植物膠體提取工藝及分離設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種提取工藝及提取設(shè)備，尤其是用于植物膠提取的植物膠提取工藝及分離設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]有些植物中包含有特殊用途(如能制作成絕緣性好、耐水、耐酸堿腐蝕的彈性體)的天然高分子膠體(如杜仲膠)，這種天然高分子膠體由于其葉、根、皮中膠體含量少，所以怎樣高效、安全的從植物(如杜仲的葉、皮)中大量高效的提取天然高分子膠體是當(dāng)前亟待解決的問題。
[0003]傳統(tǒng)從植物內(nèi)提取天然高分子膠體的方式通常由兩種，一種是:對(duì)植物原材料(如葉、樹皮等)進(jìn)行充分的發(fā)酵處理再用強(qiáng)堿水溶液蒸煮處理，然后再用機(jī)械清洗的方法分離出植物膠體;使用該種方法不僅環(huán)境污染嚴(yán)重，而且提取植物膠體純度低，成本高。
[0004]另一種是:使用生物酶對(duì)植物的皮、葉子等原材料進(jìn)行預(yù)處理后，再使用石油醚等有機(jī)溶劑進(jìn)行進(jìn)一步溶解最后得到植物膠，但是石油醚等有機(jī)溶劑沸點(diǎn)低，危險(xiǎn)性較高，因此不適宜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0005]綜上所述，在現(xiàn)有的技術(shù)中還沒有可以應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的安全、高效、成本低的植物膠提取方法及其設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種能尚效、無污染提取植物膠的植物膠體提取工藝及其分離設(shè)備，滿足了生產(chǎn)企業(yè)分離植物膠體效率高、成本低，提取過程無污染的需求。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案:這種植物膠體提取工藝，包括以下步驟:
[0008]A.添加原材料:擰動(dòng)手柄螺栓，把蓋體從中空?qǐng)A輥的進(jìn)料端處卸下，接著把植物的葉、皮通過中空?qǐng)A輥的進(jìn)料端塞入到篩網(wǎng)滾筒內(nèi)，塞入量為篩網(wǎng)滾筒直徑的三分之一；
[0009]B.添加酶解液:把含多少分解酶的酶解液加到盛液槽內(nèi)，加入量以能浸沒植物的葉、皮為停止加入?yún)⒄眨?br>[0010]C.啟動(dòng)加熱器:加熱器加熱儲(chǔ)水槽內(nèi)的加熱液，恒溫控制在40°C_60°C之間，優(yōu)選溫度為50°C;
[0011]D.攪拌原材料:篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)從而對(duì)植物的葉、皮進(jìn)行攪拌打散，旋轉(zhuǎn)速率為每分鐘十九轉(zhuǎn)，一圈順時(shí)針再返回一圈逆時(shí)針為一轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為lh_2h;
[0012]E.排出酶解液:打開電動(dòng)閥，排出含有雜質(zhì)的酶解液；
[0013]F.取出植物膠:利用工具把植物膠從篩網(wǎng)滾筒的圓周壁內(nèi)表面上取出。
[0014]這種植物膠體分離設(shè)備，包括架體，架體上固定有盛液槽及配合在盛液槽內(nèi)的篩網(wǎng)滾筒，篩網(wǎng)滾筒圓周壁上的分離孔直徑為0.9mm-l.1mm，篩網(wǎng)滾筒的一端中心固定有轉(zhuǎn)軸、另一端固定有中空?qǐng)A輥，中空?qǐng)A輥與滾筒空腔連通且同心;架體上固定有軸承座及支撐件，支撐件包括支撐座、至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在支撐座上的滾輪；中空?qǐng)A輥配合在各滾輪上，轉(zhuǎn)軸配合在軸承座上并通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。這里篩網(wǎng)滾筒的作用是，用于把植物(如杜仲)的葉、皮進(jìn)行分解，分解后的植物膠體會(huì)留在篩網(wǎng)滾筒內(nèi)，分解出來的雜質(zhì)通過分離孔排到盛液槽中進(jìn)行去除;這里分離孔的直徑為0.1mm的作用是為了能把植物膠留在篩網(wǎng)滾筒內(nèi)，通過酶解液(含多種分解酶如纖維素酶、角質(zhì)酶等)的酶解后，樹葉、皮等植物組織結(jié)構(gòu)遭到了破壞和瓦解，原來的組織狀態(tài)已經(jīng)不復(fù)存在，其細(xì)胞結(jié)構(gòu)、物理強(qiáng)度、物理性質(zhì)發(fā)生了變化，從而使組織中含有的植物膠游離出來，由于植物膠狀物的大小都大于
