一种提取茶叶多糖含量的提取装置和方法与流程

1.本发明涉及化工实验设备技术领域，具体为一种提取茶叶多糖含量的提取装置和方法。


背景技术：

2.茶叶多糖，是茶叶中由大量单糖通过糖苷键连接而成的天然大分子活性物质。现代药理研究表明，茶叶多糖具有多种保健功效，如降血糖、抗氧化、免疫调节、抗肿瘤、抗凝血、抗疲劳、抑菌杀毒、减肥等，尤以降血糖活性、防治糖尿病成为众多学者关注的焦点。随着植物提取产业现代化进程的加快，传统的提取方法诸如酸碱法、热水浸提法由于存在提取率低、时间长、污染环境等不足，难以满足产业发展的需求。
3.现有技术中，如中国专利号为：cn 112011458 a的“一种利用茶渣提取多糖的酶解装置及酶解方法”，其装置包括两端开口的处理箱，所述处理箱的两端均设置有密封门，且处理箱的内部设置有处理腔，所述处理箱的顶部和底部分别固定有进料管和出料管，所述处理箱的外壁设置成方形结构，且处理腔的内壁设置成圆筒状结构，所述处理腔两端内壁之间的中间位置转动连接有定位件；其方法包括使超声波沿着定位件的内外壁传导至处理箱内的液体中，定位件外壁的弹性片随着超声波而发生颤动，利用波动片的弹性而将部分超声波反向引导至处理腔内。
4.但现有技术在实际使用中，为提升茶叶中多糖的提取效率，均会将茶叶进行粉碎、研磨成茶粉后再进行提取工作，而在粉碎、研磨茶粉过程中，机械的高速旋转或挤压研磨，会因摩擦而产生大量热量集中作用于茶粉，从而导致茶粉中的多糖物质加快分解，甚至改性，进而会极大地影响到茶粉的出糖率，多糖的提取效果受到不利影响。
5.所以我们提出了一种提取茶叶多糖含量的提取装置和方法，以便于解决上述中提出的问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种提取茶叶多糖含量的提取装置和方法，以解决上述背景技术提出的为提升茶叶中多糖的提取效率，均会将茶叶进行粉碎、研磨成茶粉后再进行提取工作，而在粉碎、研磨茶粉过程中，机械的高速旋转或挤压研磨，会因摩擦而产生大量热量集中作用于茶粉，从而导致茶粉中的多糖物质加快分解，甚至改性，进而会极大地影响到茶粉的出糖率，多糖的提取效果受到不利影响的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种提取茶叶多糖含量的提取装置，包括茶叶导入斗、粉碎研磨组件、过筛组件和安装座，所述茶叶导入斗的底部与粉碎研磨组件的顶部相连通，且粉碎研磨组件的前端底部与过筛组件的顶部相连通，所述安装座的顶部内侧固定安装有气体输入组件，且气体输入组件的顶部与粉碎研磨组件的底部相连通，所述粉碎研磨组件包括驱动机构、保护罩、支撑架和恒温研磨机构，所述驱动机构的前端与恒温研磨机构的后端活动连接，所述驱动机构、保护罩和恒温研磨机构的底部外侧均与支
撑架的顶部固定卡接，所述恒温研磨机构包括转接套，所述转接套的内侧活动插接有研磨辊，所述转接套的两侧均固定插接有连接管，且连接管为向前端斜侧插接，所述研磨辊的前端外侧活动套接有研磨管，且研磨管的外侧均匀贯穿开设有多个出料孔，所述气体输入组件包括高压存储罐、导管、电动阀和气管，所述高压存储罐的内部存储有高压二氧化碳气体，且高压存储罐的输出端通过导管与电动阀的输入端相连通，所述电动阀的输出端通过气管与连接管的一端相连通。
8.优选的，所述恒温研磨机构还包括导料管、卡环和气压阀，所述转接套的前端外侧通过卡环与支撑架的顶部固定安装，且转接套的前端内侧通过导料管与气压阀的后端固定安装，所述导料管的底部相连通有出料口。
9.优选的，所述驱动机构包括驱动电机和固定座，所述驱动电机的前端外侧通过固定座与支撑架的顶部固定安装，且驱动电机的前端输出端活动安装有转接端头a，所述研磨辊的后端固定安装有转接端头b，且转接端头b的后端与转接端头a的前端活动卡接。
10.优选的，所述茶叶导入斗包括料斗、安装环、搅拌辊和支撑环，所述料斗的顶部内侧通过安装环与搅拌辊的外侧活动套接，且料斗的底部与转接套的顶部相连通，所述搅拌辊的顶部固定安装有握把，且搅拌辊的底部外侧固定安装有弧形搅拌叶，所述支撑环的外侧与料斗的内侧焊接，所述搅拌辊的底端固定安装有限位环，且限位环的外侧与支撑环的内侧活动卡接。
11.优选的，所述安装座的顶部固定安装有气罐固定环，且气罐固定环的内侧与高压存储罐的外侧固定套接，所述气罐固定环的顶部焊接有立杆，且立杆的顶部与支撑架的底部固定安装。
12.优选的，所述过筛组件包括反应器，所述反应器的一侧相连通有加酶管，且反应器的顶部通过出料口与导料管的底部相连通，所述反应器的外侧固定安装有控制器，所述反应器的内侧底部固定安装有隔板，且隔板的轴心处活动安装有电磁阀。
