CN109310931A - 用于提取植物油的改良方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本公开的各种方面涉及用于从植物材料中提取油的方法和系统。系统可包括气送装置、提取室和冷凝表面。所述植物材料的油可在所述提取室中挥发,然后通过所述气送装置推进到所述冷凝表面以被收集。在各种实施方案中,所述系统和所述方法允许在很少或没有溶剂的情况下从植物材料中提取油。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年5月2日提交的美国临时申请号62/330,522的优先权。
发明内容
本发明由零件系统和方法组成,所述零件系统和方法用于从植物材料或含油底物(在本公开中统称为“植物材料”)提取植物油(botanical oil)、萜类化合物、油性树脂和/或树脂(在本公开中统称为“油”或“植物油(plant oil)”)。提取方法包括将植物材料与具体温度的加热的气体和/或加热的表面接触,使得引起植物材料内含有的油挥发并以蒸汽的形式离开植物材料。然后将蒸汽冷凝并使用收集溶剂、以保留且保护油成分的完整性的方式收集。系统中利用的收集溶剂优选地为乙醇或乙醇和水的混合物,但是可以利用水、氯仿或许多其他合适的有机或无机溶剂获得所需结果。包括一种将捕集的植物油与收集溶剂分离的方法,由此可获得大致上纯化的植物油提取物作为系统的最终产品。
作为非限制性示例,可以使用本发明进行加工的多种类型植物材料中的一些可包括各种形式的麻类植物(hemp)或大麻属(cannabis),大体上可分为大麻(cannabissativa)、印度大麻(cannabis indica)、莠草大麻(cannabis ruderalis)、各种大麻种或科的杂交杂种或者一种或多种类型的大麻和/或其他植物材料的混合物。当选择大麻属作为待加工的植物材料时,优选的待提取的油可包括各种化学形式的大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、δ-9-四氢大麻酚(THC)、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚(cannabigerol)、大麻色烯(cannabichromene)、化学转化的大麻素(cannabinoid)或任何其他大麻素。可从大麻属提取的其他有价值的萜类化合物油可包括各种化学形式的里哪醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯。通过操纵接触植物材料的加热的气体和/或加热的表面的温度并且完成连续的提取循环,有可能将各种植物油分离成大致上纯化的级分。还有可能利用较宽的温度范围以在单一提取循环中提取一系列植物油。应注意,可以通过本发明加工任何植物材料,并且可以将任何植物油视为待提取的油。
本发明的实施方案提供一种用于从植物材料中提取油的系统。气送装置可操作地推进气体流通过系统,气体流为其中具有或者不具有夹带的蒸汽、固体或液滴的空气或气体的流。提取室与气送装置连通,使得气体流被引导通过提取室,提取室可操作地使至少一部分油从植物材料中挥发,使得挥发的油以提取的油的形式被设置在气体流中。收集室与提取室连通,使得气体流流动通过收集室,收集室具有可操作地从气体流收集至少一部分提取的油的收集溶剂。液体收集器与收集室流体连通,以用于收集至少一部分收集溶剂和提取的油。
一些型式包括加热器,所述加热器被设置成使得气体流流动通过加热器并且加热气体流。加热器可操作地将气体流加热至足以引起待提取的油挥发的温度,其中提取室与加热器连通使得加热的气体流被引导通过接收区域,提取室可操作地通过加热的气体流使所述一部分油挥发,当加热的气体流流动通过提取室时使所述一部分油挥发。提取室可包括挥发室,该挥发室具有面向上的进入管和设置在进入管下方的排出口,使得气流冲击挥发室的上端并且在离开挥发室之前反转方向。提取室可以是改良的具有喷嘴的喷雾干燥器,加热的气体流与夹带的植物材料通过喷嘴被引入。在一些示例中,加热器可操作地在加热器的排出口处或在提取室中将气体流加热至在290至430华氏度的范围的温度。在某些示例中,加热器可操作地将气体流加热至至少290华氏度的温度。加热器可以是由蒸汽发生器向热交换器提供蒸汽的管壳式(tube-in-shell)热交换器或者是电加热器。
在一些型式中,提取室包括具有至少一个加热的表面的挥发室,并且一部分油通过植物材料接触加热的表面而挥发。在某些示例中,所述至少一个加热的表面的温度在290至430华氏度的范围。在一些示例中,所述至少一个加热的表面的温度为至少290华氏度。提取室可具有切向进入口。
在一些型式中,提取室包括具有进入口和排出口的急剧干燥挥发室,排出口在进入口上方使得气体流向上流动并且夹带的植物材料被气体流向上运送。进入口可以是喷嘴。
在一些实施方案中,提取室包括具有切向进入口的挥发室。
在一些型式中,提取室包括打碎植物材料块的元件。此类元件的示例包括球、珠粒和旋转元件。
在一些实施方案中,提取室包括绝缘的和/或加热的壳体。
在某些型式中,提取室可包括多个串联和/或并联的挥发室。
一些型式的提取室可具有接收区域以用于接收用于提取的植物材料。
某些实施方案还包括与气体流增流器连通的植物材料夹带区,使得气体流流动通过植物材料夹带区,植物材料夹带区形成提取室的至少一部分。还可以包括用于容纳植物材料的料斗以及可操作地将植物材料引入到植物材料夹带区的植物材料分配装置。植物材料分配装置的示例包括螺旋螺杆(auger screw)、旋转阀和旋转气锁阀。
在一些实施方案中,收集室具有可操作地将收集溶剂液滴喷洒到气体流中的至少一个收集溶剂喷雾器,使得至少一些提取的油溶解到收集溶剂液滴中并且至少一些收集溶剂液滴流动到液体收集器。所述至少一个收集溶剂喷雾器可以是多个收集溶剂喷雾器,并且收集溶剂液滴的直径大体上可为大于1微米且小于300微米。收集室可以具有设置在其中的填充材料,其中填充材料由收集溶剂润湿。
在一些实施方案中,系统包括与收集室连通的二级液体分离器。
在某些实施方案中,系统包括与提取室连通的冷却室,使得加热的气体流流动通过冷却室,并且冷却室可操作地将加热的气体流冷却至或低于提取的油的挥发温度,使得至少一些提取的油液化成夹带在气体流中的液滴。收集室在冷却室的下游。冷却室可以是具有高压喷雾器的喷雾冷却室,高压喷雾器可操作地将收集溶剂喷洒到加热的气体流中,使得收集溶剂将加热的气体流快速冷却至或低于油的冷凝温度。喷洒的收集溶剂可以是来自液体收集器的收集溶剂和提取的油,并且系统还可以包括可操作地将收集溶剂和提取的油从液体收集器泵送到高压喷雾器的泵。可替代地,喷洒的收集溶剂是大致上纯化的收集溶剂。可以设置收集溶剂冷却器以冷却用于高压喷雾器的收集溶剂。
在某些实施方案中,将提取室的内部表面以及系统的在提取室下游和收集和/或冷却室上游的部分维持在足以防止挥发的油在所述内部表面上冷凝的温度。在一些示例中,足以防止冷凝的温度在290至430华氏度的范围。
一些实施方案包括与提取室连通的气体流冷却器。气体流冷却器可以是管壳式热交换器。
一些实施方案包括与冷却室或提取室连通的附聚室以便接收气体流,附聚室增加气体流中的液滴尺寸。附聚室的直径可以大于附聚室上游通道的直径,使得气体流在附聚室中减慢。附聚室可以包括可操作地将收集溶剂蒸汽引入到附聚室的至少一个收集溶剂蒸汽喷射器。可替代地或另外,附聚室可以具有与加热的气体流混合的冷气流。可以设置油/溶剂分离系统以大体上将收集溶剂与提取的油分离,以便提供大体上纯化的收集溶剂和大体上纯化的油,其中分离系统向所述至少一个收集溶剂蒸汽喷射器提供收集溶剂蒸汽。
在一些实施方案中,设置在提取室下游的通道或室具有温度低于收集溶剂的冷凝温度的内部表面,使得夹带在气体流中的收集溶剂蒸汽在内部表面上冷凝且形成溶剂液体,溶剂液体洗涤累积的油和来自内部表面的含有溶解的油的收集溶剂,合并的液体流动到液体收集器。在某些示例中,低于冷凝温度的温度在大约85至145华氏度的范围。在一些示例中,将提取室的内部表面加热至足以防止挥发的油在内部表面上冷凝的温度。
一些实施方案包括可操作地大体上将收集溶剂与提取的油分离的油/溶剂分离系统,以便提供大体上纯化的收集溶剂和大体上纯化的油。分离系统可以包括蒸发装置,并且还可以包括使来自蒸发装置的溶剂蒸汽冷凝的冷凝器。
一些实施方案包括与提取室连通并且在提取室下游的植物材料分离装置,植物材料分离装置可操作地将夹带在气体流中的至少一部分植物材料从其中分离。植物材料分离装置可以是旋风式分离器或离心式分离器,并且/或者分离器具有加热的排出口,并且/或者分离器具有置换蒸汽的加热的回流。植物材料分离装置还可以包括二级夹带区和可操作地推进二级气体流通过二级夹带区的二级气体流增流器,植物材料分离装置向二级夹带区提供分离的植物材料部分。二级植物材料分离器可以与二级夹带区连通。在一些示例中,二级气体流的温度低于流动通过植物材料分离装置的气体流的温度。气体流过滤器可以与植物材料分离装置连通。
一些实施方案包括用于从气体流中分离出至少一部分收集溶剂的收集溶剂分离装置。
某些实施方案包括可操作地从系统中移除气体的气泵,以便维持内部压力低于大气压力并防止从系统向外泄漏。
在一些示例中,收集溶剂为:无毒的食品级溶剂;乙醇和水的混合物;有机乙醇和水的混合物;或含有至少40%乙醇的溶剂。在另外的示例中,收集溶剂为乙醇、乙醇和水的混合物、水、氯仿或者有机或无机溶剂。
在一些实施方案中,至少一部分收集溶剂和提取的油再循环到收集室。
在某些实施方案中,植物材料为原料植物部分或部分加工的植物部分,并且提取的油包括萜类化合物。
在某些实施方案中,系统为大致上封闭的回路系统。
在一些型式中,液体收集器为与至少收集室连通的贮槽。
在某些实施方案中,植物材料为原料植物部分或部分加工的植物部分,并且系统提取在正被加工的植物材料内的一种或多种具体的汁液、树脂、油性树脂、脂质、萜类化合物或其他可挥发的成分。
在一些实施方案中,气体流包括选自空气、惰性气体、还原气体及其混合物的气体。
气体流增流器可以是鼓风机。
本发明还包括使用本文所述的任何设备以提供提取的油。
在一些型式中,气送装置为收集室的一部分。
在一些实施方案中,加热器和/或植物材料分离器和/或气体流过滤器49和/或提取室为绝缘的和/或加热的。
本发明包括一种用于从植物材料中提取油的方法。可以使用本文所述的任何系统。在提取室中提供植物材料并且使油从植物材料中挥发,油被提取到气体流中。将气体流与收集溶剂接触,使得至少一些油被收集溶剂捕集。从气体流中收集至少一部分油和收集溶剂。在一些型式中,将植物材料暴露于加热的气体流中,将气体流加热至足以引起待提取的油从植物材料中挥发的温度。
在所述方法的一些型式中,接触和收集步骤包括使至少一部分气体流流动通过收集室以及用收集溶剂喷洒所述至少一部分气体流,使得气体流中的至少一些油被收集溶剂捕集并且至少一些收集溶剂流动到收集室。
在所述系统或方法的一些型式中,植物材料为大麻属的一种或多种类型。在一些型式中,提取的油含有以下的一种或多种:大麻二酚(CBD);次大麻二酚(CBDV);δ-9-四氢大麻酚(THC);δ-8-四氢大麻酚;四氢次大麻酚(THCV);大麻酚(CBN);大麻萜酚;大麻环萜酚;化学转化的大麻素;或其他大麻素。
在所述系统或方法的一些型式中,提取室在大约315华氏度的温度下操作。
在所述系统或方法的一些型式中,提取室在大约356华氏度的温度下操作。
在所述系统或方法的一些型式中,提取室在大约428华氏度的温度下操作。
本公开通篇描述了另外的实施方案和选项。
附图说明
图1为本发明的一个实施方案的图解视图;
图2为本发明的一个替代性实施方案的图解视图;
图3示出挥发室的一个实施方案,所述挥发室被设计成将夹带在一级气体流中的植物材料暴露于高湍流且高搅拌的环境以有助于植物材料内所含有的植物油的快速挥发;
图4示出挥发室的一个实施方案,所述挥发室也被设计成将夹带在一级气体流中的植物材料暴露于高湍流且高搅拌的环境以有助于植物材料内所含有的植物油的快速挥发;
图5示出挥发室的一个实施方案,所述挥发室被设计成以离心方式强制植物材料与挥发室的加热的壁接触以引起植物油的快速挥发;
图6示出挥发室的一个实施方案,所述挥发室利用修改形式的气流急剧干燥引起植物材料内油的快速挥发;
图7示出挥发室的一个实施方案,所述挥发室被设计成防止依然严重负载油或团在一起的植物材料在其被打碎成小粒子且完全汽提出其所需油之前逸出挥发室;
图8a和图8b示出挥发室的另一实施方案的剖面图和顶视图,所述挥发室被设计成防止依然严重负载油或团在一起的植物材料在其被打碎成小粒子且完全汽提出其所需油之前逸出挥发室;
图9为一级植物材料分离装置和二级植物材料夹带段的详细视图,其用于与一些实施方案一起使用;并且
图10示出利用含有湿润填料的收集室的一个实施方案。
图11示出使用很少或不使用溶剂的一个简化实施方案。
图12a示出使用很少或不使用溶剂并且使用离心式油滴分离器的另一个实施方案。
图12b示出使用很少或不使用溶剂并且使用离心式鼓风机作为离心式油滴分离器的一个实施方案。
图13示出使用很少或不使用溶剂并且还有助于连续分馏正提取的植物油的一个实施方案。
图14示出使用很少或不使用溶剂、有助于连续分馏正提取的植物油并且利用离心式油滴分离器的一个实施方案。
图15示出使用很少或不使用溶剂、有助于连续分馏正提取的植物油并且利用离心式气体增流器作为油滴分离器的一个实施方案。
图16示出使用很少或不使用溶剂并且利用静电收集板以有助于从气体流中移除植物油的一个实施方案。
图17示出使用很少或不使用溶剂并且利用除雾垫和/或填充材料以有助于从气体流中移除植物油的一个实施方案。
具体实施方式
