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一种中药超声波提取设备及系统和中药超声波提取方法

摘要

本发明提供了一种中药超声波提取设备及系统和中药超声波提取方法,涉及中药超声波技术领域。一种中药超声波提取设备,包括:固定件、弹性件、第一本体、第二本体、第三本体以及第四本体。一种中药超声波提取系统,包括初提室和上述中药超声波提取设备,初提室包括第一初提室和第二初提室,且第一初提室和第二初提室相互独立。一种中药超声波提取方法,将固液比为0.8~1.5:2.2~3.5的第一提取溶液和第二提取溶液分别装入第一初提室和第二初提室进行第一次提取,然后再进行第二次提取、第三次提取。其提取效率高,成本低。

著录项

  • 公开/公告号CN107837563A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2018-03-27

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 贵州浩诚药业有限公司;

    申请/专利号CN201711382193.1

  • 发明设计人 葛玲玲;

    申请日2017-12-20

  • 分类号

  • 代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人王宁宁

  • 地址 550000 贵州省贵阳市修文县扎佐医药工业园区

  • 入库时间 2023-06-19 04:52:29

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-01-10

    授权

    授权

  • 2018-04-20

    实质审查的生效 IPC(主分类):B01D11/02 申请日:20171220

    实质审查的生效

  • 2018-03-27

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及中药超声波技术领域,具体而言,涉及一种中药超声波提取设备及系统和中药超声波提取方法。

背景技术

我国自20世纪50年代就已开始将超声波技术应用于中药和天然产物提取的研究,发现超声波提取技术比传统的提取方法具有提取率和提取速率高,物耗低、能耗低等优点。国内的超声提取技术在实验室小量样品制备中效果很好,且已经得到广泛应用,其快速、高效的特点已被广泛认同。但是,由于存在着能耗较高、缺乏有效的工艺放大手段和方法等问题,超声提取设备还处于中小规模生产阶段,在一些大规模工业生产提取中尚未得到推广。

发明内容

本发明的第一目的提供了一种中药超声波提取设备,旨在改善超声波提取设备提取效率低、成本高的问题。

本发明的第二目的提供了一种中药超声波提取系统,旨在改善超声波提取系统提取效率低、成本高的问题。

本发明的第三目的提供了一种中药超声波提取方法,旨在改善中药超声波提取方法提取效率低、成本高的问题。

本发明是这样实现的:

一种中药超声波提取设备,包括:固定件、弹性件、第一本体、第二本体、第三本体以及第四本体;

第一本体包括第一环壁、位于第一环壁内侧的第二环壁、以及第一底壁,第二环壁与第一底壁围成了第一腔室,弹性件位于第一腔室内,第一环壁、第二环壁以及底壁围成了第一容液室;

第二本体包括第三环壁、位于第三环壁内侧的第四环壁、以及第二底壁,第四环壁与第二底壁围成了第二腔室,固定件位于第二腔室内,并与弹性件连接;第三环壁、第四环壁以及第二底壁围成了第二容液室;

第三本体包括第五环壁、位于第五环壁内侧的第六环壁、以及第三底壁,第六环壁与第三底壁围成了第三腔室,第四本体位于第三腔室内,第五环壁、第六环壁以及第三底壁围成了第三容液室;

弹性件内设有连通通道,第二环壁设有通孔,连通通道的第一端与第二容液室连通,连通通道的第二端与通孔配合;

第四本体包括第四容液室,第三容液室、第四容液室分别通过第一管道、第二管道与第一容液室连通;

固定件内设有多个第一超声波振子,第一底壁设有多个第二超声波振子,第一超声波振子的频率小于第二超声波振子的频率。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,多个第一超声波振子均匀设于固定件的周缘。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,多个第一超声波振子设于固定件靠近第二容液室相对的两端以及靠近第四容液室的一端。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,第二环壁与第三环壁以及弹性件的侧壁贴合。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,第一本体还包括第四底壁,第一底壁与第四底壁间隔设置,第一环壁、第二环壁、第一底壁以及第四底壁共同围成第一容液室。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,中药超声波提取设备还包括搅拌机构,搅拌机构包括转轴以及同时与转轴连接的第一搅拌杆、第二搅拌杆以及第三搅拌杆,第一搅拌杆位于第一容液室,第二搅拌杆位于第二容液室,第三搅拌杆位于第四容液室。

