超声波萃取系统及其设备技术方案

本发明专利技术提供一种超声波萃取系统及其设备，该系统包括原料破碎段、超声波萃取段及萃取过滤段，其中，该超声波萃取段的设备包括原料预热罐及超声波萃取模块，该原料预热罐的罐本体在周侧及底部包覆控温外套筒，通过控制器控制输入或输出冷却水供水、冷却水回水或加热蒸汽至该控温外套筒内部的调温空间，达到对原料预热罐内部的物料进行温度控制之目的，以实现预加热或恒温萃取等程序。此外，该超声波萃取模块包括配合萃取液流速设置的至少一超声波萃取器，以依照不同原料制程，进行快速拆装，确保超声波萃取制程的萃取效率。超声波萃取制程的萃取效率。超声波萃取制程的萃取效率。

【技术实现步骤摘要】
超声波萃取系统及其设备


[0001]本专利技术有关于超声波萃取技术，特别是指具有温度控制程序的超声波萃取系统及其设备。

技术介绍

[0002]超声波萃取是利用超声波在液体中压力的变化所产生的无数微小真空泡，当气泡破裂时所产生的强大能量，以加速溶剂与萃取物的接触速度的方法，此种方法主要的特点是能迅速且均匀混合萃取物与溶剂，在天然物有效成分萃取中，将欲萃取之成分从基质带到溶剂，且不破坏萃取物结构，因此，近年来被广泛应用于食品之加工及储存。
[0003]值得注意的是，在超声波萃取设备中，会利用变幅杆将超声波产生器产生的超声波传入萃取槽中的原料与介质混合物，但超声波传递时强度会从变幅杆沿着介质向外衰减，使得原料颗粒无法被均匀粉碎，所以若仅通过单一个萃取槽来进行超声波萃取，萃取效果可能会较为不佳，因此为了解决上述问题，在一些超声波萃取设备中会使用多槽串联的方式，即让原料依序通过多个串连的萃取槽，使得原料能够被均匀粉碎以达到较佳的萃取效果。如专利号TW M597679U的「低温植物萃取设备」以及专利号TW M581002「多槽串连式超声波防高温萃取结构」分别公开了多槽串联进行超声波萃取的设备。
[0004]另外，超声波萃取的另一个缺点为会产生高温，而有可能对欲萃取的有效成份产生热破坏，因此以往可能会在萃取槽旁安装热交换器等散热设备来控制温度，但这种方式只能冷却到散热设备旁的原料，冷却效果较为区域性，远离于散热设备的原料仍可能受到高温破坏，因此防高温效果较为不佳。对此，前述专利文献(专利号TW M597679U、专利号TW M581002)中，皆公开了在多槽串联超声波萃取缸的外部设置冷却单元，通过将超声波萃取缸浸该冷却单元的冷却槽中，以利用冷却水实现降温效果。
[0005]然而，超声波萃取器的安装数量需要根据萃取液流速进行调整，而不同原料的超声波萃取制程所产生的萃取液流速并不相同，因此，前述专利文献提出超声波萃取设备反倒受到冷却单元的限制，造成串联的超声波萃取器难以拆装。再者，不同的原料对于萃取温度的需求不同，但前述专利文献提出的技术方案只能实现超声波萃取器的降温，无法达到恒温萃取，也无法对原料进行预热。
[0006]有鉴于前述问题，已有的超声波萃取系统在温控方面尚有待进一步改善。