图1示出本发明的一个实施方案的一级系统零件的图解视图。提供一种系统,其包括大致上封闭的通道和室的网络,含有:移动的一级气体流1(在本公开中统称为“一级气体流”或“一级气流”);一级气体流加热器2;蒸汽发生器3,其向一级气体流加热器2提供热源;植物材料或含油底物料斗4;植物材料分配装置5;一级植物材料夹带区6;植物材料挥发室7;一级植物材料分离装置8;任选地加热的分离的植物材料排出口44;气体流过滤器49;冷却和冷凝段9,其用于将一级气体流与冷却收集溶剂喷雾10接触;溶剂喷雾冷却器11;气体流冷却器50;一级泵12,其向系统的各种零件提供加压的收集溶剂;贮槽区域13,其储存收集溶剂并从气体流中分离出收集溶剂;附聚室14;收集溶剂蒸汽(vapor/steam)引入方法15;收集室16,其用于将一级气体流与加压的收集溶剂喷雾17接触;分离装置或分离室18,其从一级气体流1移除收集溶剂喷雾的一部分;一级气体流增流器19;收集溶剂液滴分离装置20;一级气体流除雾器/精制装置21;收集溶剂冷凝器22;仅向外(out-only)止回阀23,其使气体从收集溶剂冷凝器通过到大气;空气泵24,其能够从系统中移除分配量的气体;二级气体流25(在本公开中统称为“二级气体流”或“二级气流”);二级气体流增流器26;二级植物材料夹带区27;二级植物材料分离装置28;加工的植物材料收集仓29;仅向内(in-only)止回阀30,其使大气空气或置换气体通过植物材料收集仓29进入到系统中;薄膜蒸发器31或类似的快速蒸发装置;和植物油提取物/最终产品收集容器32。根据期望的应用,这些部件和零件中的任一个均可以在系统内串联或并联重复一次或多次,或者可以完全排除,以获得不同效果。还可以修改系统内的部件的顺序以获得不同效果。
一级气体流1被一级气体流增流器19推进通过系统。一级气体流可以由大气空气、惰性气体(诸如但不限于氮气)、还原气体(诸如但不限于CO2)或任何其他合适的气体或混合物组成。一级气体流增流器19优选地为再生式鼓风机、涡轮式鼓风机、压力式鼓风机或其他形式的离心式鼓风机,然而,一级气体流增流器可以由能够移动气体的任何机构或方法组成。根据不同的应用或效果所需,可以将气体流保持在高于、低于或等于大气压力。当一级气体流移动通过系统时,它通过一级气体流加热器2。一级气体流加热器优选地为管壳式热交换器,所述管壳式热交换器接收的热为由蒸汽发生器3系统提供的具体压力和温度的饱和蒸汽的形式,然而,可以使用干燥蒸汽、加热的气体或其他形式的热交换,包括但不限于利用热油或热流体系统,从而将加热流体泵送通过热交换器。还可以按应用需要使用其他形式的蒸汽、气体或流体驱动的热交换器。可替代地,一级气体流加热器可以使用各种设计的电加热元件来加热气体流,包括但不限于星形缠绕的加热线圈设计。当一级气体流通过一级气体流加热器2时,一级气体流被加热至合适于使植物材料中存在的一种或多种植物油成分挥发的温度。
在被加热之后,一级气体流1通过系统的一级植物材料夹带段6。植物材料供应被定位于系统的料斗段4中。通过螺旋螺杆、旋转阀、旋转气锁阀或任何其他合适的分布机构5将分配量的植物材料引入到一级植物材料夹带段6。植物材料优选地以细条或细粉的形式被引入到系统,然而,也可以使用其他稠度,这取决于在不同的应用中什么是最优选的。可以将植物材料研磨至外表上理想或合适的稠度,或者可以将完整的研磨机并入到料斗4、分配装置5或夹带段6系统中,如PCT/IB2014/002383中所述但不以任何方式受其限制。作为非限制性示例,可以使用本发明加工的多种类型植物材料中的一些可以包括各种形式的麻类植物或大麻属,其大体上可分为大麻、印度大麻、莠草大麻、各种大麻种或科的杂交杂种、或一种或多种类型大麻的混合物和/或其他植物材料。应注意,可以通过本发明加工任何植物材料,并且可以将任何植物油视为待提取的油。
当将植物材料引入到一级夹带段6时,植物材料被夹带在加热的一级气体流1中。夹带的植物材料与一级气体流一起行进到一个或多个串联或并联放置的挥发室7中。一级夹带区和一个或多个挥发室可以一起界定提取室,并且在一些实施方案中可以彼此集成。可以使用若干方法来实现挥发室内植物材料的挥发,并且本发明不限于任何具体的挥发方法。使植物材料挥发的优选方式可以为使用一种形式的气流急剧干燥,然而,可使用以下修改:喷雾干燥、旋转干燥、气流环式干燥、带搅拌器的旋转干燥器、带分类器的干燥器、带搅拌器的干燥器、床干燥、本公开的附图或文本中提出的任何挥发方法或任何其他合适于使植物材料挥发的方法。这些方法中的每一种对于干燥食物产品、药学产品和工业材料领域的技术人员来说将是已知的,然而,本发明使用这些方法的方式是独特的。挥发室7的若干实施方案的详细视图示出于图3、图4、图5、图6、图7、图8a和图8b,并且将在本公开的以下部分中更详细讨论。
在挥发室7的一些型式的内部,植物材料在暴露于加热的一级气体流的同时被搅拌和循环,以引起特定植物油的快速挥发,所述特定植物油在接近、等于或低于一级气体流在挥发室内维持的温度下挥发。在其他实施方案中,植物材料被强制在挥发室内与加热的表面接触。可以调整离开加热器2的气体流的温度,以在气体流从加热器2行进到一个或多个挥发室7时维持一个或多个挥发室中的所需温度并抵消任何温度损失。如将在本公开的其他部分中详细讨论,在一些实施方案中,还有可能直接加热挥发室。在大多数实施方案中,以挥发室内的具体温度为目标将使在接近或低于该温度挥发的植物油化合物挥发。为了分离出单独的油化合物,可以使用在多个提取循环内递增的温度下连续加工植物材料的方法来以分馏方式分离出具体的油或具体的油组群。可替代地,可选择足够高的温度来使一系列目标植物油在单一提取循环中挥发。本领域的技术人员将很好地理解此类方法。在一些应用中,如果可在一级植物材料分离器8中获得足够的挥发功能,那么从系统中排除专用挥发室可以为优选的。这将在以下部分中更详细地讨论。
当选择大麻属作为待加工的植物材料时,优选的待挥发的油可包括各种化学形式的大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、δ-9-四氢大麻酚(THC)、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素或任何其他大麻素。可以提取自大麻属的其他有价值的萜类化合物油可以包括各种化学形式的里哪醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯。通过操纵在挥发室内接触植物材料的气体流和/或加热的表面的温度并且完成连续的提取循环,有可能将各种植物油分离成大致上纯化的级分。可替代地,有可能在挥发室内利用更宽的温度范围以在单一提取循环中提取一系列植物油。作为非限制性示例,可以利用以下挥发室温度来从大麻属中提取各种类型的油:以提取δ-9-四氢大麻酚为目标,应将挥发室内的温度保持在接近315华氏度。以大部分纯化形式的大麻二酚为目标,在第一提取循环中应将温度保持在接近315华氏度以首先从植物材料中移除δ-9-四氢大麻酚,然后应在接近356华氏度的温度下第二次加工植物材料以移除其余的大麻二酚。以在单一提取循环中提取δ-9-四氢大麻酚和大麻二酚两者为目标,应将挥发室内的温度保持在接近356华氏度以使δ-9-四氢大麻酚和大麻二酚两者在同一循环中挥发。以提取四氢次大麻酚和所有挥发温度低于四氢次大麻酚的挥发温度的大麻素为目标,应将挥发室的温度保持在接近428华氏度。可以使用不同温度或连续提取循环的其他组合来以其他油化合物为目标。温度和温度范围的进一步讨论可见于本公开的以下部分。
在挥发室7内循环之后,加工的植物材料和挥发的植物油可以与一级气体流一起行进到一级植物材料分离器8中。所述油可称为提取的油。一级植物材料分离器8的一个实施方案的详细视图示出于图9且将在本公开的以下部分中更详细讨论。加工的植物材料分离器8优选地为旋风式分离器或离心式分离器,但是可以使用其他离心式或非离心式分离方法来实现相同或类似的结果。一级植物材料分离器8将加工的植物材料与含有挥发的植物油的一级气体流分离。分离的植物材料通过一级植物材料分离器的底部离开,而一级气体流连同挥发的油一起通过一级分离器的顶部离开,其大致上不含夹带的植物材料。应注意的是,分离的植物材料排出口和一级气体流排出口的定位可以是翻转的或者根据一级植物材料分离器设计的不同要求而位置有所不同。改变排出口的位置不应被解释为在本发明的范畴之外。
离开一级植物材料分离器8的分离的加工的植物材料可以任选地在二级夹带区27中夹带在二级气体流25中,或者可以简单地与收集仓29连通。二级气体流25由二级气体流增流器26推进,二级气体流增流器26优选地为离心式鼓风机。然而,可以使用任何其他推进二级气体流的方法。二级气体流优选地保持在低于植物油的挥发温度的温度,以冷却加工的植物材料并防止任何持续的挥发或烧焦发生。加工的植物材料与二级气体流一起行进到二级植物材料分离器28中。二级分离器28(优选地为但不限于旋风式分离器或离心式分离器)将加工的植物材料与二级气体流分离。然而,可以使用任何能够分离出一些或所有加工的植物材料的方法。加工的植物材料通过二级分离器的底部离开并且被收集在加工的植物材料收集仓29中。二级气体流通过二级分离器28的顶部离开,其大致上不含夹带的植物材料,并继续通过二级气体流回路25再循环。可以使用其他形式的植物材料分离和收集,诸如商店真空吸尘器中常常采用的方法。可替代地,可以使用一种使加工的植物材料由于重力而下落或者用螺旋螺杆或其他机械装置从一级植物材料分离器8的底部机械推进到仓或处理区域中的简单的方法避免需要二级气体流25和二级气体流系统所需的零件。如果使用此一替代方案,那么在一些应用中可以为优选的是提供气锁阀、挡板阀或其他将一级植物材料分离器与外部大气隔开的方法。放置一级植物材料分离器8的一种可能方法示出于图2,然而,还可以使用其他方法。
离开一级分离器8顶部的一级气体流1和挥发的油可以任选地通过气体流过滤器49。气体流过滤器49优选地被设计成从气体流中移除任何或大部分剩余的未被一级植物材料分离器捕集的细颗粒。气体流过滤器49优选地由合适的材料构造,以承受加热的气体流的温度。此类材料可包括但不限于玻璃纤维过滤器或滤器、不锈钢或金属过滤器或滤器、烧结金属或玻璃过滤器、陶瓷过滤器或由任何其他合适材料构成的过滤器。
离开气体流过滤器49之后,一级气体流1和夹带的挥发的油行进到冷却室9中,冷却室9可以采取冷却喷雾段9的形式,如所示。在不包括气体流过滤器49的实施方案中,一级气体流和夹带的挥发的油可以在离开一级植物材料分离器8之后行进到冷却喷雾段9中。在冷却喷雾段9内,一级气体流1和夹带的挥发的油与从一个或多个喷雾器发出的收集溶剂的冷却喷雾10接触。冷却喷雾10由一级泵12供应,一级泵12将收集溶剂移动到遍及整个系统的各喷雾器和其他区域。如图1所示,一级泵13从贮槽区域13抽取收集溶剂,然而,在其他实施方案中,一级泵12可以从其他区域或其他溶剂贮存器抽取收集溶剂。在一些实施方案中,优选的是,冷却喷雾改为由专用泵供应,所述专用泵从贮存器或其他来源中抽取大致上纯化的收集溶剂。此一实施方案的实施例示出于图2,并且此一实施方案的进一步描述包括在本公开的讨论蒸发装置31的部分中。
收集溶剂可以任选地由收集溶剂冷却器11冷却。收集溶剂冷却器11可以放置在系统内,使得它仅在收集溶剂到达冷却喷雾段9之前冷却收集溶剂,或者它可以放置在一级泵12之前或之后,使得行进到系统的任何零件的收集溶剂喷雾被冷却。收集溶剂冷却器11优选地被设计为液体冷却的管壳式热交换器或板式热交换器,然而,可以利用空气冷却的设计或任何其他合适的热交换装置。收集溶剂冷却器11可以由任何类型的流体或气体冷却。冷却供应可以是通过空气冷却或液体冷却的热交换装置、城市用水供应或任何其他合适的方法泵送的液体或气体。应注意,在一些实施方案中,向收集溶剂系统提供足够的冷却,除了被要求来向冷却段9提供冷却之外,还可提供整个系统的冷却和温度调节。潜在热交换器设计的进一步讨论可见于本文件描述气体流冷却器50和挥发装置31冷凝器的部分。用于收集溶剂冷却器11、气体流冷却器50、溶剂回收装置22和蒸发装置31冷凝器的设计和冷却方法可以根据每个冷却器或冷凝器装置的需要而互换使用以根据不同实施方案和应用所需起作用。
在冷却喷雾段9内与冷却喷雾10接触时,一级气体流被冷却并且一级气体流内的挥发的油开始冷凝。优选地,气体流和冷却喷雾溶剂的系统和流动速率被设计成使得大部分挥发的油直接在冷却喷雾液滴的表面上冷凝,从而它们被直接捕集在收集溶剂中并且直接或通过系统的其他部件排出以到达系统的贮槽区域13。很多或全部未在液滴上冷凝的油在气体流内冷凝成小和微观的油滴的雾,所述油滴被夹带在一级气体流1中行进离开冷却段9。虽然优选使用冷却喷雾10作为气体流冷却和油蒸汽冷凝方法,但是也可以使用其他方法,包括但不限于使一级气体流与冷却盘管接触、使一级气体流通过管壳式热交换器或者将冷却气体直接引入到一级气体流中。因此,元件10可以表示这些部件中的任一个或多于一个这种部件。
在离开冷却喷雾段9时,一级气体流可以任选地通过气体流冷却器50。气体流冷却器50将气体流、夹带的油滴以及收集溶剂和捕集的植物油的混合物优选地冷却至足以防止植物油热降解的温度。气体流冷却器50优选地被设计为使用液体或气体的流作为冷却剂介质的管壳式热交换器。然而,可以使用任何空气或液体冷却的装置,包括但不限于暴露气体流以与蒸汽压缩或吸收式冷却器盘管接触。对于液体冷却的设计,可以使用任何冷却剂,包括但不限于借助于泵、蒸汽压缩或吸收式冷却器盘管或任何其他合适方法泵送或移动的城市用水、水或各种类型的冷却剂流体。可以使用强制空气、被动空气、蒸汽压缩或吸收式冷却器、与另一种液体的热交换或任何其他合适的方法来冷却液体冷却剂。对于空气冷却的气体流冷却器设计,可以用通过空气增流器的帮助来移动的强制空气、来自蒸汽压缩或吸收式冷却器的冷空气、来自沼泽冷却器或类似装置的蒸发冷却或通过与周围大气的被动接触来冷却气体流冷却器50。应注意,向气体流冷却器50提供足够的冷却可提供整个系统的冷却和温度调节。优选的是,在冷却喷雾10或收集溶剂喷雾段之后直接放置气体流冷却器,使得收集溶剂从气体流冷却器50洗涤任何冷凝油,并且使得收集溶剂和植物油暴露于热的时间最少,然而,可以使用其他放置方式。
在离开任选的气体流冷却器50之后,含有先前未被冷却喷雾捕集的任何夹带油滴的雾的一级气体流进入贮槽段/液体分离器13。在不包括气体流冷却器50的实施方案中,一级气体流和夹带的油滴可在离开冷却喷雾段9之后进入贮槽段13。贮槽段13将大部分液化的收集溶剂和提取的植物油混合物从一级气体流中分离并且充当收集溶剂和捕集的提取的植物油的容纳区域。在一些应用中,可以期望在贮槽段13之前并入单独的液体分离器(未示出),以有助于从一级气体流中分离出收集溶剂。此一单独的液体分离器可像气体流路径中的T形管或弯管一样简单,或者可以包括除雾垫或其他更先进的分离方法。在一些实施方案中,还可以包括单独的含有大致上纯化的收集溶剂的收集溶剂贮存器(未示出)作为补充在操作时从系统中损失或移除的任何收集溶剂的方法。
