一种竹沥的提取方法与流程

本发明涉及竹材加工与处理的，具体为一种竹沥的提取方法。

背景技术：

1、竹沥是一些竹类，例如毛竹、淡竹，经热加工后自然沥出的液体，可作为食品和中药药材，其中含有的各种氨基酸、微量元素及愈创木酚使它具有清热化痰、镇咳、清肺热等功效。竹沥可通过多种方法制备得到，除传统的烧制法、法定的干馏法外，还有新出现的渗漉法、回流法、蒸煮法、辊轧法等，上述方法各有优劣。

2、传统的烧制法存在竹沥提取量低、造成环境污染、生产效率低等的问题，且只能在竹材取材地就地烧制而不适于异地处理。而且，经过烧制法处理的竹材不能被再次利用，这在一定程度上造成了竹材资源的浪费。竹材资源浪费的问题同样见于渗漉法和回流法，该二类方法需要将竹材打碎成竹纤维或竹粉末，同时又因削片和研磨处理而造成了设备损耗大、工序复杂等。

3、经过蒸煮法和辊轧法的竹材虽然能够被再次利用，例如用于制作竹纤维板或竹刨花板等，处理方法也相对环保，但是，作为竹沥功效的主要成分的酚类(尤其是愈创木酚)，该二种方法制备得到的竹沥中则无法检出，所以实际上得到的竹沥产品并不具备清热化痰等功效。特别的，对于辊轧法而言，在辊轧工序之后的蒸馏、提纯等工序过于复杂，生产效率极低。

4、法定的干馏法是将约30cm长的竹段，两端去节、对半劈开后，架起呈倾斜放置或竖直悬挂，于中部用明火烧灼，周围放点燃的木炭加热，收集流出的液体。现代企业中，采用机械设备燃气或电加热，自动控制温度、干馏时间和流速。如公开号为cn 114272330a，名称为“一种无烟提取鲜竹沥的方法”的中国发明专利申请中公开的方法，将长度为80cm、宽度为6cm的竹条送入直火提取装置(即直火干馏装置)中，直火提取装置的前端温度为500～800℃、后端温度为350～480℃，竹条在装置中的进给速度为0.1～0.5m/s，冷凝后每千克鲜竹能够得到大约50g的竹沥。该技术方案通过前端温度高有利于在极短时间内将竹片内的水分子或维管束内的有机成分蒸出，后端温度低以尽量减少竹片外表面不被炭化。但是，该方法存在高温度、高能耗的问题，并且处理后的竹片力学性能下降严重，影响了竹片的利用。

5、另请参见名称为《淡竹沥的不同制备工艺及质量比较研究》，作者为熊艳的湖南中医学院硕士学位论文，其中记载了直火提取装置内温度150～200℃、处理时间为120～180分钟的干馏法工艺，得到的竹沥中具有相对较高的愈创木酚含量，含量能够达到9.84μg/ml。但是，该干馏法工艺存在处理时间过长、生产效率较低的问题。

6、综上，现有技术中缺少一种竹沥的提取方法，它安全环保，工艺更为优化、易控制和量产，生产效率相对较高，竹沥得率相对较高，并且处理后的竹材仍能够高附加值的利用。

技术实现思路

1、本发明的技术目的在于至少克服上述一项技术问题，提供一种竹沥的提取方法，该方法具有低温安全、提取效率高、竹沥高得率的优点，且得到的竹沥纯度较高、无杂质；与此同时，经过本发明方法提取竹沥后的竹材能够被展平形成竹展平材，或被展平压缩形成压缩竹展平材，竹展平材、压缩竹展平材可被用于制作具有极高强重比且具有一定的防霉、防腐性能的竹多层板、竹指接板、竹刨花板，将原本是竹沥提取加工剩余物的竹炭或竹渣变成了能够制作高性能、高附加值竹制品的优等原材料。

2、为实现上述技术目的，本发明的一个方面提供了一种竹沥的提取方法，取竹片，所述竹片包括竹壁段、与所述竹壁段连接的竹节，所述竹壁包括竹青、竹肉、竹黄；一对压力面自所述竹片的竹青面一侧和竹黄面一侧向所述竹片施加0.5～6mpa的压力，压力保持直至所述竹片的含水率降至5～15％，并且一对所述压力面均具有120～200℃的温度，于所述竹片的端部收集所述竹沥。