技术实现思路

[0007]为克服上述技术问题，本专利技术之目的在于提供一种超声波萃取系统及其设备，该系统包括原料破碎段、超声波萃取段及萃取过滤段，其中，该超声波萃取段的设备包括原料预热罐及超声波萃取模块，该原料预热罐的罐本体在周侧及底部包覆控温外套筒，通过控制器控制输入或输出冷却水供水、冷却水回水或加热蒸汽至该控温外套筒内部的调温空间，达到对原料预热罐内部的物料进行温度控制之目的，以实现预加热或恒温萃取等程序。此外，该超声波萃取模块包括配合萃取液流速设置的至少一超声波萃取器，以依照不同原
料制程，进行快速拆装，确保超声波萃取制程的萃取效率。
[0008]因此，为达上述目的，本专利技术所提供一种超声波萃取设备，其包括：原料预热罐，具有罐本体及控温外套筒，该罐本体内部形成储液空间；该控温外套筒的内部中空形成包覆在该罐本体周侧及底侧外部的调温空间，该控温外套筒的顶底两端部分别设有上开口及下开口与该调温空间连通，该下开口与第一控温管路连通用以输入冷却水供水至该调温空间内，该上开口与第二控温管路连通用以输出冷却水回水或者输入加热蒸汽至该调温空间内；超声波萃取模块，具有至少一超声波萃取器，该超声波萃取器与该原料预热罐之间设有萃取液循环管路；控制器，电性控制设于该第一控温管路、该第二控温管路及该萃取液循环管路上的控制阀开启或关闭；令物料自该罐本体顶部输入该储液空间混合形成萃取溶液，该萃取溶液透过该萃取液循环管路，从该罐本体的底部输出至该超声波萃取器进行超声波萃取，再从该超声波萃取器回流至该罐本体的顶部输入该储液空间内，直到完成超声波萃取后输出。
[0009]本专利技术另提供一种超声波萃取系统，包括控制器以及依序设置的原料破碎段、超声波萃取段及萃取过滤段，其中，该原料破碎段，设有破碎机与该控制器电性连接，供破碎固体材料后输出供超声波萃取的原料；该超声波萃取段，包括原料预热罐及超声波萃取模块；其中，该原料预热罐具有罐本体及控温外套筒，该罐本体内部形成储液空间；该控温外套筒的内部中空形成包覆在该罐本体周侧及底侧外部的调温空间，该控温外套筒的顶底两端部分别设有上开口及下开口与该调温空间连通，该下开口与第一控温管路连通用以输入冷却水供水至该调温空间内，该上开口与第二控温管路连通用以输出冷却水回水或者输入加热蒸汽至该调温空间内；该控制器通过控制该第一控温管路及该第二控温管路的控制阀开启或关闭，以调控冷却水及蒸气进入该调温空间的量，进而调整该罐本体内部的萃取温度下降、上升或恒温；该超声波萃取模块具有至少一超声波萃取器，该超声波萃取器与该原料预热罐之间设有萃取液循环管路；该控制器电性控制溶剂及该原料自该罐本体顶部输入该储液空间混合形成萃取溶液，该萃取溶液通过该萃取液循环管路，从该罐本体的底部输出至该超声波萃取器，再从该超声波萃取器回流至该罐本体的顶部输入该储液空间内，直到完成超声波萃取后输出该萃取溶液；该萃取过滤段，通过连通管路与该萃取液循环管路连接；该控制器电性控制完成超声波萃取的该萃取溶液经过该萃取液循环管路进入该连通管路，以输出至该萃取过滤段进行过滤。
[0010]有关于本专利技术为达成上述目的，所采用的技术、手段及其他功效，兹举较佳可行实施例并配合图式详细说明如后。
附图说明
[0011]图1是本专利技术超声波萃取系统的架构示意图。
[0012]图2是本专利技术系统中超声波萃取段的架构示意图。
[0013]图3是本专利技术系统中萃取过滤段及单效浓缩段的架构示意图。
[0014]图4是本专利技术系统中刮板浓缩段及冷冻干燥段的架构示意图。
[0015]图5是本专利技术系统中管式杀菌段及罐装段的架构示意图。
[0016]图6是本专利技术超声波萃取系统的操作流程示意图。
[0017]图7是本专利技术超声波萃取设备在常温下(约20至35℃)进行连续萃取及精准控温萃
取的温度
‑
时间变化曲线图。
[0018]图8是本专利技术超声波萃取设备在低温下(约5至20℃)进行连续萃取及精准控温萃取的温度
‑
时间变化曲线图。
[0019]图9是本专利技术超声波萃取设备对蒲公英进行精准控温萃取的有效成分分析结果。
[0020]图10本专利技术超声波萃取设备对蒲公英进行连续萃取的有效成分分析结果。
