一种剑麻皂素制备方法及装置与流程

1.本发明涉及皂素生产器械技术领域，特别涉及一种剑麻皂素制备方法及装置。


背景技术：

2.剑麻又名凤尾兰，是生产硬质纤维的主要经济作物，由于剑麻叶片中纤维的含量仅占其本身的3％
‑
5％，因此在剑麻纤维的加工过程中将产生大量的废弃物，如抽取纤维后产生的麻渣、麻汁等。这些废弃物中含有丰富的皂苷，若将其直接排放或堆放，不仅导致大量资源的浪费，而且会对环境造成严重污染。
3.剑麻中的皂素，素有“医药黄金”和“激素之母”之称，是合成甾体激素类药物的医药中间体，可用于合成哺乳动物信息素、皮质激素药物、促进蛋白同化与心血管疾病的甾体药物以及抗心律失常药等药物。故利用剑麻渣来提取皂素是目前皂素制备的重要途径。
4.目前，利用剑麻渣来制备皂素的传统工艺是以浓硫酸或浓盐酸作催化剂进行水解反应，使剑麻麻膏中皂苷降解成皂苷元。在此过程中，需要使用大量的酸液来对剑麻进行水解，故会产生大量废水、废渣，对环境污染极其严重；近年来，业内开始采用微生物对剑麻渣进行生物发酵，进行生物发酵后的剑麻渣在水解步骤中所需要的酸液大大减少，对环境更加友好；目前，对剑麻渣进行发酵多为直接堆积发酵，然后每隔一段时间进行人工翻动剑麻渣堆，防止剑麻渣堆的内部温度过高，从而以保证发酵效果，但人工翻动比较费时费力。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种剑麻皂素制备方法及装置，旨在解决人工翻动剑麻渣堆比较费时费力的问题。
6.为实现上述目的，本发明提出的技术方案是：
7.一种剑麻皂素制备装置，包括第一滑轨、第二滑轨、移动臂、连接臂、翻转座、转杆、驱动部件和翻转头；所述第一滑轨和所述第二滑轨均水平设置于地面，且所述第一滑轨和所述第二滑轨彼此平行；
8.所述移动臂的一端通过第一支撑臂滑动连接于所述第一滑轨，所述移动臂的另一端通过第二支撑臂滑动连接于所述第二滑轨；所述移动臂水平设置；所述连接臂水平滑动连接于所述移动臂；所述连接臂竖直设置；所述翻转座连接于所述连接臂；所述转杆转动连接于所述翻转座；所述驱动部件设置于所述翻转座，以用于驱动所述转杆转动；所述翻转头可拆卸设置于所述转杆的一端，所述翻转头用于对剑麻渣发酵堆进行翻转。
9.优选的，所述翻转头包括翻转筒和翻转叶片；所述翻转叶片的数量为多个；多个所述翻转叶片均连接于所述翻转筒；所述翻转叶片呈弯曲状态；所述翻转筒用于可拆卸套设于所述转杆的一端。
10.优选的，所述驱动部件包括第一齿轮、第二齿轮、第一减速器和第一电机；所述翻转座开设有第一内腔，以及贯通第一内腔的第一通孔和第二通孔；所述第一通孔和所述第二通孔的中轴线共线；所述第一通孔和所述第二通孔分别位于所述第一内腔的两侧；
11.所述转杆分别转动连接于所述第一通孔和所述第二通孔；所述第一齿轮同轴连接于所述转杆；所述第二齿轮同轴连接于所述第一电机的输出轴；所述第一减速器和所述第一电机均设置于所述第一内腔中；所述第一齿轮位于所述第一内腔；所述第二齿轮驱动连接于所述第一减速器的输入轴；所述第一减速器的输出轴驱动连接于所述第一齿轮。
12.优选的，还包括升降部件；所述升降部件包括连接座、升降杆、挡板和第一液压缸；所述连接座连接于所述连接臂的下部；所述升降杆滑动穿设于所述连接座；所述翻转座连接于所述升降杆的远离所述连接座的一端；
13.所述挡板连接于所述升降杆的远离所述翻转座的一端；所述第一液压缸设置于所述连接座；所述第一液压缸的伸缩方向平行于所述升降杆的滑动方向；所述第一液压缸的伸缩端连接于所述挡板。
14.优选的，还包括转轴、第三齿轮、第四齿轮、第二减速器和第二电机；所述转轴转动连接于所述连接臂的下部；所述连接座固定连接于所述转轴的一端；所述第三齿轮同轴连接于所述转轴的另一端，且所述第三齿轮和所述连接座分别位于所述连接臂的两侧；所述转轴垂直于所述转杆；
15.所述第四齿轮同轴连接于所述第二电机的输出轴；所述第二减速器和所述第二电机均设置于所述连接臂；所述第四齿轮驱动连接于所述第二减速器的输入轴；所述第二减速器的输出轴驱动连接于所述第三齿轮。
16.优选的，还包括堆积头；所述堆积头可拆卸连接于所述转杆的一端。
17.优选的，所述堆积头包括堆积筒和堆积铲；所述堆积铲连接于所述堆积筒；所述堆积铲形成有堆积面；所述堆积面为弯曲的矩形面；所述堆积筒用于可拆卸套设于所述转杆的一端；