一种中药超声波提取系统,包括初提室和上述中药超声波提取设备,初提室包括第一初提室和第二初提室,且第一初提室和第二初提室相互独立,第一初提室通过第三管道与第三容液室连通,第二初提室通过第四管道、第五管道分别与第二容液室、第四容液室连通。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,第一初提室和第二初提室依次沿初提室高度方向设置,初提室的侧壁设有多个第三超声波振子,多个第三超声波振子依次沿初提室的高度方向。

进一步地,在本发明的一种实施方式中,第三超声波振子的频率小于第一超声波振子的频率。

一种中药超声波提取方法,中药超声波提取方法利用上述的中药超声波提取系统进行,包括:将固液比为0.8~1.5:2.2~3.5的第一提取溶液和第二提取溶液分别装入第一初提室和第二初提室进行第一次提取,将初提后的第二提取溶液通过第四管道、第五管道输送到第二容液室和第三容液室中,开启第一超声波振子进行第二次提取,第二次提取完后,将第一提取溶液通过第三管道输送到第二提取溶液室,此时弹性件被压缩至使通孔与连通通道的第二端连通,位于第二容液室的第二提取溶液进入至第一容液室内,再将位于第四容液室内的第二提取溶液通过第一管道加入到第一容液室内,再使位于第三容液室内的第一提取溶液通过第二管道加入到第一容液室内,打开第二超声波振子进行第三次超声波提取。

本发明提供的一种中药超声波提取设备及系统和中药超声波提取方法的有益效果是:

一种中药超声波提取设备,包括:固定件、弹性件、第一本体、第二本体、第三本体以及第四本体。第三容液室进液后能够使第二容液室和第一容液室连通,使第二容液室内的溶液自动进入到第一容液室内。其次,第三容液室内进入的溶液不仅能够帮助压缩弹性件使第二容液室和第一容液室连通,同时再进入第三容液室后,能够为之前进行了提取的溶液提供浓度差,显著提高第三容液室内溶液的提取效率。最后选择合适的第一超声波振子的频率和第二超声波振子频率,能够显著提高提取的效率。

一种中药超声波提取系统,包括初提室和上述中药超声波提取设备,初提室包括第一初提室和第二初提室,且第一初提室和第二初提室相互独立。由于中药超声波提取系统具有初提室,能够进一步提高溶液的提取效率。

一种中药超声波提取方法,将固液比为0.8~1.5:2.2~3.5的第一提取溶液和第二提取溶液分别装入第一初提室和第二初提室进行第一次提取,然后再进行第二次提取、第三次提取。固液比较高的第二提取溶液进行了3次提取,固液比较低的第一提取溶液进行了2次提取,也即第一提取溶液少提取1次,不仅能保证同样达到相同的提取效率,还能大大节约提取成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例1提供的中药超声波提取设备第一视角的示意图;

图2是本发明实施例1提供的中药超声波提取设备第二视角的示意图;

图3是图1中III处的放大图;

图4是本发明实施例1提供的中药超声波提取系统的示意图;

图5是本发明实施例1提供的中药超声波提取方法的流程图;

图6是本发明实施例2提供的中药超声波提取设备的示意图。

图标:100-中药超声波提取设备;101-第一本体;102-第二本体;103-第三本体;104-第四本体;105-固定件;106-弹性件;111-第一环壁;112-第二环壁;113-第三环壁;114-第四环壁;115-第五环壁;116-第六环壁;121-第一底壁;122-第二底壁;123-第三底壁;124-第四底壁;131-第一容液室;132-第二容液室;133-第三容液室;134-第四容液室;141-第一管道;142-第二管道;150-连通通道;151-第一端;152-第二端;161-通孔;171-第一超声波振子;172-第二超声波振子;181-第一搅拌杆;182-第二搅拌杆;183-第三搅拌杆;184-转轴;200-中药超声波提取系统;211-第一初提室;212-第二初提室;273-第三超声波振子;243-第三管道;244-第四管道;245-第五管道。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中部”、“高度”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1至图4所示,本实施例提供了一种中药超声波提取设备100,主要用于对中药进行超声波提取。