在通过贮槽区域13之后,一级气体流和夹带的油滴雾任选地进入附聚段14。附聚段14的直径优选地大于一级气体流回路1内的其他通道的直径,或者以其他方式被设计得足够大以降低一级气体流的速度并使一级气体流和油滴雾留在附聚段14内的时间最长。还有可能使用较长的附聚段,调整气体流速度或者使用多个并联或串联的附聚段以获得使油滴在附聚段中停留的时间最长的类似结果。在附聚段内,气体流和油滴雾与收集溶剂喷射器15提供的收集溶剂蒸汽接触。收集溶剂蒸汽15在较冷油滴的表面上冷凝,引起它们变得更大并且尺寸和质量增加。增加夹带的油滴的尺寸和质量大大增强了它们在系统的后续各段中从气流中的移除。收集溶剂蒸汽的优选来源是来自蒸发装置31的蒸馏的收集溶剂出口,然而,可以使用其他提供收集溶剂蒸汽的方法。可替代地,当较冷的气体流进入附聚段时将其与较热的气体流混合将实现类似的结果。此一替代方法描述于PCT/IB2014/002383。在附聚段14内的表面上冷凝或凝结的任何收集溶剂和其他液体最终排出附聚器壁并进入系统的贮槽区域13。优选地,附聚段的进口直径和从贮槽区域13通向附聚段14的通道的直径应设计得足够大,以降低一级气体流的速度,使得冷凝液体可以容易地随着一级气体流的流动排出以到达贮槽区域13。然而,在一些应用中,或对附聚室在系统内的某些定位,这可能不是一个要求,诸如当气体流通过附聚段的顶部进入并且通过底部离开时。
在离开任选的附聚段14之后,一级气体流1和增大的油滴的雾进入收集室段16。在不包括附聚段的实施方案中,一级气体流和夹带的油滴可以在离开贮槽段13之后进入收集室段16。在收集室16中,用发射自一个或多个收集溶剂喷雾器17的收集溶剂液滴的高压喷雾17轰击夹带在一级气体流中的油滴。被收集溶剂液滴17冲击的任何油滴被有效地捕集在收集溶剂中,收集溶剂与收集室16的壁碰撞并且最终排出到贮槽区域13。在离开收集室之后,大部分较大的油滴已被从一级气体流移除,尽管可能仍剩余一些最小的油滴。应注意,在不包括专用冷却段或冷却喷雾段9或专用收集室16的一些实施方案中,收集室段16可被视为冷却段9并且冷却段9可被视为收集室16段。换句话讲,在系统的一些实施方案中,冷却喷雾段和收集室段两者的功能可以合并为一个段。在这些段被合并的此类实施方案中,优选的是,合并的冷却喷雾/收集室段可被直接定位在一级植物材料分离器8之后或直接定位在气体流过滤器49之后,并且在气体流冷却器50之前。然而,可以使用其他布置方式。还应注意,在一些实施方案中,冷却段可被视为气体流冷却器50或另一冷却装置或冷却区域。
一级气体流任选地向前行进通过二级液体分离段18。二级液体分离段18将大部分收集溶剂从一级气体流中分离以防止一级气体流增流器19无法承受收集溶剂。二级液体分离段18可以像气体流通道中的T形管或弯管一样简单,或者可以包括更先进的分离方法。分离的收集溶剂从液体分离段18排出并且回到系统的贮槽段13。在一些实施方案中,可能不需要液体分离段18,这取决于一级气体流增流器19处理夹带的液体的能力。在其他实施方案中,可以期望有意地将一些液体引入到气体流增流器19以有助于清洁和/或冷却气体流增流器19。
离开液体分离段18的一级气体流进入一级气体流增流器19。在不包括液体分离段18的实施方案中,一级气体流在离开收集室16之后进入一级气体流增流器19。一级气体流增流体19优选地为使气体流经历高水平离心力的再生式鼓风机、涡轮式鼓风机、压力式鼓风机或另一类型的鼓风机,然而,可以使用任何推进一级气体流的方法。在进入一级气体流增流器19之后,一级气体流经历高离心力。未在系统的先前各段中被捕集的许多或所有剩余的小和微观的油滴和收集喷雾的雾撞击一级气体流增流器19的叶片和外壳。撞击气体流增流器19的叶片和外壳的油和收集溶剂液滴被有效地捕集并且从一级气体流中移除。捕集的油和收集溶剂从一级气体流增流器的排出口或从一级气体流增流器的液体排出孔(未示出)排出,最终到达系统的贮槽段13。在一些实施方案中,气体流增流器可被用作将夹带的植物油滴从气体流中分离的主要方法。在此类实施方案中,优选的是,向气体流增流器供应收集溶剂的喷雾或流以有助于洗涤从鼓风机叶片和外壳捕集的植物油。在此一实施方案中,气体流增流器或气送装置可被视为收集室的一部分,并且/或者气送装置可以形成某些型式的唯一收集室。气体流增流器在系统内的布置还可以根据实施方案和应用来改变。
在一些实施方案中,离开一级气体流增流器19的一级气体流行进到任选的液滴分离器20中。此液滴分离器20优选地为旋风式分离器或离心式分离器,但是可以使用其他方法。液滴分离器将大部分或所有剩余的液滴从一级气体流中分离出。分离的收集溶剂和油从分离器20排出到系统的贮槽区域13中。
为了防止一部分一级气体流绕过主要气体流回路并行进通过任选的液滴分离器20的排出管,并且为了另外防止系统中的压差影响排出,可以使用任选的正排量/气锁泵33或类似的装置来有助于系统的液滴分离器20向贮槽段13的排出。此一气锁/泵33或类似的装置还可以用于不包括任选的液滴分离器20的实施方案中以有助于直接从一级气体流增流器19排出。气锁/泵33或类似的装置还可以用于包括以下段落中所述的任选的除雾器/精制段21的实施方案中的类似功能。
在离开液滴分离器20之后,一级气体流任选地进入除雾器/精制段21。在不包括液滴分离器20的实施方案中,一级气体流可以在离开气体流增流器19之后进入除雾器/精制段21。精制段21精制一级气体流并充当在一级气体流通过一级气体加热器之前移除大部分或所有剩余的收集溶剂液滴的最终液滴分离阶段。在精制段21和/或任何先前的液滴分离段中设置有效的液滴分离防止任何含有植物油的液滴与一级气体流加热器2的加热的段接触,因此防止植物油在热的加热器表面上燃烧、结垢或分解。
当系统被初始加热时,系统内的气体将膨胀并且可能试图通过任何密封不良的区域离开系统。同样,当系统被冷却时,系统内的气体将收缩。为了防止压力或真空在系统中建立,一些实施方案提供一种将系统的密闭部分连接到大气的方法。通过溶剂回收装置22建立与大气的连接,使得当气体离开系统时,任何蒸发的收集溶剂被冷凝并返回到系统。溶剂回收装置22是防止收集溶剂或挥发的植物油进入周围大气所优选的。溶剂回收装置22可以利用任何已知的溶剂回收方法,包括但不限于冷阱、冷凝管、过滤器、蒸馏塔、可商购获得的溶剂回收系统或任何其他合适的方法。溶剂回收装置22还可以含有碳过滤器或其他类型的气味捕集过滤器以防止气味逸出系统。可以采用各种冷凝器设计作为溶剂回收装置22,包括下文在描述蒸发装置冷凝器55的段落中讨论的任何冷凝器设计。
任选的仅向外止回阀23连接到溶剂回收装置22的排出口端,以当系统加热时允许膨胀气体从系统中逸出并且当系统冷却时防止任何大气气体通过溶剂回收装置22向后行进到系统中。为了当系统冷却时允许大气气体进入系统,可以将仅向内止回阀30连接到加工的植物材料收集仓29或系统内的其他位置。
因为将通过收集仓29从系统中移除加工的植物材料,所以在一些实施方案中期望的是,从这部分系统中排空收集溶剂蒸汽以防止它们逸出到周围大气中。为了在系统不冷却期间保持这个区域排空溶剂蒸汽并且因此自然地从大气中吸入气体,可以将抽空泵24连接到溶剂回收装置22的排出口。通过始终连续地抽吸少量气体通过溶剂回收装置22,在系统中产生少量真空,从而通过仅向内止回阀30将新鲜大气气体抽吸到加工的植物材料收集仓29中,因此置换来自仓的收集溶剂蒸汽。以这种方式使用抽空泵24的另一益处为减少了溶剂蒸汽通过系统内的任何易泄漏的密封件逸出的可能性。作为抽空泵的替代方案,可以将置换气体引入到加工的植物材料仓或系统内被认为需要置换的任何其他区域。优选的置换气体可以是CO2或氮气,但是可以使用其他置换气体。应知道,利用抽空泵24或置换气体有利于多个目的(包括防止挥发的油在一级植物材料分离装置8的植物材料排出口处冷凝),并且这种使用不以任何方式取决于抽空加工的植物材料收集仓29的需要。
如当描述图9所示的一级植物材料分离器8和二级植物材料夹带段27时在本公开以下部分中更详细讨论,抽空泵24和/或添加置换气体产生通过植物材料分离器8的轻微回流并提供防止挥发的植物油从一级植物材料分离器8的分离的植物材料排出口44逸出并在一级植物材料分离器8的分离的植物材料排出口44和/或二级气体流回路25和/或加工的植物材料仓29内的零件上冷凝的重要功能。如果植物油在这些区域中冷凝,那么可能引起植物材料粘附到这些零件的内表面并阻止分离的植物材料流动到收集仓29。尽管从这些区域抽空植物油蒸汽以防止冷凝的被动方法是优选的,但是在一些实施方案中,包括螺旋螺杆或机械刮擦方法以确保这些零件永远不会堵塞可为有益的。
为了将捕集的植物油从收集溶剂和植物油混合物中分离,本发明的一些型式可以任选地包括油/溶剂分离系统,诸如蒸发装置31。蒸发装置31优选地为但不限于以下蒸发装置,诸如薄膜蒸发器、刮膜蒸发器、短程蒸发器、升膜蒸发器、降膜蒸发器、喷雾干燥器蒸发器、离心式薄膜蒸发器或常规蒸馏室设计诸如但不限于通常用于蒸馏基于乙醇的醑剂的蒸馏室。然而,可以使用任何合适的蒸发装置,并且可以针对增强的蒸发或多效蒸发而单独或组合地使用一个或多个蒸发装置。另选地,可以利用非蒸发油分离装置。蒸发装置31可以在大气压力、真空或高于大气压力下操作。可以使用电加热元件、来自蒸汽发生器的蒸汽、热油系统、热流体、加热的气体或任何其他合适的供应热的方法向蒸发装置供应热。在蒸发装置是薄膜蒸发器或刮膜蒸发器的情况下,优选的是,通过用热缆线缠绕蒸发段或通过包括围着装置的蒸发段的蒸汽夹套或热流体夹套并用蒸汽发生器或热流体系统提供热来向蒸发器供应热。在蒸发装置是升膜蒸发器或降膜蒸发器的情况下,优选的是,通过蒸汽发生器或热流体系统向降膜段或升膜段供应热。
当系统正运行时,或者在一些实施方案中,在系统已完成提取循环之后,蒸发装置31通过借助于比例阀、螺线管阀或其他合适的转向和/或分配方法(未示出)或借助于专用进料泵60(示出于图2)使一些加压的溶剂从一级泵12转向来从系统的贮槽区域抽取分配的收集溶剂和捕集的植物油的混合物的流体。在进入蒸发装置31之后,将收集溶剂蒸发并从溶剂和植物油混合物中蒸馏出来,并将溶剂作为大致上纯化的收集溶剂重新引入系统。在图1所示的实施方案中,通过系统的附聚段14中的收集溶剂蒸汽喷射器15将纯化的收集溶剂重新引入系统。以这种方式,可以使用蒸发的收集溶剂蒸汽以有助于附聚段14的功能。另外或可替代地,可以将纯化的收集溶剂以蒸汽的形式引入到系统的其他段以帮助各种部件的清洁或根据需要提供其他功能。
当将收集溶剂和捕集的植物油的混合物引入到蒸发装置时,优选地具有比所利用的收集溶剂高的沸点的植物油不容易在蒸发装置31内蒸发并且当蒸发掉收集溶剂时浓缩成大致上纯的形式。浓缩的植物油以大致上纯的提取物的形式离开蒸发装置31,其随后被收集于提取物收集区域32中作为系统的最终产品。蒸发方法的额外讨论可见于PCT/IB2014/002383,然而,这些方法不应视为具有限制性。作为蒸发装置的替代方案,可以使用其他将植物油从收集溶剂中分离的方法。在使用与正收集的植物油不混溶的收集溶剂的实施方案中,可以采用分层分离方法。还可以使用色谱法将油从收集溶剂中分离。此类方法用作示例但不具有限制性。本领域的技术人员应能够确定用于本发明的不同应用的最佳分离方法。
图2示出本发明的另一个实施方案。在图2中,离开蒸发装置31的大致上纯化的收集溶剂蒸汽通过冷凝器55以将收集溶剂蒸汽冷凝成液体。离开冷凝器55的液化的收集溶剂流动到纯化的溶剂贮存器56中。专用收集溶剂泵57从纯化的溶剂贮存器56中抽取大致上纯化的收集溶剂,并且通过冷却喷雾10将纯化的收集溶剂直接喷洒到冷却喷雾段9中。可替代地,可以直接从冷凝器55泵送纯化的溶剂。以在冷却喷雾段9中仅使用大致上纯的收集溶剂而不是来自贮槽区域13的再循环收集溶剂的方式布置系统确保先前捕集的植物油在其被冷却之前不通过接触加热的气体流来暴露于另外的热。在其他应用和实施方案中,可以期望将冷凝的收集溶剂直接重新引入到贮槽区域13或需要它的系统的任何其他区域。
在蒸发装置31包括冷凝器55的本发明的实施方案中,可以使用任何冷凝器设计,包括但不限于液体冷却的设计诸如Allihn、Graham、Dimroth、Fridrichs或管壳式冷凝器,或者空气冷却的设计诸如螺旋管、散热器型冷凝器或本领域的技术人员容易知道的其他设计。对于液体冷却的冷凝器设计,可以使用任何冷却剂,包括但不限于借助于泵、蒸汽压缩或吸收式冷却器盘管或任何其他合适方法泵送或移动的城市用水、水或各种类型的冷却剂流体。可以使用强制空气、被动空气、蒸汽压缩或吸收式冷却器、与另一种液体的热交换或任何其他合适的方法来冷却液体冷却剂。对于空气冷却的冷凝器设计,可以用强制空气使冷凝器冷却,强制空气借助于空气增流器或通过与周围大气被动接触来移动。如上所述,此类冷凝器设计和冷却方法还可以用于溶剂回收装置22中。
高度期望使系统的所有接触在气体流加热器2与第一区域之间的气体流的部分的内表面温度保持接近或高于蒸发的植物油的冷凝温度,所述第一区域暴露于收集溶剂或另一冷却方法。这有利于防止挥发的油在系统的加热部分内的不期望表面上冷凝,这可有可能损坏油和/或阻碍它们从系统中回收。为了维持气体流的温度并且防止挥发的油在系统的加热部分内的不期望表面上冷凝,在本发明的许多实施方案中,将为有利的是将系统的所有或大部分加热的部分一起容纳在一个被动绝缘或主动加热的箱子或加热的室中以简化此类部件的绝缘或加热,所述加热部分包括但不限于以下的一些或任何组合:气体流加热器2、一级植物材料分离器8、一级植物材料分离器下排出口44(在以下部分中更详细讨论)、任选的气体流过滤器49和一个或多个挥发室7。此一加热的室可以用绝热阻隔件被动绝缘,绝热阻隔件诸如玻璃纤维、陶瓷棉、二氧化硅绝缘材料、硅酸钙、气凝胶、陶瓷绝缘材料、岩石棉、矿棉或任何其他合适的绝缘介质。如果加热的室是主动加热的,那么可以在有或没有借助于对流风扇的情况下在烘箱空腔的开放空间内使用电气元件,或者可以泵送加热的气体通过烘箱室。可替代地,加热的零件可以一起容纳在尺寸合适于被动绝缘的真空室或尺寸合适的蒸汽室中,所述蒸汽室可以供应有蒸汽作为主动加热的热源。还可以用加热缆线缠绕加热的零件。最后,加热的零件可以与热的加热液体一起容纳在室中。可以利用本领域的技术人员已知的任何加热或绝缘方法,并且仍然落入本发明的范畴内。应知道,在大多数实施方案中,构造气体流路径使得料斗段4不容纳在烘箱室内又能够向夹带区6提供植物材料可为重要的。在系统的加热的部件不容纳在加热的箱子/烘箱室内的实施方案中,或者在需要加热的部件的额外加热或绝缘的实施方案中,加热的部件可以是单独地绝缘或主动加热的,如本文件以下部分中所讨论。