13.优选的，所述反应器的底部螺纹连接有套筒，所述套筒的底部内侧活动插接有扭转件，且扭转件的顶部固定安装有滤网，所述扭转件的外侧活动套接有传动带，且传动带的一端内侧活动安装有主动轮，所述主动轮的顶部活动安装有旋转电机，且旋转电机的顶部外侧与支撑架的内侧固定安装。
14.优选的，所述扭转件的底部相连通有出料阀，且出料阀的底部相连通有导出管。
15.一种提取茶叶多糖含量的提取方法，包括以下步骤：步骤一、茶叶在阴暗处、20～25℃、30%～70%相对湿度条件下的可控仓库中贮藏一个月。
16.步骤二、开启气体输入组件的电动阀，提前将高速流动的二氧化碳气体导入粉碎研磨组件中，对其部件进行一次清洁。
17.步骤三、取已贮藏一个月的茶叶投至料斗中，并通过旋转握把而使得弧形搅拌叶将茶叶快速推送至底部的粉碎研磨组件中。
18.步骤四、当茶叶研磨10min后，将浓度为 1%的木瓜蛋白酶溶液通过加酶管导入反应器内，与茶叶反应1h。
19.步骤五、通过控制器开启电磁阀后，开启旋转电机，离心处理5min。
20.步骤六、开启出料阀，收集从而导出管流出的多糖溶液。
21.步骤七、将多糖溶液于50℃下分别超声(300w)提取1次，提取时间0.5h。
22.步骤八、提取后抽滤，合并滤液，滤液浓缩至10ml，加入浓度为50%乙醇沉淀。
23.步骤九、加10ml蒸馏水溶解，并加入sevag试剂清除蛋白。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、通过粉碎研磨组件和气体输入组件的设置，实现了将高压存储罐内的二氧化碳气导入转接套内后，研磨管内因挤压研磨而产生的热量将会被流动的二氧化碳气体快速带走，并且也会将已研磨完成的茶粉通过出料孔带出，不仅加快了茶叶的导入和研磨速率，还能避免研磨管内热量堆积而作用于茶叶，减少茶粉中受高温而分解的多糖物质，极大地提升了茶叶中多糖的提取效果；2、通过茶叶导入斗的设置，实现了将茶叶投放至料斗后，可通过握把旋转搅拌辊，从而使得其底部的弧形搅拌叶将料斗底部内侧的茶叶松动，加快茶叶通过料斗底部进入转接套内，防止茶叶堵塞在料斗的底部；3、通过过筛组件的设置，实现了含有茶粉的溶液进入套筒内后，扭转件及其顶部的滤网在溶液中高速旋转，利用离心力将溶液中的茶粉固态物与含有多糖物质的溶液快速分离，本装置能自动实现茶叶多糖提取工作中的破碎、研磨、催化和过滤灯多项步骤，不仅提升了多糖提取的效率，还能防止外界环境中的杂质对茶叶多糖提取工作的影响，以快速获取纯净的多糖物质。
附图说明
25.图1为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置的立体图；图2为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置的侧视示意图；图3为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置粉碎研磨组件的拆解结构立体图；图4为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置粉碎研磨组件的结构立体图；图5为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置茶叶导入斗的结构示意图；图6为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置气体输入组件的结构示意图；图7为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置过筛组件的剖视结构示意图；图8为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置过筛组件的俯视结构示意图；图9为本发明一种提取茶叶多糖含量的提取装置过筛组件的安装示意图。
26.图中：1、茶叶导入斗；2、粉碎研磨组件；3、过筛组件；4、气体输入组件；5、安装座；20、驱动机构；21、保护罩；22、支撑架；23、恒温研磨机构；232、转接套；231、研磨辊；233、连接管；234、研磨管；235、出料孔；40、高压存储罐；41、导管；42、电动阀；43、气管；236、导料管；238、卡环；239、气压阀；237、出料口；201、驱动电机；202、固定座；203、转接端头a；230、转接端头b；10、料斗；11、安装环；12、搅拌辊；16、卡环；13、握把；14、弧形搅拌叶；17、限位环；51、气罐固定环；52、立杆；30、反应器；32、加酶管；31、控制器；301、隔板；302、电磁阀；33、套筒；35、扭转件；34、滤网；350、传动带；351、主动轮；352、旋转电机；353、出料阀；354、导出管。
