一种石斛有效成分的高纯度提取装置及提取工艺

技术领域

本发明属于成分提取设备技术领域，具体是一种石斛有效成分的高纯度提取装置及提取工艺。

背景技术

石斛，又名仙斛兰韵、不死草、还魂草、紫萦仙株、吊兰、林兰、禁生等，茎直立，肉质状肥厚，稍扁的圆柱形，长10～60厘米，粗达1.3厘米，药用植物，性味甘淡微咸，寒，归胃、肾，肺经。益胃生津，滋阴清热，用于阴伤津亏，口干烦渴，食少干呕，病后虚热，目暗不明，石斛花姿优雅，玲珑可爱，花色鲜艳，气味芳香，被喻为“四大观赏洋花”之一。

石斛的内部具有很多有效成分，需要通过设备对其进行提取，现有技术已经有很完善的提纯方法，但是在原料的利用率上存在缺陷导致很多原料内的有效成分并未被提取就被舍弃掉了，由此针对原料的处理设计了一种石斛有效成分的高纯度提取装置。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种石斛有效成分的高纯度提取装置，具有原料利用率高，成分提取容易的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石斛有效成分的高纯度提取装置，包括底板，所述底板的表面固定安装有提纯结构，所述提纯结构通过第一管道与安装框相通，所述安装框上固定安装有投料框，所述投料框的内部固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端通过连接杆固定安装有刀盘，所述安装框的内侧壁固定安装有分隔板，所述分隔板的底部固定安装有布袋，所述安装框的内部设置有压榨机构，所述压榨机构包括第三驱动电机和电动推杆，所述第三驱动电机的输出端均固定安装有丝杆，所述丝杆之间活动安装有内部设有空腔的挤压板；所述提纯结构包括箱体，所述箱体的内侧壁固定安装有加热管，所述箱体固定安装有出料接口，所述出料接口处连接有冷却管，所述冷却管经挤压板上开设的进管口进入挤压板内部，所述冷却管在挤压板内部空腔经一定方式排布后从挤压板上开设的出管口穿出与位于箱体侧壁盛放框内的收集瓶瓶口连接；所述箱体内侧壁加热管加热使得箱体内部的液体汽化，蒸汽经出料接口进入冷却管，所述冷却管内的蒸汽与冷却管外部发生热交换，与挤压板接触的布袋温度升高。

作为本发明的一种优选技术方案，所述布袋的外部固定安装有导流环，所述导流环的下表面固定安装有若干喷头，所述分隔板的表面固定安装有橡胶环，所述安装框的底部固定安装有若干超声波发生器，所述超声波发生器的工作部分延伸进安装框的内部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电动推杆的一端固定安装有挡板，所述挡板的表面均固定安装有导流箱，所述导流箱的侧壁均固定安装有导流管。

作为本发明的一种优选技术方案，所述箱体侧壁固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端固定安装有搅拌杆，所述箱体的顶部右端固定安装有屏蔽框，所述屏蔽框的内顶部固定安装有磁控管，所述屏蔽框的底部固定安装有导波管，所述屏蔽框的下方活动安装有风扇，所述箱体的内顶部固定安装有温度传感器，所述箱体的底部固定安装有第二管道，所述第二管道的表面设置有第二控制阀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导流环为内部空心的环管结构，所述喷头呈圆形整列固定安装在导流环的下表面，所述导流环的侧壁固定安装有进水接口，所述进水接口延伸出安装框外部，所述布袋呈圆柱形状，所述橡胶环的内直径和布袋的外直径相同。

作为本发明的一种优选技术方案，所述挤压板由外环板和内顶板组成，所述外环板与内顶板之间通过若干支撑板固定安装，所述内顶板的高度大于外环板的高度。

作为本发明的一种优选技术方案，所述挡板通过滑轨活动安装在分隔板的表面，所述挡板与分隔板之间的间距小于橡胶环的厚度，两个所述导流箱的下表面均开设有通孔，所述导流管延伸出安装框的外部。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冷却管在挤压板内部空腔的排布方式为S形排布。

