CN105289041B - 一种基于罐式萃取器的萃取分离系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，本发明属于萃取分离技术领域，它为了解决现有传统罐式萃取系统容易使过滤网堵塞，排液效率较低的问题。该分离系统包括萃取罐、渣液贮液装置、离心沉降离心机、真空浓缩装置和冷凝器，萃取罐的排液口与渣液贮液装置的进口相连，渣液贮液装置的出口通过连接管与离心沉降离心机相连，离心沉降离心机的出口与萃取液贮罐相连，萃取液贮罐再与真空浓缩装置相连接，萃取罐、渣液贮液装置和真空浓缩装置分别通过连接管与冷凝器相连通，真空泵与冷凝器相连通。本发明采用离心沉降离心机对渣液混合液进行渣液分离，实现了萃取罐外渣液分离，两个渣液贮液罐在低压真空条件下交替使用，加快了排液速度，实现了排液连续化。
Description
技术领域
本发明属于萃取分离技术领域，具体是涉及一种基于罐式萃取器的萃取分离系统。
背景技术
目前，罐式萃取器是一种常用的萃取设备，具有占地面积小、设备费用低等特点，常被用于中药活性成分的萃取操作。但是，传统的罐式萃取系统存在以下问题：第一，以食用菌、浆果等为原料萃取色素类、多糖类、多酚类、黄酮类等活性成分操作过程中，由于原料首先需要被粉碎为粒径为40目左右的粉末，并且以上原料中含有丰富的果胶等物质。因此，萃取液是一种呈黏胶质状的液渣混合液体，该种液体使罐式萃取器排液口的过滤网非常容易堵塞，排液效率非常低；第二，传统萃取操作过程中，排出罐式萃取器液渣混合液体继续进入过滤器进行进一步的过滤处理，由于以上原因，过滤器中的过滤网也非常容易堵塞，影响了生产的连续性，很大程度上降低了生产效率，提高了生产成本；第三，传统萃取操作过程中，萃取后的残渣直接被丢弃，但是，萃取后残渣中仍然含有大量的液体成分，特别是对于萃取溶剂为乙醇等的萃取处理，回收该部分的乙醇溶剂，对于降低生产成本十分重要。
发明内容
本发明的目的是要解决现有传统罐式萃取系统容易使过滤网堵塞，排液效率较低的问题，而提供一种基于罐式萃取器的萃取分离系统。
本发明基于罐式萃取器的萃取分离系统包括萃取罐、渣液贮液装置、离心沉降离心机、真空浓缩装置和冷凝器，萃取罐底部的排液口通过一号连接管与渣液贮液装置的进口相连，渣液贮液装置的出口通过二号连接管与离心沉降离心机的入口相连，离心沉降离心机的出口通过三号连接管与萃取液贮罐的入口相连通，萃取液贮罐的出口通过四号连接管连接到真空浓缩装置的进口上，萃取罐和真空浓缩装置上的溶剂蒸气口分别通过五号连接管和六号连接管与冷凝器的进口相连通，渣液贮液装置顶部的抽真空口通过七号连接管与冷凝器的进口相连通，真空泵与冷凝器相连通。
本发明基于罐式萃取器的萃取分离系统主要由罐式萃取系统、渣液分离系统和真空浓缩系统三大子系统组成，其中罐式萃取系统由萃取罐组成，渣液分离系统主要由渣液贮液罐和离心沉降离心机组成，真空浓缩系统由浓缩器、冷凝器和真空泵组成。罐式萃取系统进行萃取操作，并在低压真空条件下，对萃取操作完成后剩余残渣加热，进行残渣中萃取溶剂回收处理；渣液分离系统通过真空作用将萃取渣液连续迅速排出萃取罐，进入渣液贮液装置，并通过离心沉降作用实现渣液分离，获得澄清萃取液；真空浓缩系统对萃取液进行浓缩处理，同时为渣液分离系统和罐式萃取系统提供低压真空。
本发明采用离心沉降离心机对渣液混合液进行渣液分离操作，在罐式萃取器的出液口处仅需设置大孔径的过滤网截留大块残渣，排液时大块残渣被截留，粗残渣和萃取液的混合液直接被排出萃取罐外进入渣液贮液装置中，避免了现有常规工艺在萃取器出液口直接进行过滤渣液分离操作，易导致过滤网被残渣堵塞，渣液分离操作不连续、效率慢的问题。然后残渣与汁液在离心沉降离心机中渣液分离，从而获得澄清萃取液，实现了在萃取罐外进行渣液分离，解决了传统罐式萃取处理出液难的问题，同时利用真空浓缩系统的真空操作，使渣液贮液罐处于低压真空条件下，增大了排液口的压力差，提高了排液动力，加快了排液速度，避免了排液口的堵塞，缩短了排液时间。并且较常压状态，残渣中萃取液残留更少，降低了生产成本。另外，萃取操作完成后，对萃取罐进行加热操作，在真空浓缩系统提供的低压真空条件下，残渣中萃取溶剂迅速蒸发，溶剂蒸汽进入冷凝器被冷凝回收，降低了生产成本。本发明所述的基于罐式萃取器的萃取分离系统可以应用于中药、食品加工等领域的萃取处理。
附图说明
图1为本发明基于罐式萃取器的萃取分离系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式基于罐式萃取器的萃取分离系统包括萃取罐101、渣液贮液装置、离心沉降离心机210、真空浓缩装置302和冷凝器303，萃取罐101底部的排液口通过一号连接管11与渣液贮液装置的进口相连，渣液贮液装置的出口通过二号连接管12与离心沉降离心机210的入口相连，离心沉降离心机210的出口通过三号连接管13与萃取液贮罐211的入口相连通，萃取液贮罐211的出口通过四号连接管14连接到真空浓缩装置302的进口上，萃取罐101和真空浓缩装置302上的溶剂蒸气口分别通过五号连接管15和六号连接管16与冷凝器303的进口相连通，渣液贮液装置顶部的抽真空口通过七号连接管17与冷凝器303的进口相连通，真空泵304与冷凝器303相连通。