具体实施方式
27.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，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，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做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。
28.请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种提取茶叶多糖含量的提取装置和方法，包括茶叶导入斗1、粉碎研磨组件2、过筛组件3和安装座5，茶叶导入斗1的底部与粉碎研磨组件2的顶部相连通，且粉碎研磨组件2的前端底部与过筛组件3的顶部相连通，安装座5的顶部内侧固定安装有气体输入组件4，且气体输入组件4的顶部与粉碎研磨组件2的底部相连通，粉碎研磨组件2包括驱动机构20、保护罩21、支撑架22和恒温研磨机构23，驱动机构20的前端与恒温研磨机构23的后端活动连接，驱动机构20、保护罩21和恒温研磨机构23的底部外侧均与支撑架22的顶部固定卡接，恒温研磨机构23包括转接套232，转接套232的内侧活动插接有研磨辊231，转接套232的两侧均固定插接有连接管233，且连接管233为向前端斜侧插接，研磨辊231的前端外侧活动套接有研磨管234，且研磨管234的外侧均匀贯穿开设有多个出料孔235，气体输入组件4包括高压存储罐40、导管41、电动阀42和气管43，高压存储罐40的内部存储有高压二氧化碳气体，且高压存储罐40的输出端通过导管41与电动阀42的输入端相连通，电动阀42的输出端通过气管43与连接管233的一端相连通，当干燥的茶叶通过茶叶导入斗1输送至恒温研磨机构23的转接套232内后，驱动机构20带动具有螺纹的研磨辊231不断地将茶叶推挤至研磨管234内，旋转的研磨辊231将茶叶挤压在研磨管234的内壁，不断的进行粉碎研磨，同时，开启电动阀42将高压存储罐40内的二氧化碳气体依次经导管41、电动阀42、气管43和连接管233导入转接套232内，高速流入的二氧化碳气体，配合旋转的研磨辊231将导入的茶叶快速推送至研磨管234内，因研磨管234内挤压研磨而产生的热量将会被流动的二氧化碳气体快速带走，并且也会将已研磨完成的茶粉通过出料孔235带出，不仅加快了茶叶的导入和研磨速率，还能将研磨管234内热量快速导出，防止茶粉中的多糖物质因受高温作用而分解。
29.如图3所示，恒温研磨机构23还包括导料管236、卡环238和气压阀239，转接套232的前端外侧通过卡环238与支撑架22的顶部固定安装，且转接套232的前端内侧通过导料管236与气压阀239的后端固定安装，导料管236的底部相连通有出料口237，通过出料孔235导出的茶粉，将进入到导料管236内进行收集和转运，而转接套232内导入的二氧化碳气流通过出料孔235进入导料管236后，将推开前端的气压阀239并过滤后排出至外界。
30.如图3所示，驱动机构20包括驱动电机201和固定座202，驱动电机201的前端外侧通过固定座202与支撑架22的顶部固定安装，且驱动电机201的前端输出端活动安装有转接端头a203，研磨辊231的后端固定安装有转接端头b230，且转接端头b230的后端与转接端头a203的前端活动卡接，驱动电机201通过转接端头a20与转接端头b230的连接，而带动研磨辊231不断旋转，此结构设计更加便于对粉碎研磨组件2的拆卸维护工作。
31.如图5所示，茶叶导入斗1包括料斗10、安装环11、搅拌辊12和支撑环16，料斗10的顶部内侧通过安装环11与搅拌辊12的外侧活动套接，且料斗10的底部与转接套232的顶部相连通，搅拌辊12的顶部固定安装有握把13，且搅拌辊12的底部外侧固定安装有弧形搅拌叶14，支撑环16的外侧与料斗10的内侧焊接，搅拌辊12的底端固定安装有限位环17，且限位
环17的外侧与支撑环16的内侧活动卡接，将茶叶投放至料斗10后，可通过握把13旋转搅拌辊12，从而使得其底部的弧形搅拌叶14将料斗底部内侧的茶叶松动，加快茶叶通过料斗10底部进入转接套232内，防止茶叶堵塞在料斗10的底部。
