CN102120100B - 一种平转式超临界co2连续萃取工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及超临界CO2萃取工艺及装置，尤其是一种通过将多个反应釜串连后，单独反应釜中萃取又使CO2不间断使用，使得CO2处于长期饱和状态的一种平转式超临界CO2连续萃取工艺及萃取机。本发明由于所述结构而具有的优点是：低生产成本和CO2零排放。
Description
技术领域
本发明涉及超临界CO2萃取工艺及装置，具体是一种平转式超临界CO2连续萃取工艺及装置。
技术背景
超临界CO2萃取法由于具有萃取能力强、提取率高、选择性强、无有害残留物，产品品质好等优势而成为理想的萃取法，然而。较高的设备制造成本和运行成本及较低的效率制约了该方法在天然产物活性成分提取生产中的工业化应用。
在现有技术条件下，超临界CO2萃取釜是间歇式工作的，生产工艺十分复杂，操作工人操作难度大，要求操作工人素质比较高，同时由于萃取釜的容积小，处理量小，从而导致生产成本高，同时间歇式萃取到后半段时间时，由于物料萃取所得物质大量减少，CO2溶解度极低，长期处于极不饱和状态，CO2利用率太低，导致设备利用率极低，极不合理，从而也加重了生产成本。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种平转式超临界CO2连续萃取工艺；本发明的另一目的是提供所述连续萃取工艺的装置。
为实现本发明第一目的而采用的技术方案是这样的，即一种平转式超临界CO2连续萃取工艺，包括萃取和分离两个工艺步骤，其中萃取工艺步骤如下：
将若干萃取釜等间距设置，沿环状路径定向定工位移动，在所述环状路径中，以其中某一工位作为起始进料工位，以移动的最末一个工位为出料工位；萃取釜之间由带流体进、出控制阀的管道顶底串联；当萃取釜移动至出料工位时，关闭该萃取釜的流体进、出控制阀，打开与分离釜连接管道的控制阀，让载有萃取物的CO2流进入分离釜；卸料后该萃取釜移动至进料工位，装料后，向萃取釜内加注达到超临界温度和超临界压力值的二氧化碳，加注时间结束后，关闭二氧化碳进气阀，重新开启该萃取釜的流体进、出控制阀，反应釜沿移动方向到相邻的下一个工位；所述加注时间等于物料的萃取时间/(萃取釜的个数-1)；
载有萃取物的流体进入分离釜后，分离出的CO2气体由管道及柱塞泵加压后重新在萃取步骤中使用。
为实现本发明的另一目的而采用的技术方案是这样的，即一种平转式超 临界CO2连续萃取机，包括与底座连接为一体的支撑件、设置在支撑件中心且与动力输入轴连接的主轴，其中：以所述主轴为中心的周边上均布有至少三个萃取釜，主轴通过径向连接杆与萃取釜固接；所述萃取釜包括萃取釜体、分别设置在萃取釜体上下端的顶盖和底盖，萃取釜体与顶盖和底盖之间通过能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头连接，在萃取釜体与顶盖和底盖的连接处设置有筛网；所述萃取釜之间通过分别设置在顶盖上的管道和底盖上的管道依次串连，所述管道上设置有控制阀，管道与管道通过带能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头的连接管连接；所述连接管上设置有均带能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头的溶剂进出连接管和泄压管，溶剂进出连接管和泄压管上均设置有又一控制阀；以其中一个萃取釜的连接管为中心，其两旁的连接管上的溶剂进出连接管分别与溶剂进管和溶剂出管通过其上的活接头连接，泄压管均与溶剂回收罐连接。
传统工艺CO2萃取釜的直径与高度的比为1∶5左右，而本工艺为10∶11，这样更节约钢材，降低设备成本，同时减小了直径比例，萃取速度更快，使设备处理物料的能力大大提高。
先进性：本工艺及设备正好解决了上述问题，首先通过平转式把不相关联的几个釜合为一个大釜，从而提高了生产值，再加上不断的投入新原料，使CO2长期处于饱合状态，提高了利用率，极大的降低了成本(本工艺的生产成本不到传统工艺的十分之一)，由于本工艺进行了串联，扩大了容积，提高了处理量同时只向一个方向旋转，降低了操作难度，更容易实现自动化，由于上下快开的设备，进出物料更自易，不再需要用行车来提吊原料，同时串联的作用，CO2柱塞泵也只需一台，降低了CO2需求值，降低能耗，从而降低了生产成本，由于固定了工位从而固定了进出料口，为连续工作提供了保障，同时不断的新鲜物料投入，使CO2长期处于饱合状态，成倍的提高了利用率，从而实现了低生产成本，由于连续式工作，CO2实现了全回收，也为降低生产成本提供了保障。
