一种植物细胞液提取装置及方法与流程

1.本发明涉及细胞液提取技术领域，更具体地说，是涉及一种植物细胞液提取装置及方法。


背景技术：

2.植物细胞的液泡中的液体称为细胞液，其中溶有无机盐、氨基酸、糖类、各种色素等，植物细胞提取液具有较高经济价值或药用价值，例如，选取合适的中草药提取其细胞液，可以免除煎药的过程，提取细胞液后，植物残渣与具有药用效果的细胞液分离，服用方便，吸收效果好。本案申请人在早前递交了一种植物细胞液提取装置及工艺的中国发明申请，申请号为2020100826303，它公开了通过高温高压加热促使植物细胞破壁，然后高温负压提取细胞液的方法，使汽化的细胞液在容器顶壁形成液滴后降温负压稳固，从而提取出植物细胞液。而且，该申请还公开了按这个工艺方法提取植物细胞液的装置。然而，后来证实该工艺方法对于某些植物是不合适的，其高温高压的工艺过程虽然可以使细胞壁破裂，从而可被提取，但同时会造成细胞液内典型物质分解，导致有一些目标化合物含量很低，甚至全部分解，为此，需要作出改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种植物细胞液提取装置，通过在密封容器内高压加热促使植物细胞破壁后，不再以高压环境提取细胞液，以避免细胞液中的目标化合物在高压环境下分解消失，以克服现有技术的不足。
4.本发明解决其技术问题的技术方案是：一种植物细胞液提取方法，包括以下步骤：s1) 常温浸泡3~5小时直至已干燥的待提取物泡胀、吸水饱和，或者取新鲜的植物切成碎片；然后高温高压加热：将待提取物在密闭容器内部高温高压加热，加热温度120
°
c~190
°
c，绝对压力130kpa~320kpa，使植物细胞破壁，细胞液汽化；s2)高温负压重金属和药残分离：将容器顶局部以风冷或水冷方式降温，使容器内部压力保持在40kpa~60kpa，并控制容器内部温度为120
°
c~190
°
c，细胞液在容器顶壁形成液滴并与含碳重金属杂质和药残分离，分离出来的废液通过废液罐收集并排放；s3）高温负压细胞液提取：启动真空泵将容器压力降低至100pa~1000pa的真空值，并控制容器内部温度为110
°
c~180
°
c，使细胞液不断在容器内蒸发和分离，并在顶部形成液滴坠落到容器内部的容杯中；s4）降温负压稳固：容器顶以风冷或水冷方式降温，使容器压力降低至100pa~1000pa，并控制容器内部温度为105
°
c~175
°
c，使细胞液纯化稳固，稳固并形成小分子团细胞液。
5.一种植物细胞液提取装置，其中，植物细胞液根据上述的植物细胞液提取方法制得，所述植物细胞液提取装置包括外壳、内胆、盖体、控制器、加热器，所述盖体用于盖封内
胆上端的开口，盖体与内胆开口之间设置密封装置，所述加热器用于将内胆里的密闭空气、待提取物加热，使待提取物的细胞液在高温高压条件下破壁析出并被汽化；所述盖体的底壁上设有冷却风腔，冷却风可将盖体的底壁降温，所述内胆里设有容杯，所述底壁设有适于使在底壁冷凝的细胞液液滴流淌坠落至容杯里的弧面或斜面，所述容杯的内表壁是非金属层，所述内胆设置负压口，负压口上通过管道连接真空泵，在真空泵与负压口之间连接冷却器，使气体经冷却后再被真空泵抽出。
6.上述的植物细胞液提取装置，冷却风腔的进风口开口于盖体顶部、所述冷却风腔的出风口开口于盖体侧壁。
7.上述的植物细胞液提取装置，所述加热器设置在内胆外侧，所述外壳内壁设置保温层。
8.上述的植物细胞液提取装置，所述底壁包括中心区和外环区，所述外环区朝中心区向下弧形拱起，所述中心区向上弧形拱起，所述外环区与中心区连接轮廓线正投影在容杯内。
9.上述的植物细胞液提取装置，所述盖体的底壁是非金属材料制得的。
10.上述的植物细胞液提取装置，所述底壁包括金属内层和非金属外层，所述非金属外层盖封内胆开口。
11.上述的植物细胞液提取装置，所述负压口设置在内胆底部，所述负压口连接负压管，负压管末端连接三通，三通第一支路连接所述冷却器；三通第二支路顺序连接废液储液罐、排泄管。
12.上述的植物细胞液提取装置，在负压管上设置电动排水阀，在排泄管上设置阀开关。