1.3mm以上，所以會(huì)留在篩網(wǎng)滾筒內(nèi)，而通過酶解液酶解的分解物雜質(zhì)大小都為0.7mm以下，所以會(huì)通過分離孔，沉淀在盛液槽底部，這些分解物雜質(zhì)可被再分離回收利用;這里篩網(wǎng)滾筒通過伺服電機(jī)順時(shí)針和逆時(shí)針往復(fù)旋轉(zhuǎn)，篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)的作用是用于對(duì)分解扎堆一起原材料的轉(zhuǎn)動(dòng)打散，能夠使原材料被打散進(jìn)行酶解液分解處理，避免原材料扎堆一起位于原材料中心處的原料不能夠被酶解液接觸到，影響植物膠體的質(zhì)量和產(chǎn)量，也可以加快原材料的酶解速度;這里支撐件的作用是，利用支撐件上的滾輪來支撐中空?qǐng)A輥，由于中空?qǐng)A輥擱放支撐在至少兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接在支撐座上的滾輪上，所以篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)比單純的通過支撐軸進(jìn)行支撐旋轉(zhuǎn)篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)來的更加穩(wěn)定，減少篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)的離心力而造成架體晃動(dòng)，避免盛液槽中的酶解液從盛液槽中濺出(酶解液對(duì)人體組織具有一定的腐蝕性)，避免誤傷工人;這里的軸承座為帶座外球面軸承。
[0015]進(jìn)一步完善，篩網(wǎng)滾筒的圓周壁內(nèi)側(cè)面上固定有至少兩根呈篩網(wǎng)滾筒中心均布設(shè)置的加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋的兩端分別固定在篩網(wǎng)滾筒的兩側(cè)壁上。由于篩網(wǎng)滾筒的圓周壁厚度很薄，為了能夠承受更多的原材料(如杜仲的葉和皮)，使篩網(wǎng)滾筒的圓周壁不會(huì)被原材料壓變形或不會(huì)使篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)、圓周壁被壓著轉(zhuǎn)動(dòng)而扭曲，利用加強(qiáng)筋的作用，能讓篩網(wǎng)滾筒做的直徑更大、長(zhǎng)度更長(zhǎng)，能夠裝入更多的原材料，從而可以在相同的時(shí)間內(nèi)可以提取更多的植物膠;在篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，加強(qiáng)筋也能夠進(jìn)一步起到把壓在一起的原材料撥動(dòng)開，進(jìn)一步增加盛液槽內(nèi)酶解液在圓周方向來回加劇流動(dòng)，可更充分的與原材料進(jìn)行接觸并分解原材料的作用。
[0016]進(jìn)一步完善，篩網(wǎng)滾筒的圓周壁內(nèi)側(cè)上固定有攪拌槳塊，攪拌槳塊與水平面之間呈夾角A設(shè)置，夾角A的度數(shù)為20°?30°。這里攪拌槳塊的作用是進(jìn)一步攪動(dòng)酶解液沿著篩網(wǎng)滾筒的軸線方向來回流動(dòng)，這樣可以保證酶解液在篩網(wǎng)滾筒內(nèi)能夠與原材料(植物的葉、皮等)能夠有更充分的接觸;攪拌槳塊也能夠進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)篩網(wǎng)滾筒圓周壁的支撐作用，還能進(jìn)一步加強(qiáng)撥開堆在一起的原材料的作用；攪拌槳塊與水平面之間呈20°?30°的設(shè)置，可以使篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，攪拌槳塊在撥動(dòng)酶解液軸線運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力適中，酶解液的軸向流動(dòng)速度適中，不會(huì)因?yàn)閷?duì)攪拌槳塊的阻力過大，而易造成攪拌槳塊脫落，也不會(huì)攪動(dòng)酶解液軸線運(yùn)動(dòng)力度過大，而造成酶解液從篩網(wǎng)滾筒中濺出而傷人，進(jìn)而酶解液在篩網(wǎng)滾筒的軸線方向來回晃動(dòng)，從而使酶解液能夠更進(jìn)一步的與原材料充分接觸而充分分解。
[0017]進(jìn)一步完善，篩網(wǎng)滾筒的圓周壁內(nèi)側(cè)上固定有至少兩個(gè)呈篩網(wǎng)滾筒中心均布的攪拌槳塊組，攪拌槳塊組內(nèi)至少有兩個(gè)攪拌槳塊，攪拌槳塊組內(nèi)的攪拌槳塊位于篩網(wǎng)滾筒兩側(cè)壁之間并間隔設(shè)置。這里攪拌槳塊組的作用是，利用攪拌槳塊攪動(dòng)酶解液軸向來回流速相同的情況下，可以降低篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)的速度，從而減小酶解液在篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)從圓周方向甩出盛液槽外的情況(離心力的作用，篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)速度越快，盛液槽內(nèi)的酶解液從圓周方向被甩出的機(jī)率越大)；攪拌槳塊的數(shù)量增多也有利于均勻撥散(撥開打散)推在一起的原材料，也可以進(jìn)一步加強(qiáng)篩網(wǎng)滾筒的圓周壁強(qiáng)度，進(jìn)一步增加原材料的加入量，進(jìn)一步增加提取植物膠的效率。
