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1、何迎春等一种新型植物螺旋挤压提取器新设备·新材料·新方法文章编号:1005-2895(2005)02-0105-03一种新型植物螺旋挤压提取器何迎春,卢晓江(天津科技大学机械工程学院,天津300222)摘要:在分析植物提取的微观过程基础上,通过应用螺旋输送与挤压原理,对植物目标成分进行挤压提取的实现方法进行了研究,提出了螺旋挤压提取设备的结构、功能及主要部件的设计思路。关键词:植物;提取;挤压;螺旋中图分类号:TS203文献标识码:B1引言润;细胞内的溶质解析、溶解于溶第二螺旋轴的近筒体末端设置有反随着社会进步,人们对天然药媒;溶质向细胞组织表面扩散,再向向螺叶。物、绿色食
2、品及食品补充剂的需求溶剂主体扩散,通常认为扩散是提物料从进料口经第一螺旋轴的日益增大,植物提取产业迅速发取速率的控制环节。输送段后进入第一挤压段,在此段[1]展。目前常用的产业化提取方法浸取设备除了提供固液接触的内,物料受到螺旋轴的挤压和揉搓主要是单级或多级罐式浸取生产必要容积条件外,还必须具备能够作用,排出其中的空气,使物料在较线,该生产线能基本满足需要,但也施加促进溶剂浸润及溶质扩散转移小的空间与溶剂接触,加快有效成存在不足,例如多级罐组流程切换的强化性能,例如加热、搅拌、溶剂分的溶出;物料在旋转螺旋的作用[3]控制复杂,提取罐内自身的强化循环等。但搅拌或加热等终究只是
3、下被送到第二螺旋轴的膨胀放松传质措施有限,固液两相相互接触外部影响,根据传质理论,溶质扩散段,此段筒体的上部设置有溶剂进及运动不够充分,不能保持持续稳是提取速率的控制环节。为此,在提液口,由于本段螺旋导程空间逐渐定的浓度梯度,因此进行这方面的取时对物料施加外力,交替挤压放增加,物料切片间空隙加大,可充分探索很有必要。松,改变植物组织的形态,排除细胞吸收溶剂;进入第二挤压段的物料螺旋输送装置应用广泛,结构组织中残存的空气,并适度破坏细再一次被挤压,使物料中大量溶出简单,操作方便,将螺旋装置用于工胞壁,加快溶剂进出细胞组织的运的有效成分随溶剂被挤出,最终达[4,5]业化植物提取
4、已有报导,但只是动,无疑会提高溶质的内扩散速度,到残渣和提取液的分离。根据被提固液连续逆流浸取,其提取速度尚同时辅以溶剂的逆流循环,及时更取物料的性质调节两个螺旋轴的转不够满意,要提高提取效率,关键在新接触界面,提取效率将会大大提速差,可改变物料受挤压的程度,控于获得较大的传质动力,提高传质高,这就是连续强化提取的基本思制和调节提取速率。速度。基于此,本文提出了一种新型路。3主要部件结构设计螺旋挤压式提取器。2.2工作原理螺旋挤压装置需要通过螺旋轴2工作原理螺旋挤压提取过程实现了上述的旋转实现物料移动,通过螺旋叶2.1理论基础设想,其基本结构见图1。片和螺距的变化达到挤压放
5、松效植物提取本质上是一种处理固本装置主要由机架、筒体、第一果,既要使植物组织得到适当挤压、体混合物的固液萃取,也称浸取,实螺旋轴、第二螺旋轴及2轴各自的搓揉破坏,利于溶剂的加速浸润,又质就是溶质由固相传递到液相的扩传动系统组成。2个螺旋轴为悬臂不能使之受压过度而结块变性。经散传质过程,一般认为包括3个步支承结构,两者的连接为活动嵌入综合考虑,确定整个过程的螺旋区[6,7]骤:溶剂对植物组织的渗透和浸式连接,2螺旋轴独立自由旋转。在为两段式悬臂螺旋轴结构,包括若收稿日期:2004-08-13作者简介:何迎春(1970-),男,黑龙江齐齐哈尔人,天津科技大学机械学院讲师,主要从
6、事过程装备专业教学及相关研究,发表论文10余篇。轻工机械2005年第2期·105·何迎春等一种新型植物螺旋挤压提取器新设备·新材料·新方法出d1。末端通常取2个等径螺距长度以适当保持挤压效应。第一螺旋轴结构示意图如图2所示。图2第一螺旋轴结构示意图1-调速电机2-减速箱3-联轴器4-轴承座5-进料口6-第一螺旋轴7-进液口8-承液盘9-第二螺旋轴10-筒体11-反向螺叶12-丝杠调节机构13-出料口图1挤压提取器装置示意图干等径等距段、变距变径段,为方便过程通常取填充系数=0.3～0.维修检查,采取螺旋芯轴的直径变45,在本设计中,考虑螺旋转速较图3第二螺旋轴结构示意图化
7、达到变径效果,具体布置见图1。慢,且物料容积密度较小,以及后续(3)放松段放松段设于第二3.1螺旋设计挤压时=1的需要,取=0.7。本螺旋轴上,首端设有一个螺距s1的3.1.1参数确定装置为水平安装,取倾斜系数c=等径段,以便和挤压段配合,形成一根据螺旋输送能力公式可以确1。容积密度根据具体物料种类及个挤压力可调的挤压区。为使挤压[8,9]含液量确定。于是可以根据式1最定各螺旋段的基本尺寸。螺旋输后的物料马上膨胀放松,更易于吸送能力终确定螺旋叶片直径D。收喷入的溶剂,挤压段后设置是1Q=Avc=60Asn