如图1和图2所示,中药超声波提取设备100包括第一本体101、第二本体102、第三本体103、第四本体104、固定件105以及弹性件106。

第一本体101包括第一环壁111、位于第一环壁111内侧的第二环壁112、以及第一底壁121。第二环壁112与第一底壁121围成了第一腔室。弹性件106位于第一腔室内。需要说明的是,在本实施例中,优选地,弹性件106的大小与第一腔室刚好匹配,也即,弹性件106与第一腔室的形状相同,换言之,弹性件106能够恰好放置在第一腔室内。第一环壁111、第二环壁112以及第一底壁121围成了第一容液室131。可以理解为,第一容液室131包围了第一腔室。

第二本体102包括第三环壁113、位于第三环壁113内侧的第四环壁114、以及第二底壁122。第四环壁114与第二底壁122围成了第二腔室,固定件105位于第二腔室内,并与弹性件106连接。需要说明的是,在本实施例中,优选地,固定件105的大小与第二腔室刚好匹配,也即,固定件105与第二腔室的形状相同,换言之,固定件105能够刚好放置在第二腔室内。

具体地,固定件105的底端与弹性件106的顶端部分连接。优选地,固定件105的底端与弹性件106的顶端中部连接。需要强调的是,固定件105与弹性件106的连接方式不限,可为可拆卸连接,也可为固定连接。优选地,固定件105与弹性件106可拆卸连接,比如磁性连接或者弹性件106和固定件105分别设有匹配的凹槽与凸台,这样设置的好处在于,方便安装固定件105,并且能够使固定件105与弹性件106稳定工作。第三环壁113、第四环壁114以及第二底壁122围成了第二容液室132,也即,第二容液室132包围了第二腔室。

第三本体103包括第五环壁115、位于第五环壁115内侧的第六环壁116、以及第三底壁123。第六环壁116与第三底壁123围成了第三腔室,第四本体104位于第三腔室内。需要说明的是,在本实施例中,优选地,第四本体104的大小与第三腔室刚好匹配,也即,第四本体104与第三腔室的形状相同,换言之,第四本体104能够刚好放置在第三腔室内。第五环壁115、第六环壁116以及第三底壁123围成了第三容液室133,也即第三容液室133包围了第三腔室。

结合图1和图3所示,弹性件106内设有连通通道150。在本实施例中,弹性件106具有一定的弹性系数,可为弹性垫,弹性气囊,还可由多匝弹簧制成的弹性件106。第二环壁112设有通孔161。连通通道150的第一端151与第二容液室132连通。连通通道150的第二端152与通孔161配合。可以理解为,当弹性件106被压缩至一定程度后,连通通道150能够与通孔161连通,第二容液室132内的液体可依次从连通通道150、通孔161进入到第一容液室131内。具体地,第二底壁122设有开口(图未示),开口与连通通道150第一端151连通。连通通道150的数量不限,在本实施例中,为了加快第二容液室132内的溶液进入到第一容液室131内的速度,连通通道150的数量为2。

结合图1和图4所示,第四本体104包括第四容液室134,第三容液室133、第四容液室134分别通过第一管道141、第二管道142与第一容液室131连通。也即,第三容液室133和第四容液室134内的溶液体可分别通过第一管道141、第二管道142进入到第一容液室131内。

再次参阅图1,固定件105内设有多个第一超声波振子171,第一底壁121设有多个第二超声波振子172。第一超声波振子171的频率小于第二超声波振子172的频率。

结合图1至图3,对本实施例提供的中药超声波提取设备100的工作原理做进一步说明,将第一提取溶液和第二提取溶液分别加入到第二容液室132、第四容液室134内。此时注意加入第一提取溶液和第二提取溶液的量不致于使弹性件106的压缩且使连通通道150的第二端152与通孔161连通。然后开启第一超声波振子171,即可对第一提取溶液和第二提取溶液进行超声波提取。提取完后,将第三提取溶液加入到第三容液室133内,此时加入第三提取溶液的量可使弹性件106继续压缩,使连通通道150的第二端152与通孔161连通,第二提取溶液即可进入到第一容液室131内。然后再将第四容液室134和第三容液室133内的第二提取溶液、第三提取溶液依次加入到第三容液室133内。打开第二超声波振子172,进行第二次提取。需要说明的是,在进行第二次提取的时候,可以先在第二容液室132、第四容液室134内加入下一个液体,使第一超声波振子171和第二超声波振子172同时工作。