由于实现上述工艺的装置，即上述的一种平转式超临界CO2连续萃取机，其结构紧凑简单，反应釜单独工作，与其它反应釜串连后形成反应回路，有效利用CO2的同时还便于工装，制造成本低，进一步降低了使用成本。
附图说明
本发明的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明装置的多个萃取釜连接状态俯视结构示意图。
图3为本发明装置中CO2流程的展开图。
图4为本发明装置中底座的俯视图。
图中：1、底座；2、支撑件；3、主轴；4、萃取釜；5、萃取釜体；6、顶盖；7、底盖；801～806、活接头；9、筛网；1001～1002、管道；11、控制阀；12、连接管；13、进料连接管；14、泄压管；15、变速箱；16、落料斗；17、溶剂进管；18、溶剂出管；19、螺旋进料机；20、出料口；21、螺旋出料机；22、连接杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的工艺和装置作进一步说明：
本发明的工艺是：一种平转式超临界CO2连续萃取工艺，包括萃取和分离两个工艺步骤，其中萃取工艺步骤如下：
将若干萃取釜等间距设置，沿环状路径定向定工位移动，在所述环状路径中，以其中某一工位作为起始进料工位，以移动的最末一个工位为出料工位；萃取釜之间由带流体进、出控制阀的管道顶底串联；当萃取釜移动至出料工位时，关闭该萃取釜的流体进、出控制阀，打开与分离釜连接管道的控制阀，让载有萃取物的CO2流进入分离釜；卸料后该萃取釜移动至进料工位，装料后，向萃取釜内加注达到超临界温度和超临界压力值的二氧化碳，加注时间结束后，关闭二氧化碳进气阀，重新开启该萃取釜的流体进、出控制阀，反应釜沿移动方向到相邻的下一个工位；所述加注时间等于物料的萃取时间/(萃取釜的个数-1)；
载有萃取物的流体进入分离釜后，分离出的CO2气体由管道及柱塞泵加压后重新在萃取步骤中使用。
上述超临界温度和压力值的CO2的制备过程是：将CO2通过冷冻机后变成液态，经柱塞泵加压至临界值，然后经水浴加热后达到临界温度，再进入萃取釜4。
参见附图1、2、3和4，图中的平转式超临界CO2连续萃取机，包括与底座1连接为一体的支撑件2、设置在支撑件2中心且与动力输入轴连接的主轴3，其中：以所述主轴3为中心的周边上均布有至少三个萃取釜4，主轴3通过径向连接杆22与萃取釜4固接；所述萃取釜4包括萃取釜体5、分别设置在萃取釜体5上下端的顶盖6和底盖7，萃取釜体5与顶盖6和底盖7之间通过能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头801、802连接，在萃取釜体5与顶 盖6和底盖7的连接处设置有筛网9；所述萃取釜4之间通过分别设置在顶盖6上的管道1001和底盖7上的管道1002依次串连，所述管道上设置有控制阀11，管道1001与管道1002通过带能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头803、804的连接管12连接；所述连接管12上设置有均带能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头805、806的溶剂进出连接管13和泄压管14，溶剂进出连接管13和泄压管14上均设置有又一控制阀11；以其中一个萃取釜4的连接管12为中心，其两旁的连接管12上的溶剂进出连接管13分别与溶剂进管17和溶剂出管18通过其上的活接头805连接，泄压管14均与溶剂回收罐连接。
上述结构所述的所述溶剂进管17与柱塞泵连接。
上述结构所述的萃取釜4的萃取釜体5内径与设置在支撑件2上的带螺旋出料机21的落料斗16上一致。
本结构所述的主轴3与动力源之间设置有变速箱15，主轴3通过链轮或皮带或齿轮与变速箱15连接，变速箱15与电机之间通过链轮或皮带或齿轮连接。
