專利名稱：豆渣多糖復(fù)頻超聲提取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品加工裝置，尤其是指一種大豆加工裝置。
背景技術(shù)：
1、水提醇沉法，該類方法存在產(chǎn)品得率低，提取耗時長，水溶性成分易流失，提取液易腐敗變質(zhì)，提取物生物活性差等缺點。2、酸提法，包括酸沉淀制備法、酸沉淀和醇沉淀相結(jié)合制備法和己烷/含水乙醇混合溶劑制備法。該類方法產(chǎn)品得率都相差不大，所得多糖產(chǎn)品純度相對較高。但用酸沉淀法生產(chǎn)的多糖中的糖苷鍵容易斷裂，溶液具腐蝕性，提取時間長，能耗較大，有污染排放問題。3、堿提法，可提高多糖的收率，縮短提取時間，但提取液含有雜質(zhì)，使得粘度過大， 過濾困難，另浸提液有較濃的堿味，影響成品的風(fēng)味和色澤，并且費時、費工，所制得多糖生物活性較差。4、酶解法，具有條件溫和，雜質(zhì)易除的優(yōu)點，可以制備較純的多糖，在一定條件下產(chǎn)率很高，但酶的保存和使用條件比較苛刻，工業(yè)化生產(chǎn)成本較高，工藝復(fù)雜。5、超濾膜法。產(chǎn)品得率及功能特性得到提高，但費時費工且超濾膜存在污染造成膜通量下降問題，清洗較難。6、超臨界流體萃取法，可以發(fā)揮非常有效的萃取功能，有極高的溶解性，得率較高。但由于糖類化合物分子量較大、羥基多、極性大，用二氧化碳提取得率較低，且該法設(shè)備復(fù)雜，需要三、四級分離器，分離出來的雜質(zhì)較多，需要結(jié)合精餾、吸附等多道工序。設(shè)備規(guī)模較大，提取后還需采用堿性高壓蒸汽沖洗輔助設(shè)備。運行成本高，提取范圍有限。上述方法制備時間長，多糖穩(wěn)定性及活性差，需要對制得品進行有效改性。并且普遍存在環(huán)境污染問題。目前采用物理方法提取多糖已成為研究熱點，物理法提取大豆多糖具有產(chǎn)量大、 成本低、引入雜質(zhì)少的優(yōu)點。物理提取方法有微波提取法、高壓脈沖法、超聲提取法。其中， 微波法存在問題為用含水的溶劑提取時，細胞內(nèi)外同時加熱，破壁效果不理想，而用非極性溶劑萃取則效率降低，若用乙醇作為提取劑，微波提取裝置的安全及泄漏有危險性，同時微波提取因政府規(guī)定工業(yè)頻率不得改變，并且需要安全防護。高壓脈沖法設(shè)備造價高，運行成本高。因此微波提取和高壓提取也不適合大規(guī)模發(fā)展應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種豆渣多糖復(fù)頻超聲提取裝置，以解決現(xiàn)有提取技術(shù)成本高，存在環(huán)境污染的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是閥門二固定連接在超聲提取罐進罐口與循環(huán)管道泵之間的管路上，閥門一通過管路與超聲提取罐進罐口與閥門二之間的管路連通，閥門四通過管路與循環(huán)管道泵與閥門二之間的管路連通，閥門三與超聲提取罐下端固定連接，軟管兩端分別與閥門三、循環(huán)管道泵固定連接，超聲波發(fā)聲器通過高頻電纜與電纜匯線盒連接，電纜匯線盒接入超聲提取罐上端。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)新穎，顯著提高了豆渣的利用率，達到97%以上，水溶性大豆多糖提取率可達28%,比傳統(tǒng)工藝提高50%以上，提取時間由傳統(tǒng)方法的2 3小時縮短為30分鐘，常溫提取節(jié)約能耗并且所提取多糖活性成分顯著提高，有利于進一步精制， 可降低均質(zhì)壓力，減少機器耗能和設(shè)備損耗，節(jié)約成本，溶劑用量大幅減少，有效降低了成本并且大幅減少了污染排放，設(shè)備造價低，工藝簡單，操作維護方便。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式閥門二 2固定連接在超聲提取罐10進罐口與循環(huán)管道泵9之間的管路上，閥門一 1通過管路與超聲提取罐10進罐口與閥門二 2之間的管路連通，閥門四4通過管路與循環(huán)管道泵9與閥門二 2之間的管路連通，閥門三3與超聲提取罐10下端固定連接，軟管8兩端分別與閥門三3、循環(huán)管道泵9固定連接，超聲波發(fā)聲器7通過高頻電纜6與電纜匯線盒 5連接，電纜匯線盒5接入超聲提取罐10上端。超聲波具有獨特的物理性能，超聲波產(chǎn)生的強烈振動、高加速度、強烈空化效應(yīng)、 攪拌作用等可促使細胞組織破壁或變形，能夠產(chǎn)生增溶作用，使有效成分提取更充分。首先對豆渣進行整理去雜，然后進行干燥、剪切、均質(zhì)，再進行超聲提取、純化、濃縮，最后經(jīng)過冷凍干燥制成水溶性多糖制品。上位機實現(xiàn)生產(chǎn)過程管理及調(diào)度，操作人員通過人機界通過工作指令制不同提取單元的啟動、作用時間、頻率組選擇等，上位機通過Modbus協(xié)議與下位機通信；下位機對提取過程實現(xiàn)實時控制，工控機接收來自上位機的指令，根據(jù)上位機指令開啟不同的超聲波發(fā)生器、換能器、輻射器，工控機對提取過程實行實時控制。具備瞬時短路保護、頻率自動跟蹤、功率自動穩(wěn)定功能；超聲波發(fā)生器、換能器及輻射器組成超聲波提取單元。頻率自動跟蹤
