一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置和方法

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，特别是涉及一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置和方法。

背景技术

如何迁移转化污染水体中的重金属，是当今的研究热点和社会需求。酸性黏多糖由于含有大量的硫酸基、羧基等较高的负电荷特性，易吸附带正电荷的重金属离子，且结合能力较强。因此，可应用自然中易获取的酸性黏多糖来去除重金属。然而，尽管大量物质如蓝藻、灵芝等含有酸性多糖，但这些生命体中往往含有大量的蛋白质、脂类等物质，使得酸性黏多糖提取工艺复杂化。且部分藻类如微囊藻含有神经毒素。废水和富营养化水体中自身含有一定量的酸性黏多糖，但此时的酸性多糖已经吸附了水体中原有的阳离子或重金属，吸附量不佳。使用容易获取且自身不带入重金属污染的酸性多糖来用于重金属的去除具有必要性。鉴于溶解性酸性黏多糖与重金属结合，通过阳离子结合形成架桥作用，可进一步生成颗粒态酸性多糖。因此，可通过过滤进一步去除水体中重金属。

然而，目前还没有一套完整的设备能够快速、大量的从湿地植物中提取的酸性黏多糖。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置和方法，用于解决现有技术中没有一套完整的设备能够快速、大量的从湿地植物中提取的酸性黏多糖的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置，包括：植物清洗机构、浸取机构、浓缩萃取机构和烘箱，所述清洗机构包括清洗组件、脱水组件和风干组件，所述清洗组件、所述脱水组件和所述风干组件依次连通；

所述浸取机构包括精切组件、浸取组件和恒温室，植物依次经过所述清洗组件、所述脱水组件、所述风干组件和所述精切组件后进入到所述浸取组件中，所述浸取组件放置在恒温室中；

所述浓缩萃取机构包括减压浓缩组件和萃取组件，通过所述浸取组件获得的溶液过滤后加入到所述减压浓缩组件进行减压浓缩，所述减压浓缩组件和所述萃取组件连通；

所述烘箱用于烘干经过所述萃取组件萃取出的溶液。

可选地，所述清洗组件包括机架、清洗电机、清洗螺杆和清洗筒；所述清洗筒固定安装在所述机架上，所述清洗螺杆和所述清洗筒转动连接，所述清洗螺杆设置在所述清洗筒内部，所述清洗电机和所述清洗螺杆同轴固定连接，所述清洗电机和清洗筒固定连接，所述清洗筒水平布置，所述清洗筒上设置有若干进水口，所述清洗筒上设置有若干出水网孔。

可选地，还包括粗切组件，所述粗切组件包括粗切刀和粗切电机，所述粗切电机和所述机架固定连接，所述粗切刀固定安装在所述粗切电机的输出轴上，所述粗切刀旋转过程经过所述清洗筒上的进料口。

可选地，所述脱水组件包括外箱、筒状筛网、脱水螺杆和脱水电机，所述外箱的内腔构成脱水室，所述外箱的下部设有进料口和排水管，所述外箱的上部设有排料口，所述清洗筒和所述进料口连通，所述筒状筛网固定安装在所述外箱内部，所述进料口和所述排料口均和所述筒状筛网连通，所述脱水螺杆和所述外箱转动连接，所述脱水螺杆设置在所述筒状筛网内部，所述脱水电机和所述脱水螺杆传动连接。

可选地，所述风干组件包括热风机和风干筒，所述风干筒上设有进料口、出料口和进风口，所述排料口和所述进料口连通，所述热风机和所述风干筒的进风口连通，所述风干筒的出料口设置有接料桶。

可选地，所述浸取组件包括浸取罐和温度传感器和恒温室，所述温度传感器用于检测所述浸取罐内部温度变化，所述浸取罐放置在所述恒温室中。

可选地，所述减压浓缩组件包括蒸发罐、搅拌桨、搅拌电机、加热水套、真空泵、加热器、第一水泵；

所述蒸发罐外表面设置有所述加热水套，所述加热水套上设置有进水口和出水口，所述加热器和所述加热水套之间通过进水管和回水管形成循环通路，所述进水管上设置有第一水泵；所述搅拌电机固定安装在所述蒸发罐底部，所述搅拌桨和所述搅拌电机的输出轴固定连接，所述搅拌桨设置在所述蒸发罐内部。

所述蒸发罐上设置有导气管，所述导气管连通气液分离器和冷凝器，所述冷凝器连通接液罐，所述蒸发罐和所述真空泵连通。

可选地，所述进水管包括进水总管和进水支管，所述进水支管和所述蒸发罐连通，若干所述进水支管通过多通接头和所述进水总管连通，所述进水总管和所述加热器连通，所述第一水泵设置在所述进水总管上，所述回水管包括回水总管和回水支管，所述回水支管和所述蒸发罐连通，若干所述回水支管通过多通接头和所述回水总管连通，所述回水总管和所述加热器连通。