在一些实施方案中,必须使用冷却总体系统的方法来防止系统过度加热。在本公开中已经讨论了使用收集溶剂冷却器11和/或气体流冷却器50冷却总体系统的各种方法。还可以使用额外方法,诸如但不限于使强制空气或冷却流体在系统的外部零件上循环。还可以采用冷却系统的被动方法,诸如但不限于在系统和气体流回路的各种部件上包括散热片或突出部。还有可能将系统容纳在温度受调节的房间或室中。各种额外冷却方法的进一步讨论可见于PCT/IB2014/002383。
因为在一些区域中,本发明的大多数实施方案中的气体流将为收集溶剂蒸汽饱和,所以有可能促进系统的冷段中引起收集溶剂蒸汽在这些段的内表面上冷凝的环境。通过引起收集溶剂在系统的冷段的内表面上冷凝,可使用冷凝收集溶剂来帮助洗涤任何累积的植物油的这些表面。为了促进此一“冷凝洗涤”环境,期望总是保持气体流暖于在系统的第一冷却段之后和在气体流加热器段之前接触气体流的系统的任何区域的内表面。例外之处是料斗段、二级气体流25段和分离的植物材料仓29,其中不期望具有冷凝收集溶剂。在系统的冷段的内表面上冷凝的溶剂连同任何累积的油一起排出系统,最终被收集在贮槽区域13中。“冷凝洗涤”的额外方法描述于PCT/IB2014/002383中。还可以使用其他方法。
本公开中所述的系统的各种阀、泵、气锁、电加热器和/或蒸汽加热器以及任何其他可控制的部件可以通过机械方法和/或电子温度和/或压力开关来调节或控制。然而优选的是,系统内的温度和压力、任选的蒸汽发生器、蒸发装置以及系统内的各种泵、阀、气锁、气体增流器和其他可控制的部件通过一个或多个可编程逻辑控制器(PLC控制)和/或比例-积分-微分控制器(PID控制)和/或其他形式的计算机化控制进行控制。利用此类电子装置可以实现对系统的温度、压力和各种动作的更精确控制。当实施电子控制时,可以通过热电偶、电阻温度检测器(RTD传感器)和/或其他温度检测方法监测温度,可以通过电子压力传感器和/或机械压力装置和/或其他检测方法监测压力,可以通过电子质量流量计、压力传感器、压差传感器、科里奥利(Coriolis)仪表和/或其他检测方法来检测气体流动和液体流动,可以用限位开关、位置传感器、接近传感器和/或其他检测方法来检测部件的位置,可以用光学开关、电学开关、导电开关、超声开关、电容开关、浮动球开关和/或其他检测方法来检测流体的水平,并且可以用光学开关、电学开关、导电开关、超声开关、电容开关、浮球开关、旋转干式水平检测器和/或其他检测水平来检测干材料的水平。还可以期望包括可检测累积在收集溶剂混合物中的水、植物油或其他液体的饱和水平的传感器,诸如电容传感器、电导率传感器、比重传感器、湿度传感器、折射计或其他类型的传感器。也可以根据需要利用各种可用设计的其他传感器来测量各种部件的状态,并且其仍然落入本发明的范畴内。可以放置在本发明内的此类热电偶、传感器和装置的非限制性示例可见于PCT/IB2014/002383,所述专利申请以全文引用的方式并入本文申请,然而,传感器的放置对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。各种温度传感器、压力传感器、流动速率传感器和其他传感器可以任何量和任何顺序放置在系统的任何段内并且仍落入本发明的范畴内。各种PLC、PID、计算机或其他控制方法可以用各种类型的可商购获得的数字、模拟和/或其他类型的输入/输出模块(IO模块)、步进控制器、变频控制器、固态继电器、常规的磁力继电器和/或任何其他合适的方法调节系统内的部件。
图3提供系统的挥发室段的实施方案的详细视图。挥发室的目的是将夹带在一级气体流中的植物材料暴露于湍流和/或搅拌的环境中以最大化与气体流的接触并有助于植物材料内所含有的植物油的快速挥发。本公开描述多种获得这些结果的方法,包括省略对具有加热壁的一级植物材料分离器有利的挥发室,然而,可以使用其他方法来获得类似的结果且仍落入本发明的范畴内。如图3所示,一级气体流通过面向上的进入管34将夹带的植物材料带入挥发室。在离开进入管34的尖端(在一些应用中其可以包括高速喷嘴尖端)时,夹带的植物材料向上朝向挥发室7的顶部喷出。当植物材料向上行进时,它暴露于挥发室内气体流流动的反向湍流。这种作用引起植物材料的剧烈搅拌并使其与加热的一级气体流的接触最大,以有助于植物材料内所含有的植物油的快速挥发。一级气体流连同夹带的植物材料一起通过室底部的排出通道35离开挥发室并向前行进到一级植物材料分离器8。一个或多个这种类型的挥发室可以串联或并联使用或与其他类型的挥发室组合使用。因此,图1和图2中的元件7可以代表一个或多个挥发室。
为了在气体流通过挥发室时维持足够的气体流温度并防止挥发的油在挥发室内的表面上冷凝,优选的是,本公开中讨论的挥发室的大多数实施方案被容纳或缠绕在绝热阻隔件中和/或设置有主动热源。如果一个或多个挥发室连同系统的所有或一些其他加热的段一起容纳在如上所讨论的绝缘或加热的室内,那么可以任选地消除这种热源或热阻隔件。作为可以应用于本公开中讨论或提及的挥发室的任何实施方案的非限制性示例,在图3中,挥发室被示出为容纳在加热夹套36内。为了向挥发室7提供热,将具体压力和温度的饱和蒸汽、具体温度的加热的气体或具体温度的加热的热流体通过入口通道37泵送或以其他方式引入加热夹套。蒸汽和/或冷凝的蒸汽、加热的气体或热流体通过排出通道38循环离开加热夹套。在使用蒸汽作为加热介质的实施方案中,优选但不要求的是,蒸汽由向一级气体加热器2提供热的相同蒸汽发生器供应。可替代地,还可以使用在夹套空间内的电热源或直接缠绕在挥发室周围的电热线。这些方法中的任一种都可以用于加热本公开中讨论或以其他方式提及的挥发室的任何实施方案。
在一些实施方案中,可为优选的是,将挥发室用绝热阻隔件被动绝缘,绝热阻隔件诸如玻璃纤维、陶瓷棉、二氧化硅绝缘材料、硅酸钙、气凝胶、陶瓷绝缘材料、岩石棉、矿棉或任何其他合适的绝缘介质。在一些应用中还可以优选将挥发室容纳在真空夹套内。作为非限制性示例,除了没有用于加热介质的进入通道37或排出通道38之外,此一真空夹套可以看起来大致上类似于图3中所示的加热夹套36。不包括加热介质进入通道和排出通道,而包括排空通道,排空通道可以包括止回阀或类似的真空容纳方法。可替代地,真空夹套可以是永久密封或焊接密闭的以保持真空。这些方法中的任一种都可以用于使本公开中讨论或以其他方式提及的挥发室的任何实施方案绝缘。
图4示出系统的挥发室段7的另一实施方案,其利用改良的喷雾干燥技术。常规工业喷雾干燥技术通常涉及在加热的气体流进入干燥室时将含有一些固体的大部分为液体的进料喷洒到加热的气体流中。本领域的技术人员应熟悉此类喷雾干燥室的设计。在常规喷雾干燥室内,液体被蒸发并随后作为废物排出,同时收集固体作为最终产品。(液体被排出并且固体被收集作为最终产品的常规喷雾干燥应用的示例是奶粉的生产。)在本实施方案中,需要相反的最终产品。不需要固体,而需要液体部分作为最终产品。因此,在本发明中改良喷雾干燥技术的利用以处理大部分干的进料而不是大部分为液体的进料。在本发明中,将粉末状或精细研磨的植物材料(含有液体油的固体)引入到进入干燥室/挥发室的加热的气体流中。这一加热的气体流为如本发明所定义的一级气体流。一级气体流将夹带的植物材料通过面向下的具有喷嘴尖端的进入管39携带到挥发室7中。快速离开喷嘴的一级气体流和植物材料有助于加热的气体流在挥发室内的湍流流动并搅拌植物材料以引起植物材料中所含有的油的快速挥发。一级气体流和夹带的植物材料通过室7底部的排出通道35离开挥发室。一个或多个这种类型的室可以串联或并联使用或与任何其他类型的挥发室组合使用。利用不同的喷嘴设计,在喷嘴位置添加加压和/或热的空气,修改喷雾干燥室的尺寸和直径以及其他改变可以有益于植物材料的挥发和/或防止植物材料以类似的方式粘附到室的壁,这种修改有利于传统的喷雾干燥技术。在一些实施方案中,将植物材料直接引入喷嘴位置而不是在夹带区域6中喷嘴的上游可以是有利的。本领域的技术人员应理解,许多商业的喷雾干燥技术和设计可针对本发明进行修改。此类修改仍落入本发明的范畴内。与挥发室的其他实施方案一样,为了维持气体流的温度并防止挥发的油在挥发室内的表面上冷凝,优选的是,挥发室设置有其自身热源和/或绝热阻隔件。此类热源和热阻隔件的示例讨论于上文并且可以应用于蒸发室的所有实施方案。
图5示出挥发室7的第三实施方案,挥发室7被设计成以离心方式强制植物材料与挥发室的加热的壁接触以引起植物油的快速挥发。一个或多个这种类型的室可以串联或并联使用或与其他类型的挥发室组合使用。在图5所示的实施方案中,一级气体流1和夹带的植物材料通过挥发室7上端的切向进口40进入挥发室。当一级气体流切向地进入挥发室7时,将夹带的植物材料以离心方式强制与室的外壁41接触,其中夹带的植物材料在挥发室的壁41周围盘旋多次,之后最终到达挥发室的底部排出口35。为了使用这种方法成功地使植物油挥发,高度优选的是,挥发室的壁41与热源接触。然而,在一些应用中,使用热阻隔件可能就足够了。此类热源和热阻隔件的示例讨论于上文并且可以应用于此实施方案和蒸发室的所有其他实施方案。
图6示出挥发室7的一个实施方案,所述挥发室7利用修改形式的气流急剧干燥引起植物材料内的油的快速挥发。一个或多个这种类型的室可以串联或并联使用或与其他类型的挥发室组合使用。含有夹带的植物材料的一级气体流通过底部进入通道46进入急剧干燥挥发室7,并且在通过排出通道47离开室之前抵抗重力向上携带植物材料。上排出通道47可以重新定位到室的侧面,然而优选的是,下进入通道46保持在腔室7的最低点。必须谨慎设计急剧干燥室的直径和一级气体流的流动速率,使得流动通过室的加热的气体的移动速度略快于正加工的植物材料粒子的自然下落速度。在这种气体流速度下,加热的气体流和植物粒子的接触是最大化的,从而引起植物油的快速挥发。可以调整急剧干燥挥发室7的长度以使挥发最大化,或者可以重复有若干串联布置的较短室。与挥发室的其他实施方案一样,为了维持气体流的温度并防止挥发的油在挥发室内的表面上冷凝,优选的是,挥发室设置有其自身热源和/或绝热阻隔件。此类热源和热阻隔件的示例讨论于上文并且可以应用于蒸发室的所有实施方案。
图7示出挥发室的另一实施方案,所述挥发室被设计成防止依然严重负载油或团成块的植物材料在其被打碎成小粒子且完全汽提出其所需油之前逸出挥发室。这种特殊类型的挥发室是急剧干燥室的修改,其被设计成使室的直径和气体流流量产生仅允许最小且最彻底油汽提的植物材料粒子离开室顶部的气体速度,所述植物材料粒子足够轻以在气体流中向上浮动。较大的块或负载油的植物粒子太重以致于不能被向上携带并离开室,从而在搅拌区中保持翻滚,直到它们被打碎并且蒸发出油。只有在植物材料块被打碎并且蒸发其所需的油之后,植物材料才变得足够轻并且足够小以离开室。如图7所示,携带夹带的植物材料的气体流通过底部通道46进入挥发室。在进入室之前,底部通道的直径减小至较小直径以形成空气叶片喷嘴47。来自喷嘴47的高速空气以湍流方式进入挥发室并帮助强力地分裂任何太重以致于不能在室中向上行进的植物材料块或厚块。较轻和较小的植物材料粒子被快速汽提出其所需油并继续与气体流一起向上行进以通过排出通道48离开室。较重的植物材料厚块不能在室的较低速度气体流区域中获得升力并且留在室的底部附近,在室的底部它们继续翻滚并彼此冲击并且冲击室的壁而同时变得较为干燥,因为它们所含有的油在加热的室中以较慢的速率挥发。总之,这种翻滚并干燥的效果引起植物材料块分裂成逐渐越来越细的粒子。一旦粒子足够细且轻,它们就可以获得它们被上升的气体流携带以通过排出通道48离开室顶部所需的升力。这种独特的挥发室设计的其他实施方案可以包括由不锈钢、其他金属、陶瓷、热塑料或任何其他合适的材料构成的中空或实心的球或珠粒或者其他形状的其他物体以帮助打碎植物材料。此一元件的非限制性示例由图7中的球51表示。在此类实施方案中,球或其他碾磨物体将通过空气喷嘴83抛出在室内周围以有助于植物材料的打碎。可以任选地包括排除器筛网或其他排除方法以防止散开的球或碾磨物体逸出挥发室。可替代地,进入室的快速移动气体流可以用于驱动涡轮机叶片(未示出)至高速。任选的高速涡轮机叶片可用于打碎围绕室底部部分移动的任何大的植物材料粒子。这种叶片的旋转还可以通过外部驱动的穿过室的壁的轴或进入的气体通道,或者通过磁联轴节以避免对有可能泄漏的轴密封件和/或轴穿透孔的需要。在蒸发室的这项实施方案中使用的叶片和碾磨物体设计可以适用于本公开中讨论的任何蒸发室实施方案。虽然图7所示的挥发室被示出为具有凹的底部区域,但是在其他实施方案中,可以期望利用锥形底部区域以将落下的较重植物材料连续地注入回到风镐或叶片区域中。与挥发室的其他实施方案一样,为了维持气体流的温度并防止挥发的油在挥发室内的表面上冷凝,优选的是,挥发室设置有其自身热源和/或绝热阻隔件。此类热源和热阻隔件的示例讨论于上文并且可以应用于蒸发室的所有实施方案。