作为本发明的一种优选技术方案，所述出料接口位于箱体顶部，所述第一管道的表面设置有第一控制阀，所述第三驱动电机和电动推杆均设置有两个。

基于所述的提取装置本发明提供一种灵芝多糖的提取工艺，包括以下步骤：

S1：将两个导流管、进水接口与水管固定连接；

S2：将石斛原料放入投料框，启动第一驱动电机，对原料进行破碎，存储到布袋中；

S3：启动电动推杆，令挡板紧密接触；

S4：启动第三驱动电机，令丝杆转动带动挤压板移动，对布袋进行挤压；

S5：对导流管通水，对布袋内破碎后的原料进行浸泡，并利用超声波发生器对细胞进行破碎，得到原液；

S6：重复步骤S4和步骤S5；

S7：开启第一控制阀，原液由安装框流入箱体；

S8：启动加热管，对原液进行蒸馏，启动第二驱动电机对原液进行搅拌，利用磁控管对细胞进行微波破碎，利用温度传感器对蒸馏温度进行监控；

S9：蒸馏出的有效成分经冷凝管冷凝液化后流入收集瓶内，得到高纯度的石斛有效成分提取液。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过控制超声波发生器和磁控管工作对植物细胞进行破碎，提高有效成分的施放率，控制提纯结构工作，控制第二驱动电机工作带动搅拌杆转动对原液进行搅拌，配合加热管工作加热液体，磁控管工作，对原液表层植物细胞进行破碎，进一步提高有效成分的施放，方便对有效成分进行提取，利用蒸馏分离出有效成分，极大的提高了有效成分的提取。

2、本发明通过控制压榨结构对原料进行压榨，提高原料的利用率，控制两个第三驱动电机工作带动挤压板上下移动，对布袋内的原料进行反复压榨，控制两个电动推杆工作带动挡板移动接触，挡板移动过程中挤压橡胶环发生形变，形成密封空间防止原液泄露，配合挤压板下移，为原料表面浇水，提高原液的析出，通过反复压榨，最大化利用原料。

3、本发明通过冷却管、挤压板、第三驱动电机和丝杆之间的相互作用，使得蒸馏出的蒸汽与外部进行热交换实现冷凝，另一方面，在于外界进行热交换的同时对布袋进行升温，提高了石斛原料中有效成分的浸出率。

附图说明

图1为本发明安装框内部结构示意图；

图2为本发明安装框内部结构主视图；

图3为本发明整体结构主视图；

图4为本发明安装框结构示意图；

图5为本发明压榨机构结构示意图；

图6为本发明屏蔽框截面示意图；

图7为本发明挤压板剖面图。

图中：1、底板；2、提纯结构；201、箱体；202、第二驱动电机；203、屏蔽框；204、磁控管；205、导波管；206、风扇；207、出料接口；208、冷却管；3、安装框；4、超声波发生器；5、投料框；6、第一驱动电机；7、压榨机构；701、第三驱动电机；702、电动推杆；703、丝杆；704、挤压板；705、挡板；706、导流箱；707、导流管；8、分隔板；9、布袋；10、导流环；11、喷头；12、橡胶环。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图7所示，本发明提供一种石斛有效成分的高纯度提取装置，包括底板1，底板1的表面固定安装有提纯结构2，提纯结构2的上方固定安装有安装框3，安装框3的底部固定安装有六个超声波发生器4，超声波发生器4的工作部分延伸进安装框3的内部，如图一所示，超声波发生器4并未与除安装框3以外结构发生接触，通过控制超声波发生器4工作对植物细胞进行物理破碎，提高有效成分的释放。

其中，安装框3的顶部中端固定安装有投料框5，投料框5的内部固定安装有第一驱动电机6，第一驱动电机6的输出端通过连接杆固定安装有刀盘，通过控制第一驱动电机6工作带动刀盘转动对石斛原料进行破碎，方便后续压榨机构7对原料进行压榨，安装框3的内部设置有压榨机构7，安装框3的内侧壁固定安装有分隔板8，分隔板8的底部固定安装有布袋9，布袋9的外部固定安装有导流环10，导流环10的下表面固定安装有十二个喷头11，分隔板8的表面固定安装有橡胶环12。

其中，压榨机构7包括两个第三驱动电机701和两个电动推杆702，两个第三驱动电机701的输出端均固定安装有丝杆703，两个丝杆703之间活动安装有挤压板704，两个电动推杆702的一端均固定安装有挡板705，两个挡板705的表面均固定安装有导流箱706，两个导流箱706的侧壁均固定安装有导流管707，通过控制两个第三驱动电机701工作带动两个丝杆703同步转动，从而带动挤压板704上下移动对布袋9内的原料进行压榨，通过控制两个电动推杆702工作，两个挡板705相对移动，并挤压橡胶环12形成密封空间，防止压榨时原液泄露，并配合挤压板704下移为导流管707通水，使水流浇在原料的表面，使原料原液析出更加容易，反复控制挤压板704上下移动，对原料进行反复压榨，使原料的利用率提高到最大。

