[發明專利]一種復頻超聲空化藥物提取裝置

有效

• 申請號: 201410239787.7
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN103990295A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 孫潤廣;吳勝舉;郝長春;張靜;欒龍;王佳靜;張蕾
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: B01D11/02
• 分類號: B01D11/02;B01J19/10
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 曹宇飛

技術領域

本發明涉及一種藥物、天然有機成分的提取設備，特別是一種復頻超聲空化藥物提取裝置。

背景技術

在提取工業中，傳統的萃取分離技術，如溶劑浸提法、回流法、滲濾法等具有選擇性高,分離效果好,易于實現大規模連續化生產等優點，但存在提取率低、原材料消耗大，廢液排放給環境帶來嚴重污染等問題。近年來,超臨界流體萃取、微波輔助提取、超聲技術提取和液膜萃取等新型分離技術已經逐步被引入到天然有機成分的提取和分離領域。雖然超臨界萃取優點是提取物純度高，適合于化學結構已知、分子量較小的親脂性物質提取，但缺點是操作壓力高、能量消耗大、設備放大時制造成本高。盡管微波提取利用微波使細胞壁破裂，達到加速萃取的目的，但微波輔助提取容易導致對溫度敏感材料降解，降低生物活性；在放大生產規模時存在一些工程問題；液膜萃取成本高，不利于大規模工業化生產。

超聲波加工和提取工藝已在煉油、化工、食品、制藥和環保等諸多領域得到廣泛應用。由于超聲在液體產生空化而伴隨的高溫、高壓等極端的物理效應與機械振動，加速了化學化工反應過程，強化擴散使溶劑容易浸入固體藥物，固體藥物的溶質易于從固體內部擴散析出到固液界面，加速了提取速度、提高了提取效率，在天然產物提取中的作用更是引起了研究人員的極大興趣，將超聲波用于中藥有效成分提取，促進了傳質迅速萃取，加速了萃取過程。與傳統的浸提法相比，其提取過程的速度大大提高，且提取液中的雜質較傳統方法低。超聲空化效應介導提取技術在天然產物有效成份提取方面展現出巨大的應用潛力。

超聲波提取方法作為一種新型高效的提取方法，已逐步被應用到中草藥和天然有機物質有效成分的提取過程中，取得了不少成果，但從已有的報道反映出，都限于實驗室小規模研究，且大都是在單一頻率、非連續的單獨提取操作，尚缺乏與實際生產線接近的工程應用技術和設備。單頻超聲波較易產生駐波，使得空化時間減少，無法最大程度發揮超聲波輔助功效。與單頻超聲相比，雙頻復合超聲既可以增大振動振幅，又可以增大傳質表面積，可以顯著地增加空化事件，減少駐波所成的死角，提高聲化學產額，雙頻復合超聲的空化效應提取效果比單頻超聲更佳。

復頻超聲提取技術是近十年來發展形成的一種新的物理技術，具有消除駐波形成均勻聲場，無環境污染，且能提高萃取率的優點。目前，對復頻功率超聲的研究已有報道，已有學者設計出一種能產生多個共振頻率的彎曲圓盤超聲換能器，達到了利用同一尺寸的超聲換能器產生多個共振頻率的目的，為復頻大功率超聲的提取方法奠定了技術基礎。其后，也有學者做了復頻超聲的聲化學作用的研究，進行了復頻超聲波清洗器的研制，為復頻超聲的應用提供了新思路。超聲波提取已成為我國二十一世紀食品加工和中藥制藥現代化推廣技術之一。但現有技術中專門用于復頻大功率超聲提取方法和設備未見報道。

鑒于此，研究聲波與物質的相互作用及其效應，開發在最佳條件下超聲空化連續提取技術、揭示復頻功率超聲提取體系中微觀動態過程的關系和作用機制，已成為研究的熱點。

發明內容

為了解決現有的提取裝置所存在的單頻聲場不均勻、提取率低以及排渣不連續等問題，本發明提供了一種提取率高、超聲場均勻、實現連續提取并可減少污染物排放、提高藥材資源的利用率的復頻超聲空化提取裝置。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是其包括至少1個提取單元，所述提取單元是在消音殼體內設置空化筒，在空化筒內設置有提取筒，在提取筒上加工有向外延伸的進料口、萃取液入口、萃取液出口以及排渣口，進料口上設置有進料控制閥，萃取液入口上設置有萃取液進液控制閥，萃取液出口上設置有萃取液出液控制閥，排渣口上設置有排渣管道，在排渣管道內設置有排渣電機以及與排渣電機輸出軸連接的排渣螺旋推進器，在提取筒內設置水平螺旋推進器，水平螺旋推進器與推料電機的動力輸出軸連接，推料電機、排渣電機、進料控制閥、萃取液進液控制閥以及萃取液出液控制閥分別通過導線與控制器連接，控制器通過導線與計算機相連接；

上述空化筒的橫截面為至少3邊的正多邊形，提取筒的橫截面為圓形，在空化筒的每個側面上設置有超聲波振子組，一個超聲波振子組與相鄰一個超聲波振子組的振動頻率不相同，超聲波振子組是由至少一個超聲波振子和與超聲波振子連接的多頻超聲波振蕩器組成，多頻超聲波振蕩器通過導線與控制器連接。

上述空化筒的橫截面可以是3～6邊的正多邊形，與提取筒同軸設置。

上述超聲波振子組包括2～8個超聲波振子，每個超聲波振子的頻率為20～80KHz、功率為100～1500W。

上述超聲波振子組是可以是偶數個，相對設置的兩個超聲波振子組的頻率相同。