CN105854347A - 一种圆周阵列微流体萃取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种萃取装置，尤其涉及一种圆周阵列微流体萃取装置。本发明要解决的技术问题是提供一种过程时间短、溶剂用量小、效率高的圆周阵列微流体萃取装置。该装置包括有出口、入口、微通道、微混合通道和集液腔等，两个入口分别通过微通道连接微混合通道，并通过微混合通道接入集液腔，在集液腔内设有两个出口。本发明巧妙地将微流体混合萃取反应单元以圆周阵列的形式集成放大，实现两相流体在微小尺度下的混合，通过增大两相界面面积和缩短物质传输路径，大大强化了萃取分离过程的物质传输，在提高萃取分离效率的同时减少了溶剂用量，并通过微混合强化物质传输和萃取过程，缩短萃取过程时间，同时降低萃取分离过程运行成本。

Description

一种圆周阵列微流体萃取装置
技术领域
本发明涉及一种萃取装置，尤其涉及一种圆周阵列微流体萃取装置。
背景技术
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法，萃取作为一种重要的分离过程，湿法冶金、石油化工、生物制药及废水处理等领域得到广泛应用，萃取过程是物质在不相溶两相之间的分配和传输过程，萃取过程只发生在两相界面上，其实质是表面过程，为了强化两相界面上的物质传输，提高萃取效率，需要对两相流体进行强制混合以增加两相界面，待萃取过程达到平衡后，利用两相流体物理性质的差异进行两相分离。
微流体技术是指在微观尺寸下控制、操作和检测复杂流体的技术，是在微电子、微机械、生物工程和纳米技术基础上发展起来的一门全新交叉学科。在生物、化学、材料等科学实验中，经常需要对流体进行操作，如样品DNA的制备、液相色谱、PCR反应、电泳检测等操作都是在液相环境中进行，如果要将样品制备、生化反应、结果检测等步骤集成到生物芯片上，则实验所用流体的量就从毫升、微升级降至纳升或皮升级，这时功能强大的微流体装置就显得必不可少了。因此随着生物芯片技术的发展，微流体技术作为生物芯片的一项关键支撑技术也得到了人们越来越多的关注。
因为萃取过程是物质在不相溶两相之间的分配和传输过程，萃取过程只发生在两相界面上，其实质是表面过程，所以，萃取效率比较低，往往需要花费相当的时间，过程时间长效率低，所以现有条件下的萃取进行，为了加快时间和提高效率，根据萃取的原理，往往会加大溶剂的使用量，而且，当溶剂的使用量达到一定程度是，并不再随着用量的加大而提升速度，同时，这又提高了萃取的成本。
所以，在当今工业快速发展的条件下，提供一种过程时间短、溶剂用量小、效率高的萃取装置在当今的形势下显得越来越迫切。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明为了克服现有技术下萃取过程时间长、溶剂用量大、效率低的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种过程时间短、溶剂用量小、效率高的圆周阵列微流体萃取装置。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种圆周阵列微流体萃取装置，包括有入口Ⅰ、出口Ⅰ、入口Ⅱ、出口Ⅱ、微混合通道、集液腔、微通道Ⅰ和微通道Ⅱ，入口Ⅰ圆周分布地连通有微通道Ⅰ，入口Ⅱ圆周分布地连通有微通道Ⅱ，入口Ⅱ位于入口Ⅰ下方，微通道Ⅰ和微通道Ⅱ连通在一起，在微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处连接有微混合通道，微混合通道连通有集液腔，集液腔上连通有出口Ⅰ，集液腔下连通有出口Ⅱ。
优选地，微混合通道的特征尺寸为0.01-10mm。
优选地，微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处等距地至少设置有两个微混合通道。
优选地，微混合通道内表面开有螺旋槽。
优选地，微混合通道为波浪形。
优选地，微混合通道为锯齿形。
工作原理：当运行萃取时，将轻质流体从入口Ⅰ流入，重质流体从入口Ⅱ流入，两相流体分别在微通道Ⅰ和微通道Ⅱ内流动直至混合进入微混合通道，两相流体在微混合通道内实现高效混合并完成萃取过程，两相流体通过微混合通道进入集液腔内，两相流体由于密度不同，在集液腔内实现分离，轻质流体通过出口Ⅰ流出，重质流体通过出口Ⅱ流出。
微混合通道的特征尺寸为0.1-10mm，既可满足萃取流量与速度的要求，又可实现高效的萃取分离。