其中，提纯结构2包括箱体201，箱体201的左右侧壁对称固定安装有两个第二驱动电机202，两个第二驱动电机202的输出端均固定安装有搅拌杆，箱体201的内侧壁固定安装有加热管，箱体201的顶部右端固定安装有屏蔽框203，屏蔽框203的内顶部固定安装有磁控管204，屏蔽框203的底部固定安装有导波管205，屏蔽框203的下方活动安装有风扇206，箱体201的顶部左端固定安装有出料接口207，箱体201的内顶部固定安装有温度传感器，箱体201的底部固定安装有第二管道，第二管道的表面设置有第二控制阀，利用搅拌杆和加热管加热原液进行蒸馏处理，通过控制磁控管204发出微波破碎原液表面的植物细胞，进一步提高有效成分的释放，由于有效成分内包含多糖等成分，需要控制蒸馏温度，防止多糖分解，设置温度传感器进行实时监控。

其中，导流环10为内部空心的环管结构，十二个喷头11呈圆形整列固定安装在导流环10的下表面，通过喷头11喷水对安装框3的内侧壁进行清洗，导流环10的侧壁固定安装有进水接口，进水接口延伸出安装框3外部，布袋9呈圆柱形状，橡胶环12的内直径和布袋9的外直径相同，安装框3与箱体201之间固定安装有第一管道，第一管道的表面设置有第一控制阀。

其中，挤压板704由外环板和内顶板组成，外环板与内顶板之间通过六个支撑板固定安装，内顶板的高度大于外环板的高度，挤压板704进行压榨时，为了防止原料较少时无法很好压榨原料，将内顶板的高度提高，实现更好压榨原料。

其中，一对挡板705通过一对滑轨活动安装在分隔板8的表面，挡板705与分隔板8之间的间距小于橡胶环12的厚度，两个导流箱706的下表面均开设有通孔，类似于多孔板，一对导流管707延伸出安装框3的外部，通过设置橡胶环12实现挡板705和分隔板8之间的密封，防止挤压时原液泄露，导致原料利用率降低。

其中，提取工艺包括以下步骤：

S1：将两个导流管707、进水接口与水管固定连接；

S2：将石斛原料放入投料框5，启动第一驱动电机6，对原料进行破碎，存储到布袋9中；

S3：启动电动推杆702，令挡板705紧密接触；

S4：启动第三驱动电机701，令丝杆703转动带动挤压板704移动，对布袋9进行挤压；

S5：对导流管707通水，对布袋9内破碎后的原料进行浸泡，并利用超声波发生器4对细胞进行破碎，得到原液；

S6：重复步骤S4和步骤S5；

S7：开启第一控制阀，原液由安装框3流入箱体201；

S8：启动加热管，对原液进行蒸馏，启动第二驱动电机202对原液进行搅拌，利用磁控管204对细胞进行微波破碎，利用温度传感器对蒸馏温度进行监控；

S9：蒸馏出的有效成分经冷凝管冷凝液化后流入收集瓶内，得到高纯度的石斛有效成分提取液。

工作前，将两个导流管707、进水接口与水管固定连接，将出料接口207与冷凝管固定连接，并将收集瓶放置在箱体201侧壁的盛放框内，收集有效成分，为冷凝管的两端接通水流，冷却有效成分并导入收集瓶内。

使用时，将石斛原料放入投料框5内，通过控制器第一驱动电机6工作带动刀盘转动，对原料进行破碎，破碎的原料掉落进入布袋9内，破碎适量的原料，通过控制两个电动推杆702伸长带动两个挡板705移动到接触为止，由于橡胶环12的厚度大于挡板705与分隔板8之间的间隙，挡板705移动挤压橡胶环12发生形变，消除挡板705与分隔板8之间的间隙，形成密封空间，通过控制两个第三驱动电机701工作带动两个丝杆703同步转动，两个丝杆703转动带动挤压板704上下移动，挤压板704对布袋9进行反复挤压，过程如下，挤压板704上移挤压布袋9，将布袋9内的原料固体杂质与原液分离，挤压板704下移，两个导流管707通水，水流穿过导流箱706下方开设的细小通孔浇在原料表面，辅助原料内的多糖析出，再次控制挤压板704上移进行挤压，反复这个过程，最大程度的提取原料内的有效成分，分离出来的原液在安装框3的内底部沉积，通过控制六个超声波发生器4工作对原液内的植物细胞进行破碎，释放出更多的有效成分，一段时间后，打开第一控制阀，原液从安装框3流入箱体201，控制加热管工作加热原液，控制两个第二驱动电机202工作带动两个搅拌杆对原液进行搅拌，通过控制磁控管204工作施放微波，对箱体201内部表层原液内植物细胞进行微波破碎，进一步提高有效成分的施放，通过蒸馏的方式不断在原液中提取有效成分，由于有效成分内包含多糖等物质，需要控制蒸馏温度，防止多糖等物质分解，利用温度传感器进行实时监控，最终有效成分通过冷凝管冷凝液化，在收集瓶内聚集。

