一种微波萃取装置 【技术领域】
本发明涉及一种微波萃取装置，具体是一种具有高效快速、低耗等优点，可实现微波提取过程的连续化操作的微波萃取装置。
背景技术
传统经典的固-液萃取方法主要是以水或有机溶液为溶媒，以蒸汽直接或间接加热的方式对固体物进行浸取和抽出有效成份。随着微波技术的发展，微波技术逐渐应用于强化固-液萃取过程。但到目前为止，所有的微波萃取过程都是间歇式的，无法实现工业化连续化大生产，并存在处理效率低、处理量小、处理温度高、时间长、溶剂用量大、能耗高及提取效果较差等缺点。
【发明内容】
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺点，提供一种微波萃取装置。本发明是一种开放式的连续微波提取装置，主要通过微波功率管的合理布局和馈入方式、出入口处微波抑制器的合理设计解决微波处理过程中开放口处的微波泄漏问题；通过特殊的固体物传递方式，实现固体物料连续地进入(和通过)萃取装置。从而实现固体物料的微波连续萃取过程。
为达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种微波萃取装置，包括微波加热器1及固液传输装置2，微波加热器为一中空腔体，其前、后壁开有孔，固液传输装置从前壁开孔处斜伸入腔体，并从后壁开孔处伸出，孔的大小与固液传输装置的外径相匹配；微波加热器的外顶部设有微波磁控管3，固液传输装置底端设有固体物料进口15及萃取液出口11，顶端设有固体物料出料口7及萃取液入口6。
所述的微波加热器为一长方形中空腔体，固液传输装置2与腔体底面的夹角为5～45°。
在微波加热器的前、后壁开孔处各设有一个群岛滤波器9，群岛滤波器套设在固液传输装置外。开放式微波加热萃取区腔体的开口处微波防泄漏是通过增加微波抑制器即群岛滤波器9实现。
固液传输装置采用螺旋输送方式，包括1～4列螺旋传输装置，每列螺旋传输装置由一个中间封闭、两端有开口地扁圆形柱体及置于其中的两个带螺旋叶片的旋转轴14构成。螺旋叶片的直径为100～500mm，转速为10～1000r/min。螺旋叶片是由聚酯、玻璃或塑料等材料制作而成。
在微波处理器腔体的顶部分布有磁控管的微波馈入口，内部安装有红外测温仪4；将温度控制、输送器转轴电机转速控制和微波管加热功率控制等系统集中于一个系统操作台10。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的微波固液萃取系统，处理效率高，时间短，与传统的索式提取相比，同时的处理量和提取效果，采用该系统可降低处理温度、大大降低溶剂用量和能耗，特别是对热敏性物系的提取过程，可以通过减少提取时间和提取温度，减少有效成分的损失，两种方法的处理效果对照如表1所示。与现有的一些间歇式微波提取装置相比，最大的优势在于实现了过程的连续化操作，减小劳动强度，可大大提高处理量，如表2所示。
表1 与索式萃取法的比较 本系统方法 常规索式法固液比(固体物料与溶剂比) 1∶5 1∶10～20物料提取时间 10～20min 180min能耗比(对相同处理量) 1 2
表2 与现有体积和功率相当的间歇式微波萃取方法的比较 本系统方法 间歇式微波萃取法固液比(固体物料与溶剂比) 1∶5 1∶8处理能力之比 5 1
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
图1中，微波处理腔体1、双螺旋输送器2、微波磁控管3、红外测温仪4、磁控阀5、萃取剂进口6、固体物料出口7、固体物料收集器8、群岛滤波器9、控制台10、萃取液出口11、磁控阀12、电机及变速器13、转轴14、固体物料进口15；
图2为本发明的螺旋传送装置的横截面示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图1和2来对本发明作进一步说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于具体实施方式中所描述到的内容。
本发明的装置图如附图1所示，它主要由一个用于微波加热区的长方体腔体1、固液传送装置2、微波磁控管3及控制系统10等组成。微波加热萃取区是一个长方体腔体，腔体的前后有开口，开口处接有群岛滤波器9。固液输送装置采用螺旋输送装置，位于腔体中下部，与腔体底部呈5～45度角；每列螺旋输送装置由一个中间封闭两端有开口的扁圆形的柱体和置于其中的两个带螺旋叶片的旋转轴组成，横截面如图2所示，其两端伸出微波加热腔体的外部；其螺旋叶片的直径为100～500mm，转速为10-1000r/min，其材料为聚酯或玻璃或塑料；螺旋输送装置的列数可根据微波加热腔体的宽度决定，一般为1～4列。在腔体的顶部分布有磁控管的微波馈入口；在腔体的内部安装红外测温仪4。将温度控制、输送器转轴电机转速控制和微波管加热功率控制等系统集中于一个系统操作台10。
本发明的运行方法如下：
开放式微波加热萃取区腔体的开口处微波防泄漏是通过增加微波抑制器即群岛滤波器9实现；固体物料由螺旋式输送装置的下端(位于微波加热腔体之外)垂直向上方向的开口15进入，经过相对转动的两个螺旋轮运动，带动物料向上移动，而由位于微波腔体外上端开口7直接排出。而萃取剂(水或其它溶剂)则由上方的入口6进入，向下流动，与固体物料逆向运动，实现逆流萃取，萃取液由下端的排汁口11排出。固液物料在微波腔体中互相混合和接受微波能加热。为了使萃取汁不从固体物料的进口走短路，固体物料的进口15高度要高于固体物料的出口7高度，同时，萃取剂和萃取汁的排出分别由电磁阀(5和12)控制流量，以让固体物料保持浸泡于萃取剂中，与萃取液充分接触，同时可通过控制萃取剂的流量控制固液比。微波功率通过增加或减少磁控管的数量决定。固液萃取混合系统的温度由红外测温仪4控制。
实施例1
将经过预破碎的甘蔗送入该萃取装置，处理量为30kg/小时，蔗渣从进入到排出约需15分钟，每小时加入水量为150kg，加微波功率10kW，控制温度为90～95℃，得到140kg萃取汁，测得折光锤度(固体物占溶液的质量百分数)为2.69°Bx，蔗糖分(转光度)为2.62％，经计算共提取干固物3.76kg，蔗糖为3.67kg。而采用索式提取，同样30公斤的蔗渣加入300kg水，加热回流180分钟，最后得到290kg的提取液，锤度为1.28°Bx，蔗糖分(转光度)为1.23％，计算共获得干固物为3.71kg，蔗糖为3.60kg。而采用封闭式间歇工业微波炉进行萃取，每次只能放入5kg蔗渣及30kg水，微波加热提取25分钟，同样处理30kg的蔗渣需要150分钟，共可得到3.7kg蔗糖。
实施例2
利用该系统处理罗汉果，提取罗汉果皂苷，同样处理10公斤罗汉果(经破碎处理)，加入300升的50％的酒精，处理时间为26分钟，控制浸出温度为70℃，得到745g罗汉果皂苷。采用索氏法提取，同样的处理量和固液配比，回流120分钟，最终得到725g罗汉果皂苷。同样的处理量和固液比，用间歇式微波工业萃取系统进行提取，每批能放入30升的容量，每批处理时间10分钟，总计需要100分钟时间，得到约739g罗汉果皂苷。