[0018]進(jìn)一步完善，攪拌槳塊的頂面上固定一組沿?cái)嚢铇獕K長(zhǎng)度方向均布設(shè)置的直桿。這里直桿的作用是，用于進(jìn)一步打散粘結(jié)在一起的原材料，有利于原材料各部分都能被打散與酶解液充分接觸，增加酶解效率，增加植物膠的提取效率。
[0019]進(jìn)一步完善，盛液槽的底部為下凹并傾斜設(shè)置的沉渣槽，架體上開有與盛液槽空腔連通的出料管，出料管與沉渣槽位置匹配且沉渣槽傾斜方向朝向出料管，出料管的端部固定有電動(dòng)閥。這里出料管和電動(dòng)閥的作用是，原材料(如杜仲葉)中被分解出來的纖維素、角質(zhì)、細(xì)胞壁可以跟隨多種酶解液一起通過傾斜的出料管流出，經(jīng)過再過濾后多種酶解液可以被重新利用;這里沉渣槽并傾斜的作用是，用于沉淀較重的雜質(zhì)，傾斜設(shè)置有利于較重雜質(zhì)的通過出料管沖刷排出。
[0020]進(jìn)一步完善，盛液槽的下方固定有儲(chǔ)水槽，盛液槽水浴在儲(chǔ)水槽上，儲(chǔ)水槽內(nèi)安裝有加熱器。這里儲(chǔ)水槽及加熱管的作用是，用于加熱儲(chǔ)水槽，加熱溫度為40 °C-60 °C，優(yōu)先為50°C，并保持恒溫，由于盛液槽水浴在儲(chǔ)水槽中，所以通過熱傳導(dǎo)把熱量傳導(dǎo)給多種酶解液中加熱酶解液，由于酶解液在50°C時(shí)，酶的活性達(dá)到最高，最有利于分解植物的葉、皮等，更有利于植物葉、皮的分解，從而得到植物膠，這樣植物膠的提取的效率會(huì)大大提高，也可增加植物膠的提取率，增加效益，降低成本。
[0021]進(jìn)一步完善，中空?qǐng)A輥的進(jìn)料端處密閉有蓋體，蓋體上安裝有至少兩個(gè)呈蓋體中心均布設(shè)置的手柄螺栓，中空?qǐng)A輥的圓周面上固定有數(shù)量、分布位置與手柄螺栓匹配的螺母，蓋體通過手柄螺栓緊固在螺母上，蓋體上安裝有密封圈。這里蓋體及手柄螺栓的作用是，方便密閉住中空?qǐng)A輥的進(jìn)料端，防止篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，酶解液從中空?qǐng)A輥的進(jìn)料端處濺出而傷人。
[0022]進(jìn)一步完善，架體上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有用于蓋住篩網(wǎng)滾筒的外罩，外罩與架體之間安裝有用于頂起外罩的氣彈簧，外罩上固定有把手。這里外罩的作用是，在篩網(wǎng)滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)，夕卜罩起到防止酶解液被甩出的作用(篩網(wǎng)滾筒浸在酶解液中)；這里氣彈簧的作用是用于方便撐起外罩，從而方便向盛液槽內(nèi)加酶解液。
[0023]進(jìn)一步完善，儲(chǔ)水槽內(nèi)安裝有溫控器，架體上安裝有PLC控制器，PLC控制器與溫控器、加熱器、電動(dòng)閥、伺服電機(jī)線路連接。本方案中的PLC控制器為市面上通用的可編程邏輯控制器，可選用市面上通用的三菱PLC、施耐德PLC、猶尼康Unitroni Cs、臺(tái)達(dá)PLC和松下PLC等品牌;PLC控制器的作用是，自動(dòng)控制溫控器對(duì)儲(chǔ)水槽內(nèi)水的加熱溫度，并通過溫控器控制水溫在恒溫狀態(tài)，并自動(dòng)控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)篩網(wǎng)滾筒的旋轉(zhuǎn)速率，提取好植物膠后，通過電動(dòng)閥的打開，把分解完成的酶解液排出。
[0024]本發(fā)明有益的效果是:本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙、合理，利用PLC控制器和溫控器自動(dòng)加熱控制儲(chǔ)水槽內(nèi)的液體并把熱量傳導(dǎo)到盛液槽內(nèi)的酶解液中，并恒溫控制在50°C范圍，自動(dòng)控制篩網(wǎng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(一分鐘旋轉(zhuǎn)十九轉(zhuǎn)，順時(shí)針一圈再返回逆時(shí)針一圈為一轉(zhuǎn))，篩網(wǎng)滾筒內(nèi)安裝有攪拌槳塊，可以把原材料打散并推動(dòng)酶解液沿篩網(wǎng)滾筒軸線方向來回流動(dòng)，從而可以使原材料與酶解液更加充分的接觸，原材料酶解更充分，酶解效率更高，值得推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明的立體圖一；
[0026]圖2為本發(fā)明的另一側(cè)立體圖二；
[0027]圖3為圖1的視不意圖；
[0028]圖4為圖2的C-C剖視示意圖；
[0029]圖5為圖1的D-D剖面圖；
[0030]圖6為圖3的E局域放大圖；
[0031 ]圖7為本發(fā)明中篩網(wǎng)滾筒的立體圖。
[0032]附圖標(biāo)記說明:架體I，盛液槽2，沉渣槽2-1，篩網(wǎng)滾筒3，分離孔3_1，轉(zhuǎn)軸3_2，中空