[0021]附图标记说明：s1：原料破碎段，s2：超声波萃取段，s3：萃取过滤段，s4：单效浓缩段，s5：刮板浓缩段，s6：冷冻干燥段，s7：管式杀菌段，s8：罐装段，10：原料预热罐，11：罐本体，111：储液空间，12：控温外套筒，121：调温空间，122：上开口，123：下开口13：搅拌装置，14：第一控温管路，15：第二控温管路，20：超声波萃取模块，21：基座，22：超声本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波萃取设备，其特征在于，包括：原料预热罐，具有罐本体及控温外套筒，所述罐本体内部形成储液空间；所述控温外套筒的内部中空形成包覆在所述罐本体周侧及底侧外部的调温空间，所述控温外套筒的顶底两端部分别设有上开口及下开口与所述调温空间连通，所述下开口与第一控温管路连通用以输入冷却水供水至所述调温空间内，所述上开口与第二控温管路连通用以输出冷却水回水或者输入加热蒸汽至所述调温空间内；超声波萃取模块，具有至少一超声波萃取器，所述超声波萃取器与所述原料预热罐之间设有萃取液循环管路；控制器，电性控制设于所述第一控温管路、所述第二控温管路及所述萃取液循环管路上的控制阀开启或关闭；通过物料自所述罐本体顶部输入所述储液空间混合形成萃取溶液，所述萃取溶液通过所述萃取液循环管路，从所述罐本体的底部输出至所述超声波萃取器进行超声波萃取，再从所述超声波萃取器回流至所述罐本体的顶部输入所述储液空间内，直到完成超声波萃取后输出。2.如权利要求1所述的超声波萃取设备，其特征在于，所述超声波萃取器包括超声波产生器及萃取缸，所述萃取缸内部界定形成反应空间，所述超声波产生器的传导组件容置于所述反应空间内；所述萃取液循环管路包括循环输送管、第一支管及第二支管；其中，所述循环输送管的第一端自所述罐本体的底部与所述储液空间连通，所述循环输送管的第二端自所述罐本体的顶部与所述储液空间连通；所述第一支管的第一端与所述第一输送管连通，所述第一支管的第二端自所述萃取缸的底部与所述反应空间连通；所述第二支管的第一端自所述萃取缸的顶部与所述反应空间连通，所述第二支管的第二端与所述循环输送管连通；所述控制器电性控制设于所述循环输送管、第一支管及第二支管上的控制阀开启或关闭，以使所述萃取溶液透过所述循环输送管流经所述第一支管进入所述萃取缸内进行超声波萃取并于完成超声波萃取后，使所述萃取溶液透过所述第二支管流经所述循环输送管回流至所述罐本体的储液空间内。3.如权利要求1所述的超声波萃取设备，其特征在于，所述罐本体的顶部还连接有串联设置的第一压缩空气源及泄压装置，所述第一压缩空气源与所述泄压装置透过设有控制阀的管路与所述罐本体连通；所述控制器电性控制所述控制阀的开关状态，以令所述第一压缩空气源输入至所述储液空间中推进所述物料流入所述萃取液循环管路中，或者令所述泄压装置开启泄除所述储液空间内的气压；所述循环输送管上另连接有第二压缩空气源，所述第二压缩空气源透过设有控制阀的管路与所述循环输送管连通；所述控制器电性控制所述控制阀的开启，以令所述第二压缩空气源输入至循环输送管中推进所述萃取液循环管路中的液体流动。4.如权利要求1所述的超声波萃取设备，其特征在于，所述冷却水回水与所述加热蒸汽串联地与所述第二控温管路连通；所述第一控温管路及所述第二控温管路上设有控制阀；所述控制器通过电性控制所述控制阀开启或关闭以调控冷却水和/或蒸气进入所述调温空间的量，进而调整所述控温外套筒的温度，使所述罐本体内部的萃取温度下降、上升或恒温。5.一种超声波萃取系统，其特征在于，包括控制器以及依序设置的原料破碎段、超声波
萃取段及萃取过滤段，其中：所述原料破碎段，设有破碎机与所述控制器电性连接，供破碎固体材料后输出供超声波萃取的原料；所述超声波萃取段，包括原料预热罐及超声波萃取模块；其中，所述原料预热罐具有罐本体及控温外套筒，所述罐本体内部形成储液空间；所述控温外套筒的内部中空形成包覆在所述罐本体周侧及底侧外部的调温空间，所述控温外套筒的顶底两端部分别设有上开口及下开口与所述调温空间连通，所述下开口与第一控温管路连通用以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政男，
申请(专利权)人：台湾嘉义大学，
类型：发明
国别省市：