图8a和图8b示出挥发室的另一实施方案的剖面图和顶视图,所述挥发室被设计成防止依然严重负载油或团成块的植物材料在其被打碎成小粒子且完全汽提出其所需油之前逸出挥发室。在这项实施方案中,气体流和夹带的植物材料通过切向侧进口70进入挥发室。气体流以高速进入并引起夹带的植物材料在挥发室内快速盘旋。任选地,挥发室中可以包含由不锈钢、其他金属、陶瓷、热塑性塑料或任何其他合适材料制成的中空或实心的球或珠粒或者其他形状的其他碾磨物体。这些碾磨物体的尺寸被优选地设定成使得它们不能离开室且继续沿着室的壁快速盘旋,研磨并打碎任何大的植物材料粒子。任选地,可以使用排除器筛网或其他排除装置来防止碾磨物体离开室的任何机会。一些中空碾磨球51的非限制性示例示出于图8a。挥发室的出口被设计和定位成用作粒子分级器,所述粒子分级器仅允许最小和最轻的植物材料粒子离开室。以这种方式,只有已经彻底打碎并且大致上汽提出所需油的植物材料可离开室,其中仍然含有油的较重的植物材料将继续在挥发室内循环,直到它们轻到足够离开。图8a和图8b中所示的挥发室的实施方案以类似于旋风式分离器的方式起作用,表现在它以离心方式防止较大粒子通过一级室排出口71离开。然而,它与典型的旋风式分离器的不同之处在于,它没有捕集的粒子逸出的二级排出口并且最终所有植物材料粒子都通过一级排出口逸出。植物材料粒子继续在挥发室内循环直到它们被汽提出足够的油并被研磨成细尘,而不是像常规旋风式分离器那样永久地将植物粒子从气体流中分离。当植物材料粒子获得足够低的质量而不再受离心式分离影响时,它们被气体流携带出主要排出口且最终通过一级植物材料分离器分离。通过以这一方式延缓植物材料脱离挥发室,可以获得几乎完全的植物油提取。图8a和图8b中所示的挥发室的实施方案可以与额外的类似的挥发室并联或串联使用或者与本公开中所述的任何其他挥发室组合使用。特别地,可为有利的是在急剧干燥室之前使用挥发室的这项实施方案,诸如图6中所示的实施方案。
虽然在本公开的任何附图中并未示出,但是在一些类型的植物材料的情况下可以是优选的挥发室的另一个实施方案可由气流环式干燥器设计组成。术语气流环式干燥器在工业干燥文献中被明确定义,并且环式干燥器的设计将是本领域的技术人员熟知的。挥发室的环式干燥器型式应具有使植物材料只有在已挥发出所需的油之后通过系统的益处。可以获得植物油的优异挥发的其他方法可以包括旋转急剧干燥系统、具有搅拌器叶片的旋转急剧干燥系统、滚筒干燥器、球磨干燥器、具有粒子分级器的干燥器和本领域的技术人员已知的其他方法。
图9示出一级植物材料分离装置8和二级植物材料夹带段27的一个实施方案的详细视图。如图9所示,一级分离装置是旋风式分离器。然而,可以使用其他离心或非离心分离方法。一级气体流和夹带的植物材料通过分离器8侧面的切向进口42进入一级植物材料分离装置。在进入一级植物材料分离器时,将夹带的植物材料以离心方式强制与分离器8的外壁43接触,其中它们沿着分离器的壁43向下盘旋并从分离器的底部排出口落下并且最终到达加工的植物材料收集仓29。一级气流通过分离器的顶部部分53离开,其大致上不含夹带的植物材料,并且继续到达任选的气体流过滤器49或直接到达系统的冷却喷雾段9。虽然许多离心式分离器被定位在图7所述的位置,但是本领域的技术人员应已知,可以改变分离器的定位并且顶部和/或底部排出口和/或侧面进入点(如果适用)的重新定位将仍落入本发明的范畴内。
应注意,一个或多个一级植物材料分离装置可以并联或串联使用或者并联和串联一起使用,以获得夹带的植物材料从一级气体流中更完全的分离。在使用旋风式分离器作为一级植物材料分离装置的情况下,较好的分离可通过利用若干并联的小旋风器而不是使用一个具有大直径、较高气体流量的旋风器来实现,所述每个小旋风器具有较小直径和较低气体流量。串联放置旋风器也可以实现较好的分离。为了维持本发明设计的简单性,优选使用实现所需分离水平需要的最少量的旋风器。这不仅适用于一级分离旋风器,还适用于系统内使用的任何其他植物材料或液滴分离旋风器。
如图9所示的一级植物材料分离器8的实施方案中所示,当分离的植物材料从分离器8的底部排出口落下时,其任选地通过专门的、加热的和/或绝缘的排出管44。这种加热的排出管44也示出在图1的流程图中。在到达加热的排出管44的底部时,加工的植物材料落入二级夹带段27中,在那里它被夹带在二级气体流25中并被推进到二级植物材料分离器28中以最终落入加工的植物材料收集仓29中。优选的是,二级气体流25维持在比一级气体流1低的温度,使得加工的植物材料在与二级气体流25接触时被冷却。通过冷却加工的植物材料,阻止进一步挥发并且防止植物材料的热降解。在系统的操作者期望执行植物材料的第二次更高温度提取以提取出沸点高于第一次提取循环中所提取的植物油的情况下,这尤其重要。无法冷却加工的植物材料会损坏剩余的油并且还会导致在系统运行时降解的油蒸汽从收集仓向上行进并且进入到一级气体流中,从而降低提取物的品质。作为替代方案,可以使用一种使加工的植物材料由于重力而下落或者从一级植物材料分离器8的底部机械推进到仓或处理区域中的简单的方法避免需要二级气体流25和二级气体流系统所需的零件。如果使用此一替代方案,那么在一些应用中可以为优选的是提供气锁阀、挡板阀或其他将一级植物材料分离器与外部大气隔开的方法。
当加工的植物材料沿加热的排出管44向下行进时,分配的少量大气气体或置换气体同时通过连接到加工的植物材料收集仓29的仅向内止回阀30进入系统并且随后与二级气体流25中的气体混合。大气气体或置换气体的这种逐渐向内的流通过加工的植物材料正在下落的同一加热的管44缓慢向上流动到系统中,与下落植物材料的向下流动相反。大气气体或置换气体的这种流(由加热的排出管44中的小的、向上行进的箭头45示出)起到重要作用,它防止植物油蒸汽从一级植物材料分离器8的排出口逸出以及在二级气流回路25和加工的植物材料仓29内的零件上冷凝。为了防止在一级植物材料分离器8的下排出口部分内发生任何冷凝,加热的排出管44应足够长,使得无蒸汽的大气气体或置换气体在到达一级植物材料分离器8的底部部分之前被加热至接近或大于正挥发的植物油的挥发温度。加热的排出管44的热源可以是以下段落中所述的加热夹套36,或通过与以下段落中所述的加热夹套36类似的方法加热的单独的加热夹套。可替代地,加热的排出管44可以直接缠绕在电加热缆线或类似装置中。置换气体还可以通过其他方法加热。一个非限制性示例为将由金属、硅树脂或其他耐热材料构成的螺旋形大气气体或置换气体管放置在系统的加热的区域中或在一些实施方案中容纳一些或所有加热的部件的加热的室内,使得置换气体在引入到分离的植物材料排出管44之前被加热。另一非限制性示例为用加热线圈缠绕合适材料的置换气体或大气置换气体管。还可以使用其他方法加热引入到分离的植物材料排出口44的气体。在置换来自分离的植物材料排出口44的挥发的植物油的方法无效或者不被认为是最佳选项的情况下,可以采用从植物材料排出口44和到分离的植物材料仓29的路径中移除累积的植物油的机械方法。一些非限制性示例包括利用螺旋螺杆或螺旋输送器、旋转刮刀、柱塞、输送带系统或本领域的技术人员应已知的其他方法。
应注意,向一级植物材料分离器8的壁43供应足够的热源可为期望的,并且可以具有在一些情况下提供省略系统的前述挥发室段7的选项的附加益处。如果可以通过与一级植物材料分离器8的加热的壁43直接接触来将足够的热转移到植物材料,那么将发生充分的挥发和提取而无需单独的挥发室7。如图9所示,加工的植物材料排出管44和一级植物材料分离器8两者均容纳在加热夹套36内。为了向植物材料分离器8和植物材料排出管44提供热,将具体压力和温度的饱和蒸汽、具体温度的加热的气体或具体温度的加热的热流体通过入口通道37泵送或以其他方式引入加热夹套。蒸汽和/或冷凝的蒸汽、加热的气体或热流体通过排出通道38循环离开加热夹套。在使用蒸汽作为加热介质的实施方案中,优选但不要求的是,蒸汽由向一级气体加热器提供热的相同蒸汽发生器供应。可替代地,还可以使用在夹套空间内的电热源或直接缠绕在植物材料分离器8和/或排出管周围的电加热线。
与先前所述的挥发室实施方案一样,在一级植物材料分离器的一些实施方案中,可为优选的是,将一级植物材料分离器8用绝热阻隔件被动绝缘,绝热阻隔件诸如玻璃纤维、陶瓷棉、二氧化硅绝缘材料、硅酸钙、气凝胶、陶瓷绝缘材料、岩石棉、矿棉或任何其他合适的绝缘介质。在一些应用中还优选将一级植物材料分离器8容纳在真空夹套内。仅以示例的方式,除了没有用于加热介质的进入通道37或排出通道38之外,此一真空夹套可以看起来大致上类似于图9中所示的加热夹套36。相反,可包括排空通道,排空通道可以包括止回阀或类似的真空容纳方法。可替代地,真空夹套可以是永久密封或焊接密闭的以保持真空。还可以将一级植物材料分离器和/或分离的植物材料排出管44容纳在系统的具有所有或一些加热的部件的绝缘和/或加热的室内。这一方法已详细描述于本公开的其他部分中。
在一些情况下,通过利用润湿的填充材料81可以发生挥发的植物油的更有效收集。利用润湿的填充材料的实施方案的非限制性示例讨论于PCT/IB2014/002383中,所述专利申请以全文引用的方式并入本文。含有润湿填料的收集室的一个示例示出于图10。利用润湿填料的这一实施方案可以包括含有润湿底物81的收集室80,润湿底物81诸如但不限于:任意填料,包括由玻璃、陶瓷、金属或其他材料制成的拉西环、鞍状物和珠粒;其他任意填料材料,诸如砂、氧化铝、砂砾、PTFE纤维、不锈钢棉、玻璃纤维或矿棉纤维;和结构化填料,诸如编结的填料、编织的金属丝网、不锈钢棉、不锈钢垫、编织的不锈钢网、波纹状金属片段、泡罩板和筛盘板;或其他类型的捕集挥发的植物油的填料。填充材料81可以用收集溶剂润湿,收集溶剂可以收集植物油并最终向下滴落通过填充材料到贮槽区域13以待回收。在图10中,填充材料可以通过收集溶剂喷雾器82或通过使填充材料与收集溶剂接触的其他方法润湿。与其他实施方案一样,应已知,图10所示的湿润填料收集室80也可以用作系统的冷却室,其中喷雾器82和/或填充材料81用于冷却气体流。可替代地,可以将单独的冷却室设置在收集室80的上游,如图10已经示出。具有润湿填充材料的收集室可用于其他实施方案中并且与具有收集溶剂喷雾器17或任何其他收集方法的收集室组合使用。收集室80的位置还可以根据应用而变化。作为一个非限制性示例,湿润填料收集室80可以重新定位到气体流冷却器50的位置。
最后,应已知,除先前讨论的油滴收集方法之外,本发明中还可以采用捕集冷凝的油滴的静电方法。在此类实施方案中,可以将静电涤气器放置在系统的冷却段9之后,静电涤气器的设计应是本领域的技术人员容易知道的。在这种放置的情况下,静电收集板可以任选地通过下落的收集溶剂洗涤收集的油。静电收集板还可以放置在附聚段14之后或收集室段16之后,并且可以任选地用收集溶剂的喷雾洗涤。如果发生有效的静电收集,那么有可能减少或消除遍及整个系统的一些其他收集方法。
仅以非限制性示例的方式,可以利用以下操作条件和递送速率来提取植物油:利用能够提供大约1.0至5.0磅/平方英寸的出口压力的离心式气体流增流器19来使气体流1在整个系统中移动。其他示例可以包括能够提供0至150磅/平方英寸的出口压力的气体流增流器。气体流增流器19使气体流1在整个系统中以大约30至100标准立方英尺/分钟的流动速率移动。其他示例可以包括能够提供以下流动速率的气体流增流器:大约0.1至30标准立方英尺/分钟、100至200标准立方英尺/分钟、200至500标准立方英尺/分钟、超过500立方英尺/分钟或其他范围。当气体流通过气体流加热器2时,气体流被加热至大约290至到430华氏度的温度。在其他示例中,气体流可以被加至以下温度范围:大约100至300华氏度、100至310华氏度、200至300华氏度、200至310华氏度、280至450华氏度、300至500华氏度、300至400华氏度、300至370华氏度、300至365华氏度、305至360华氏度、300至360华氏度、300至330华氏度、310至320华氏度、340至370华氏度、350至360华氏度、350至365华氏度、415至445华氏度、这些温度范围的任何组合或其他温度范围。含有植物油的粉末状或精细研磨的植物材料通过夹带区6以大约0.03至0.25磅/分钟的速率进料到气体流1中。其他示例可以包括以下进料速率:0.001至0.03磅/分钟、0.25至1.0磅/分钟、1.0至5.0磅/分钟、5.0至10.0磅/分钟、大于10.0磅/分钟或其他进料速率。尽可能地,保持提取室7区域和系统的所有当气体流在气体流加热器2与气体流冷却段9之间通过时接触气体流的区域的内表面温度高于挥发的油的冷凝温度或接近离开加热器2的气体流的温度以防止植物油在这些表面上冷凝。在一些示例中,保持这个温度接近或高于大约290至430华氏度。在其他示例中,可以保持温度在以下范围:大约100至300华氏度、100至310华氏度、200至300华氏度、200至310华氏度、280至450华氏度、300至500华氏度、300至400华氏度、300至370华氏度、300至365华氏度、305至360华氏度、300至360华氏度、300至330华氏度、310至320华氏度、340至370华氏度、350至360华氏度、350至365华氏度、415至445华氏度、这些温度的任何组合或其他温度范围。蒸发装置31可操作地从植物油和收集溶剂的混合物中蒸馏出大约0.04至0.15加仑/分钟的收集溶剂。其他示例可以包括以下分离速率:大约0.0002至0.04加仑/分钟、0.15至0.5加仑/分钟、0.5至1.0加仑/分钟、1.0至5.0加仑/分钟、5.0至10.0加仑/分钟、大于10.0加仑/分钟或其他速率。蒸馏的收集溶剂储存在与贮槽贮存器区域13分开的贮存器56中。将大致上纯化的收集溶剂流以大约0.03至1.0加仑/分钟的速率泵送到冷却喷雾10。其他示例可以包括以下速率:0.0002至0.03加仑/分钟、1.0至7.0加仑/分钟、7.0至10.0加仑/分钟、大于10.0加仑/分钟、小于10.0加仑/分钟或其他速率。冷却喷雾将气体流冷却至大约160至180华氏度。在其他示例中,冷却喷雾将气体流冷却至大约80至150华氏度、0至150华氏度、0至100华氏度、40至80华氏度、低于180华氏度、低于173华氏度、低于150华氏度、低于140华氏度、低于130华氏度、低于120华氏度、低于110华氏度、低于100华氏度或其他温度。在接触冷却喷雾之后,气体流和夹带的液体通过一级气体流冷却器50。气体流冷却器50将气体流和夹带的液体/油冷却至大约90至150华氏度。在其他示例中,气体流冷却器将气体流和夹带的液体/油冷却至大约0至150华氏度、0至100华氏度、40至80华氏度、0至90华氏度、低于150华氏度、低于140华氏度、低于130华氏度、低于120华氏度、低于110华氏度、低于100华氏度、低于90华氏度、低于80华氏度或其他温度。在仅使用喷雾冷却器或喷雾收集室来冷却气体流的实施方案中,这些段可操作地将气体流和夹带的液体/油冷却至大约90至150华氏度或上文针对冷却喷雾或气体流冷却器列出的任何温度范围。在收集溶剂通过冷却器(诸如55)冷却、之后喷洒在喷雾冷却器中的实施方案中,收集溶剂可以冷却至低于正使用的收集溶剂的沸点的温度。在其他示例中,收集溶剂冷却器(诸如55)可以将收集溶剂冷却至以下温度:大约0至150华氏度、0至40华氏度、40至80华氏度、80至120华氏度、低于100华氏度、低于120华氏度、低于150华氏度或其他温度范围。尽可能地,将当气体流在气体流冷却器50与气体流加热器2之间通过时接触气体流的系统的所有内部区域保持在低于气体流离开气体流冷却室50时的温度的温度,使得收集溶剂在这些表面上冷凝以洗去任何累积的植物油。在一些示例中,保持这个温度接近或低于85至145华氏度。一级溶剂泵12将收集溶剂以大约1.0至7.0加仑/分钟的速率从贮槽区域13泵送到收集室16中的收集溶剂喷雾器17。其他示例包括以下速率:0.0002至1.0加仑/分钟、7.0至10.0加仑/分钟、大于10.0加仑/分钟、小于10.0加仑/分钟或其他速率。系统内使用的收集溶剂可以主要包含乙醇和水,比率为大约40%乙醇和60%水至95%乙醇和5%水。抽空泵24可操作地维持负系统压力,使得气体流的最高压力区域(诸如见于鼓风机排出口的区域)仍保持略低于环境压力的区域。这样做时,溶剂蒸汽和/或挥发的植物油不易于从系统内的密封件逸出并且必须通过冷阱22,在冷阱22处它们被冷凝并且返回到系统。通过抽空泵24置换的气体的量为大约0.01至5.0立方英尺/分钟。