微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处等距地至少设置有两个微混合通道，可在微通道Ⅰ和微通道Ⅱ的连通处等距地设置多个微混合通道，从而实现多通道的混合萃取，提高萃取效率。
微混合通道内表面开有螺旋槽，开有螺旋槽不仅可以提高两相物质间的混合，又可以强化萃取分离过程的物质传输，提高萃取分离的效率，缩短萃取过程的时间。
微混合通道为波浪形，可以增强微混合通道内的混合程度，延长微混合通道内的萃取时间，提高萃取效率。
微混合通道为锯齿形，可以增强微混合通道内的混合程度，延长微混合通道内的萃取时间，提高萃取效率。
(3)有益效果
本发明巧妙地将微流体混合萃取反应单元以圆周阵列的形式集成放大，实现两相流体在微小尺度下的混合，通过增大两相界面面积和缩短物质传输路径，大大强化了萃取分离过程的物质传输，在提高萃取分离效率的同时减少了溶剂用量，并通过微混合强化物质传输和萃取过程，缩短萃取过程时间，同时降低萃取分离过程运行成本。
附图说明
图1为本发明的轴视图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明A-A的剖视图。
图4为本发明B-B的剖视图。
图5为本发明实施例5的A-A的解剖视图。
图6为本发明实施例6的A-A的剖视图。
附图中的标记为：1-入口Ⅰ，2-出口Ⅰ，3-入口Ⅱ，4-出口Ⅱ，5-微混合通道，6-集液腔，11-微通道Ⅰ，31-微通道Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种圆周阵列微流体萃取装置，如图1-图4所示，包括有入口Ⅰ1、出口Ⅰ2、入口Ⅱ3、出口Ⅱ4、微混合通道5、集液腔6、微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31，入口Ⅰ1圆周分布地连通有微通道Ⅰ11，入口Ⅱ3圆周分布地连通有微通道Ⅱ31，入口Ⅱ3位于入口Ⅰ1下方，微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31连通在一起，在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处连接有微混合通道5，微混合通道5连通有集液腔6，集液腔6上连通有出口Ⅰ2，集液腔下连通有出口Ⅱ4。
实施例2
一种圆周阵列微流体萃取装置，如图1-图4所示，包括有入口Ⅰ1、出口Ⅰ2、入口Ⅱ3、出口Ⅱ4、微混合通道5、集液腔6、微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31，入口Ⅰ1圆周分布地连通有微通道Ⅰ11，入口Ⅱ3圆周分布地连通有微通道Ⅱ31，入口Ⅱ3位于入口Ⅰ1下方，微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31连通在一起，在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处连接有微混合通道5，微混合通道5连通有集液腔6，集液腔6上连通有出口Ⅰ2，集液腔下连通有出口Ⅱ4。
微混合通道5的特征尺寸为0.01-10mm，既可满足萃取流量与速度的要求，又可实现高效的萃取分离。
实施例3
一种圆周阵列微流体萃取装置，如图1-图4所示，包括有入口Ⅰ1、出口Ⅰ2、入口Ⅱ3、出口Ⅱ4、微混合通道5、集液腔6、微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31，入口Ⅰ1圆周分布地连通有微通道Ⅰ11，入口Ⅱ3圆周分布地连通有微通道Ⅱ31，入口Ⅱ3位于入口Ⅰ1下方，微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31连通在一起，在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处连接有微混合通道5，微混合通道5连通有集液腔6，集液腔6上连通有出口Ⅰ2，集液腔下连通有出口Ⅱ4。
微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处等距地至少设置有两个微混合通道5，可在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处等距地设置多个微混合通道5，从而实现多通道的混合萃取，提高萃取效率。
