一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置及方法
一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置及方法
本发明涉及香草酸提取，具体为一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置及方法。
背景技术
在天然产物提取领域，香草酸作为一种重要的活性成分，广泛存在于多种植物组织中，包括黑芝麻籽皮中。香草酸具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎等，因此在食品、药品及化妆品等领域具有广泛的应用前景。然而，从黑芝麻籽皮中高效提取香草酸并非易事，这主要是因为黑芝麻籽皮结构紧密，且含有较多的难以消化的成分，如纤维素等。
传统的提取方法往往采用酸解法，即利用酸(如盐酸)对黑芝麻籽皮进行酸解处理，以破坏其细胞结构，释放出香草酸等活性成分。然而，传统的酸解装置存在诸多不足。例如，酸解筒通常直接置于加热源上，导致加热面积有限，酸解效率低下；同时，酸解完成后，混合物往往需要进行复杂的固液分离操作，这不仅增加了操作步骤，还可能导致活性成分的损失。
技术实现思路
本发明的目的在于提供一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置及方法，解决了现有装置酸解受热不均匀以及现有分离方法酸解后提取操作复杂的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，包括油浴锅，所述油浴锅内设置有酸解筒，所述酸解筒的底壁连通有多个筒体，黑芝麻籽皮以及盐酸投放于所述酸解筒内并分散于多个所述筒体内，从而黑芝麻籽皮以及盐酸的混合物受所述油浴锅的加热面积扩大；
所述酸解筒可相对所述油浴锅上移，以及，所述酸解筒上移于所述油浴锅时能够一百八十度翻转；
所述油浴锅的上部竖直滑动设置有安装环，所述酸解筒转动连接于所述安装环，所述酸解筒翻转一百八十度后相对所述酸解筒旋转，从而为所述混合物施加离心力。
优选的，所述酸解筒的两侧对称连接有两组气缸，所述气缸的输出端连接有安装块，所述安装环上对称连接有两个转轴，两个所述转轴分别转动连接于两个所述安装块。
优选的，所述转轴的端部连接有齿轮，所述油浴锅的两侧对称连接有两个支架，两个所述支架上均连接有齿条，两个所述齿条分别啮合于两个所述齿轮。
优选的，所述齿轮的端面连接有定位盘，所述定位盘的两侧均设置有缺口，所述齿条的两端分别连接有楔块，所述齿轮移动并啮合于所述齿条时所述缺口远离所述楔块以使得所述齿轮能够旋转，以及，所述齿轮移动至所述齿条的任一端并脱离与所述齿条的啮合时，所述缺口贴合于所述楔块，从而所述齿轮不可旋转。
优选的，所述安装环的内壁环形阵列转动有多个电动转轮，所述酸解筒的外壁上连接有定位环，所述定位环卡接于多个所述电动转轮。
优选的，所述酸解筒上连接有筒盖，所述筒盖的内壁连接有锥形滤网，所述酸解筒底壁的中部贯穿连接有排料管，所述排料管的一端穿插于所述锥形滤网；
所述油浴锅的中部连接有定位柱，所述定位柱的中部连接有限位杆，所述酸解筒下移后所述限位杆插接于所述排料管的另一端。
优选的，还包括抽滤箱，所述抽滤箱连接于所述油浴锅的外壁，所述抽滤箱上连接有负压管和抽液管，所述抽液管上设置有单向阀，所述负压管连接于外部真空泵，所述抽液管连通于所述排料管。
优选的，所述抽液管的中部连接有配重块。
优选的，所述油浴锅的外壁上转动连接有过滤箱，所述过滤箱与所述抽滤箱之间连通有排液管，所述排液管上设置有阀门，所述过滤箱的中部插接有用于安装滤纸的固定架，开启所述阀门且外部真空泵反转并向所述抽滤箱施加正压时，所述抽滤箱内的液体进入所述过滤箱内并由所述固定架上的所述滤纸过滤；
抽离所述固定架并旋转所述过滤箱时，所述过滤箱内的液体流动至所述过滤箱内位于所述排液管一侧的箱壁处。
优选的，所述支架上连接有活塞筒，所述活塞筒上连接有抽取管和出液管，所述抽取管和所述出液管上均设置有单向阀，所述活塞筒内滑动连接有活塞杆，所述活塞杆与所述活塞筒之间填充有中和试剂，所述抽取管连接于中和试剂供应处，所述出液管连通于所述抽滤箱，所述安装块上移时能够推动所述活塞杆向所述活塞筒内滑动。
一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置的分离方法，包括以下步骤：
S1、将黑芝麻籽皮倒入酸解筒内，随后缓慢倒入盐酸溶液，确保混合物均匀分布在酸解筒及其底部的多个筒体内，启动油浴锅的加热系统，使混合物在油浴中均匀受热，通过电动转轮低速旋转酸解筒，促进筒体内的热油搅拌，提高受热均匀度；
S2、酸解反应完成后，控制气缸伸长，带动安装环及酸解筒上移并翻转180度，翻转后，启动电动转轮高速旋转酸解筒，为混合物施加离心力，实现固液分离，固体残留物被锥形滤网隔离，液体则通过排料管流出；
S3、启动外部真空泵，通过抽滤箱对酸解筒内的液体进行抽滤，液体被抽取至抽滤箱内，固体则被锥形滤网隔离；
S4、在抽滤前或抽滤过程中，通过活塞筒及活塞杆将中和试剂推送至抽滤箱内，与液体混合以调节pH值；
S5、打开排液管的阀门，将抽滤箱内的液体引入过滤箱进行进一步过滤纯化，更换滤纸并重复过滤步骤，直至得到所需纯度的香草酸提取物；