本实施方式基于罐式萃取器的萃取分离系统由罐式萃取系统、渣液分离系统和真空浓缩系统三大部分组成。罐式萃取系统主要由萃取罐组成，萃取罐与真空浓缩系统连接，真空浓缩系统为萃取罐提供低压真空条件。
渣液分离系统主要由渣液贮液罐和离心沉降离心机组成，渣液贮液罐与真空浓缩系统连接，真空浓缩系统为渣液贮液罐提供低压真空条件。萃取处理完成后，渣液贮液罐与真空浓缩系统接通，萃取罐中的渣液混合液在真空压力差的作用下迅速排出进入渣液贮液罐，并通过离心沉降离心机进行渣液分离。排液效率较常压条件大幅度提高，缩短了排液时间，提高了工作效率。
真空浓缩系统主要由浓缩器、冷凝器和真空泵组成，浓缩器进行加热蒸发操作，产生的溶剂蒸气进入冷凝器，由冷凝器冷凝回收，真空泵为提供真空浓缩系统提供低压真空状态。
本实施方式在低压真空状态下进行排液处理，渣液排出萃取罐后，通过离心沉降离心机进行渣液分离，保证了排液的连续性和排液效率，降低了生产成本。利用真空浓缩系统的真空操作，使渣液贮液罐处于低压真空条件下，增大了排液口的压力差，提高了排液动力，并采用先将渣液排出萃取罐外，在萃取罐外进行渣液分离，加快了渣液分离速度。该基于罐式萃取器的萃取分离系统实现了萃取操作连续化和溶剂的高回收率，提高了萃取效率，减少了萃取时的溶剂使用量，降低了萃取成本。因此，有效地改善了现有有效成分萃取设备的不足，有利于现在萃取技术的发展。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的渣液贮液装置由第一渣液贮液罐205和第二渣液贮液罐206并联组成。
本实施方式设置两个渣液贮液罐，两罐交替使用，首先打开第一渣液贮液罐，关闭第二渣液贮液罐，渣液混合液先进入第一渣液贮液罐，当第一渣液贮液罐装满时，关闭第一渣液贮液罐，打开第二渣液贮液罐，渣液混合液进入第二渣液贮液罐。同时，第一渣液贮液罐中渣液混合液排出进入下一操作工序，从而实现渣液混合液连续排出、分离操作。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是在第一渣液贮液罐205和第二渣液贮液罐206并联管路的各支路中均设置有阀门。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是在二号连接管12中设置有输送泵209。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是在五号连接管15和七号连接管17中均设置有阀门。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是在萃取罐101中设置有加热器。
本实施方式通过加热器对萃取残渣进行真空加热处理回收残留溶剂。利用真空浓缩系统的真空操作，使罐式萃取器处于低压真空条件下，并加热、搅拌，萃取残渣中残留的萃取溶剂达到沸点，迅速蒸发形成蒸汽，进入冷凝器中冷凝回收。溶剂回收处理效率高，费用低，回收彻底，降低了生产成本。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是在离心沉降离心机210上开有排渣口。
本实施方式萃取罐排液操作完成后，离心沉降离心机排出的残渣回收入萃取罐中，与萃取罐中剩余残渣一起进行加热处理。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是渣液贮液装置和离心沉降离心机210组成渣液分离装置。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是萃取罐101、冷凝器303和真空泵304组成残渣溶剂回收装置。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是萃取罐101、渣液贮液装置、冷凝器303和真空泵304组成萃取罐排液装置。
实施例：本实施例基于罐式萃取器的萃取分离系统包括萃取罐101、渣液贮液装置、离心沉降离心机210、浓缩器302和冷凝器303，其中渣液贮液装置由第一渣液贮液罐205和第二渣液贮液罐206并联组成，在第一渣液贮液罐205的进口和出口的支路上分别设有阀门201和阀门207，在第二渣液贮液罐206的进口和出口的支路上分别设有阀门202和阀门208，萃取罐101底部的排液口通过一号连接管11与第一渣液贮液罐205和第二渣液贮液罐206的进口相连，第一渣液贮液罐205和第二渣液贮液罐206的出口通过二号连接管12与离心沉降离心机210的入口相连，离心沉降离心机210的出口通过三号连接管13与萃取液贮罐211的入口相连通，萃取液贮罐211的出口通过四号连接管14连接到真空浓缩装置302的进口上，萃取罐101和真空浓缩装置302上的溶剂蒸气口分别通过五号连接管15和六号连接管16与冷凝器303的进口相连通，渣液贮液装置顶部的抽真空口通过七号连接管17与冷凝器303的进口相连通，在五号连接管15中设置有阀门102，在七号连接管17中设置有阀门203和阀门204，真空泵304与冷凝器303相连通。