13.上述的植物细胞液提取装置，在真空泵的连接管路上连接压力表，在真空泵的进气侧连接泵阀开关。
14.本发明的有益效果是：本发明结构巧妙，通过加热使提取物在高温高压条件下完成细胞壁破壁析出细胞液的过程，再采用真空泵将容器压力降低至超低真空，在负压环境下完成重金属和药残（农药残留）分离，细胞液不断在容器内蒸发和分离，并在顶部形成液滴坠落到容器内部的容杯中。负压条件下降低了细胞液内典型物质的分解，使提取液尽量保持原来的性状特征。
附图说明
15.图1是本发明实施例一结构示意图。
16.图2是本发明实施例二结构示意图。
17.图3是本发明实施例三结构示意图。
18.图4是本发明实施例四结构示意图。
19.图5是本发明实施例五结构示意图。
20.图6是本发明实施例六结构示意图。
21.图7是本发明实施例七结构示意图。
22.图8是本发明实施例八结构示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接。也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
25.实施例一本发明通过以下步骤制取细胞液：s1) 常温浸泡3~5小时直至已干燥的待提取物泡胀、吸水饱和；然后高温高压加热：将待提取物在密闭容器内部高温高压加热，加热温度120
°
c~190
°
c，绝对压力130kpa~320kpa，使植物细胞破壁，细胞液汽化；s2)高温负压重金属和药残分离：将容器顶局部以风冷或水冷方式降温，使容器内部压力保持在极限真空40kpa~60kpa，并控制容器内部温度为120
°
c~190
°
c，细胞液在容器顶壁形成液滴并与含碳重金属杂质和药残分离，分离出来的废液通过废液罐收集并排放；s3）高温负压细胞液提取：启动真空泵将容器压力降低至极限真空100pa~1000pa的真空值，并控制容器内部温度为110
°
c~180
°
c，使细胞液不断在容器内蒸发和分离，并在顶部形成液滴坠落到容器内部的容杯中；s4）降温负压稳固：容器顶以风冷或水冷方式降温，使容器压力降低至极限真空100pa~1000pa，并控制容器内部温度为105
°
c~175
°
c，，使细胞液纯化稳固，稳固并形成小分子团细胞液。
26.参见图1，本发明还提供一种应用上述工艺提炼植物细胞液的提取装置，包括外壳14、内胆1、盖体19，所述盖体用于盖封内胆1上端的开口，盖体与内胆开口之间设置密封装置（见密封圈8），控制器设置在盖体内或者是外壳内，操作显示屏20安装在盖体的侧壁上，操作显示屏20、加热器4连接控制器，操作显示屏20输入包括加热温度、压力、时间等控制指令，加热器4由控制器驱动，内胆里放置一环形的网篮2，内置甘草、西洋参等待提取物，内胆里还设有容杯3，容杯3放置在网篮的中心环内，加热器用于将内胆里的密闭空气、待提取物12加热，使待提取物12的细胞液在高温高压条件下破壁析出并被汽化。盖体19的底壁上设有冷却风腔11，冷却风扇18位于冷却风腔11内，冷却风可将盖体的底壁7降温使得内胆的上部形成降压区，底壁设有适于使在底壁冷凝的细胞液液滴流淌坠落至容杯里的弧面或斜面，底壁7向下拱起，其最低点正投影在容杯3中间，气态的细胞液遇到降温的底壁后冷凝附着在底壁上，并在自重和附着力的作用下顺着底壁的弧形表面滑落，滴落在容杯里。容杯的内表壁是非金属层，或者容杯由非金属材料制得，防止提取后的细胞液滴接触金属材料，从而发生重金属污染的可能性。
27.冷却风腔11的进风口开口于盖体顶部、所述冷却风腔的出风口开口于盖体侧壁，图中的箭头方向表示冷却风的气流方向。
28.所述加热器4设置在内胆外侧，在内胆外侧还有温度传感器9，所述外壳内壁设置保温层13，保温层与内胆之间形成电加热腔5，加热器4位于电加热腔5内，保温层可减少热
量的流失。加热器4为电热丝，电热丝的数量为两组，两组电热丝分别缠绕在内胆外壁的上部和下部，使发热更加均匀。温度传感器9的数量为两个，其中一个温度传感器固定于内胆一侧的外壁的上部，另一个温度传感器固定于内胆另一侧外壁的下部，两个温度传感器呈对角设置，取两者的测量平均值以得到更准确的稳定，从而更准确地控制本提取装置的运行，使提取的细胞液的质量更好。