本实施例提供的中药超声波提取设备100,在进行中药超声波提取时,一方面,一部分溶液(比如上述第一提取溶液和第二提取溶液)可至少进行2次提取,一部分溶液(比如上述第三提取溶液)可至少进行1次提取,且进行1次超声提取的溶液(比如上述第三提取溶液)可为之前进行了提取的溶液提供浓度差,因此能够提高第三容液室133内溶液的提取效率。

另一方面,在进行第一次超声提取之前的溶液的细胞壁组织较致密,细胞壁之间的微孔很小,导致溶剂由物料细胞壁外通过壁微孔进入细胞内的内扩散速度很慢,细胞内溶解有溶质的溶液通过壁微孔扩散到细胞壁外的内扩散速度也很慢。因此,在提取初始阶段,内扩散传质阻力占据了绝对优势,需要对物料细胞壁进行有效的破坏。以增大微孔的直径,缩短扩散传质距离,提高内扩散传质效率。在这一阶段,超声的空化效应影响较突出。在相同声强的条件下,低频超声要比高频超声更易产生空化现象。其次,物料经过前段低频高功率超声的辐照破坏作用后,植物细胞壁的微孔径已经变得相对较大,内扩散路径也显著缩短,内扩散传质阻力对提取效率的影响程度会明显下降。而此时在由物料细胞内扩散至细胞表面处存在大量的溶质,这些溶质如不迅速地扩散进入溶剂中(外传质阻力),会导致提取传质效率的明显下降,因此对外传质效率的强化显得更为重要。这一阶段,超声的振动效应影响较强。在相同时间和声强下,高频超声的振动效应要比低频超声强。承上述,第一超声波振子171的频率比第二超声波振子172频率较低,能够显著提高提取的效率。

其次,与传统将溶液同时进行2次超声波提取相比,本实施例中因为一部分液体(第三提取溶液)少提取1次,可大大节约提取成本。

进一步地,多个第一超声波振子171均匀设于固定件105的周缘。这样设置的好处在于,第一超声波振子171在工作时,对第四容液室134和第二容液室132内的液体作用都能均匀的产生作用。更为优选地,多个第一超声波振子171设于固定件105靠近第二容液室132相对的两端以及靠近第四容液室134的一端,此时能够节约运行成本。

再次参阅图1,中药超声波提取设备100还包括搅拌机构。搅拌机构包括转轴184以及同时与转轴184连接的第一搅拌杆181、第二搅拌杆182以及第三搅拌杆183。第一搅拌杆181位于第一容液室131,第二搅拌杆182位于第二容液室132,第三搅拌杆183位于第四容液室134。这样设置的好处在于,用同一个搅拌机构即可对第一容液室131、第三容液室133和第四容液室134内的溶液同时进行搅拌,提高提取效率。需要说明的是,中药超声波提取设备100还包括驱动转轴184转动的驱动器(图未示),且驱动器与转轴184传动连接,驱动器用支架支撑。

在本实施例中,中药超声波提取设备100还包括控温装置,第一本体101、第二本体102、第四本体104分别与控温装置连接,以保持第一容液室131、第二容液室132以及第三容液室133内的温度,提高提取效率。

如图4所示,本实施例还提供了一种中药超声波提取系统200,包括初提室和中药超声波提取设备100。初提室包括第一初提室211和第二初提室212,且第一初提室211和第二初提室212相互独立。也即,第一初提室211和第二初提室212不连通,换言之,此时可对第一初提室211和第二初提室212内溶液同时进行提取。需要说明的是,初提室内的提取方法可采用超声波提取、微波提取等方式。