本实施例萃取分离系统的结构示意图如图1所示。
本实施例萃取分离过程如下：本实施例中浓缩器302、冷凝器303和真空泵304组成了真空浓缩系统，在萃取罐101中进行萃取操作，待萃取完成后，打开阀门201，第一渣液贮液罐205与萃取罐101接通，打开七号连接管上的阀门203，第一渣液贮液罐205与真空浓缩系统接通，在真空低压条件下，渣液混合液从萃取罐101进入第一渣液贮液罐205，当第一渣液贮液罐205装满后，关闭阀门201和203，渣液混合液停止进入第一渣液贮液罐205，打开阀门202，第二渣液贮液罐206与萃取罐101接通，打开阀门204，渣液贮液罐206与真空浓缩系统接通，在真空低压条件下，渣液混合液继续排出，从萃取罐101进入第二渣液贮液罐206中。使第一渣液贮液罐205和第二渣液贮液罐206交替使用，实现连续操作。渣液贮液装置中的渣液混合液通过输送泵209进入离心沉降离心机210，进行渣液分离操作，分离后澄清萃取液进入萃取液贮罐211，残渣排出后贮存，萃取液贮罐211中萃取液贮存到一定量时，打开阀门212和301，萃取液贮罐211与真空浓缩系统接通，在压力差作用下，萃取液贮罐211中萃取液进入浓缩器302进行浓缩处理，溶剂由冷凝器303冷凝回收。
萃取罐101中渣液混合液完全排出后，将离心沉降离心机210排出残渣装回入萃取罐101，保持阀门201和202关闭，打开阀门102，萃取罐101与真空浓缩系统接通，同时对萃取罐101中残渣进行加热、搅拌操作，在低压真空条件下，残渣中溶剂迅速蒸发，溶剂蒸汽进入冷凝器303冷凝回收。
本实施例基于罐式萃取器的萃取分离系统实现了萃取操作连续化、溶剂回收率高的目的，提高了萃取效率，减少了溶剂使用量，降低了萃取成本。
Claims (9)
1.一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于该基于罐式萃取器的萃取分离系统包括萃取罐(101)、渣液贮液装置、离心沉降离心机(210)、真空浓缩装置(302)和冷凝器(303)，萃取罐(101)底部的排液口通过一号连接管(11)与渣液贮液装置的进口相连，渣液贮液装置的出口通过二号连接管(12)与离心沉降离心机(210)的入口相连，离心沉降离心机(210)的出口通过三号连接管(13)与萃取液贮罐(211)的入口相连通，萃取液贮罐(211)的出口通过四号连接管(14)连接到真空浓缩装置(302)的进口上，萃取罐(101)和真空浓缩装置(302)上的溶剂蒸气口分别通过五号连接管(15)和六号连接管(16)与冷凝器(303)的进口相连通，渣液贮液装置顶部的抽真空口通过七号连接管(17)与冷凝器(303)的进口相连通，真空泵(304)与冷凝器(303)相连通；其中所述的渣液贮液装置由第一渣液贮液罐(205)和第二渣液贮液罐(206)并联组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于在第一渣液贮液罐(205)和第二渣液贮液罐(206)并联管路的各支路中均设置有阀门。
3.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于在二号连接管(12)中设置有输送泵(209)。
4.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于在五号连接管(15)和七号连接管(17)中均设置有阀门。
5.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于在萃取罐(101)中设置有加热器。
6.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于在离心沉降离心机(210)上开有排渣口。
7.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于渣液贮液装置和离心沉降离心机(210)组成渣液分离装置。
8.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于萃取罐(101)、冷凝器(303)和真空泵(304)组成残渣溶剂回收装置。
9.根据权利要求1所述的一种基于罐式萃取器的萃取分离系统，其特征在于萃取罐(101)、渣液贮液装置、冷凝器(303)和真空泵(304)组成萃取罐排液装置。
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