一种茶多酚连续分离提取工艺及提取设备 |
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| 申请号 | CN202210981672.X | 申请日 | 2022-08-15 | 公开(公告)号 | CN115253377B | 公开(公告)日 | 2024-04-30 |
| 申请人 | 三江原子农业科技有限公司; | 发明人 | 白飞虎; 王立; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开一种茶多酚连续分离提取工艺，其具体步骤是将晒干后的茶叶 粉碎 ，再用筛网筛分后经 溶剂 溶解，使得茶叶中茶多酚溶解在溶剂中，接着通过网布进行二次过滤制得粗溶解液，并将其送入至储液桶中，利用本发明设计的设备，依靠传动机构带动 活塞 往复上下运动，从而使得位于外筒与 滤芯 之间的粗溶解液被施加一定的压 力 ，以便于茶多酚和溶剂快速通过膜组件，固体颗粒被截留，以实现茶多酚的分离提取，并且外筒的底部设置有 排渣 机构，其可以在分离提取过程中关闭，结束之后打开，利用进入冲洗孔的粗溶解液将外筒内壁和膜组件表面粘附的固体颗粒冲刷掉，从而不影响下一次茶多酚的分离提取效率，进而实现该工序的连续性，无需人工清理残渣。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种茶多酚连续分离提取设备，包括机架(9)和接料桶(6)，其特征在于，所述机架(9)上设置有储液桶(2)，所述储液桶(2)的侧壁设置有进液管(10)，且底部设置有活动挤压装置(8)，所述活动挤压装置(8)包括滤芯(20)、外筒(18)和活塞(17)，所述滤芯(20)固定安装在外筒(18)的中心，且滤芯(20)为中空结构，所述接料桶(6)位于滤芯(20)的下方，所述滤芯(20)的侧壁上设置有若干个通孔(28)，并在对应通孔(28)的外周安装有用于分离固体颗粒和溶解液的膜组件(29)，所述活塞(17)位于外筒(18)和滤芯(20)之间，且活塞(17)上连接有驱动杆(16)，所述驱动杆(16)安装在储液桶(2)的顶部，所述储液桶(2)上设置有用于带动驱动杆(16)升降的传动机构(11)，所述外筒(18)的底部设置有排渣机构(19)，所述排渣机构(19)包括密封环(34)、弹性限位件(7)和嵌合件(30)，所述弹性限位件(7)与嵌合件(30)分别安装在密封环(34)的两侧，所述嵌合件(30)可与活塞(17)卡接，所述弹性限位件(7)保持对密封环(34)施加靠近外筒(18)底部的作用力，并可对密封环(34)向上运动的距离进行限位，所述密封环(34)的内径大于滤芯(20)的外径，并在两者之间形成出液间隙(46)，所述外筒(18)对应密封环(34)的侧壁设置有出液孔(23)，所述出液孔(23)连接有出液管(15)，所述接料桶(6)的侧面设置有收集桶(5)，所述收集桶(5)与储液桶(2)之间设置有回液管(3)和输送泵(4),所述外筒(18)的底部设置有与密封环(34)配合的第一圆台面(35)，所述第一圆台面(35)呈中部高、四周低的结构，所述密封环(34)上设置有第二圆台面(48)，所述第二圆台面(48)呈四周高、中部低的结构，所述密封环(34)的底部还设置有水平面，并与第一圆台面(35)之间形成有集渣槽(47)，所述出液孔(23)与集渣槽(47)导通,所述外筒(18)内侧设置有若干个阵列分布的冲洗孔，所述冲洗孔包括竖直孔(24)和水平孔(27)，所述水平孔(27)沿着外筒(18)的高度方向等距设置有多个，且一端与竖直孔(24)导通，另一端延伸至外筒(18)靠近滤芯(20)的侧壁，所述竖直孔(24)延伸至外筒(18)的顶部，并位于活塞(17)的外侧，所述驱动杆(16)上滑动安装有用于遮盖冲洗孔的盖板(21)。 |
