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一种根茎类植物细胞液提取装置及工艺的制作方法

花匠小妙招
2025-01-10 10:56

本发明涉及细胞液提取技术领域，更具体地说，是涉及一种根茎类植物细胞液提取装置及工艺。

背景技术：

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、糖类以及各种色素，特别是花青素等，细胞液是高渗的，所以植物细胞才能经常处于吸涨饱满的状态，目前植物叶片细胞液的提取大多是通过破碎挤取的方法，如申请号为201820847793.4的中国发明就公开了一种玫瑰细胞液提取装置，将玫瑰尽可能的打碎，以使细胞液的提取更为充分。cn201110269892.1公开了一种玫瑰甘露液体饮料及其制备方法，其中，公开了玫瑰花细胞液的提取方法：采得鲜花在下列条件下保鲜：温度5～10℃、＜5小时，鲜花粉碎到40～60目筛，加入5～8倍玫瑰鲜花的优质泉水浸泡，再经超声波低温细胞粉碎机破碎，粉碎机频率为300转/分、振荡时间为2小时、振荡间隔30分、振荡36万次，在亚真空状态下、温度50～62℃，固液分离得玫瑰花细胞液。可见，目前的植物细胞液提取多是以低温打碎的方式进行的，然而，通过碎取的方式提取细胞液存在提取不完全的缺点，打碎刀难于把大部分的细胞壁打破，该方式易于取得细胞与细胞之间水份，但不能全部提取细胞壁内的细胞液。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种根茎类植物细胞液提取装置及工艺，通过高温高压打破细胞壁以提取细胞液，以克服现有技术的不足。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种根茎类植物细胞液提取工艺，其特征在于包括以下步骤：

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；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208℃～227℃，绝对压力130～320kpa，使植物细胞破壁，细胞液汽化；

s2)高温负压提取：将容器顶局部以风冷或水冷方式降温，使容器内部绝对压力保持在70～100kpa，并控制容器内部温度为208℃～227℃，细胞液在容器顶壁形成液滴并与含碳杂质分离，细胞液不断在容器内蒸发、在顶部形成液滴坠落到容器内部的容杯中；

s3)降温负压稳固：容器顶以风冷或水冷方式降温，使容器内部绝对压力保持在70～100kpa，并控制容器内部温度为176℃～196℃，使细胞液纯化稳固，稳固小分子团细胞液。

步骤s1)的高温高压加热的持续时间为120～260分钟，步骤s2)的持续时间为1800～2300分钟，步骤s3)的持续时间为120～400分钟。

一种采用上述工艺的细胞液提取装置，包括外壳、内胆、盖体，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，其特征在于：还包括控制器和加热器，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使得内胆的上部形成降压区，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。

所述冷却风腔内设有冷却风扇，所述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。

所述加热器设置在内胆外侧，所述外壳内壁设置保温层。

所述底壁向下拱起。

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。

所述盖体的底壁是非金属材料制得的。

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。

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，再以盖体底壁降温使气态的细胞液冷凝提取。高温能够将原材料的营养成分完全提取到细胞液容器里以形成细胞液，并将植物细胞中可能带有的药物残留和重金属等有害杂质完全去除，提取率高，品质好。

高温负压提练细胞液时，提取物的杂质、农药残存等含碳含硫的物质将会沉淀在装提取物的网篮中，使得在高温高压阶段产生的混合液得以提纯，形成纯细胞液蒸汽，保持了所得细胞液的天然特性和纯度。而在低温负压阶段，又可以使细胞液形成小分子团，其活性成分能够快速渗入人体，经本发明方法取得的细胞液不含任何色素和人工合成的化学物质，保持“原汁原味”，无任何浓香刺鼻味，只有材料本身的淡雅清香，完全符合天然、回归自然的要求。

本发明的方法操作简单，容易实现，成本低。

附图说明

图1是本发明根茎类植物细胞液提取装置实施例一结构示意图。

图2是本发明根茎类植物细胞液提取装置实施例二结构示意图。

图3是本发明根茎类植物细胞液提取装置实施例三结构示意图。

图4是本发明根茎类植物细胞液提取装置实施例四结构示意图。

图5是本发明根茎类植物细胞液提取装置实施例五结构示意图。

具体实施方式

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。

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。

细胞液提取工艺：需将干的待提取物室温浸泡3至5小时至湿润饱满状态。

将准备好的待提取物放入提取器内胆，按操作说明将设备密闭好，然后通电加热，当温度达到设定值时，待提取物进入高温高压细胞破壁阶段。高温次高压药物残留碳化去除，高温负压可将重金属去除，提练出纯细胞液。在高温负压中细胞液小分子化，形成小分子团细胞液，后续的次高温负压使小分子形态稳固。

从温度开始升温到工艺完成，全程时间约需45小时(不同植物时间有所不同)，植物细胞液提取成功的标志是：不管是何种植物，比如甘草、西洋参等，细胞液都是透明无色，但气味和口感则完全是该种植物本身所独有。

本发明方法适用于如甘草、西洋参等根茎类植物的细胞液提取，其工艺包括以下步骤：

1)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208℃～227℃，绝对压力130～320kpa，使植物细胞破壁，细胞液汽化；时长为120～260分钟。

2)高温负压提取：将容器顶局部以风冷或水冷方式降温，使容器内部绝对压力保持在70～100kpa，并控制容器内部温度为208℃～227℃，细胞液在容器顶壁形成液滴并与含碳杂质分离，细胞液不断在容器内蒸发、在顶部形成液滴坠落到容器内部的容杯中；时间为1800～2300分钟。

3)降温负压稳固：容器顶以风冷或水冷方式降温，使容器内部绝对压力保持在70～100kpa，并控制容器内部温度为176℃～196℃，使细胞液纯化稳固，稳固小分子团细胞液。持续时间为120～400分钟。

步骤1)中，加热温度优选208℃～218℃。

下面，结合工艺方法介绍几个细胞液提取装置的实施例。

实施例一

参见图1，本发明提供一种根茎类植物细胞液提取装置，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。

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。

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。

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。

内胆的底部连接排泄管16，所述排泄管上设置阀开关15；所述盖体可通过锁扣装置固定在内胆或外壳上(图未示)。外壳的底部设有支脚17。

本提取装置可将待提取物的细胞营养成分完全提取出来，具体的提取过程如下：清洗好装置后，将配置好的植物原料放置在原料网篮内，将盖体盖好，使加热器启动运作，一段时间后，内胆成为高温高压环境，此环境下，待提取物的细胞壁破碎，细胞内的细胞液及营养物质析出并成为细胞液气体，随后开启冷却风扇，这时盖体的底壁温度会有所下降，内胆的上部区域会形成负压，这些细胞液气体在冷却风扇开启所形成的负压状态下于盖体的底壁凝结成细胞液滴后滴落到容杯中，整个过程在内胆里不断循环，经过合适的时间后，在容杯内提取形成小分子营养液。陶瓷层可避免凝结后的细胞液受到重金属的污染。

以1公斤晒干的甘草片为例，浸泡后，在绝对压力200～320kpa、208℃条件下加热180分钟，然后在80～100kpa、容器内部温度为208℃下高温负压提取1900分钟；继而在容器内部绝对压力保持在80～100kpa、容器内部温度为180℃下降温负压稳固持续200分钟，能得出200-300毫升的透明无色甘草细胞液。

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。

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。

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6、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。

实施例五

参见图5，本实施例是在实施例四的基础上对水冷方式作进一步改进，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，本实施例的其余结构与实施例四相同。

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。