3、本领域技术人员一般认为，竹沥的提取需要相对较高的温度，例如烧制与直火提取的方法。过高的提取温度不仅容易造成生产的安全隐患、增加生产能耗，同时竹材被过度加热会产生大量杂质掺杂在提取到的竹沥中。本技术发明人经过长期试验与研究发现，在保留竹节的条件下，竹片受到一定的温度加热并结合一定的压力，就可以发生竹沥的排出，并且能够得到与直火烧制法相接近的竹沥提取量。并当温度超过120℃时，提取到的竹沥中可检测到愈创木酚这一有效功能性成分。相对于直火烧制而言较低的提取温度还能够减少、甚至降低提取到的竹沥中杂质的含量，避免对竹片形态完整性的破坏，竹片在完成竹沥提取后被形态完整地展平。

4、因此，借由上述方法，本技术采用低温-压力联合处理的手段从竹材中提取竹沥，由压力面通过直接接触的方式向竹片提供热与压力，提取过程无明火，因此竹沥的提取过程更安全、环保、高效；处理的温度区间能够确保竹沥中有效成分的含量却不容易引发杂质的形成，所以提取到的具有功能性功效且纯度更高的竹沥。

5、进一步地，提取竹沥后的竹片原本作为加工剩余物，形态发生破坏，仅能够用于制作低等级竹刨花板或竹纤维板。而对于如何完整地展平竹片的方法，现有技术认为竹材内存在大量的水分，水分形成的热阻导致了常压下竹材内部的温度难以高于100℃，而竹节处集聚大量水分，是竹段上热阻最大处，所以一般选择去除竹节仅对竹壁段实施展开，并在展开前通过浸泡等手段预先使竹片具有140～200℃的温度。请参考现有技术文献，公开号为cn106881755a，名称为“热压结合蒸汽喷蒸法密实化木材/竹材的方法及密实化木材/竹材”的中国发明专利申请；公开号为cn116619503a，名称为“一种竹材展平工艺”的中国发明专利申请等。现有技术同时认为竹青的存在虽然能够起到防护竹肉、竹黄部分的作用，但由于竹青部分的密度远大于竹肉部分的密度，使展开后的单板条表、芯层的密度偏差过大，反而会造成力学强度的降低，故而至少将竹青部分去除后再实施展平处理。

6、但在本案中，本案通过使用包括竹节的竹片，在竹沥排出后得到具有竹节、厚度方向上被压缩且展平的竹单板条。具体来说，本案的技术方案通过保留竹节，以在竹节处形成温度高位、水蒸气压力高位，在竹壁段远离竹节的位置形成温度低位、水蒸气压力低位，进而在竹片的轴向上形成自竹节向两端的温度梯度、水蒸气压力梯度，温度梯度与水蒸气压力梯度促使竹片中水分、竹沥排出，并随着竹片含水率的降低，竹片的温度得以较为快速地上升并超过120℃，并在竹片内腾出允许压缩但原本被水分占据的空间。

7、由此，本案的竹沥提取方法能够在获得竹沥的同时，获得厚度方向上被压缩且展平的竹单板条。特别的，竹单板条的厚度方向上被压缩时，位于中层的密度最低的竹肉部分首先发生压缩密实、密度被提高，所以制得的单板条的近表面部分(竹青部分)的密度较与其厚度方向的中层(被压缩的竹肉部分)的密度偏差减小，从而得到一种相对均质并保留竹青作用的单板条。竹青的利用，还附加能够提高竹材的利用率。随着竹沥的排出，竹单板条被炭化，其中的木质素的相对含量增加，意味着半纤维素在温度的作用下产生化学反应而生成竹沥的功效成分，这使得单板条具有更低的平衡含水率、更低的吸湿性、更好的尺寸稳定性、更为细腻的材质和更高的机械强度。木质素的相对含量的增加还意味着竹单板条中糖分、淀粉的相对含量的降低，这使得竹单板条具有防虫、耐腐的性能。当然，作用于竹片的排出竹沥的处理温度越高，竹单板条的平衡含水率越低。

8、具有上述优点的竹单板条可以直接用于制作具有极高强重比且具有一定的防霉、防腐性能的竹多层板、竹指接板。当它被加工成竹刨花后再制作成的竹刨花板也较现有技术的竹刨花具有更高的密度、强度和更低的平衡含水率。