第一初提室211通过第三管道243与第三容液室133连通,第二初提室212通过第四管道244、第五管道245分别与第二容液室132、第四容液室134连通。

需要说明的是,在本实施例中,第一管道141、第二管道142、第三管道243、第四管道244以及第五管道245设有开关,以控制液体的流向。

优选地,第一初提室211和第二初提室212依次沿初提室高度方向设置,初提室的侧壁设有多个第三超声波振子273,多个第三超声波振子273依次沿初提室的高度方向。这样设置能够保证第三超声波振子273能均匀等同地对位于第一初提室211和第二初提室212内的溶液进行超声波提取。在其他实施例中,第一初提室211和第二初提室212依次沿初提室宽度方向设置,多个第三超声波振子273依次沿初提室的宽度方向设置,同样能够保证上述效果。

在本实施例提供的中药超声波提取系统200的工作原理与中药超声波提取设备100的工作原理相似,不同的是:先将溶液A和溶液B分别在第一初提室211和第二初提室212进行第一次提取后,将溶液B分别从第四管道244、第五管道245加入到第二容液室132、第四容液室134内进行第二次提取;然后在将第一初提室211内的溶液A从第三管道243加入到第三容液室133内。之后操作同上述中药超声波提取设备100。由于中药超声波提取系统200具有初提室,能够进一步提高溶液的提取效率。

本实施例还提供了一种中药超声波提取方法,包括:

将固液比为0.8~1.5:2.2~3.5的第一提取溶液和第二提取溶液分别装入第一初提室211和第二初提室212进行第一次提取。需要说明的是,本实施例提到的固液比的含义为中药固体与溶剂的比例,其中溶剂可以是水、乙醇溶液等。优选地,经过发明人创造性发明:固液比为1:2.8时,提取效率最高。其中,选用中药固体粒径为30mm以下的粉末提取效率较佳。

将初提后的第二提取溶液通过第四管道244、第五管道245输送到第二容液室132和第三容液室133中,开启第一超声波振子171进行第二次提取。

第二次提取完后,将第一提取溶液通过第三管道243输送到第二提取溶液室,此时弹性件106被压缩至使通孔161与连通通道150的第二端152连通,位于第二容液室132的第二提取溶液进入至第一容液室131内,再将位于第四容液室134内的第二提取溶液通过第一管道141加入到第一容液室131内,再使位于第三容液室133内的第一提取溶液通过第二管道142加入到第一容液室131内,打开第二超声波振子172进行第三次超声波提取。

优选地,第一超声波振子171的频率f1<25KHz;第二超声波振子172的频率f2<35KHz;第三超声波振子273的频率f3<50KHz;且f1<f2<f3。严格控制各次超声波频率不仅能够提高提取效率,还能降低生产成本。

在本发明的一种实施方式中,第一次提取的时间为1.5~3.5h,第二次提取的时间为0.4~1.5h,第三次提取时间为0.2~1h。在该时间范围内,能同时保证提取度和提取成本。为了提高提取效率,第一次、第二次以及第三次提取的温度为60~80℃。

上述中药超声波提取方法,固液比较高的第二提取溶液进行了3次提取,固液比较低的第一提取溶液进行了2次提取,也即第一提取溶液少提取1次,不仅能保证同样达到相同的提取效率,还能大大节约提取成本。

实施例2

实施例1已基本实现提取效率高、成本低的效果,与实施例1不同的是,本实施例2中(未提及之处参见实施例1),第二环壁112与第三环壁113以及弹性件106的侧壁贴合,请参阅图6。也即,第二环壁112的高度等于第三环壁113和弹性件106高度之和。或者可以理解为,第一腔室同时包裹了第二本体102、固定件105和弹性件106。进一步地,第一本体101还包括第四底壁124,第四底壁124与第一底壁121间隔设置,第一环壁111、第二环壁112、第一底壁121以及第四底壁124共同围成第一容液室131。也即,第一容液室131的形状可看做成“凹”字状。这样设置在保证第一容液室131的容积的时候,能够有效利用空间。

综上,本实施例提供的一种中药超声波提取设备100及系统和中药超声波提取方法,提取效率高,成本低。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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