不应将本公开中的具体描述视为限制本发明的范畴。作为非限制性示例,可以使用不同热交换器,可以在周围移动各部件,可以将各种部件的功能合并到一个结构中,或者可以将一个部件的功能划分在若干部件之间。另外,图1和图2中元件的布置和配置是位于便于解释并且不具有限制性。作为一个示例,挥发室7示出为具有底部进口和顶部排出口,但是可以具有定位于其他地方的进口和排出口。本领域的技术人员应认识到,可以在不背离本发明的范畴或教导的情况下以其他方式对本文所述的本发明实施方案进行修改。作为可以重新布置系统的许多方式之一的另一非限制性示例,与图1相比,图2示出的实施方案显示系统的若干零件被重新布置或甚至消除。图2示出移除了图1中示出的离心式液滴分离器20。在这项实施方案中,仅利用单一除雾段21来防止液滴进入加热器2。图2中还移除了蒸汽发生器3。在这项实施方案中,电加热元件用在加热器段2中。植物材料收集系统也被简化。不是利用二级夹带区27和二级气体流25,而是一级植物材料分离装置直接排出到加工的植物材料收集仓29中。可以使用任选的气锁阀58来保持加工的植物材料收集仓29与一级气体流1分开。已串联使用两个气体增流器19以增加可用于推进气体流的压力。一个气体增流器19的放置已从图1所示的位置移开,然而,这可直接放置在第二气体增流器19的前面或系统中的任何地方。
图11示出本发明的实施方案,其被设计成在没有收集溶剂的情况下操作。这项实施方案可以在完全没有溶剂的情况下或者在仅有少量稀释溶剂的情况下操作。这项实施方案包括一级气体流1、管壳式蒸汽启动的气体流加热器2、向加热器提供蒸汽的蒸汽发生器3、气体流增流器19、料斗4、植物材料分配装置5、一级植物材料夹带区6、一个或多个挥发室7、一级植物材料分离装置8、气体流过滤器49、挥发的油冷凝器/气体流冷却器50、冷凝的植物油气体流/油分离装置82、油收集区域32、加热的分离的植物材料排出口44、能够将分配量的气体从系统中移除的空气泵24、二级气体流25、二级气体流增流器26、二级植物材料夹带区27、二级植物材料分离装置28、加工的植物材料收集仓29和通过植物材料收集仓29允许大气空气或置换气体进入到系统中的仅向内止回阀30。根据期望的应用,这些部件和零件中的任一个均可以在系统内串联或并联重复一次或多次或者可以完全排除,以获得不同效果。还可以修改系统内的部件的顺序以获得不同效果。蒸汽驱动的加热器2还可以用电驱动加热器、具有循环热流体的加热器或通过其他方法供能的加热器代替。元件1、2、3、19、4、5、6、7、8、49、44、25、26、27、28、29、30、22、23和24以大致上类似于先前讨论的本发明实施方案中对应的类似部件的方式起作用。然而,与先前讨论的实施方案相比,元件50以修改的方式起作用。另外,在一些实施方案中,将气体流增流器放置在加热器之后,使得它保持对于植物油来说太热以致于无法在它的内表面上冷凝。应注意,提及的元件还可以在本部分之后的实施方案中以类似方式起作用。
图11示出的实施方案被设计成使用很少或不使用溶剂。在挥发的植物油从挥发段7开始行进,通过一级植物材料分离装置8并且通过任选的气体流过滤器49之后,它们进入挥发的油冷凝器/气体流冷却段50。冷凝器/气体流冷却器50优选地为管壳式热交换器,它通过冷却剂或冷却剂混合物冷却,但是可以使用先前在本文件或PCT/IB2014/002383内讨论的任何冷凝器设计和冷却方法。当挥发的油进入气体流冷凝器/冷却器50时,一部分挥发的油在冷凝器内的冷凝表面上冷凝。不通过第一次通过冷凝器冷凝的挥发的油可以继续与气体流一起重新循环,直到它们在连续通过冷凝器50时被冷凝。在冷凝器50内的冷凝表面上冷凝的提取的植物油沿冷凝器表面滴下并且流动离开冷凝器50到冷凝的油分离段82中且最终到冷凝的油收集区域32中。气体流1继续流动通过系统和返回通过加热器。
有利的是将气体流冷凝器/气体流冷却器50内的冷却剂介质和/或冷凝表面维持低于正提取的挥发的植物油的冷凝点但是仍足够高以保持植物油处于易流状态的温度,这样植物油易于滴下并且流动离开冷凝器50的底部,通过冷凝的油分离段82并且到冷凝的油收集区域32中。一些非限制性温度示例可以包括将冷凝器内的冷凝表面维持在100至300华氏度、120至280华氏度、120至150华氏度和320至340华氏度之间。还可以使用其他温度范围。
图12a示出需要很少或不需要溶剂起作用的本发明的另一实施方案。在这项实施方案中,利用离心式冷凝的油分离器83。离心式油分离器83可以是旋风式分离装置或其他合适的分离装置。当气体流通过气体流冷凝器/冷却室50时,一部分挥发的植物油将在冷凝器内的表面上冷凝,然而,一部分油也可以小或微观的油滴的形式冷凝并凝结到较冷的气体流中,所述油滴被夹带在气体流的流中。通过使用离心式油分离器83,一大部分这些夹带的小和微观的油滴在通过加热器2重新循环回去之前在油分离器内被捕集。被捕集的油滴连同从冷凝器50滴下的油一起然后可以排出到提取的油收集区域32中。为了说明本发明内的许多部件可以在不同应用中被重新布置或修改,图12a所示的实施方案示出为具有与图11相比简化的加工的植物材料收集系统。
图12b示出类似于图12a所示的实施方案的布置方式。在这项实施方案中,气体流增流器19放置在冷凝器/冷却器50之后并且在加热器2之前。在这项实施方案中可以包括任选的冷凝的油分离段82。优选的是,气体流增流器为离心式鼓风机设计,诸如但不限于再生式鼓风机、涡轮式鼓风机、压力式鼓风机、涡轮式压缩机、离心式鼓风机或能够产生合适离心力的任何其他设计。通过将离心式气体流增流器19定位在气体流冷却器50之后,气体流增流器19充当离心式油分离器,其分离并且收集在气体流冷却之后凝结到气体流中的微观的油滴。捕集在气体流增流器19中的油滴连同任何从冷凝器50滴下的油一起然后可以排出到提取的油收集区域32中。具有叶片的气体流增流器(例如,涡轮式压缩机、再生式鼓风机、涡轮式鼓风机、压力式鼓风机或具有高速零件的气体流增流器)也可以当油滴与叶片的表面碰撞时通过撞击收集油滴。此一鼓风机可以取代本文件中讨论的任何气体流增流器元件。
在图12a和图12b示出的实施方案中,优选的是,离心式油分离器83或离心式气体流增流器19维持在足够高以保持捕集的液滴易流并且自由流动的温度,所以收集的油可以从离心式捕集装置流动,又足够冷以防止任何捕集的油滴重新挥发。还优选的是,图12a和图12b所示的冷凝器/气体流冷却器50维持在低于正提取的挥发的植物油的冷凝温度而又足够高以保持任何收集的油处于易流状态的温度,所以它们易于滴下并且流动离开冷凝器50的底部并且继续流动通过系统并进入提取的油收集区域32。在图12a和图12b示出的一些实施方案中,可优选设计使收集在冷凝器中的油的量最少并且主要依靠离心式分离器83或离心式气体增流器19作为一级分离装置的气体流冷却器50。
图13示出设计成使用很少或不使用溶剂起作用的另一实施方案。在这项实施方案中,包括气体流冷凝器/冷却器50、油分离器82和提取的油收集区域32的一组元件根据实践需要串联重复多次以从气体流内的挥发的油中移除各种级分。在这种布置的情况下,可以连续方式进行植物油成分的分馏。为了便于解释,仅两组气体流冷凝器/冷却器50、油分离段82和提取的油收集区域32示出于图13,然而,这个数量可以增加。在图13示出的实施方案中,有益的是将加热器2设定至足够高以使待提取的植物材料内的所有所需级分挥发的温度,使得所有油级分挥发并且以挥发的植物油气体的形式行进在气体流1内。第一气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面应维持在足够低以使挥发的植物油成分的第一级分冷凝而又太高以致于挥发的植物油成分的其他级分无法冷凝的温度。挥发的植物油的第一级分将在冷凝器表面上冷凝并且排出通过第一冷凝器50、通过第一油分离器82并且进入第一油收集区域32。夹带在气体流中的挥发的油内的其他级分的冷凝点低于挥发的植物油的第一级分,因此不能在第一冷凝器50内冷凝并且将继续以挥发的植物油气体的形式在气体流内行进到第二气体流冷凝器/冷却器50中。第二气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在一个温度,所述温度低于第一气体流冷凝器/冷却器50并且还足够低以使挥发的植物油成分的第二级分冷凝而又太高以致于其他挥发的植物油成分无法冷凝。这种模式可以用多个气体流冷凝器/冷却器根据实践需要重复多次以从气体流内的挥发的油中移除各种级分。有益的是,系列中的最后一个冷凝器50维持在一个温度,所述温度足够低以使所有剩余油级分冷凝而又足够高以保持油从最后一个冷凝器自由流动,通过最后一个油分离器82并且进入最后一个提取的油收集区域32。
图14示出实现连续分馏的另一实施方案。在这项实施方案中,系列中的最后一个油分离装置为离心式油分离装置83,如先前描述图12a的部分中所述。离心式分离装置83可以放置在每个连续的冷凝器/气体流冷却器50之后以有助于以如图12a所示的类似方式收集分馏的油组分。
图15示出实现连续分馏的另一实施方案。在这项实施方案中,气体流增流器19被重新定位以充当离心式油分离装置。在这项实施方案中,有益的是利用产生高离心效果的离心式气体流增流器。离心式气体增流器的示例已先前讨论于本公开的其他部分。一些非限制性示例可以包括涡轮式压缩机、再生式鼓风机、涡轮式鼓风机、压力式鼓风机和其他离心式装置。离心式气体流增流器19可以放置在每个连续冷凝器50之后,以有助于收集分馏的油组分。
作为图13、图14和图15中所示的实施方案中可以利用的潜在温度的非限制性示例,以下近似温度可为有益的:可以将挥发室的内部区域加热至356-440华氏度的温度以使待提取的植物油的所有所需级分挥发。可以将第一气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在366-427华氏度。可以将第二气体流冷凝器/冷却器内的冷凝表面维持在357-364华氏度。可以将第三气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在316-355华氏度。可以将第四气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在290-314华氏度。可以将最后一个气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在110-289华氏度。其他实施方案和实施例中可以使用其他温度和数量的重复部件。
作为图13、图14和图15中所示的实施方案中可以利用的潜在温度的替代性非限制性示例,以下近似温度可为有益的:可以将挥发室的内部区域加热至356-400华氏度的温度以使待提取的植物油的所有所需级分挥发。可以将第一气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在357-364华氏度。可以将第二气体流冷凝器/冷却器内的冷凝表面维持在316-355华氏度。可以将第三气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在290-314华氏度。可以将最后一个气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在110-289华氏度。其他实施方案和实施例中可以使用其他温度和数量的重复部件。
图16示出利用静电收集器84来有效地从气体流中移除植物油的实施方案。当气体流通过气体流冷凝器/冷却室50时,一部分挥发的植物油可以在冷凝器内的表面上冷凝并且下滴通过系统并进入提取的油收集区域32,而另一部分油可以冷凝并以小或微观的油滴的形式凝结到较冷的气体流中,所述油滴被夹带在气体流的流中。通过使用静电收集器84,一大部分这些夹带的小和微观的油滴可以在通过加热器2重新循环回去之前在静电收集器内被捕集。当气体流和夹带的小和微观的植物油液滴从气体流冷凝器50通过并进入静电收集器84时,静电收集器84向夹带的油滴赋予静电荷。用与油滴相反的静电荷对静电收集器84内的收集表面进行充电。当夹带的油滴通过收集表面附近时,油滴被电吸引到收集表面。当油滴积聚在收集表面上时,它们开始凝结成较大的液滴,所述液滴从静电收集表面滴下并通过系统排出到提取的油收集区域32中。静电收集器的设计和功能将是本领域的技术人员已知的。