实施例4
一种圆周阵列微流体萃取装置，如图1-图4所示，包括有入口Ⅰ1、出口Ⅰ2、入口Ⅱ3、出口Ⅱ4、微混合通道5、集液腔6、微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31，入口Ⅰ1圆周分布地连通有微通道Ⅰ11，入口Ⅱ3圆周分布地连通有微通道Ⅱ31，入口Ⅱ3位于入口Ⅰ1下方，微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31连通在一起，在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处连接有微混合通道5，微混合通道5连通有集液腔6，集液腔6上连通有出口Ⅰ2，集液腔下连通有出口Ⅱ4。
微混合通道5内表面开有螺旋槽，开有螺旋槽不仅可以提高两相物质间的混合，又可以强化萃取分离过程的物质传输，提高萃取分离的效率，缩短萃取过程的时间。
实施例5
一种圆周阵列微流体萃取装置，如图1-图5所示，包括有入口Ⅰ1、出口Ⅰ2、入口Ⅱ3、出口Ⅱ4、微混合通道5、集液腔6、微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31，入口Ⅰ1圆周分布地连通有微通道Ⅰ11，入口Ⅱ3圆周分布地连通有微通道Ⅱ31，入口Ⅱ3位于入口Ⅰ1下方，微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31连通在一起，在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处连接有微混合通道5，微混合通道5连通有集液腔6，集液腔6上连通有出口Ⅰ2，集液腔下连通有出口Ⅱ4。
微混合通道5为波浪形，可以增强微混合通道内的混合程度，延长微混合通道内的萃取时间，提高萃取效率。
实施例6
一种圆周阵列微流体萃取装置，如图1、图2、图3、图4和图6所示，包括有入口Ⅰ1、出口Ⅰ2、入口Ⅱ3、出口Ⅱ4、微混合通道5、集液腔6、微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31，入口Ⅰ1圆周分布地连通有微通道Ⅰ11，入口Ⅱ3圆周分布地连通有微通道Ⅱ31，入口Ⅱ3位于入口Ⅰ1下方，微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31连通在一起，在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处连接有微混合通道5，微混合通道5连通有集液腔6，集液腔6上连通有出口Ⅰ2，集液腔下连通有出口Ⅱ4。
微混合通道5的特征尺寸为0.01-10mm，既可满足萃取流量与速度的要求，又可实现高效的萃取分离。
微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处等距地至少设置有两个微混合通道5，可在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31的连通处等距地设置多个微混合通道5，从而实现多通道的混合萃取，提高萃取效率。
微混合通道5内表面开有螺旋槽，开有螺旋槽不仅可以提高两相物质间的混合，又可以强化萃取分离过程的物质传输，提高萃取分离的效率，缩短萃取过程的时间。
微混合通道5为锯齿形，可以增强微混合通道内的混合程度，延长微混合通道内的萃取时间，提高萃取效率。
工作原理：当运行萃取时，将轻质流体从入口Ⅰ1流入，重质流体从入口Ⅱ3流入，两相流体分别在微通道Ⅰ11和微通道Ⅱ31内流动直至混合进入微混合通道5，两相流体在微混合通道5内实现高效混合并完成萃取过程，两相流体通过微混合通道5进入集液腔6内，两相流体由于密度不同，在集液腔6内实现分离，轻质流体通过出口Ⅰ2流出，重质流体通过出口Ⅱ4流出。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种圆周阵列微流体萃取装置，其特征在于，包括有入口Ⅰ(1)、出口Ⅰ(2)、入口Ⅱ(3)、出口Ⅱ(4)、微混合通道(5)、集液腔(6)、微通道Ⅰ(11)和微通道Ⅱ(31)，入口Ⅰ(1)圆周分布地连通有微通道Ⅰ(11)，入口Ⅱ(3)圆周分布地连通有微通道Ⅱ(31)，入口Ⅱ(3)位于入口Ⅰ(1)下方，微通道Ⅰ(11)和微通道Ⅱ(31)连通在一起，在微通道Ⅰ(11)和微通道Ⅱ(31)的连通处连接有微混合通道(5)，微混合通道(5)连通有集液腔(6)，集液腔(6)上连通有出口Ⅰ(2)，集液腔下连通有出口Ⅱ(4)。