18.所述堆积筒开设有第一凹槽和第二凹槽，以及贯通所述第一凹槽和所述第二凹槽的第三通孔；所述转杆的一端形成有第一凸出和第二凸出；所述第一凸出能配合嵌入所述第一凹槽；所述第二凸出能配合嵌入所述第二凹槽；所述第一凹槽和所述第二凹槽的截面均为矩形；所述第一凸出和所述第二凸出的截面均为矩形；
19.所述剑麻皂素制备装置还包括限位部件，所述限位部件包括限位杆、弹簧、挡片和电磁铁；所述第一凸出的内部开设有第二内腔，以及与所述第二内腔贯通的第四通孔；所述限位杆滑动嵌设于所述第四通孔；所述挡片垂直连接于所述限位杆的一端；所述挡片位于所述第二内腔；所述电磁铁设置于所述内腔，且所述电磁铁能吸和所述挡片；当所述电磁铁吸和所述挡片时，所述限位杆的远离所述挡片的一端收入所述第四通孔内；所述弹簧的一端连接于所述挡片，所述弹簧的另一端连接于所述第二内腔的内壁，所述弹簧的弹力使所述限位杆具有向外伸出于所述第四通孔的趋势；当所述第一凸出嵌入所述第一凹槽，且所述第二凸出嵌入所述第二凹槽时，所述限位杆能够伸出所述第四通孔，并伸入所述第三通孔中。
20.优选的，还包括第一滚轮和第二滚轮；所述第一支撑臂和所述第二支撑臂均呈人字形；所述第一支撑臂包括2个第一斜臂；所述第二支撑臂包括2个第二斜臂；所述第一斜臂的底端设置有第一滚轮，所述第一滚轮配合滚动设置于所述第一滑轨；所述第二斜臂的底端设置有第二滚轮，所述第二滚轮配合滚动设置于所述第二滑轨。
21.优选的，所述转杆分别通过圆锥滚子轴承转动连接于所述第一通孔和所述第二通
孔。
22.本发明还提出一种剑麻皂素制备方法，本方法应用于如上述中任一项所述的剑麻皂素制备装置；所述方法，包括：
23.将剑麻渣堆积于地面以进行生物发酵，发酵过程中每隔第一预设时长通过所述剑麻皂素制备装置对剑麻渣堆进行翻动；
24.将生物发酵持续第二预设时长后的剑麻渣加入酸液进行水解以得到水解产物；
25.于水解产物中加入生石灰，以去除水解产物中多余的油脂，从而得到中间产物；
26.将中间产物通过板压式过滤器进行过滤，以去除杂质，然后进行烘干，以得到干燥产物；
27.对干燥产物进行加热，然后自然冷却以结晶，以提取皂素。
28.与现有技术相比，本发明至少具备以下有益效果：
29.通过上述技术方案，能够自动对剑麻渣发酵堆进行翻动，相比人工手动翻动剑麻堆，使用本发明提出的剑麻皂素制备装置，能够更加快捷省力的对剑麻渣发酵堆进行翻动，具体方案为：本剑麻皂素制备装置设置于剑麻渣发酵场地，当需要翻动剑麻渣堆时，启动驱动部件，从而驱动转杆转动，带动翻转头转动，翻转头对剑麻渣对进行翻动，配合移动臂的移动和连接臂的水平移动，从而调节翻转头的位置，以将剑麻渣堆翻动并摊开，进而降低剑麻渣堆的内部温度，从而保证生物发酵效果。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本发明提出的一种剑麻皂素制备方法及装置一实施例的结构示意图；
32.图2为本发明提出的一种剑麻皂素制备方法及装置另一实施例的结构示意图；
33.图3为图2中a处细节放大内部结构示意图；
34.图4为图2中b处细节放大内部结构示意图；
35.图5为图4中c处细节放大内部结构示意图。
36.附图标记说明：
37.110
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移动臂、120
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第一支撑臂、130
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第二支撑臂、140
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第一斜臂、150
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第二斜臂、160
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第一滑轨、170
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第二滑轨、180
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第一滚轮、190
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第二滚轮、210
