劉思成，王海蓉，徐永超

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天然成分提取分離技術(shù)是隨著近十幾年間興起的“綠色產(chǎn)品”生產(chǎn)加工的生物工程行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。近年來(lái)，人們對(duì)天然成分的價(jià)值深入了解，全世界范圍內(nèi)掀起了研究天然成分的熱潮。天然成分性狀復(fù)雜，種類繁多，而每種含量甚微，附加值高，藥用及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富。對(duì)這些天然成分的提取分離一直是該領(lǐng)域的一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，科研工作者在對(duì)這些天然成分性質(zhì)研究的同時(shí)，研究改進(jìn)傳統(tǒng)提取技術(shù)，發(fā)展新技術(shù)。提取分離方法不同，其有效成分含量乃至功能也會(huì)相差很大，可能會(huì)影響到其在醫(yī)療、保健作用中的功效。因此，為了有效、合理地利用天然成分，對(duì)天然成分提取分離技術(shù)研究就顯得十分必要。

對(duì)天然成分提取最常用的是溶劑萃取的方法，依靠天然成分在溶劑中的溶解性，相似相溶特性進(jìn)行提取。而天然成分主要包埋在細(xì)胞壁或者液泡內(nèi)，植物的細(xì)胞壁主要是纖維素構(gòu)成，具有一定的硬度，是天然成分提取的主要障礙。

目前，對(duì)天然成分提取普遍采用的工藝為連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取工藝。工業(yè)上的逆流提取設(shè)備大多為單級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備，為達(dá)到某一提取效率時(shí)往往設(shè)計(jì)設(shè)備較長(zhǎng)，占地面積大，然而生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率比較低，大設(shè)備操作復(fù)雜，自動(dòng)化程度也低。因此，單位憑借多年在該領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，潛心研究一種多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取工藝，該工藝結(jié)合了逆流提取技術(shù)和新興的提取技術(shù)——超聲強(qiáng)化提取技術(shù)——整合兩種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)化完善，最大化發(fā)揮兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

1 多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取技術(shù)原理

多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取技術(shù)結(jié)合連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取技術(shù)和超聲強(qiáng)化提取技術(shù)，以菲克(Fick)的擴(kuò)散定律為理論基礎(chǔ)，固體物料與溶劑分別從浸出器兩端加入，并分別從另一端流出浸出液和排出料渣，形成逆向相對(duì)運(yùn)動(dòng)。由于濃度差的存在，物料中的溶質(zhì)擴(kuò)散至周圍溶劑中，物料在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中不斷改變與溶劑的接觸情況，在螺旋攪拌下得到充分混合，增大了固、液相接觸和濃度梯度，同時(shí)獲得了很高的效率和浸出液濃度，出渣和出液連續(xù)分離，實(shí)現(xiàn)連續(xù)提取。提取過(guò)程中增加超聲強(qiáng)化提取裝置，利用超聲波產(chǎn)生的強(qiáng)烈的空化效應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)，破壞植物的細(xì)胞壁，增大物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)頻率和速度，從而加速有效成分浸出。采用單、雙螺旋結(jié)構(gòu)推進(jìn)器作為實(shí)現(xiàn)載體，克服了現(xiàn)有僅有單螺旋結(jié)構(gòu)浸出器內(nèi)部原料推進(jìn)不平穩(wěn)、不均勻、側(cè)靠等弊端，并且可以更有效地減少設(shè)備長(zhǎng)度，提高提取效率。

多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取設(shè)備主要由：?jiǎn)温菪B續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備、單螺旋排渣機(jī)、雙螺旋連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備、雙螺旋排渣機(jī)組成。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的物料從進(jìn)料口加入，先進(jìn)行單螺旋提取，單螺旋提取后物料由單螺旋排渣機(jī)輸送到雙螺旋連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取設(shè)備中進(jìn)行提取，由最終的雙螺旋排渣機(jī)排出，進(jìn)入后一道工序。超聲波強(qiáng)化裝置安裝在單螺旋管道外，在進(jìn)行單螺旋提取的同時(shí)，加入超聲強(qiáng)化提取。單、雙螺旋設(shè)備采用圖示結(jié)構(gòu)擺放，不僅節(jié)約占地面積，而且大大提高了提取效率。

2 多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取工藝流程

多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取工藝流程如圖1所示，由預(yù)浸器、多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取設(shè)備、擠壓機(jī)、溶劑罐、儲(chǔ)罐、管路等組成。物料通過(guò)預(yù)浸器的浸泡，吸收大量的溶劑，為提取做準(zhǔn)備。從預(yù)浸器的排渣機(jī)，將物料輸送到多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取設(shè)備里，先進(jìn)行單螺旋連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取，通過(guò)螺旋推送，使物料充分與溶劑混合，再進(jìn)行雙螺旋連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取，使提取過(guò)程更加平穩(wěn)充分。提取后的物料含有一定的溶劑，輸送到擠壓機(jī)擠干，并回收溶劑，減少浪費(fèi)和污染。這種連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取工藝系統(tǒng)，可以大幅度提高提取效率，降低溶劑的消耗，減少設(shè)備的占地面積，提高自動(dòng)化程度，溶劑能有效地回收利用，減少對(duì)環(huán)境的污染，降低成本。

圖1 多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取工藝流程圖

3 結(jié)語(yǔ)

多級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流超聲提取技術(shù)是在單級(jí)連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取技術(shù)上融合新興技術(shù)——超聲技術(shù)——提高提取效率，減小占地面積，減少對(duì)環(huán)境的污染，在層出不窮的天然成分提取分離技術(shù)中，仍占有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有重要的研究意義。

［1］ 李愛(ài)紅，劉長(zhǎng)占.天然產(chǎn)物中活性成分提取技術(shù)研究進(jìn)展［J］.承德石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2003，5（4）：29-33.

［2］ 王英，崔政偉.連續(xù)動(dòng)態(tài)流題取得現(xiàn)狀和發(fā)展［J］.包裝與食品機(jī)械，2009，（01）：89-90.

［3］ 王英.強(qiáng)化連續(xù)動(dòng)態(tài)逆流提取的研究［D］.江南大學(xué)，2009.