在大豆多糖提取中使用的變幅器、工具頭會因發(fā)熱、老化、磨損、疲勞等原因而發(fā)生改變，進而使得換能器的固有諧振頻率漂移，如果超聲發(fā)生器的工作頻率不隨之改變，換能器將工作于失諧狀態(tài)而使輸出功率降低，甚至停振。因此，本發(fā)明設(shè)計的超聲發(fā)生器的頻率會隨著換能器的固有諧振頻率的改變而做出相應(yīng)改變，以保證換能器始終工作在諧振狀態(tài)。阻抗匹配
在超聲發(fā)生器系統(tǒng)中，超聲發(fā)生器配套使用的換能器多是壓電型或磁致伸縮型換能器，這兩類換能器有著很大的靜態(tài)電容或電感量，需要一個中間阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使換能器與電源匹配。本發(fā)明涉及的匹配網(wǎng)絡(luò)能有效的濾除諧波成分，提高電聲效率。功率自動調(diào)整
超聲設(shè)備中換能器的阻抗隨著負載的變化而變化，而且變化值相當(dāng)可觀。本發(fā)明設(shè)計的超聲發(fā)生器輸出功率可以自動跟蹤載荷變化，維持變幅器振幅穩(wěn)定。為了滿足工況下豆渣多糖提取設(shè)備需求，以保證設(shè)備運行的穩(wěn)定、可靠性。本發(fā)明超聲發(fā)生器超聲發(fā)生器具備集成化、小型化特點。本發(fā)明的超聲發(fā)生器功率開關(guān)器件選用IGBT。驅(qū)動電路選用日本富士公司生產(chǎn)的專用混合集成電路EXB841模塊。驅(qū)動模塊只需外部+20V的隔離供電，信號延遲不超過 1 μ ·5，最高工作頻率可達40 50ΚΗζ。模塊采用高速光耦隔離，射極輸出，并有短路保護和慢速關(guān)斷功能。超聲變幅器設(shè)計
本發(fā)明研制了不同頻率、強度的超聲波換能器，并且可以進行復(fù)頻工作。變幅器作用是改變換能器的振幅，提高振速比、提高效率，提高機械品質(zhì)因數(shù)，加強耐熱性，擴大適應(yīng)溫度范圍，延長換能器的使用壽命。本發(fā)明借助ANSYS有限元分析軟件對大截面超聲變幅器端面振幅分布，諧振頻率、振幅放大系數(shù)、波節(jié)點位置等進行分析研究，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合VB軟件進行二次開發(fā)。主要開發(fā)內(nèi)容和成果有
研究了大截面變幅器波形的特點和大端振幅的分布狀況，然后重點從變幅器直徑，變幅器長度，大小端面直徑比三個方面對振幅分布影響因素進行了研究，并總結(jié)了相關(guān)規(guī)律。 研究結(jié)果表明大截面變幅器縱振波形的非平面性隨直徑的增大而增加；當(dāng)變幅器的直徑增大到一定程度后，變幅器直徑的增加，長度的縮短，大小端面直徑比的增大都將加速破壞大端面振幅分布的均勻性。研究了變幅器大小端直徑同比例增大后對諧振頻率，振幅放大系數(shù)，波節(jié)點位置的影響情況，并總結(jié)了相關(guān)規(guī)律。研究結(jié)果表明變幅器的縱向共振頻率隨著直徑的增大而降低，振幅放大系數(shù)隨著直徑的增大而減小，波節(jié)點位置也隨著直徑的增大而逐漸偏離大端面。研究了變幅器縱向共振頻率下橫向振動的分布情況，得到了相關(guān)的振動位移云圖，從分析結(jié)果來看，徑向振動位移的分布受變幅器的類型、尺寸等因素的影響比較大，沒有較固定的分布狀態(tài)。為提高變幅器的形狀因數(shù)、放大系數(shù)，本發(fā)明在有限元分析優(yōu)化基礎(chǔ)上設(shè)計了組合型變幅器，該變幅器不但有振動振幅的變換功能，而且還有振動方向的變換功能。本發(fā)明設(shè)計了適于豆渣多糖提取的竹節(jié)形變幅器。
權(quán)利要求
1. 一種豆渣多糖復(fù)頻超聲提取裝置，其特征在于閥門二固定連接在超聲提取罐進罐口與循環(huán)管道泵之間的管路上，閥門一通過管路與超聲提取罐進罐口與閥門二之間的管路連通，閥門四通過管路與循環(huán)管道泵與閥門二之間的管路連通，閥門三與超聲提取罐下端固定連接，軟管兩端分別與閥門三、循環(huán)管道泵固定連接，超聲波發(fā)聲器通過高頻電纜與電纜匯線盒連接，電纜匯線盒接入超聲提取罐上端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種豆渣多糖復(fù)頻超聲提取裝置，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工裝置。閥門二固定連接在超聲提取罐進罐口與循環(huán)管道泵之間的管路上，閥門一通過管路與超聲提取罐進罐口與閥門二之間的管路連通，閥門四通過管路與循環(huán)管道泵與閥門二之間的管路連通，閥門三與超聲提取罐下端固定連接，軟管兩端分別與閥門三、循環(huán)管道泵固定連接，超聲波發(fā)聲器通過高頻電纜與電纜匯線盒連接，電纜匯線盒接入超聲提取罐上端。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)新穎，顯著提高了豆渣的利用率，水溶性大豆多糖提取率高，提取時間短，節(jié)約成本，減少了污染排放，工藝簡單，操作維護方便。
文檔編號C08B37/00GK102408491SQ201110357340
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月13日
發(fā)明者周紅生, 程江宇 申請人:吉林省嘉辰科技有限公司