S6、打开排放管上的阀门，收集纯化后的香草酸提取物。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过将黑芝麻籽皮倒入酸解筒内，再向酸解筒内倒入盐酸，盐酸以及黑芝麻籽皮的混合物受重力流动至酸解筒底部的多个筒体内，而多个筒体均浸泡在油浴锅内，从而使得混合物能够受到大面积的油浴加热，盐酸可以起到加速酸解反应的作用，在加热的过程中，盐酸会与黑芝麻皮中的成分发生化学反应，使得硬壳中的纤维素等难以消化的成分转化为可溶性盐类或其他化合物，这样处理后，可以使黑芝麻籽皮中的活性成分更容易被提取，随后控制安装环带动酸解筒上移并发生翻转，此时酸解筒内的混合物流重力流出筒体，随后酸解筒相对筒体轴向旋转为其内部的混合物施加离心力，从而使得固液分离，通过上述设置，使得黑芝麻籽皮酸解时能够受到更均匀且大面积的受热，另外，通过翻转酸解筒并旋转离心，使得混合物无需取出酸解筒即可进行固液分离，省去了操作的步骤。
技术特征：
一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，包括油浴锅(1)，其特征在于：所述油浴锅(1)内设置有酸解筒(2)，所述酸解筒(2)的底壁连通有多个筒体(22)，黑芝麻籽皮以及盐酸投放于所述酸解筒(2)内并分散于多个所述筒体(22)内，从而黑芝麻籽皮以及盐酸的混合物受所述油浴锅(1)的加热面积扩大；
根据权利要求1所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述酸解筒(2)的两侧对称连接有两组气缸(11)，所述气缸(11)的输出端连接有安装块(12)，所述安装环(26)上对称连接有两个转轴(28)，两个所述转轴(28)分别转动连接于两个所述安装块(12)。
根据权利要求2所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述转轴(28)的端部连接有齿轮(14)，所述油浴锅(1)的两侧对称连接有两个支架(4)，两个所述支架(4)上均连接有齿条(16)，两个所述齿条(16)分别啮合于两个所述齿轮(14)。
根据权利要求3所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述齿轮(14)的端面连接有定位盘(15)，所述定位盘(15)的两侧均设置有缺口，所述齿条(16)的两端分别连接有楔块(17)，所述齿轮(14)移动并啮合于所述齿条(16)时所述缺口远离所述楔块(17)以使得所述齿轮(14)能够旋转，以及，所述齿轮(14)移动至所述齿条(16)的任一端并脱离与所述齿条(16)的啮合时，所述缺口贴合于所述楔块(17)，从而所述齿轮(14)不可旋转。
根据权利要求4所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述安装环(26)的内壁环形阵列转动有多个电动转轮(27)，所述酸解筒(2)的外壁上连接有定位环(25)，所述定位环(25)卡接于多个所述电动转轮(27)。
根据权利要求5所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述酸解筒(2)上连接有筒盖(23)，所述筒盖(23)的内壁连接有锥形滤网(24)，所述酸解筒(2)底壁的中部贯穿连接有排料管(21)，所述排料管(21)的一端穿插于所述锥形滤网(24)；
根据权利要求6所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：还包括抽滤箱(3)，所述抽滤箱(3)连接于所述油浴锅(1)的外壁，所述抽滤箱(3)上连接有负压管(31)和抽液管(32)，所述抽液管(32)上设置有单向阀，所述负压管(31)连接于外部真空泵，所述抽液管(32)连通于所述排料管(21)。
根据权利要求7所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述抽液管(32)的中部连接有配重块(33)。
根据权利要求8所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置，其特征在于：所述油浴锅(1)的外壁上转动连接有过滤箱(34)，所述过滤箱(34)与所述抽滤箱(3)之间连通有排液管(35)，所述排液管(35)上设置有阀门，所述过滤箱(34)的中部插接有用于安装滤纸的固定架(36)，开启所述阀门且外部真空泵反转并向所述抽滤箱(3)施加正压时，所述抽滤箱(3)内的液体进入所述过滤箱(34)内并由所述固定架(36)上的所述滤纸过滤；
一种基于权利要求9所述的提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
技术总结
本发明公开了一种提取黑芝麻籽皮中香草酸的分离装置及方法，属于香草酸提取领域；该装置包括油浴锅，油浴锅内设置有酸解筒，酸解筒的底壁连通有多个筒体，黑芝麻籽皮以及盐酸投放于酸解筒内并分散于多个筒体内，从而黑芝麻籽皮以及盐酸的混合物受油浴锅的加热面积扩大；酸解筒可相对油浴锅上移，以及，酸解筒上移于油浴锅时能够一百八十度翻转；油浴锅的上部竖直滑动设置有安装环；该装置酸解筒内设置有多个筒体，用于分散黑芝麻籽皮和盐酸的混合物，从而增大加热面积，酸解筒翻转后相对筒体轴向旋转，为其内部的混合物施加离心力，实现固液分离，提高了酸解效率，还简化了操作步骤，降低了活性成分的损失风险。
技术研发信息
技术研发人员：王新坤,孙苏军,邓鹏,范静雯,彭春娥,王恒振,董晓丹,彭立增
受保护的技术使用者：山东省农业科学院