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连接臂、220
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滑槽、230
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第二液压缸、240
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连接座、250
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转轴、260
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第三齿轮、270
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第二减速器、280
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第二电机、290
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升降杆、310
‑
挡板、320
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第一液压缸、330
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翻转座、340
‑
翻转筒、350
‑
翻转叶片、360
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堆积铲、370
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堆积筒、380
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堆积面、390
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第一凹槽、410
‑
第二凹槽、420
‑
第三通孔、430
‑
第一凸出、440
‑
第二凸出、450
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转杆、460
‑
第二内腔、470
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第四通孔、480
‑
限位杆、490
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挡片、510
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弹簧、520
‑
电磁铁、530
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第一通孔、540
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第二通孔、550
‑
圆锥滚子轴承、560
‑
第一齿轮、570
‑
第一减速器、580
‑
第一电机、590
‑
第一内腔。
38.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
41.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
44.本发明提出一种剑麻皂素制备方法及装置。
45.请参考附图1
‑
附图5，在本发明提出的一种剑麻皂素制备装置的一实施例中，本剑麻皂素制备装置包括第一滑轨160、第二滑轨170、移动臂110、连接臂210、翻转座330、转杆450、驱动部件和翻转头；第一滑轨160和第二滑轨170均水平设置于地面，且第一滑轨160和第二滑轨170彼此平行。