29.所述盖体的底壁7是非金属材料制得的，例如陶瓷。或者是，底壁包括金属内层和非金属外层，其中非金属外层盖封内胆开口。外壳的底部设有支脚17。
30.内胆的底部连接负压管，在负压管段上设置电动排水阀25，负压管末端连接三通，三通第一支路连接冷却器、真空泵35；三通第二支路顺序连接废液储液罐26、排泄管16，排泄管上设置阀开关15。冷却器用于将从内胆抽出的高温气体冷却降温，它包括水箱30、换热器29，水箱进水侧设置进水开关27，水箱排水侧设置排水开关28，换热器采用管板式换热器，换热面积大，可快速完成换热器内部流体与水箱的水体热量交换，迅速将换热器内的流体降温，降温后的气体由真空泵抽出，使内胆内部形成负压，随着真空泵的不断工作，在内胆里可形成极限真空100pa~1000pa的超低真空。而内胆的空气经过换热器的降温，可避免高温空气对真空泵的损害。为检测内胆（抽气端）的真空度，在真空泵的连接管路上连接压力表31，表管32上连接压力表开关33，当检修压力表的时候，关闭压力表开关33。为了检修方便，在真空泵35的进气侧连接泵阀开关34，泵阀开关34方便检修真空泵，多台提取装置共用一个真空泵的时候，在真空泵前连接泵阀开关可方便控制。
31.实施例二参见图2，本实施例是在实施例一的基础上作进一步改进，具体是，盖体的底壁7包括中心区和外环区，外环区朝中心区方向向下弧形拱起，而中心区则向上弧形拱起形成拱圆结构，所述外环区与中心区连接轮廓线正投影在容杯内，该结构同样可使附着在底壁表面的细胞液顺着弧形表面滑行到外环区与中心区的交接处，然后滴落到容杯内。本实施例的其余结构与实施例一相同。
32.实施例三参见图3，本实施例是在实施例二的基础上作进一步改进，具体是，将冷却风扇18外置，冷却风腔11的进、出风口分别开口于盖体侧壁，冷却风腔的进风口通过外置风管6连接冷却风扇18的送风口。本实施例的其余结构与实施例二相同。
33.实施例四参见图4，本实施例是在实施例一的基础上作进一步改进，具体是，将冷却风扇18外置，冷却风腔11的进、出风口分别开口于盖体侧壁，冷却风腔的进风口通过外置风管6连接冷却风扇18的送风口。本实施例的其余结构与实施例一相同。
34.实施例五参见图5，本实施例是在实施例一的基础上作进一步改进，具体是，将盖体底壁的冷却方式改为水冷冷却。水冷装置包括冷却水源（图未示）、管道泵26、冷却水箱21、循环管路，冷却水源提供低于80
゜
c的冷却水，管道泵驱动冷却水在冷却水箱21和循环管路上流动，冷却水箱设置在盖体19内，冷却水箱的底板就是盖体19的底壁，图中的箭头方向表示冷却水的流动方向。冷却水温低于x
゜
c，x的取值范围是60—80，优选80。本实施例的其余结构与实施例一相同。
35.实施例六参见图6，本实施例是在实施例五的基础上作进一步改进，具体是，盖体的底壁7包括中心区和外环区，外环区朝中心区方向向下弧形拱起，而中心区则向上弧形拱起形成拱圆结构，所述外环区与中心区连接轮廓线正投影在容杯内，该结构同样可使附着在底壁表面的细胞液顺着弧形表面滑行到外环区与中心区的交接处，然后滴落到容杯内。本实施例的其余结构与实施例五相同。
36.实施例七参见图7，本实施例是在实施例六的基础上作进一步改进，具体是，水冷装置改为喷淋降温结构。水冷装置包括管道泵26、喷淋器22、集水槽23，管道泵用于从集水槽中抽取冷却水输送至喷淋器，喷淋器设置在盖体的底壁7的上方，集水槽环设在盖体的底壁下方，喷淋于底壁上的冷却水回流至集水槽，冷却水温低于x
゜
c，x的取值范围是60—80，优选80。本实施例的其余结构与实施例六相同。
37.实施例八参见图8，本实施例是在实施例五的基础上作进一步改进，具体是，水冷装置改为喷淋降温结构。水冷装置包括管道泵6、喷淋器22、集水槽23，管道泵用于从集水槽中抽取冷却水输送至喷淋器，喷淋器设置在盖体的底壁7的上方，集水槽环设在盖体的底壁下方，喷淋于底壁上的冷却水回流至集水槽，冷却水温低于x
゜
c，x的取值范围是60—80，优选80。本实施例的其余结构与实施例五相同。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。