9、发明人还创造性地发现，以竹片的终含水率是否达到设定范围来判断竹沥的提取过程是否结束，能够更为准确地判断合适、有效的提取时间。由于同品种的竹材个体差异大，不同品种的竹材种间差异大，所以采用含水率作为判断标准，对于提取速度较快的处理材而言，能够摒弃末尾的无效提取时间，提高提取效率；对于提取速度较慢的处理材而言，则能够确保充分提取了其中的竹沥。附加的，将终含水率范围设定为5～15％，能够得到适宜于直接制作竹复合板材制品的竹片，即该含水率范围的竹片可以直接进行机械加工。

10、虽然通过竹片的含水率判断竹沥提取的进度，并以竹片是否达到目标的终含水率判断提取进程是否结束的技术方案更为准确，但提取时间还是可以在一定程度上作为是否需要开始取样测试含水率的一项参考，或者是一些要求不高的情形下的一种便捷判断手段。一对压力面的压力保持时长达到10～30min时，竹沥提取的进程基本结束。

11、当在相对较高的温度与压力条件下，例如一对所述压力面均具有170～180℃的温度，施加的压力为2～4mpa，压力保持直至所述竹片的含水率降至5～10％，一对所述压力面的压力保持时长也相应地缩短至10～15min。

12、作为一种优选的实施方式，所述竹片的宽度应当小于5cm。实际上，本技术方案适用于弧度小于180°的各种宽度的竹片。虽然宽度如果大于5cm的竹片在热压时容易发生开裂，但是由于竹片的竹黄、竹肉、竹青各部分的密度变得均匀一致，所以开裂的竹片仍然能够用于制备质量更好的竹刨花板或者竹纤维板。但是，开裂的竹片不能用于制备竹单板(竹多层复合板的原材料)或竹指接板，所以，应当选择宽度小于5cm的竹片，以保证提取竹沥的过程中竹片不发生开裂。

13、作为一种优选的实施方式，所述竹片包括两个竹壁段，所述竹节连接两个所述竹壁段。更为优选的是，所述竹节位于所述竹片的长度的中段。

14、作为一种优选的实施方式，所述竹片水平放置，所述竹片的两端均伸出于一对所述压力面之外，于所述竹片的两端收集所述竹沥。该技术方案能够在竹节处形成热端，伸出于压力面外的长度段形成冷端，由热端和冷端构成了更大的温度差和水蒸气压力差，以驱动竹沥向冷端的移动，进而提高了竹沥的提取速度。这一方案也加快了水分的排出，使温度、压力能够更快地传递至竹片的内部，所以竹片的密实化压缩的过程也得到了加速。

15、显然，竹片伸出于压力面之外的长度如果过短，则不足以形成足够的温度差和压力差，且竹片端部温度过高，造成大量水分自竹片端部蒸发而使竹沥提取量减少，影响竹沥的提取得率；而伸出的长度超过特定范围则不会继续形成更大的温度差和压力差，反而会造成竹材的浪费。因为伸出于压力面之外的长度段不受到压力面的热压力作用，所以既不能形成竹沥，也不会被干燥、展平。所以，优选地，所述竹片的伸出长度为4.5～5.5cm。

16、本领域技术人员已经知晓的是，竹片的初始含水率越高，竹沥的得率越高。但对于本技术的技术而言，竹片的初始含水率越高，同时也更利于竹片在提取过程中被展平、形成均匀一致的密度，因此，优选地，当所述竹片的初始含水率为60～120％时，能够提取到更多的竹沥，同时能够得到密度更为均匀或者压缩量更大的竹片。

17、综上所述，本发明申请公开的一种竹沥的提取方法至少具有以下优点：

18、1、该方法具有低温安全、提取效率高、竹沥高得率的优点，且得到的竹沥纯度较高、无杂质；

19、2、提取竹沥后的竹材能够被展平并得到密度均匀一致的竹展平材或压缩竹展平材，可被用于制作具有极高强重比且具有防霉、防腐性能的竹多层板、竹指接板、竹刨花板，将原本属于竹沥提取加工剩余物的竹片变成了能够制作高性能、高附加值竹制品的优等原材料。