2.根据权利要求1所述的一种圆周阵列微流体萃取装置，其特征在于，微混合通道(5)的特征尺寸为0.01-10mm。
3.根据权利要求1所述的一种圆周阵列微流体萃取装置，其特征在于，微通道Ⅰ(11)和微通道Ⅱ(31)的连通处等距地至少设置有两个微混合通道(5)。
4.根据权利要求1所述的一种圆周阵列微流体萃取装置，其特征在于，微混合通道(5)内表面开有螺旋槽。
5.根据权利要求1所述的一种圆周阵列微流体萃取装置，其特征在于，微混合通道(5)为波浪形。
6.根据权利要求1所述的一种圆周阵列微流体萃取装置，其特征在于，微混合通道(5)为锯齿形。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107158745A (zh) * 2016-10-18 2017-09-15 四川大学 一种微萃取组件和超重力场微萃取装置及萃取方法
CN108465266A (zh) * 2018-06-12 2018-08-31 倪菁菁 一种制药用波式离心萃取器
CN108486364A (zh) * 2018-05-31 2018-09-04 昆明理工大学 一种3d打印的微流体萃取扩大反应器及其应用
CN113203302A (zh) * 2020-12-03 2021-08-03 山东大学 一种强化两种微流体混合的微通道换热装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK31297A3 (en) * 1997-03-10 1998-10-07 Stu Chemickotechnologicka Method for the separation of carboxylic acids from aqueous and non aqueous solutions
CN1267561A (zh) * 2000-04-07 2000-09-27 清华大学 一种膜分散式萃取器
CN201482240U (zh) * 2009-04-24 2010-05-26 合肥天工科技开发有限公司 锥形转鼓离心萃取器
CN205549677U (zh) * 2016-03-31 2016-09-07 江西理工大学 一种圆周阵列微流体萃取装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SK31297A3 (en) * 1997-03-10 1998-10-07 Stu Chemickotechnologicka Method for the separation of carboxylic acids from aqueous and non aqueous solutions
CN1267561A (zh) * 2000-04-07 2000-09-27 清华大学 一种膜分散式萃取器
CN201482240U (zh) * 2009-04-24 2010-05-26 合肥天工科技开发有限公司 锥形转鼓离心萃取器
CN205549677U (zh) * 2016-03-31 2016-09-07 江西理工大学 一种圆周阵列微流体萃取装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107158745A (zh) * 2016-10-18 2017-09-15 四川大学 一种微萃取组件和超重力场微萃取装置及萃取方法
CN107158745B (zh) * 2016-10-18 2019-11-12 四川大学 一种微萃取组件和超重力场微萃取装置及萃取方法
CN108486364A (zh) * 2018-05-31 2018-09-04 昆明理工大学 一种3d打印的微流体萃取扩大反应器及其应用
CN108465266A (zh) * 2018-06-12 2018-08-31 倪菁菁 一种制药用波式离心萃取器
CN113203302A (zh) * 2020-12-03 2021-08-03 山东大学 一种强化两种微流体混合的微通道换热装置
CN113203302B (zh) * 2020-12-03 2022-04-15 山东大学 一种强化两种微流体混合的微通道换热装置

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