32.如图6所示，安装座5的顶部固定安装有气罐固定环51，且气罐固定环51的内侧与高压存储罐40的外侧固定套接，气罐固定环51的顶部焊接有立杆52，且立杆52的顶部与支撑架22的底部固定安装，气罐固定环51用于对高压存储罐40进行固定限位，防止其发生倾倒，且重量较大的高压存储罐40设置在装置底部，将本装置整体重心下移，提升可本装置的稳定性。
33.如图7和图8所示，过筛组件3包括反应器30，反应器30的一侧相连通有加酶管32，且反应器30的顶部通过出料口237与导料管236的底部相连通，反应器30的外侧固定安装有控制器31，反应器30的内侧底部固定安装有隔板301，且隔板301的轴心处活动安装有电磁阀302，研磨后的茶粉经出料口237而掉落至反应器30内侧，通过加酶管32将酶溶液导入反应器30内与茶粉催化反应一定时间后，通过控制器31将隔板301轴心处的电磁阀302打开，使得含有茶粉的溶液倒入底部的套筒33内进行过滤。
34.如图9所示，反应器30的底部螺纹连接有套筒33，套筒33的底部内侧活动插接有扭转件35，且扭转件35的顶部固定安装有滤网34，扭转件35的外侧活动套接有传动带350，且传动带350的一端内侧活动安装有主动轮351，主动轮351的顶部活动安装有旋转电机352，且旋转电机352的顶部外侧与支撑架22的内侧固定安装，含有茶粉的溶液进入套筒33内后，旋转电机352带动主动轮351高速旋转，主动轮351则通过传动带350带动扭转件35及其顶部的滤网34在溶液中高速旋转，从而通过离心力作用而将溶液中的茶粉固态物与含有多糖物质的溶液快速分离。
35.如图9所示，扭转件35的底部相连通有出料阀353，且出料阀353的底部相连通有导出管354，当含有多糖物质的溶液被分离出后，打开出料阀353即可通过导出管354获得。
36.本装置的使用方法及工作原理：将茶叶投放至料斗10后，可通过握把13旋转搅拌辊12，从而使得其底部的弧形搅拌叶14将料斗底部内侧的茶叶松动，加快茶叶通过料斗10底部进入转接套232内，接着驱动机构20带动具有螺纹的研磨辊231不断地将茶叶推挤至研磨管234内，旋转的研磨辊231将茶叶挤压在研磨管234的内壁，不断的进行粉碎研磨，同时，开启电动阀42将高压存储罐40内的二氧化碳气体依次经导管41、电动阀42、气管43和连接管233导入转接套232内，高速流入的二氧化碳气体，配合旋转的研磨辊231将导入的茶叶快速推送至研磨管234内，因研磨管234内挤压研磨而产生的热量将会被流动的二氧化碳气体快速带走，并且也会将已研磨完成的茶粉通过出料孔235带出，通过出料孔235导出的茶粉，进入到导料管236内后，经出料口237掉落至反应器30内侧，通过加酶管32将酶溶液导入反应器30内与茶粉催化反应一定时间后，通过控制器31将隔板301轴心处的电磁阀302打开，使得含有茶粉的溶液倒入底部的套筒33内，滤网34在溶液中高速旋转，利用离心力作用而将溶液中的茶粉固态物与含有多糖物质的溶液快速分离，而溶液被分离出后，即可打开出料阀353，通过导出管354获得。
37.一种提取茶叶多糖含量的提取方法，包括以下步骤：步骤一、茶叶在阴暗处、20～25℃、30%～70%相对湿度条件下的可控仓库中贮藏一个月。
38.步骤二、开启气体输入组件4的电动阀，提前将高速流动的二氧化碳气体导入粉碎研磨组件2中，对其部件进行一次清洁。
39.步骤三、取已贮藏一个月的茶叶投至料斗10中，并通过旋转握把13而使得弧形搅拌叶14将茶叶快速推送至底部的粉碎研磨组件2中。
40.步骤四、当茶叶研磨10min后，将浓度为 1%的木瓜蛋白酶溶液通过加酶管32导入反应器30内，与茶叶反应1h。
41.步骤五、通过控制器31开启电磁阀302后，开启旋转电机352，离心处理5min。
42.步骤六、开启出料阀353，收集从而导出管354流出的多糖溶液。
43.步骤七、将多糖溶液于50℃下分别超声(300w)提取1次，提取时间0.5h。
44.步骤八、提取后抽滤，合并滤液，滤液浓缩至10ml，加入浓度为50%乙醇沉淀。
45.步骤九、加10ml蒸馏水溶解，并加入sevag试剂清除蛋白。
46.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
47.本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
48.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。