46.移动臂110的一端通过第一支撑臂120滑动连接于第一滑轨160，移动臂110的另一端通过第二支撑臂130滑动连接于第二滑轨170，具体的，第一支撑臂120和第二支撑臂130分别连接于移动臂110的两端；移动臂110水平设置，且移动臂110垂直于第一滑轨160的长度方向；连接臂210水平滑动连接于移动臂110，具体的，移动臂110开设有滑槽220，连接臂210的顶部滑动嵌设于滑槽220中，以使得连接臂210能够沿移动臂110的长度方向移动；连接臂210竖直设置；翻转座330连接于连接臂210；转杆450转动连接于翻转座330；驱动部件设置于翻转座330，以用于驱动转杆450转动；翻转头可拆卸设置于转杆450的一端，翻转头用于对剑麻渣发酵堆进行翻转。
47.通过上述技术方案，能够自动对剑麻渣发酵堆进行翻动，相比人工手动翻动剑麻堆，使用本发明提出的剑麻皂素制备装置，能够更加快捷省力的对剑麻渣发酵堆进行翻动，具体方案为：本剑麻皂素制备装置设置于剑麻渣发酵场地，当需要翻动剑麻渣堆时，启动驱动部件，从而驱动转杆450转动，带动翻转头转动，翻转头对剑麻渣对进行翻动，配合移动臂110的移动和连接臂210的水平移动，从而调节翻转头的位置，以将剑麻渣堆翻动并摊开，进而降低剑麻渣堆的内部温度，从而保证生物发酵效果。
48.此外，翻转头包括翻转筒340和翻转叶片350；翻转叶片350的数量为多个(本实施例中为4个)；多个翻转叶片350均连接于翻转筒340；翻转叶片350呈弯曲状态；翻转筒340用于可拆卸套设于转杆450的一端。通过上述技术方案，完善了翻转头的结构和功能。
49.同时，上述驱动部件包括第一齿轮560、第二齿轮、第一减速器570和第一电机580；翻转座330开设有第一内腔590，以及贯通第一内腔590的第一通孔530和第二通孔540；第一通孔530和第二通孔540的中轴线共线；第一通孔530和第二通孔540分别位于第一内腔590的两侧。
50.转杆450分别转动连接于第一通孔530和第二通孔540，具体的，转杆450分别通过圆锥滚子轴承550转动连接于第一通孔530和第二通孔540；第一齿轮560同轴连接于转杆450；第二齿轮同轴连接于第一电机580的输出轴；第一减速器570和第一电机580均设置于第一内腔590中；第一齿轮560位于第一内腔590；第二齿轮驱动连接于第一减速器570的输入轴；第一减速器570的输出轴驱动连接于第一齿轮560。通过上述技术方案，完善了驱动部件的结构和功能。
51.此外，本剑麻皂素制备装置还包括升降部件；升降部件包括连接座240、升降杆290、挡板310和第一液压缸320；连接座240连接于连接臂210的下部；升降杆290滑动穿设于连接座240；翻转座330连接于升降杆290的远离连接座240的一端。
52.挡板310连接于升降杆290的远离翻转座330的一端；第一液压缸320设置于连接座240；第一液压缸320的伸缩方向平行于升降杆290的滑动方向；第一液压缸320的伸缩端连接于挡板310。
53.通过上述技术方案，能够调节翻转座330与地面的距离，即通过第一液压缸320的伸长和缩短来调节翻转座330与地面的距离，从而调节翻转头的位置，以适用于不同尺寸的剑麻渣堆。
54.同时，本剑麻皂素制备装置还包括转轴250、第三齿轮260、第四齿轮、第二减速器270和第二电机280；转轴250转动连接于连接臂210的下部；连接座240固定连接于转轴250的一端；第三齿轮260同轴连接于转轴250的另一端，且第三齿轮260和连接座240分别位于连接臂210的两侧；转轴250垂直于转杆450，即转轴250水平设置。
55.第四齿轮同轴连接于第二电机280的输出轴；第二减速器270和第二电机280均设置于连接臂210；第四齿轮驱动连接于第二减速器270的输入轴；第二减速器270的输出轴驱动连接于第三齿轮260。
56.通过上述技术方案，能够调节连接座240的角度，从而调节翻转头的角度，以适用于不同尺寸的剑麻渣堆。
57.此外，如附图2所示，本剑麻皂素制备装置还包括堆积头；堆积头可拆卸连接于转杆450的一端。堆积头包括堆积筒370和堆积铲360；堆积铲360连接于堆积筒370；堆积铲360形成有堆积面380；堆积面380为弯曲的矩形面；堆积筒370用于可拆卸套设于转杆450的一端。
58.通过设置堆积头，能够对完成翻动的剑麻渣进行再次堆积，以形成剑麻渣堆，即通过堆积铲360将分散摊开于地面的剑麻渣进行铲集，再配合移动臂110的移动和连接臂210的水平移动，以及第二电机280驱动连接座240的转动，以将剑麻渣再次铲成堆，继续进行生物发酵。
