74 - 食品科学技术学报页

表 1摇 循环提取设备与其他超声波提取设备特性对比
Tab. 1摇 Comparison table of cycle extraction equipment with other ultrasonic extraction equipment
比较项目 循环超声提取设备 其他超声波提取设备 结果对比
超声类型 单位面积上的功率强度高
发散式超声波, 单个换能器功率通
常为几瓦到几十瓦
前者可达到破坏细胞壁的要求 ,后者
无法满足
与物料接触方式 聚能式换能器与物料直接接触
超声换能器上的超声波需要通过器
壁才能与物料接触
前者超声利用率能达到 100% , 后者
利用率低
超声场作用方向
循环超声与物料之间成逆向或顺向流动
均可
物料的移动方向与超声场成垂直
方向
前者超声在物料上的作用效果好, 后
者可能因推进螺旋发生反射和损耗
物料推动方式 物料在循环超声设备内形成拟均相 管道式设备的物料螺旋向上移动
前者物料提取机会相同 ,后者部分物
料会一直停留在底部或中部
占地面积 结构紧凑,高度相近于传统提取罐
管道式设备需要很长的管道和足够
的高度差以保证超声提取时间
前者占地面积小,后者占地面积大
适用范围
对于各种物料的适应性良好,全封闭运
行,从 1 ~ 5 000 L 均有系列成套设备
一般适用于中试规模
前者适用于各种溶媒 ,且对实验规模
适应性强,后者适应性比较局限
1. 物料包装设备;2. 包装袋;3. 物料传输装置;4. 传输带上的固定钩;5. 物料包整理装置;6. 超声提取设备;7. 物料包进口( 溶剂入
口);8. 溶剂流量调节开关;9. 夹套进水口;10. 离散超声振子组;11. 聚能超声振子组;12. 夹套出水口;13. 提取液出口 ;14. 物料包
出口;15. 循环搅拌装置;16. 物料回收箱
图 4摇 连续循环超声波提取生产线示意
Fig. 4摇 Diagram of production line of continuous loop ultrasonic extraction
3郾 1摇 物料包装系统
物料包装系统由料斗和物料包装设备组成. 将
处理好的物料批次性地加入料斗中, 通过料斗将物
料连续、 自动 、 均匀地装入包装袋中, 形成物料包.
所用包装袋大小和材质可根据实际生产进行调整,
但必须保证物料不易漏出,同时透水性能好 .
3郾 2摇 物料输送系统
物料输送系统包括输送带和物料包整理装置.
物料包由输送带进行传输, 输送带上有特制的小钩
或挡板, 用于固定物料包,防止物料包在传送过程中
掉落. 物料包在进入超声提取装置之前经过整理装
置进行整理, 用于均匀分散物料, 使得超声提取更加
充分[14] .
3郾 3摇 超声波提取系统
超声波提取系统由超声波提取管道和超声波换
能器组成,同时还包含溶剂输送设备、 控温装置和搅
拌装置 . 超声波提取管道为夹层结构, 管道两端的
侧壁上开有进液口和出液口 , 通入一定温度的液体
进行恒温控制; 管道侧壁上部开有提取液出口,提取
液达到一定容积后自动流出 ; 管道外壁上含有离散
式超声振子组和聚能式超声振子组, 多个离散式超
声振子安装在提取管道的侧壁上 ,多个聚能式超声
振子分布在提取管道的上部,两种超声波相互补充 、
配合; 管道内壁上设有循环搅拌设备,使得有效成分
扩散更加快速, 提取效果更好; 溶剂输送设备包括溶
剂储存 、 输送、 定量控制等装置,通过储罐、 循环泵、
流量计对溶剂输送量进行自动控制 .
3郾 4摇 提取液浓缩系统
提取液浓缩系统包括加热蒸发 、冷凝 、萃取 、 干
燥等装置. 利用动态循环蒸发浓缩器对提取液进行
浓缩, 将提取液中的溶剂在降压( 真空 ) 条件下蒸发
出 ,并冷凝回收再利用;同时通过萃取装置和干燥装
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第 32 卷 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 刘玉德等: 连续循环超声波提取生产线的设计和研究