本发明装置在使用时是这样使用的---开启电机，通过变速箱15对本发明装置进行速度控制，通过控制阀11打开具有溶剂出管18的反应釜4顶部的顶盖6，使得被萃取的物料通过螺旋进料机19的出料口20进入反应釜4的筛网9，然后通过活接头801快速关闭顶盖6，接通溶剂进管17，CO2进入反应釜4的反应罐5对物料进行萃取，按照工艺要求设置的时间，通过控制阀11和活接头802快速打开底盖7，使得已经萃取后的物料通过落料斗23，同时主轴3旋转，将下一个工位的反应釜4旋转到螺旋进料机19的出料口20上方，进行下一个反应釜4的萃取，多个反应釜形成循环，能够有效的利用CO2，同时降低了使用成本。
综上所述，本发明由于所述结构和工艺，本工艺及设备首先通过平转式把不相关联的几个釜合为一个大釜，从而提高了生产量，再加上不断的投入新原料，使CO2长期处于饱合状态，提高了利用率，极大的降低了成本(本工艺的生产成本不到传统工艺的十分之一)，由于本工艺进行了串联，扩大了容积，提高了处理量同时只向一个方向旋转，降低了操作难度，更容易实现自动化，由于具有上下快开设备，进出物料更容易，不再需要用行车来提吊原料，同时串联的作用，CO2柱塞泵也只需一台，降低了CO2需求量，降低能耗，从而降低了生产成本，由于固定了工位从而固定了进出料口，为连续工作提供了保障，同时不断的新鲜物料投入，使CO2长期处于饱合状态，成倍的提高 了利用率，从而实现了低生产成本，由于连续式工作，CO2实现了全回收，也为降低生产成本提供了保障。
由于实现上述工艺的装置，即上述的一种平转式超临界CO2连续萃取机，其结构紧凑简单，反应釜单独工作，与其它反应釜串连后形成反应回路，有效利用CO2的同时还便于工装，制造成本低，进一步降低了使用成本。
Claims (4)
1.一种平转式超临界CO2连续萃取工艺，包括萃取和分离两个工艺步骤，其中萃取工艺步骤如下：
将若干萃取釜等间距设置，沿环状路径定向定工位移动，在所述环状路径中，以其中某一工位作为起始进料工位，以移动的最末一个工位为出料工位；萃取釜之间由带流体进、出控制阀的管道顶底串联；当萃取釜移动至出料工位时，关闭该萃取釜的流体进、出控制阀，打开与分离釜连接管道的控制阀，让载有萃取物的CO2流进入分离釜；卸料后该萃取釜移动至进料工位，装料后，向萃取釜内加注达到超临界温度和超临界压力值的二氧化碳，加注时间结束后，关闭二氧化碳进气阀，重新开启该萃取釜的流体进、出控制阀，反应釜沿移动方向到相邻的下一个工位；所述加注时间等于物料的萃取时间/(萃取釜的个数-1)；
载有萃取物的流体进入分离釜后，分离出的CO2气体由管道及柱塞泵加压后重新在萃取步骤中使用。
2.一种平转式超临界CO2连续萃取机，包括与底座（1）连接为一体的支撑件（2）、设置在支撑件（2）中心且与动力输入轴连接的主轴（3），其特征在于：以所述主轴（3）为中心的周边上均布有至少三个萃取釜（4），主轴（3）通过径向连接杆（22）与萃取釜（4）固接；所述萃取釜（4）包括萃取釜体（5）、分别设置在萃取釜体（5）上下端的顶盖（6）和底盖（7），萃取釜体（5）与顶盖（6）和底盖（7）之间通过能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头（801、802）连接，在萃取釜体（5）与顶盖（6）和底盖（7）的连接处设置有筛网（9）；所述萃取釜（4）之间通过分别设置在顶盖（6）上的第一管道（1001）和底盖（7）上的第二管道（1002）依次串连，所述管道上设置有控制阀（11），第一管道（1001）与第二管道（1002）通过带能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头（803、804）的连接管（12）连接；所述连接管（12）上设置有均带能够瞬间断开后又能瞬间闭合的活接头（805、806）的溶剂进出连接管（13）和泄压管（14），溶剂进出连接管（13）和泄压管（14）上均设置有又一控制阀（11）；以其中一个萃取釜（4）为中心，其两旁的连接管（12）上的溶剂进出连接管（13）分别与溶剂进管（17）和溶剂出管（18）通过其上的活接头（805）连接，泄压管（14）均与溶剂回收罐连接。
3.根据权利要求2所述的一种平转式超临界CO2连续萃取机，其特征在于：所述溶剂进管（17）与柱塞泵连接。
4.根据权利要求2所述的一种平转式超临界CO2连续萃取机，其特征在于：所述主轴（3）与动力源之间设置有变速箱（15），主轴（3）通过链轮或皮带或齿轮与变速箱（15）连接，变速箱（15）与电机之间通过链轮或皮带或齿轮连接。
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