可选地，所述萃取组件包括萃取罐、存液罐和摄像头，所述萃取罐和所述蒸发罐通过导液管连通，所述导液管上设有第二水泵，所述萃取罐底部设有出液管，所述出液管上设有电动阀门，所述存液罐的开口和所述出液管对应，所述萃取罐壁面采用透明材质制成，所述存液罐在所述摄像头的拍摄范围内。

一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的方法，包括如下步骤：

将新鲜的湿地植物，放入洗涤组件中清洗，洗涤干净的湿地植物依次进入脱水组件和烘干组件去掉表面的水分，将洗涤干净的所述湿地植物放入到精切组件切割成小段，切割成小段的湿地植物，放入浸取组件中，加入一定比例的纯水浸泡，然后将浸取组件放到恒温室中；将浸取组件中的液体过滤后放入到减压浓缩组件中浓缩，浓缩后的液体倒入所述萃取组件中，向所述萃取组件中加入无水乙醇，放入冰箱中静置一段时间，取出下层清液放入烘箱中烘干。

如上所述，本发明的一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置和方法，至少具有以下

有益效果：

1.所取得的材料简单易得，基于湿地植物浸取液制定得到大量的酸性多糖，可应用于重金属去除领域，效益可观。

2.该方法简单，成本低廉，生态环保，不产生二次衍生污染物。

附图说明

图1显示为本发明中湿地植物浸取液形成酸性黏多糖装置提取酸性黏多糖的流程图；

图2显示为本发明中植物清洗机构立体结构示意图；

图3显示为本发明中植物清洗机构的剖面图；

图4显示为本发明中浓缩萃取机构立体结构示意图；

图5显示为本发明中另一视角的浓缩萃取机构立体结构示意图；

图6显示为本发明中图4中局部A的放大图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

以下各个实施例仅是为了举例说明。各个实施例之间，可以进行组合，其不仅仅限于以下单个实施例展现的内容。

请参阅图1-图6，本发明提供一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置，所述湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的装置和方法包括：植物清洗机构、浸取机构、浓缩萃取机构和烘箱，所述清洗机构包括清洗组件1、脱水组件2和风干组件3，所述清洗组件1、所述脱水组件2和所述风干组件3依次连通；其中，所述清洗组件1用于将湿地植物清洗干净，所述脱水组件2将清洗后所述湿地植物中包裹的水分分离，所述风干组件3用于将经过所述脱水组件2的湿地植物表面残留的水分风干。

所述浸取机构包括精切组件、浸取组件和恒温室，植物依次经过所述清洗组件1、所述脱水组件2、所述风干组件3和所述精切组件后进入到所述浸取组件中，所述浸取组件放置在恒温室中；其中，所述精切组件用于将风干表面水分的湿地植物切割成小段，将切割后的湿地植物放入到所述浸取组件中，然后在所述浸取组件中加入纯水，放入恒温室中，恒温室中温度根据湿地植物的种类不同有所差异，变化范围为20-35℃，浸取时间为20-30天；

所述浓缩萃取机构包括减压浓缩组件和萃取组件5，通过所述浸取组件获得的溶液过滤后加入到所述减压浓缩组件进行减压浓缩，过滤采用0.45微米以下孔径微膜过滤，过滤后得到含有大量溶解性酸性多糖的滤后液，所述减压浓缩组件和所述萃取组件5连通；加压浓缩过程中将过滤液浓缩到原体积的一半，过滤后加入2-4倍于过滤液体积的无水乙醇。于4℃冰箱内沉淀12小时-24小时。

所述烘箱用于烘干经过所述萃取组件5萃取出的溶液，烘干温度控制在60℃以下。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述清洗组件1包括机架101、清洗电机102、清洗螺杆 103和清洗筒104；所述清洗筒104固定安装在所述机架101上，所述清洗螺杆103和所述清洗筒104转动连接，所述清洗螺杆103设置在所述清洗筒104内部，所述清洗电机102和清洗筒104固定连接，所述清洗电机102的输出端和所述清洗螺杆103同轴固定连接，所述清洗螺杆103采用悬挑设计，避免湿地植物缠绕在所述清洗螺杆103的端部连接件上，所述清洗筒104水平布置，所述清洗筒104上设置有若干进水口，在清洗过程中，不停从所述进水口中通入水，清洗筒104上设置有若干出水网孔，清洗后的污水从出水网孔中排出。

