一種平轉式超臨界CO₂連續萃取工藝及裝置的製作方法

2023-09-12 03:38:05

專利名稱：一種平轉式超臨界CO2連續萃取工藝及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及超臨界(X)2萃取工藝及裝置，具體是一種平轉式超臨界(X)2連續萃取工 藝及裝置。
背景技術：
超臨界CO2萃取法由於具有萃取能力強、提取率高、選擇性強、無有害殘留物，產品 品質好等優勢而成為理想的萃取法，然而。較高的設備製造成本和運行成本及較低的效率 制約了該方法在天然產物活性成分提取生產中的工業化應用。在現有技術條件下，超臨界CO2萃取釜是間歇式工作的，生產工藝十分複雜，操作 工人操作難度大，要求操作工人素質比較高，同時由於萃取釜的容積小，處理量小，從而導 致生產成本高，同時間歇式萃取到後半段時間時，由於物料萃取所得物質大量減少，CO2溶 解度極低，長期處於極不飽和狀態，CO2利用率太低，導致設備利用率極低，極不合理，從而 也加重了生產成本。

發明內容
本發明的第一目的是提供一種平轉式超臨界CO2連續萃取工藝；本發明的另一目 的是提供所述連續萃取工藝的裝置。為實現本發明第一目的而採用的技術方案是這樣的，即一種平轉式超臨界(X)2連 續萃取工藝，包括萃取和分離兩個工藝步驟，其中萃取工藝步驟如下將若干萃取釜等間距設置，沿環狀路徑定向定工位移動，在所述環狀路徑中，以其 中某一工位作為起始進料工位，以移動的最末一個工位為出料工位；萃取釜之間由帶流體 進、出控制閥的管道頂底串聯；當萃取釜移動至出料工位時，關閉該萃取釜的流體進、出控 制閥，打開與分離釜連接管道的控制閥，讓載有萃取物的(X)2流進入分離釜；卸料後該萃取 釜移動至進料工位，裝料後，向萃取釜內加注達到超臨界溫度和超臨界壓力值的二氧化碳， 加注時間結束後，關閉二氧化碳進氣閥，重新開啟該萃取釜的流體進、出控制閥，反應釜沿 移動方向到相鄰的下一個工位；所述加注時間等於物料的萃取時間/(萃取釜的個數-1)；載有萃取物的流體進入分離釜後，分離出的(X)2氣體由管道及柱塞泵加壓後重新 在萃取步驟中使用。為實現本發明的另一目的而採用的技術方案是這樣的，即一種平轉式超臨界(X)2 連續萃取機，包括與底座連接為一體的支撐件、設置在支撐件中心且與動力輸入軸連接的 主軸，其中以所述主軸為中心的周邊上均布有至少三個萃取釜，主軸通過徑向連接杆與萃 取釜固接；所述萃取釜包括萃取釜體、分別設置在萃取釜體上下端的頂蓋和底蓋，萃取釜體 與頂蓋和底蓋之間通過能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的活接頭連接，在萃取釜體與頂蓋和 底蓋的連接處設置有篩網；所述萃取釜之間通過分別設置在頂蓋上的管道和底蓋上的管道 依次串連，所述管道上設置有控制閥，管道與管道通過帶能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的 活接頭的連接管連接；所述連接管上設置有均帶能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的活接頭的
3溶劑進出連接管和洩壓管，溶劑進出連接管和洩壓管上均設置有又一控制閥；以其中一個 萃取釜的連接管為中心，其兩旁的連接管上的溶劑進出連接管分別與溶劑進管和溶劑出管 通過其上的活接頭連接，洩壓管均與溶劑回收罐連接。傳統工藝CO2萃取釜的直徑與高度的比為1 5左右，而本工藝為10 11，這樣 更節約鋼材，降低設備成本，同時減小了直徑比例，萃取速度更快，使設備處理物料的能力 大大提高。先進性本工藝及設備正好解決了上述問題，首先通過平轉式把不相關聯的幾個 釜合為一個大釜，從而提高了生產值，再加上不斷的投入新原料，使(X)2長期處於飽合狀態， 提高了利用率，極大的降低了成本(本工藝的生產成本不到傳統工藝的十分之一)，由於本 工藝進行了串聯，擴大了容積，提高了處理量同時只向一個方向旋轉，降低了操作難度，更 容易實現自動化，由於上下快開的設備，進出物料更自易，不再需要用行車來提吊原料，同 時串聯的作用，(X)2柱塞泵也只需一臺，降低了 (X)2需求值，降低能耗，從而降低了生產成本， 由於固定了工位從而固定了進出料口，為連續工作提供了保障，同時不斷的新鮮物料投入， 使CO2長期處於飽合狀態，成倍的提高了利用率，從而實現了低生產成本，由於連續式工作， CO2實現了全回收，也為降低生產成本提供了保障。由於實現上述工藝的裝置，即上述的一種平轉式超臨界(X)2連續萃取機，其結構緊 湊簡單，反應釜單獨工作，與其它反應釜串連後形成反應迴路，有效利用CO2的同時還便於 工裝，製造成本低，進一步降低了使用成本。


