以根据管道5上下升降伸开或收缩，飞轮31在跟随导轮36旋转的过程中进行旋转，进而带动联动杆31往复推动推杆33，进而使得网板11往固定板10的下方靠近，进而挤压网板11上的玉米皮，提取剂从玉米皮中挤出落入料液收集池2，网板11在往固定板10靠近的过程中末端进入废渣收集池3内，网板11往复的过程中玉米皮能够抖入废渣收集池3内，通过收料箱15进行收集。

需要理解的是，本实施例中，提取剂与玉米皮能够自动抽取后通过网筒进行分离，并通过网板11与固定板10的配合将玉米皮内藏纳的提取剂与玉米黄质混合物挤出，不会造成提取剂与玉米黄质混合物的浪费，将提取后的玉米皮导入收料箱收集，整个过程自动化程度高，效率大大提高。

本实施例中，电加热器能够将超声波池1内的液体加热至50摄氏度，进而保证玉米皮适应的温度进行提取。

本实施例提出一种玉米黄质超生波提取工艺，包括超声波提取设备100、离心机200、浓缩器300、废液收集池400、干燥器500，步骤如下：

步骤一：称取定量的玉米皮,分别用已配好的一定体积分数的乙醇浸泡1.5小时，而后放入超声波提取设备100中进行萃取30分钟，通过超声波池1内的电加热器进行加热，将提取液的温度加热至50摄氏度；

步骤二：超声波提取设备100萃取完毕后，将提取剂与玉米黄质混合液以及玉米皮进行自动分离，将提取剂与玉米黄质混合液通过抽水泵8的排水管排入离心机200离心分离；

步骤三：将离心分离出来的上层清液进入浓缩器3001，下层的提取剂导入废液收集池400；

步骤四：将上层清液通过浓缩器300减压浓缩，将水分蒸发完全；

步骤五：最后将水分蒸发完全后的粉状物放入干燥器500干燥,最后取出产品称量计算收率。

工作原理：

使用时，将提取剂与玉米皮按比例通过添料管34加入管道5内，然后通过管道5进入盛料盒4的内部，如果侧开口501发生堵塞，通过回转气缸带动齿轮旋转，进而带动旋转筒19转动，进而使得伸缩筒伸出，曝气管701与第一孔192连通，启动曝气机7，通过曝气机7进行曝气，进而将侧开口501疏通，然后启动超声波发生器12，进行玉米黄质的提取，同时曝气机7启动，通过管道5对盛料盒4内部进行吹气，使得提取剂与玉米皮翻滚混合，有利于更高效的萃取，萃取完成后，回转气缸带动旋转筒19旋转，进而带动伸缩筒20收缩至旋转筒19的内部，然后使得抽水管801与第一孔192、第二孔24连通，启动抽水泵8，将提取剂、玉米黄质、玉米皮的混合液抽取，进入连接筒二9后，玉米皮留在网筒29内，提取剂、玉米黄质的混合液通过抽水泵8的排水管导入离心机200内进行离心分层分离，玉米皮收集后，将抽水泵8关闭，然后启动回转气缸带动网筒29旋转，进而使得进料口30对准排渣管28，然后打开电动闸阀，使得玉米皮通过圆形开口进入网板11的上方，此时可以通过回转气缸带动伸缩筒20伸出，并打开曝气机，使得导轮36旋转，进而带动飞盘31旋转，进而带动联动杆31往复推动推杆33，进而使得网板11往固定板10的下方靠近，进而挤压网板11上的玉米皮，提取剂从玉米皮中挤出落入料液收集池2，网板11在往固定板10靠近的过程中末端进入废渣收集池3内，网板11往复的过程中玉米皮能够抖入废渣收集池3内，通过收料箱15进行收集。