在图16所示的实施方案中,有益的是,将气体流冷凝器/冷却器50内的冷凝表面维持在一个温度,所述温度低于正提取的挥发的植物油的冷凝点而又足够高以保持植物油处于易流状态,由此植物油易于滴下并流动离开冷凝器50的底部,通过静电收集器84,通过冷凝的油分离段82并且进入冷凝的油收集区域32。为了使收集的植物油易于从静电收集器84流动出,有益的是,使离开气体流冷凝器/冷却器50的气体流维持在一个温度,所述温度保持静电收集器84的表面足够温暖,使得收集的油可以从静电收集表面自由滴下且通过系统向下排出到油收集区域32。一些非限制性温度示例可以包括将冷凝器50和静电收集区域84内的冷凝表面维持在100至300华氏度、120至280华氏度、120至150华氏度和320至340华氏度。在图16所示的一些实施方案中,可以优选将冷凝器/气体流冷却器50设计成使气体流冷却器50中收集的油的量最少并且主要依靠静电收集器84作为一级油收集/分离装置。
图17示出利用过滤段85来从气体流中移除小和微观的油滴的实施方案,过滤段85包括过滤器、除雾垫和/或填充材料。容纳在过滤段85中的介质被设计成在很少或没有溶剂的情况下起作用。因为可能有很少或没有溶剂存在,所以优选的是,使过滤段维持在一个温度,所述温度保持收集的油易流并且自由流动,以便使油易于从过滤器和/或除雾垫滴下并进入提取的油收集区域32。当气体流通过气体流冷凝器/冷却室50时,一部分挥发的植物油可以在冷凝器内的表面上冷凝并且下滴通过系统并进入提取的油收集区域32,而另一部分油可以冷凝并以小或微观的油滴的形式凝结到较冷的气体流中,所述油滴被夹带在气体流的流中。当气体流和夹带的小和微观的植物油液滴从气体流冷凝器50通过并且通过过滤段85时,可以从气体流中移除一部分夹带的油滴。过滤材料可以包括许多材料,诸如但不限于烧结玻璃过滤器、烧结陶瓷过滤器、烧结金属过滤器、陶瓷过滤器、其他过滤器设计、任意和/或惰性填料包括由玻璃、陶瓷、金属制成的拉西环、鞍状物和珠粒、其他任意和/或惰性填充材料诸如砂、氧化铝、砂砾、PTFE纤维、不锈钢棉、玻璃纤维或矿棉纤维;和结构化填料,诸如编结的填料、编织的金属丝网、不锈钢棉、不锈钢垫、编织的不锈钢网、波纹状金属片段、泡罩板和筛盘板;或其他类型的捕集挥发的植物油的填料。除雾材料可以包括任何前述材料,或者除雾材料可以包括结构化除雾器设计、波纹形板除雾器设计或其他设计。
图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17中系统的各部分可以是加热的和/或绝缘的以帮助实现目标温度和/或防止系统的某些区域中的冷凝。
图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17中示出的以及它们的随附文本中讨论的任何实施方案可以使用很少或不使用溶剂来起作用。在一些情况下,可以优选不使用溶剂。在一些情况下,可以优选使用最少量溶剂,不是作为主要收集方法,而是作为稀释剂或冲淡剂以维持液化的油处于自由流动状态,使得它自由地从本发明的各种收集和分离装置中排出。在利用最少量溶剂的情况下,总体目标是尽可能少地使用。一些非限制性示例为使用足够量的溶剂,使得收集的油可测量为含有25重量%或更少溶剂、15重量%或更少溶剂或10重量%或更少溶剂。在一些情况下还可为有利的是,在气体流中维持一定水平的溶解溶剂。一些非限制性示例将为使用足够量的溶剂,使得气体流可测量为含有25重量%或更少溶剂蒸汽、15重量%或更少溶剂蒸汽或10重量%或更少溶剂蒸汽。在其他情况下,可以优选地维持更高比率的稀释溶剂以确保收集的油不会变得太稠而不能从系统中移除。
稀释溶剂向图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17所示的实施方案的引入可以在气体流冷却器50之前和/或之内、在离心式收集装置段83之前和/或之内、在离心式气体流增流器收集段19之前和/或之内、在静电收集段84之前和/或之内、在过滤器收集段85之前和/或之内、在油分离段82之前和/或之内和/或在系统的其他段之内。在一些实施方案中,引入以蒸汽而非液体形式的稀释溶剂可为有利的,其中引入点放置在先前说明的任何段中、在气体流1内、在气体流加热器2内、在提取室7内、在气体流增流器19内、在气体流过滤器49内、在植物材料分离装置8内和/或系统内的任何地方。引入稀释溶剂的方法可以通过喷嘴、管件、喷雾器、阀、气体喷射器或本领域的技术人员已知或本公开的其他部分中所述的任何其他方法。
图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17所示的实施方案中利用的稀释溶剂可以由乙醇、乙醇和水的混合物组成,或者可以由在本公开或PCT/IB2014/002383中所述的任何其他实施方案中用作收集溶剂的任何化合物、或其他溶剂、或各种溶剂的混合物组成。优选的是,稀释溶剂是食品级或医药级,然而可以使用任何合适的稀释溶剂。如果引入乙醇作为稀释溶剂,那么一些非限制性示例可以引入为约100%乙醇、约95%乙醇和5%水、约90%乙醇和10%水、约85%乙醇和15%水、约80%乙醇和20%水、约75%乙醇和25%水、约70%乙醇和30%水、约65%乙醇和35%水、约60%乙醇和40%水、约55%乙醇和45%水、约50%乙醇和50%水和其他比率的乙醇和水的乙醇稀释溶剂。可替代地,如果引入乙醇作为稀释溶剂,那么可以在以下乙醇浓度的情况下引入乙醇和水的混合物,所述乙醇浓度为大于40%乙醇、大于50%乙醇、大于55%乙醇、大于65%乙醇、大于70%乙醇、大于75%乙醇、大于80%乙醇、大于85%乙醇、大于90%乙醇或大于95%乙醇。也可以在各种比率下将乙醇与其他溶剂混合。不应将本公开中的具体描述视为限制本发明的范畴。图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17所示的实施方案内的元件,连同描述它们的文本中讨论的其他元件,或本公开的任何其他部分的文本中讨论或图中示出的元件,可以不同顺序在系统内重新布置,与其他实施方案中所述的不同元件组合,并联或串联重复,或可以在一些实施方案中完全消除。作为非限制性示例,可以使用不同热交换器和加热器,可以在周围移动各部件,可以将各种部件的功能合并到一个结构中,或者可以将一个部件的功能划分在若干部件之间。另外,图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17中元件的布置和配置是出于便于解释并且不具有限制性。作为一个示例,挥发室7示出为具有底部进口和顶部排出口,但是可以具有定位于其他地方的进口和排出口。应注意,在一些实施方案中可以将气体流冷凝器/冷却器50和静电收集器84组合到相同段中。还应注意,气体流加热器2可以通过电加热元件而不是蒸汽或加热的流体驱动。可以使用其他冷凝器设计。可以类似部件描述于本公开内的其他实施方案中、PCT/IB2014/002383中的任何方式或以本领域的技术人员通常已知的其他方式对图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17以及它们随附文本中所述的任何部件进行修改。另外,在一些情况下,可为有利的是将图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17中的实施方案操作为开放式系统。在将图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17所示的实施方案操作为开放式系统的情况下,优选的是系统在最后一个油滴分离器/收集装置(83、19、84、85或82)之后并且在加热器2之前是开放的。
在一些方面中,本公开涉及一种从植物材料中提取油的方法。所述方法可以包括提供用于从植物材料中提取油的系统。所述系统可以包括可操作地推进气体流通过系统的气送装置。所述系统可以包括与气送装置连通的提取室,使得气体流被引导通过提取室。所述系统可以包括与气送装置连通的冷凝表面,使得气体流被引导到冷凝表面。
气送装置可以是或不是离心式分离器。气体增流器可以包含或不包含压缩空气罐或液化气体诸如液氮。
冷凝表面可以是被配置成允许一部分油沿着表面流动从而允许收集油的表面。冷凝表面因此可以包括允许一部分油流动的化学和/或机械性质。允许一部分油流动的冷凝表面提供优于现有系统的优点,因为它允许使用较少溶剂的方法。
所述系统可以包括离心式分离器,其可以包括冷凝表面。离心式分离器可以是或不是系统的气送装置。离心式分离器可以包括至少一个叶片和旋转轴,例如,使得所述至少一个叶片围绕轴旋转,或者离心式分离器可以包括完全不具有叶片的装置。所述方法还可以包括使叶片围绕轴旋转。冷凝表面可以包括至少一个叶片和/或可以包括除叶片之外的离心式分离器的表面,诸如分离器的外壳。使气体流与冷凝表面接触可以引起一部分油积聚在离心式分离器的叶片、外壳和/或其他表面上。所述方法还包括将所述叶片维持导致大于所述一部分所述油流动的阻力的离心力的温度和角速度。从而叶片围绕轴的旋转可以提供机械力,所述机械力引起一部分油流动,使得油可以被收集。
在一些实施方案中,冷凝表面不包括离心式分离器的叶片。例如,系统可以包括缺少叶片的离心式分离器,或者系统可以包括具有一个或多个叶片的离心式分离器,其中冷凝表面不包含所述一个或多个叶片。
系统可以包括被加热和/或设置有角度以允许一部分油流动的冷凝表面。一种方法可以包括将冷凝表面维持在导致大于一部分油的流动阻力的重力平行分量的角度和温度。冷凝表面可成相对于重力具有约-90°至约90°的角度,诸如约-90°至约-70°、约-80°至约-60°、约-70°至约-50°、约-60°至约-40°、约-50°至约-30°、约-40°至约-20°、约-30°至约-10°、约-20°至约0°、约-10°至约10°、约0°至约20°、约10°至约30°、约20°至约40°、约30°至约50°、约40°至约60°、约50°至约70°、约60°至约80°或约70°至约90°。小于0°至约-90°的表面为顶板,0°的表面为平行于重力的壁,并且大于0°至小于90°的表面为斜面。冷凝表面可在相对于重力设置为约-90°至约60°、约0°至约60°、约0°至约45°或约-45°至约45°的角度。
冷凝表面可以包含静电荷。静电荷可以足以从气体流中捕集并移除一部分油。所述方法可以还包括在使油挥发之后将一部分油冷凝成被夹带在气体流中的油滴。在一些实施方案中,所述方法包括用静电荷(例如,与冷凝表面的电荷相反的电荷)对油滴进行充电。将气体流与冷凝表面接触可以包括将带电油滴与冷凝表面接触。
冷凝表面可以包括过滤介质和/或除雾垫。过滤介质和/或除雾垫可以足以从气体流中捕集并移除一部分油。所述方法可以还包括在使油挥发之后将一部分油冷凝成被夹带在气体流中的油滴。
在一些实施方案中,冷凝表面、离心式分离器、离心式捕集装置、离心式气体流增流器、静电收集器、过滤器段、冷凝器和/或气体流冷却器的温度为约100℉至约300℉、约110℉至约289℉、约120℉至约280℉、约120℉至约150℉、约290℉至约314℉、约316℉至约355℉、约320℉至约340℉、约357℉至约364℉或约366℉至约427℉。冷凝表面、离心式分离器、离心式捕集装置、离心式气体流增流器、静电收集器、过滤器段、冷凝器和/或气体流冷却器的温度可以为约100℉至约315℉、约100℉至约212℉或约120℉至约315℉。冷凝表面、离心式分离器、离心式捕集装置、离心式气体流增流器、静电收集器、过滤器部分、冷凝器和/或气体流冷却器的温度可以为约100℉至约140℉、约120℉至约160℉、约140℉至约180℉、约160℉至约200℉、约180℉至约220℉、约200℉至约240℉、约220℉至约260℉、约240℉至约280℉、约260℉至约300℉、约280℉至约320℉、约300℉至约340℉、约320℉至约360℉、约340℉至约380℉、约360℉至约400℉、约380℉至约420℉或约400℉至约440℉。
系统可以包括多于一个冷凝或收集表面,并且可以将一个冷凝或收集表面保持在与另一个冷凝或收集表面不同的温度。在这类实施方案中,下文任何温度范围可以在不同部件的情况下互换使用。作为非限制性示例,可优选地将冷凝器/气体流冷却器段50的温度保持在比离心式收集装置段83、离心式气体流增流器收集段19、静电收集段84或过滤器收集段85高的温度范围内,并且在一些情况下可优选地将冷凝器/气体流冷却器段50的温度保持在比离心式收集装置段83、离心式气体流增流器段19、静电收集段84或过滤器收集段85低的温度范围内。
一般来讲,期望维持图11、图12a、图12b、图13、图14、图15、图16和图17所示的实施方案的收集表面足够热,使得收集的油能够从每个收集表面流动。在一些情况下,可以期望保持气体流冷却器/增流器较冷以有助于挥发的油有效凝结成小和或微观的液滴以有助于用离心式分离装置或离心式气体流增流器进行移除。在这类情况下,可以期望保持气体流冷却器的表面为约-100至约-50℉、约-50至约-25℉、约-25至约0℉、约0至约25℉、约25至约50℉、约50至约75℉或约75至约100℉或当期望时的其他温度。离心式收集装置段83、离心式气体增流器收集段19、静电收集段84或过滤器收集段85可以在操作期间通过主动加热保持在较温暖的温度(例如,在一个所述的较温暖的温度范围),或者可以允许在气体流通过冷却器之后假设气体流的温度然后在操作期间或之后间歇加热以有助于移除收集的油。另外,如果发现气体流冷却器收集太冷以致于无法流动的油,那么还可以在操作期间或之后间歇加热以使收集的油从气体流冷却器/冷凝器部分50流出。
所述方法可包括将冷凝表面的温度维持在约100℉至约300℉、约110℉至约289℉、约120℉至约280℉、约120℉至约150℉、约290℉至约314℉、约316℉至约355℉、约320℉至约340℉、约357℉至约364℉或约366℉至约427℉。在一些实施方案中,所述方法包括将冷凝表面的温度维持在约100℉至约315℉、约100℉至约212℉或约120℉至约315℉。所述方法可包括将冷凝表面的温度维持在约100℉至约140℉、约120℉至约160℉、约140℉至约180℉、约160℉至约200℉、约180℉至约220℉、约200℉至约240℉、约220℉至约260℉、约240℉至约280℉、约260℉至约300℉、约280℉至约320℉、约300℉至约340℉、约320℉至约360℉、约340℉至约380℉、约360℉至约400℉、约380℉至约420℉或约400℉至约440℉。