本發明的裝置可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。圖1為本發明裝置的結構示意圖。圖2為本發明裝置的多個萃取釜連接狀態俯視結構示意圖。圖3為本發明裝置中(X)2流程的展開圖。圖4為本發明裝置中底座的俯視圖。圖中1、底座；2、支撐件；3、主軸；4、萃取釜；5、萃取釜體；6、頂蓋；7、底蓋；801 806、活接頭；9、篩網；1001 1002、管道；11、控制閥；12、連接管；13、進料連接管；14、洩壓 管；15、變速箱；16、落料鬥；17、溶劑進管；18、溶劑出管；19、螺旋進料機；20、出料口 ；21、 螺旋出料機；22、連接杆。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的工藝和裝置作進一步說明本發明的工藝是一種平轉式超臨界(X)2連續萃取工藝，包括萃取和分離兩個工藝 步驟，其中萃取工藝步驟如下將若干萃取釜等間距設置，沿環狀路徑定向定工位移動，在所述環狀路徑中，以其 中某一工位作為起始進料工位，以移動的最末一個工位為出料工位；萃取釜之間由帶流體 進、出控制閥的管道頂底串聯；當萃取釜移動至出料工位時，關閉該萃取釜的流體進、出控 制閥，打開與分離釜連接管道的控制閥，讓載有萃取物的(X)2流進入分離釜；卸料後該萃取 釜移動至進料工位，裝料後，向萃取釜內加注達到超臨界溫度和超臨界壓力值的二氧化碳，
4加注時間結束後，關閉二氧化碳進氣閥，重新開啟該萃取釜的流體進、出控制閥，反應釜沿 移動方向到相鄰的下一個工位；所述加注時間等於物料的萃取時間/(萃取釜的個數-ι)；載有萃取物的流體進入分離釜後，分離出的(X)2氣體由管道及柱塞泵加壓後重新 在萃取步驟中使用。上述超臨界溫度和壓力值的(X)2的製備過程是將(X)2通過冷凍機後變成液態，經 柱塞泵加壓至臨界值，然後經水浴加熱後達到臨界溫度，再進入萃取釜4。參見附圖1、2、3和4，圖中的平轉式超臨界CO2連續萃取機，包括與底座1連接為 一體的支撐件2、設置在支撐件2中心且與動力輸入軸連接的主軸3，其中以所述主軸3為 中心的周邊上均布有至少三個萃取釜4，主軸3通過徑向連接杆22與萃取釜4固接；所述 萃取釜4包括萃取釜體5、分別設置在萃取釜體5上下端的頂蓋6和底蓋7，萃取釜體5與 頂蓋6和底蓋7之間通過能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的活接頭801、802連接，在萃取釜 體5與頂蓋6和底蓋7的連接處設置有篩網9 ；所述萃取釜4之間通過分別設置在頂蓋6 上的管道1001和底蓋7上的管道1002依次串連，所述管道上設置有控制閥11，管道1001 與管道1002通過帶能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的活接頭803、804的連接管12連接；所 述連接管12上設置有均帶能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的活接頭805、806的溶劑進出連 接管13和洩壓管14，溶劑進出連接管13和洩壓管14上均設置有又一控制閥11 ；以其中一 個萃取釜4的連接管12為中心，其兩旁的連接管12上的溶劑進出連接管13分別與溶劑進 管17和溶劑出管18通過其上的活接頭805連接，洩壓管14均與溶劑回收罐連接。上述結構所述的所述溶劑進管17與柱塞泵連接。上述結構所述的萃取釜4的萃取釜體5內徑與設置在支撐件2上的帶螺旋出料機 21的落料鬥16上一致。本結構所述的主軸3與動力源之間設置有變速箱15，主軸3通過鏈輪或皮帶或齒 輪與變速箱15連接，變速箱15與電機之間通過鏈輪或皮帶或齒輪連接。本發明裝置在使用時是這樣使用的一開啟電機，通過變速箱15對本發明裝置進 行速度控制，通過控制閥11打開具有溶劑出管18的反應釜4頂部的頂蓋6，使得被萃取的 物料通過螺旋進料機19的出料口 20進入反應釜4的篩網9，然後通過活接頭801快速關 閉頂蓋6，接通溶劑進管17，CO2進入反應釜4的反應罐5對物料進行萃取，按照工藝要求設 置的時間，通過控制閥11和活接頭802快速打開底蓋7，使得已經萃取後的物料通過落料 鬥23，同時主軸3旋轉，將下一個工位的反應釜4旋轉到螺旋進料機19的出料口 20上方， 進行下一個反應釜4的萃取，多個反應釜形成循環，能夠有效的利用CO2,同時降低了使用成 本。