59.堆积筒370开设有第一凹槽390和第二凹槽410，以及贯通第一凹槽390和第二凹槽410的第三通孔420；转杆450的一端形成有第一凸出430和第二凸出440；第一凸出430能配合嵌入第一凹槽390；第二凸出440能配合嵌入第二凹槽410；第一凹槽390和第二凹槽410的截面均为矩形；第一凸出430和第二凸出440的截面均为矩形。
60.剑麻皂素制备装置还包括限位部件，限位部件包括限位杆480、弹簧510、挡片490和电磁铁520；第一凸出430的内部开设有第二内腔460，以及与第二内腔460贯通的第四通孔470；限位杆480滑动嵌设于第四通孔470；挡片490垂直连接于限位杆480的一端；挡片490位于第二内腔460，限位杆480的远离挡片490的一端呈楔形，以便于第一凸出430嵌入第一凹槽390，及第二凸出440嵌入第二凹槽410；电磁铁520设置于内腔，且电磁铁520能吸和挡片490；当电磁铁520吸和挡片490时，限位杆480的远离挡片490的一端收入第四通孔470内；弹簧510的一端连接于挡片490，弹簧510的另一端连接于第二内腔460的内壁，弹簧510的弹力使限位杆480具有向外伸出于第四通孔470的趋势；当第一凸出430嵌入第一凹槽390，且第二凸出440嵌入第二凹槽410时，限位杆480能够伸出第四通孔470，并伸入第三通孔420中。
61.通过上述技术方案，能够使得堆积筒370可拆卸连接于转杆450，具体的，当需要将堆积头连接于转杆450时，将第一凸出430嵌入第一凹槽390，将第二凸出440嵌入第二凹槽410，在第一凸出430嵌入第一凹槽390的过程中，限位杆480被第一凹槽390的内壁限制而伸入第四通孔470，当第一凸出430完全嵌入第一凹槽390后，限位杆480在弹簧510的作用下伸出于第四通孔470，并伸入第三通孔420，以使堆积筒370和转杆450固定连接；当需要拆卸下堆积头时，电磁铁520启动吸和挡片490，从而使得限位杆480缩回第四通孔470内，然后即可将第一凸出430从第一凹槽390中拔出，将第二凸出440将第二凹槽410中拔出。
62.此外，本剑麻皂素制备装置还包括第一滚轮180和第二滚轮190；第一支撑臂120和第二支撑臂130均呈人字形；第一支撑臂120包括2个第一斜臂140；第二支撑臂130包括2个第二斜臂150；第一斜臂140的底端设置有第一滚轮180，第一滚轮180配合滚动设置于第一滑轨160；第二斜臂150的底端设置有第二滚轮190，第二滚轮190配合滚动设置于第二滑轨170。
63.同时，本剑麻皂素制备装置还包括第三电机、第四电机和第二液压缸230；第三电机用于驱动第一滚轮180转动，以驱动第一支撑臂120水平移动，第四电机用于驱动第二滚轮190转动，以驱动第二支撑臂130水平移动；第二液压缸230设置于第一支撑臂120，第二液压缸230的伸缩方向平行于移动臂110的长度方向；第二液压缸230的伸缩端连接于连接臂210的上部；第二液压缸230用于驱动连接臂210沿移动臂110的长度方向移动。通过上述技术方案，完善了本剑麻皂素制备装置的结构和功能。
64.本发明还提出一种剑麻皂素制备方法，在本发明提出的一种剑麻皂素制备方法的第一实施例中，本方法应用于如上述中任一项所述的剑麻皂素制备装置；本实施例包括如下步骤：
65.步骤s110：将剑麻渣堆积于地面以进行生物发酵，发酵过程中每隔第一预设时长通过所述剑麻皂素制备装置对剑麻渣堆进行翻动。
66.具体的，这里的第一预设时长优选为3天。
67.步骤s120：将生物发酵持续第二预设时长后的剑麻渣加入酸液进行水解以得到水
解产物。
68.具体的，这里的第二预设时长大于第一预设时长，本实施例中第二预设时长优选为30天，这里的酸液为盐酸液，盐酸液中盐酸的含量为30％
‑
32％。
69.步骤s130：于水解产物中加入生石灰，以去除水解产物中多余的油脂，从而得到中间产物。
70.步骤s140：将中间产物通过板压式过滤器进行过滤，以去除杂质，然后进行烘干，以得到干燥产物。
71.具体的，这里的烘干操作为去除中间产物90％
‑
95％的水分。
72.步骤s150：对干燥产物进行加热，然后自然冷却以结晶，以提取皂素。
73.具体的，这里的加热步骤中，加热的温度设置为80摄氏度，结晶时长控制为5小时。
74.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。