将两个导流管707、进水接口与水管固定连接，将出料接口207与冷凝管固定连接，并将收集瓶放置在箱体201侧壁的盛放框内，收集有效成分，为冷凝管的两端接通水流，冷却有效成分并导入收集瓶内。

实施例2

对实施例1工作过程的进一步分析发现，在蒸馏时，有效成分在冷凝管液化时，需要在冷凝管两端接通水流对冷凝管内的蒸汽进行冷凝，需要另外接通水源，一方面使得操作复杂化，另一方面需要耗费一定的水资源，为了使操作更加简便，同时节省水资源，申请人在实施例1的基础上将挤压板704内部设为空腔，并在挤压板704下表面开设有进管口和出管口，将冷凝管更换为冷却管208，具体的，出料接口207处连接有冷却管208，令冷却管208经挤压板704上的进管口进入挤压板704的内部，冷却管208在挤压板704内部呈蛇形排布后从挤压板704的出管口处穿出，与位于箱体201侧壁盛放框内的收集瓶瓶口连接。

箱体201的内侧壁固定安装有加热管，当加热管工作时，箱体201内侧壁加热管加热使得箱体201内部的液体汽化，蒸汽经出料接口207进入冷却管208，冷却管208内的蒸汽与冷却管外部发生热交换，启动第三驱动电机701带动挤压板704上移，挤压板704与布袋9接触，与挤压板704接触的布袋9温度升高，布袋9内的原料被加热，进一步提高了原料中有效成分的浸出率。

具体工作时，首先，将两个导流管707、进水接口与水管固定连接，然后将石斛原料放入投料框5内，通过控制器第一驱动电机6工作带动刀盘转动，对原料进行破碎，破碎的原料掉落进入布袋9内，破碎适量的原料，控制电动推杆702伸长带动两个挡板705移动，当两个挡板705接触时，在橡胶环12的存在下，挡板705与分隔板8之间紧密接触，形成密闭空间。

启动第三驱动电机701，使得两个丝杆703带动挤压板704上下移动，挤压板704对布袋9进行反复挤压，布袋9内的原料固体与原液分离，挤压板704下移，两个导流管707通水，水流穿过导流箱706下方开设的细小通孔浇在原料表面，辅助原料内的多糖析出，再次控制挤压板704上移进行挤压，反复这个过程，最大程度的提取原料内的有效成分，同时启动超声波发生器4对原液内的植物细胞进行破碎，使其释放出更多的有效成分，一段时间后，打开第一控制阀，令原液流入箱体201内，关闭第一控制阀，原液进入箱体201内后，控制加热管工作对原液进行加热，通过蒸馏的方式对原液中的有效成分进行提取，同时启动第二驱动电机202使得输出端固定安装的搅拌杆对原液进行搅拌，启动磁控管204对原液内的植物细胞进行微波破碎，在加热的过程中，原液中的有效成分以蒸汽的形式挥发出来，带有有效成分的蒸汽经箱体201顶部的出料接口207进入冷却管208内部，带有有效成分的蒸汽沿冷却管208内部移动，与冷却管208外部发生热交换，在移动的过程中，含有有效成分的蒸汽被逐渐冷凝成液体，由于冷却管208部分管路位于挤压板704内腔，当有蒸汽经过时，蒸汽与冷却管208外部发生热交换，挤压板704表面温度升高，在箱体201内进行蒸馏提纯的同时，控制第三驱动电机701启动，使得丝杆703转动带动挤压板704继续上下移动，使得挤压板704对布袋9进行反复挤压，由于在挤压过程中蒸馏同步进行，所以当挤压板704上升对布袋9进行挤压时，由于蒸汽与冷却管208外部发生热交换，挤压板704表面温度升高，通过热量的传递，与挤压板704接触的布袋9的温度升高，布袋9内装有已被破碎了的石斛原料，当温度升高时，石斛原料中的有效成分的浸出率增加，提高了原料内的有效成分利用率。

另一方面，在热交换作用下处于较高温度的挤压板704与布袋9接触时，布袋9内的温度较低，当挤压板704与布袋9时接触时，挤压板704对布袋9进行加热，反过来布袋9的存在将降低挤压板704的温度，挤压板704温度降低将提高挤压板704内部冷却管内蒸汽的冷却效率，加快了有效成分的提取，另外在挤压过程中，挤压板704在第三驱动电机701的带动下上下移动，在上下移动的过程中将有助于已经冷凝成液体的有效成分的流出。

冷却管208的使用，一方面使得蒸馏出的蒸汽通过与外部热交换实现了冷凝，另一方面，在与外界进行热交换时，对布袋9进行升温，提高了石斛原料中有效成分的浸出率，同时布袋9反过来作用于挤压板704，对挤压板704进行降温，提高了蒸汽的冷却效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。