本实施例中，请参阅图1-图6，还包括粗切组件，所述粗切组件包括粗切刀和粗切电机，所述粗切电机和所述机架101固定连接，所述粗切刀固定安装在所述粗切电机的输出轴上，所述粗切刀旋转过程经过所述清洗筒104上的进料口。有的湿地植物为藤状，清洗过程中容易缠绕在所述清洗螺杆103上，通过所述粗切组件，将藤状湿地植物切割后在进行清洗，避免其缠绕在所述清洗螺杆103，影响清洗效率。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述脱水组件2包括外箱201、筒状筛网204、脱水螺杆 203和脱水电机202，所述外箱201的内腔构成脱水室，所述外箱201的下部设有进料口和排水管，所述外箱201的上部设有排料口，所述清洗筒104和所述进料口连通，所述筒状筛网204固定安装在所述外箱201内部，所述进料口和所述排料口均和所述筒状筛网204连通，所述脱水螺杆203和所述外箱201转动连接，所述脱水螺杆203设置在所述筒状筛网204内部，所述脱水电机202和所述脱水螺杆203传动连接。所述脱水螺杆203旋转起到提升和脱水作用，在离心力作用下，所述湿地植物中包裹的水分被甩带所述筒状筛网204和外箱201 之间，然后在重力作用进入到所述外箱201底部，从排水管中排出。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述风干组件3包括热风机302和风干筒301，所述风干筒301上设有进料口、出料口和进风口，所述排料口和所述进料口连通，所述热风机302和所述风干筒301的进风口连通，所述风干筒301的出料口设置有接料桶304。所述热风机302产生的热风进入到风干筒301中和从所述排料口出来湿地植物混合，热风将湿地植物表面残留的水分带走，所述排料口固定设置有导风板3011，防止热风从排料口进入。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述浸取组件包括浸取罐和温度传感器，所述温度传感器用于检测所述浸取罐内部温度变化，所述浸取罐放置在所述恒温室中，湿地植物放入所述浸取罐中和纯水混合。通过长时间的浸取，所述湿地植物中的溶解性酸性多糖会溶解到纯水中。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述减压浓缩组件包括蒸发罐401、搅拌桨、搅拌电机 405、加热水套402、真空泵406、加热器403、第一水泵404；所述蒸发罐401外表面设置有所述加热水套402，所述加热水套402上设置有进水口和出水口，所述加热器403和所述加热水套402之间通过进水管408和回水管407形成循环通路，所述进水管408上设置有第一水泵404；所述搅拌电机405固定安装在所述蒸发罐401底部，所述搅拌桨和所述搅拌电机 401的输出轴固定连接，所述搅拌桨设置在所述蒸发罐401内部。所述蒸发罐401上设置有导气管4012，所述导气管4012连通气液分离器和冷凝器，所述冷凝器连通接液罐，所述蒸发罐401和所述真空泵406连通。从所述蒸发罐401的进料口4011中加入过滤后的浸取溶液，封闭进料口4011。启动所述真空泵406，将所述蒸发罐401抽成真空状态，通过所述加热器 403和所述真空泵406向所述加热水套402中水进行循环加热。所述蒸发罐401中液体在负压状态下沸点大幅降低，加热水套402的加热中，所述蒸发罐401中水分被蒸发分离。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述进水管408包括进水总管和进水支管，所述进水支管和所述蒸发罐401连通，若干所述进水支管通过多通接头和所述进水总管连通，所述进水总管和所述加热器403连通，所述第一水泵404设置在所述进水总管上，所述回水管407包括回水总管和回水支管，所述回水支管和所述蒸发罐401连通，若干所述回水支管通过多通接头和所述回水总管连通，所述回水总管和所述加热器403连通。可以实现采用一个加热器403同时给多个蒸发罐401进行循环加热。

本实施例中，请参阅图1-图6，所述萃取组件5包括萃取罐501、存液罐503、摄像头502 和支撑架5013，所述萃取罐501放置在所述支撑架5013上，所述萃取罐501和所述蒸发罐 401通过导液管连通，所述导液管上设有第二水泵504，所述萃取罐501底部设有出液管，所述出液管上设有电动阀门，所述存液罐503的开口和所述出液管对应，所述萃取罐501壁面采用透明材质制成，所述相机固定在所述支撑架5013的调节杆5012上，所述存液罐503在所述摄像头502的拍摄范围内。

减压浓缩后的液体通过第二水泵504抽到所述萃取罐501中，向所述萃取罐501中加入无水乙醇，待其沉淀。所述摄像头502拍摄所述萃取罐501中液体的情况，所述萃取罐501 采用透明材质制成，所述萃取罐501上设置有刻度5011，通过所述刻度5011可以观测到所述萃取罐501中溶液的高度和颜色，将拍摄的照片传到处理器中，通过颜色判断分析出下层溶液的体积，打开出液管上电动阀门，所述下层溶液进入到所述存液罐503中，然后将所述存液罐503中液体进行烘干。

本实施例中，请参阅图1-图6，本发明提供一种湿地植物浸取液形成酸性黏多糖的方法，包括如下步骤：

将新鲜的湿地植物，放入洗涤组件中清洗，洗涤干净的湿地植物依次进入脱水组件2和烘干组件去掉表面的水分，将洗涤干净的所述湿地植物放入到精切组件切割成小段，切割成小段的湿地植物，放入浸取组件中，加入一定比例的纯水浸泡，然后将浸取组件放到恒温室中；将浸取组件中的液体过滤后放入到减压浓缩组件中浓缩，浓缩后的液体倒入所述萃取组件5中，向所述萃取组件5中加入无水乙醇，放入冰箱中静置一段时间，取出下层清液放入烘箱中烘干。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。