綜上所述，本發明由於所述結構和工藝，本工藝及設備首先通過平轉式把不相關 聯的幾個釜合為一個大釜，從而提高了生產量，再加上不斷的投入新原料，使CO2長期處於 飽合狀態，提高了利用率，極大的降低了成本(本工藝的生產成本不到傳統工藝的十分之 一)，由於本工藝進行了串聯，擴大了容積，提高了處理量同時只向一個方向旋轉，降低了操 作難度，更容易實現自動化，由於具有上下快開設備，進出物料更容易，不再需要用行車來 提吊原料，同時串聯的作用，CO2柱塞泵也只需一臺，降低了 (X)2需求量，降低能耗，從而降低 了生產成本，由於固定了工位從而固定了進出料口，為連續工作提供了保障，同時不斷的新 鮮物料投入，使CO2長期處於飽合狀態，成倍的提高了利用率，從而實現了低生產成本，由
5於連續式工作，CO2實現了全回收，也為降低生產成本提供了保障。 由於實現上述工藝的裝置，即上述的一種平轉式超臨界(X)2連續萃取機，其結構緊 湊簡單，反應釜單獨工作，與其它反應釜串連後形成反應迴路，有效利用CO2的同時還便於 工裝，製造成本低，進一步降低了使用成本。
權利要求
1.一種平轉式超臨界CO2連續萃取工藝，包括萃取和分離兩個工藝步驟，其中萃取工藝 步驟如下將若干萃取釜等間距設置，沿環狀路徑定向定工位移動，在所述環狀路徑中，以其中某 一工位作為起始進料工位，以移動的最末一個工位為出料工位；萃取釜之間由帶流體進、出 控制閥的管道頂底串聯；當萃取釜移動至出料工位時，關閉該萃取釜的流體進、出控制閥， 打開與分離釜連接管道的控制閥，讓載有萃取物的CO2流進入分離釜；卸料後該萃取釜移動 至進料工位，裝料後，向萃取釜內加注達到超臨界溫度和超臨界壓力值的二氧化碳，加注時 間結束後，關閉二氧化碳進氣閥，重新開啟該萃取釜的流體進、出控制閥，反應釜沿移動方 向到相鄰的下一個工位；所述加注時間等於物料的萃取時間/(萃取釜的個數-1)；載有萃取物的流體進入分離釜後，分離出的CO2氣體由管道及柱塞泵加壓後重新在萃 取步驟中使用。
2.一種平轉式超臨界CO2連續萃取機，包括與底座(1)連接為一體的支撐件O)、設置 在支撐件O)中心且與動力輸入軸連接的主軸(3)，其特徵在於以所述主軸C3)為中心的 周邊上均布有至少三個萃取釜，主軸C3)通過徑向連接杆0 與萃取釜(4)固接；所述 萃取釜(4)包括萃取釜體(5)、分別設置在萃取釜體( 上下端的頂蓋(6)和底蓋(7)，萃 取釜體(5)與頂蓋(6)和底蓋(7)之間通過能夠瞬間斷開後又能瞬間閉合的活接頭(801、 802)連接，在萃取釜體( 與頂蓋(6)和底蓋(7)的連接處設置有篩網(9)；所述萃取釜 (4)之間通過分別設置在頂蓋(6)上的管道(1001)和底蓋(7)上的管道(100 依次串連， 所述管道上設置有控制閥(11)，管道(1001)與管道(1002)通過帶能夠瞬間斷開後又能瞬 間閉合的活接頭(803、804)的連接管(1 連接；所述連接管(1 上設置有均帶能夠瞬間 斷開後又能瞬間閉合的活接頭(805、806)的溶劑進出連接管(13)和洩壓管(14)，溶劑進 出連接管(1 和洩壓管(14)上均設置有又一控制閥(11)；以其中一個萃取釜的連接 管(1 為中心，其兩旁的連接管(1 上的溶劑進出連接管(1 分別與溶劑進管(17)和 溶劑出管(18)通過其上的活接頭(80 連接，洩壓管(14)均與溶劑回收罐連接。
3.根據權利要求2所述的一種平轉式超臨界CO2連續萃取機，其特徵在於所述溶劑進 管(17)與柱塞泵連接。
4.根據權利要求2所述的一種平轉式超臨界CO2連續萃取機，其特徵在於所述萃取釜 (4)的萃取釜體(5)內徑與設置在支撐件( 上的帶螺旋出料機的落料鬥(16)上一 致。
5.根據權利要求2所述的一種平轉式超臨界(X)2連續萃取機，其特徵在於所述主軸 (3)與動力源之間設置有變速箱(15)，主軸C3)通過鏈輪或皮帶或齒輪與變速箱(15)連 接，變速箱(1 與電機之間通過鏈輪或皮帶或齒輪連接。
全文摘要
本發明涉及超臨界CO2萃取工藝及裝置，尤其是一種通過將多個反應釜串連後，單獨反應釜中萃取又使CO2不間斷使用，使得CO2處於長期飽和狀態的一種平轉式超臨界CO2連續萃取工藝及萃取機。本發明由於所述結構而具有的優點是低生產成本和CO2零排放。
文檔編號B01D11/00GK102120100SQ20111003687
公開日2011年7月13日 申請日期2011年2月12日 優先權日2011年2月12日
發明者李家福 申請人:重慶市潤東油脂有限公司