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| 说明书全文 | 一种茶多酚连续分离提取工艺及提取设备技术领域[0001] 本发明公开一种茶多酚连续分离提取工艺及提取设备，属于茶多酚加工技术领域。 背景技术[0002] 茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称，包括黄烷醇类、花色苷类、黄酮类、黄酮醇类和酚酸类等。主要为黄烷醇(儿茶素)类，儿茶素占60～80％，类物质茶多酚又称茶鞣或茶单宁，是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一，研究表明，茶多酚等活性物质具解毒和抗辐射作用，能有效地阻止放射性物质侵入骨髓，并可使锶90和钴60迅速排出体外，被健康及医学界誉为“辐射克星”，在生活和医药领域有着广泛的应用。 [0003] 现有茶多酚的提取是通过将茶叶先破碎后进行初级筛网分离，接着采用溶剂将茶多酚成分溶解，再利用反渗透膜或者超滤膜将茶叶残渣颗粒和含有茶多酚的溶解液进行分离提取，但传统的分离提取工艺是将茶叶残渣颗粒和溶解液持续通入至密闭容器中，施加一定的液体压力使得溶解液穿过反渗透膜或者超滤膜，由于茶叶残渣颗粒慢慢在容器中堆积，附着在反渗透膜或者超滤膜上会大大影响茶多酚的提取效率，隔一段时间就需要清理，无法进行满足连续生产加工的需求。 发明内容[0004] 本发明的目的就是为了解决现有技术中的问题，而提供一种茶多酚连续分离提取工艺及提取设备。 [0005] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种茶多酚连续分离提取工艺，包括以下步骤： [0007] S2：将茶叶粉末在40‑50℃的溶剂中浸泡30‑60min进行溶解，随后用布网进行二次过滤制得粗溶解液； [0008] S3：将粗溶解液从进液管加入至储液桶中，随后粗溶解液进入滤芯和外筒之间，并在传动机构带动活塞上下移动的过程中，使得粗溶解液中的茶多酚和溶剂穿过膜组件，粗溶解液中的固体颗粒被膜组件截留，同时利用粗溶解液进入冲洗孔将外筒内壁和膜组件表面的固体颗粒冲刷掉，之后经过出液管进入收集桶中得到残渣液； [0009] S4：待储液桶中的粗溶解液分离提取完成后，利用输送泵和回液管将残渣液泵送至储液桶中进行二次分离直至结束。 [0011] 一种茶多酚连续分离提取设备，包括机架和接料桶，所述机架上设置有储液桶，所述储液桶的侧壁设置有进液管，且底部设置有活动挤压装置，所述活动挤压装置包括滤芯、外筒和活塞，所述滤芯固定安装在外筒的中心，且滤芯为中空结构，所述接料桶位于滤芯的下方，所述滤芯的侧壁上设置有若干个通孔，并在对应通孔的外周安装有用于分离固体颗粒和溶解液的膜组件，所述活塞位于外筒和滤芯之间，且活塞上连接有驱动杆，所述驱动杆安装在储液桶的顶部，所述储液桶上设置有用于带动驱动杆升降的传动机构，所述外筒的底部设置有排渣机构，所述排渣机构包括密封环、弹性限位件和嵌合件，所述弹性限位件与嵌合件分别安装在密封环的两侧，所述嵌合件可与活塞卡接，所述弹性限位件保持对密封环施加靠近外筒底部的作用力，并可对密封环向上运动的距离进行限位，所述密封环的内径大于滤芯的外径，并在两者之间形成出液间隙，所述外筒对应密封环的侧壁设置有出液孔，所述出液孔连接有出液管，所述接料桶的侧面设置有收集桶，所述收集桶与储液桶之间设置有回液管和输送泵。 [0012] 优选的，所述外筒的底部设置有与密封环配合的第一圆台面，所述第一圆台面呈中部高、四周低的结构，所述密封环上设置有第二圆台面，所述第二圆台面呈四周高、中部低的结构，所述密封环的底部还设置有水平面，并与第一圆台面之间形成有集渣槽，所述出液孔与集渣槽导通。 [0013] 优选的，所述外筒内侧设置有若干个阵列分布的冲洗孔，所述冲洗孔包括竖直孔和水平孔，所述水平孔沿着外筒的高度方向等距设置有多个，且一端与竖直孔导通，另一端延伸至外筒靠近滤芯的侧壁，所述竖直孔延伸至外筒的顶部，并位于活塞的外侧，所述驱动杆上滑动安装有用于遮盖冲洗孔的盖板。 [0014] 优选的，所述外筒的顶部设置有用于将若干个冲洗孔连通的环形槽，所述环形槽内设置有过滤网。 [0015] 优选的，所述驱动杆包括传动杆、固定盘和连接杆，所述连接杆设置有四根，其一端与固定盘连接、另一端与活塞连接，所述传动杆的一端与固定盘连接，所述连接杆的外侧设置有套筒，所述套筒固定在盖板上，且套筒的内侧设置有第一弹簧，所述连接杆上设置有用于压缩第一弹簧的凸环。 [0016] 优选的，所述弹性限位件包括限位螺栓、第二弹簧和限位套，所述限位螺栓的一端与嵌合件螺纹连接，另一端延伸至外筒的下方，所述限位套安装在外筒与限位螺栓之间，所述第二弹簧位于外筒和限位螺栓之间，所述嵌合件的远离限位螺栓的一端呈四爪钩结构。 [0017] 优选的，所述传动机构包括齿形块、缺齿齿轮一、缺齿齿轮二、电机、主动齿轮和从动齿轮，所述齿形块安装在传动杆上，且两侧设置有与缺齿齿轮一和缺齿齿轮二啮合的齿形凸起，所述电机、缺齿齿轮一和缺齿齿轮二通过固定座安装在储液桶上，所述主动齿轮安装在电机上，所述从动齿轮设置有两个，并通过转轴与缺齿齿轮一和缺齿齿轮二连接，所述固定座上设置有用于限定齿形块滑动距离的导向块。 [0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0019] 1、通过设置外筒、滤芯和活塞，依靠传动机构带动活塞往复上下移动，以对外筒与滤芯之间的粗溶解液施加一定的压力，使得茶多酚和溶剂快速通过膜组件，固体颗粒被截留，从而实现茶多酚的高效分离提取。 [0020] 2、在外筒的底部设置排渣机构，在第一次茶多酚分离提取动作完成之后，依靠嵌合件与活塞配合产生的拉力，从而将密封环向上拉动并在外筒的底部形成排渣通道，使得固体颗粒在被粗溶解液冲刷后进入收集桶中，如此可以保证第二次茶多酚的分离提取不会受到影响，有效的保证茶多酚的分离提取效率，并且无需人工拆卸零部件来清理固体颗粒，从而可实现茶多酚的连续分离提取。附图说明 [0021] 图1为本发明一种茶多酚连续分离提取设备的结构示意图； [0022] 图2为本发明一种茶多酚连续分离提取设备的内部结构示意图； [0023] 图3为本发明外筒和滤芯的爆炸图示意； [0024] 图4为本发明中外筒的结构示意图； [0025] 图5为本发明中驱动杆、盖板和活塞的安装结构示意图； [0026] 图6为本发明中传动机构的结构示意图； [0027] 图7为图2中A处的局部放大图； [0028] 附图标记：1、固定座；2、储液桶；3、回液管；4、输送泵；5、收集桶；6、接料桶；7、弹性限位件；8、活动挤压装置；9、机架；10、进液管；11、传动机构；12、导向块；13、齿形块；14、缺齿齿轮一；15、出液管；16、驱动杆；17、活塞；18、外筒；19、排渣机构；20、滤芯；21、盖板；22、缺齿齿轮二；23、出液孔；24、竖直孔；25、过滤网；26、环形槽；27、水平孔；28、通孔；29、膜组件；30、嵌合件；31、第二弹簧；32、限位螺栓；33、限位套；34、密封环；35、第一圆台面；36、套筒；37、固定盘；38、传动杆；39、齿形凸起；40、连接杆；41、第一弹簧；42、从动齿轮；43、电机；44、主动齿轮；45、转轴；46、出液间隙；47、集渣槽；48、第二圆台面。 具体实施方式[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0030] 如图1‑图7所示，一种茶多酚连续分离提取工艺，其特征在于，包括以下步骤： [0031] S1：将晒干后的茶叶放入破碎机进行粉碎处理，再经过筛网筛分制得茶叶粉末； [0032] S2：将茶叶粉末在40‑50℃的水中浸泡30‑60min进行溶解，随后用布网进行二次过滤制得粗溶解液； [0033] S3：将粗溶解液从进液管10加入至储液桶2中，随后粗溶解液进入滤芯20和外筒18之间，并在传动机构11带动活塞17上下移动的过程中，使得粗溶解液中的茶多酚和溶剂穿过膜组件29，膜组件29采用反渗透膜，粗溶解液中的固体颗粒被膜组件29截留，同时利用粗溶解液进入冲洗孔将外筒18内壁和膜组件29表面的固体颗粒冲刷掉，之后经过出液管15进入收集桶5中得到残渣液； [0034] S4：待储液桶2中的粗溶解液分离提取完成后，利用输送泵4和回液管3将残渣液泵送至储液桶2中进行二次分离直至结束。 [0035] 如图1‑图7所示，一种茶多酚连续分离提取设备，包括机架9和接料桶6，机架9上设置有储液桶2，储液桶2上连接有进液管10，其可以将粗溶解液送入至储液桶2中，而在储液桶2的底部设置有活动挤压装置8，活动挤压装置8可以对粗溶解液施加一定的压力，从而快速将粗溶解液中的固体颗粒和茶多酚混合液分离，活动挤压装置8的具体结构由滤芯20、外筒18和活塞17组成，其中滤芯20为中空结构，并固定安装在外筒18的中心，同时滤芯20的中部具有若干个阵列分布的通孔28，并在通孔28的外侧设置有膜组件29，膜组件29采用反渗透膜，其绕卷固定在滤芯20表面，绕卷后与滤芯20上下两端的表面保持平整，滤芯20的下端穿过外筒18并位于接料桶6的上方，活塞17位于外筒18与滤芯20之间，并且活塞17上连接有驱动杆16，而储液桶2上设置有传动机构11，传动机构11可以带动驱动杆16和活塞17上下往复运动，使得粗溶解液进入外筒18之后被活塞17施加一定的压力，从而加快茶多酚和溶剂通过膜组件29，如此可以提升茶多酚的分离提取效率。 [0036] 传动机构11主要由齿形块13、缺齿齿轮一14、缺齿齿轮二22、电机43、主动齿轮44和从动齿轮42构成，齿形块13安装在驱动杆16上，且两侧设置有与缺齿齿轮一14和缺齿齿轮二22啮合的齿形凸起39，电机43、缺齿齿轮一14和缺齿齿轮二22通过固定座1安装在储液桶2上，主动齿轮44安装在电机43上，从动齿轮42设置有两个，并通过转轴45与缺齿齿轮一14和缺齿齿轮二22连接，固定座1上设置有用于限定齿形块13滑动距离的导向块12，当电机 43带动主动齿轮44转动时，从而带动两个从动齿轮42同步转动，使得缺齿齿轮一14、缺齿齿轮二22也随之转动，两者依次与齿形块13啮合，如此可以带动驱动杆16重复上下移动，即可为活塞17提供动力，由于电机43将转动的转换为驱动杆16的往复直线运动，可以有效的提升活塞17在单位时间内运动的次数，从而有效提高茶多酚的分离提取效率。 [0037] 由于茶多酚分离提取过程中，固体颗粒被截留在外筒18中，在分离提取一段时间之后，固体颗粒就会产生堆积，部分会附着在膜组件29的表面而影响了茶多酚的分离提取，此时则需要对固体颗粒进行清理，传统的设备采用人工的方法清理，不仅增加了劳动强度，而且零部件拆装清洗的时间长，不利于实现连续生产，为了克服该问题，在外筒18的底部设置有排渣机构19，其由密封环34、弹性限位件7和嵌合件30构成，其中弹性限位件7与嵌合件30分别安装在密封环34的两侧，嵌合件30的一端呈四爪钩结构，而活塞17上设置有安装孔，当活塞17被推到靠近外筒18的底部时，嵌合件30插入至安装孔中并产生变形，安装孔为阶梯结构，活塞17滑动到位之后，嵌合件30也完全插入至安装孔中，并恢复原状而勾住活塞 17，待活塞17复位时，即可依靠嵌合件30产生拉力而向上拉动密封环34，而弹性限位件7保持对密封环34施加靠近外筒18底部的作用力，并可对密封环34向上运动的距离进行限位，弹性限位件7由限位螺栓32、第二弹簧31和限位套33构成，限位螺栓32的一端与嵌合件30螺纹连接，另一端延伸至外筒18的下方，限位套33安装在外筒18与限位螺栓32之间，第二弹簧 31位于外筒18和限位螺栓32之间，也即在密封环34随着活塞17向上运动一段距离时，限位螺栓32先被拉动而压缩第二弹簧31，当限位套33阻止限位螺栓32继续移动时，限位螺栓32会对嵌合件30产生拉力，从而使嵌合件30再次产生变形并脱离安装孔，由于在外筒18对应密封环34的侧壁位置设置有出液孔23，接料桶6的侧面设置有收集桶5，收集桶5与出液孔23之间通过出液管15连接，当密封环34向上移动时，密封环34与外筒18底部产生缝隙，并且密封环34的内径大于滤芯20的外径，并在两者之间形成出液间隙46，如此残留的粗溶解液可以顺利由出液管15流入至收集桶5中，使得部分残留在外筒18中的固体颗粒不会产生大量堆积。 [0038] 与此同时，为了保证外筒18中残留固体颗粒基本都被清理掉，滤芯20上的通孔28到外筒18的底部预留一段距离，从而使得外筒18中的粗溶解液留有一定的余量，以便于将固体颗粒全部带走，因此在外筒18和密封环34的结构做了改进，外筒18的底部设置有与密封环34配合的第一圆台面35，第一圆台面35呈中部高、四周低的结构，密封环34上设置有第二圆台面48，第二圆台面48呈四周高、中部低的结构，密封环34的底部还设置有水平面，并与第一圆台面35之间形成有集渣槽47，出液孔23与集渣槽47导通，利用第一圆台面35和第二圆台面48，在密封环34和外筒18之间产生缝隙之后，残留的粗溶解液会带着固体颗粒顺着第一圆台面35和第二圆台面48顺利进入集渣槽47中，再由出液管15进入收集桶5中，从而实现固体颗粒的自动清理。 [0039] 其次，为了清理膜组件29表面附着固体颗粒，以减小下一次对茶多酚分离提取的影响，在外筒18内侧设置有若干个阵列分布的冲洗孔，冲洗孔包括竖直孔24和水平孔27，水平孔27沿着外筒18的高度方向等距设置有多个，且一端与竖直孔24导通，另一端延伸至外筒18靠近滤芯20的侧壁，竖直孔24延伸至外筒18的顶部，并位于活塞17的外侧，驱动杆16上滑动安装有用于遮盖冲洗孔的盖板21，同时外筒18的顶部设置有用于将若干个冲洗孔连通的环形槽26，环形槽26内设置有过滤网25，由于盖板21与活塞17属于不完全同步运动，也即活塞17在外筒18中运动时，盖板21保持不动，而当活塞17中外筒18中脱离时，其会带动盖板21同步向上移动，但活塞17具有一定的厚度，因此盖板21与储液桶2之间会先形成空隙，此时粗溶解液可以从环形槽26、冲洗孔进入到外筒18中，过滤网25防止大颗粒固体堵塞冲洗孔，而粗溶解液从竖直孔24流过之后具有一定的动能，在从水平孔27中流出，形成抛物线的液体流柱，并对膜组件29产生一定的水平冲击力，从而将其表面以及外筒18底部内壁附着的固体颗粒冲刷掉，并堆积在外筒18的底部，以便于下次茶多酚分离提取完成之后清理掉，如此则为茶多酚的连续分离提取提供了有力条件，也无需人工手动清理，结构设计合理巧妙，此后活塞17继续向上移动，使得粗溶解液可以迅速填充至外筒18和滤芯20之间。 [0040] 此外，驱动杆16包括传动杆38、固定盘37和连接杆40由，连接杆40设置有四根，其一端与固定盘37连接、另一端与活塞17连接，传动杆38的一端与固定盘37连接，另一端穿过储液桶2与齿形块13连接，而连接杆40的外侧设置有套筒36，套筒36固定在盖板21上，且套筒36的内侧设置有第一弹簧41，连接杆40上设置有用于压缩第一弹簧41的凸环，利用传动杆38、固定盘37和连接杆40可以保证传动机构11的动力顺利传递到活塞17上，而第一弹簧41则可以保持盖板21的复位以及其与储液桶2之间的密封性，从而为粗溶解液冲刷膜组件 29的表面做好准备，而凸环与套筒36配合可以保证密封性，避免粗溶解液进入套筒36中而影响活塞17的动作。 [0041] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 [0042] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 |
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