在一些情况下,优选的方法可以是保持一些冷凝或收集表面在与其他冷凝或收集表面不同的温度。在这类情况下,下文任何温度范围可以在不同部件的情况下互换使用。作为非限制性示例,可优选地将冷凝器/气体流冷却器50的温度保持在比离心式收集装置段83、离心式气体流增流器收集段19、静电收集段84或过滤器收集段85高的温度范围内,并且在一些情况下可优选地将冷凝器/气体流冷却器50的温度保持在比离心式收集装置段83、离心式气体流增流器段19、静电收集段84或过滤器收集段85低的温度范围内。
在一些实施方案中,冷却含有油的气体流包括将气体流冷却至比冷凝表面的温度低至少约5℉、10℉、15℉、20℉、25℉、30℉、35℉、40℉、45℉或50℉的温度。气体流的相对较低的温度可以帮助使气体冷凝,而冷凝表面的相对较高的温度可以帮助确保油保持足以被收集的流动性。类似地,在一些实施方案中,冷却含有油的气体流包括将气体流冷却至比冷凝表面的温度高至少约5℉、10℉、15℉、20℉、25℉、30℉、35℉、40℉、45℉或50℉的温度。气体流的相对较高的温度可以帮助确保油在接触冷凝表面之前不冷凝。而且,在一些实施方案中,可优选将含有油的气体流冷却至温度与冷凝表面的温度大致相同的温度。
一种方法可以包括改变冷凝表面的温度。例如,一种方法可以包括升高冷凝表面的温度。可以升高温度以降低一部分油流动的阻力,例如,以增加从冷凝表面收集油的速率。例如,可以根据积聚在冷凝表面上的油来升高温度。类似地,一种方法可以包括降低冷凝表面的温度。可以降低温度例如以增加冷凝表面从气体流中捕集和移除一部分油的速率。
所述方法可以包括在提取室中提供植物材料,推进气体流通过提取室,以及使油从植物材料中挥发出使得油被从植物材料中提取出并进入气体流。在一些实施方案中,所述方法可以包括冷却含有油的气体流以及将含有油的气体流推进到冷凝表面。所述方法可以包括将气体流与冷凝表面接触,从而从气体流中捕集并移除一部分油。在一些实施方案中,所述方法可以包括从冷凝表面收集一部分油,从而产生收集的油。
在一些方面中,气体流可包含少于约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约9重量%、约8重量%、约7重量%、约6重量%、约5重量%、约4重量%、约3重量%、约2重量%或约1重量%溶剂蒸汽。气体流可以在推进气体流通过提取室之前、在推进气体流通过提取室之后、在使油挥发之前、在使油挥发之后、在冷却气体流之前、在冷却气体流之后、在使气体流与冷凝表面接触之前、在使气体流与冷凝表面接触之后、在收集一部分油之前和/或在收集一部分油之后包含少于约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约9重量%、约8重量%、约7重量%、约6重量%、约5重量%、约4重量%、约3重量%、约2重量%或约重量1%溶剂蒸汽。
在一些方面中,从气体流捕集和移除的一部分油可包含少于约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约9重量%、约8重量%、约7重量%、约6重量%、约5重量%、约4重量%、约3重量%、约2重量%或约1重量%溶剂。将气体流与冷凝表面接触之后、收集一部分油之前和/或收集一部分油之后,从气体流捕集和移除的一部分油可包含少于约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约9重量%、约8重量%、约7重量%、约6重量%、约5重量%、约4重量%、约3重量%、约2重量%或约1重量%溶剂。在一些方面中,收集的油可包含少于约30重量%、约25重量%、约20重量%、约15重量%、约10重量%、约9重量%、约8重量%、约7重量%、约6重量%、约5重量%、约4重量%、约3重量%、约2重量%或约重量1%溶剂。
应注意,在一些实施方案中,可为有利的是引入较高比率的稀释溶剂以稀释收集的油且防止收集的油变得太稠以致于无法离开系统。在这类实施方案中,溶剂与油的比可以根据需要增加至任何较高比率。
在一些方面中,从气体流捕集和移除的一部分油可包含约25:1至20:1、约20:1至15:1、约15:1至约10:1、约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1、约4:1、约3:1、约2:1或约1:1的稀释溶剂与油之比。将气体流与冷凝表面接触之后、收集一部分油之前和/或收集一部分油之后,从气体流捕集和移除的一部分油可包含约25:1至20:1、约20:1至15:1、约15:1至约10:1、约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1、约4:1、约3:1、约2:1或约1:1的溶剂与油之比。在一些方面中,收集的油可包含约25:1至20:1、约20:1至15:1、约15:1至约10:1、约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1、约4:1、约3:1、约2:1或约1:1的溶剂与油之比。
在一些方面中,气体流可包含约25:1至20:1、约20:1至15:1、约15:1至约10:1、约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1、约4:1、约3:1、约2:1或约1:1的稀释溶剂与油之比。气体流可以在推进气体流通过提取室之前、在推进气体流通过提取室之后、在使油挥发之前、在使油挥发之后、在冷却气体流之前、在冷却气体流之后、在使气体流与冷凝表面接触之前、在使气体流与冷凝表面接触之后、在收集一部分油之前和/或在收集一部分油之后包括以下溶剂与油的比:约25:1至20:1、约20:1至15:1、约15:1至约10:1、约10:1、约9:1、约8:1、约7:1、约6:1、约5:1、约4:1、约3:1、约2:1或约1:1。气体流、一部分油、和/或收集的油可以包含很少溶剂,并且/或者气体流、一部分油、或收集的油可以基本上不含溶剂。“基本上不含”意指气体流、一部分油、和/或收集的油可含有不可避免的来自起始材料(例如,植物材料和气体流)的杂质,但是气体流、一部分油、或收集的油原本不含溶剂。在一些实施方案中,气体流、一部分油、和/或收集的油不包含溶剂。气体流、一部分油、和/或收集的油可基本上不含异丁烷、乙醇和/或氯仿。
在一些实施方案中,将气体流与冷凝表面接触包括将油的蒸汽与冷凝表面接触。将气体流与冷凝表面接触可引起一部分油在冷凝表面上冷凝。
在一些实施方案中,所述方法还包括在冷却气体流之后将一部分油冷凝成被夹带在气体流中的油滴。将气体流与冷凝表面接触可以包括将油滴与冷凝表面接触,从而可引起油滴收集在冷凝表面上。
冷却气体流可包括将气体流冷却至约100至约300℉、约110至约289℉、约120至约280℉、约120至约150℉、约290至约314℉、约316至约355℉、约320至约340℉、约357至约364℉或约366至约427℉。在一些实施方案中,冷却气体流包括将气体流冷却至约98.6至约314.6℉、约98.6至约212.0℉或约122.0至约314.6℉。冷却气体流可包括将气体流冷却至约100℉至约140℉、约120℉至约160℉、约140℉至约180℉、约160℉至约200℉、约180℉至约220℉、约200℉至约240℉、约220℉至约260℉、约240℉至约280℉、约260℉至约300℉、约280℉至约320℉、约300℉至约340℉、约320℉至约360℉、约340℉至约380℉、约360℉至约400℉、约380℉至约420℉或约400℉至约440℉。冷却气体流可包括将气体流冷却至约-100至约-50℉、约-50至约-25℉、约-25至约0℉、约0至约25℉、约25至约50℉、约50至约75℉或约75至约100℉。
所述方法可以还包括将气体流和/或提取室加热至高于一部分油的至少一种分子的沸点的温度,例如从而有助于挥发。此一温度可为例如约315℉、约356℉或约428℉。高于沸点的温度可为约300℉、约305℉、约310℉、约315℉、约320℉、约325℉、约330℉、约335℉、约340℉、约345℉、约350℉、约355℉、约360℉、约365℉、约370℉、约375℉、约380℉、约385℉、约390℉、约395℉、约400℉、约405℉、约410℉、约415℉、约420℉、约425℉、约430℉、约435℉、约440℉、约445℉、约450℉或约460℉。在一些实施方案中,所述至少一种分子可以包括大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、大麻萜酚(CBG)、δ-9-四氢大麻酚(THC)、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、任何其他terpene或terpenoid、里哪醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯和/或蒎烯。
植物材料可包括麻类植物或大麻属。例如,植物材料可包括大麻、印度大麻、莠草大麻、大麻种或科的杂交杂种或前述的两种或更多种的组合。
在一些实施方案中,一部分油、和/或收集的油包括大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、大麻萜酚(CBG)、δ-9-四氢大麻酚(THC)、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、任何其他terpene或terpenoid、里哪醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯或前述两者或更多者的组合。例如,一部分油、和/或收集的油可以包含例如以下重量百分比的δ-9-四氢大麻酚(THC):至少约10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或约99%。一部分油、和/或收集的油可以包含例如以下重量百分比的大麻二酚(CBD):至少约10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或约99%。
本领域的技术人员应认识到,可以在不背离本发明的范畴或教导的情况下以其他方式对本文所述的本发明实施方案进行修改。因此,应广泛地解释本公开。
Claims (38)
1.一种从植物材料中提取油的方法,所述方法包括:
提供用于从植物材料中提取出油的系统,其中所述系统包括(a)气送装置,所述气送装置可操作地推进气体流通过所述系统,(b)提取室,所述提取室与所述气送装置连通,使得所述气体流被引导通过所述提取室,和(c)离心式分离器,所述离心式分离器包括冷凝表面,所述冷凝表面与所述气送装置连通,使得所述气流被引导到所述冷凝表面;
在所述提取室中提供植物材料;
推进所述气体流通过所述提取室;
使油从所述植物材料中挥发,使得所述油从所述植物材料中提取出并进入所述气体流;
冷却含有所述油的所述气体流;
将含有所述油的所述气体流推进到所述离心式分离器;
将所述气体流与所述离心式分离器的所述冷凝表面接触,从而从所述气体流中捕集并移除一部分所述油;以及
从所述冷凝表面收集所述一部分所述油,从而产生收集的油,其中:
所述气体流包含少于25重量%的溶剂蒸汽;
从所述气体流中捕集并移除的所述一部分所述油包含少于25重量%的溶剂;并且
所述收集的油包含少于25重量%的溶剂。
2.如权利要求1所述的方法,其中:
将所述气体流与所述冷凝表面接触包括将所述油的蒸汽与所述冷凝表面接触;并且
将所述气体流与所述冷凝表面接触引起所述一部分所述油在所述冷凝表面上冷凝。
3.如权利要求1所述的方法,所述方法还包括在冷却所述气体流却之后使所述一部分所述油冷凝成被夹带在所述气体流中的油滴,其中:
将所述气体流与所述冷凝表面接触包括将所述油滴与所述冷凝表面接触;并且
将所述气体流与所述冷凝表面接触引起所述油滴积聚在所述冷凝表面上。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中:
所述离心式分离器包括叶片和轴;
所述冷凝表面包括所述叶片;并且
所述方法包括使所述叶片围绕所述轴旋转。
5.如权利要求4所述的方法,其中:
将所述气体流与所述冷凝表面接触引起所述一部分所述油积聚在所述叶片上;并且
所述方法还包括将所述叶片维持在导致大于所述一部分所述油流动的阻力的离心力的温度和角速度。
6.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述冷凝表面包括所述离心式分离器并非叶片的表面。
7.如权利要求6所述的方法,其中所述冷凝表面包括所述离心式分离器的外壳。
8.如权利要求6或7所述的方法,其中所述冷凝表面不包括所述离心式分离器的叶片。
9.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述离心式分离器为所述气送装置。
10.如权利要求1至8中任一项所述的方法,其中所述离心式分离器和所述气送装置为所述系统的单独部件。
11.如权利要求10所述的方法,其中所述气送装置包括压缩空气或液化气体。
12.一种从植物材料中提取油的方法,所述方法包括:
提供用于从植物材料中提取油的系统,其中所述系统包括(a)气送装置,所述气送装置可操作地推进气体流通过所述系统,(b)提取室,所述提取室与所述气送装置连通,使得所述气体流被引导通过所述提取室,和(c)冷凝表面,所述冷凝表面与所述气送装置连通,使得所述气流被引导到所述冷凝表面;
在所述提取室中提供植物材料;
推进所述气体流通过所述提取室;
使油从所述植物材料中挥发,使得所述油从所述植物材料中提取出并进入所述气体流;
冷却含有所述油的所述气体流;
将含有所述油的所述气体流推进到所述冷凝表面;
将所述气体流与所述冷凝表面接触,从而从所述气体流中捕集并移除一部分所述油;
将所述冷凝表面维持在导致大于所述一部分所述油流动的阻力的重力平行分量的角度和温度;以及
从所述冷凝表面收集所述一部分所述油,从而产生收集的油,其中:
所述气体流包含少于25重量%的溶剂蒸汽;
从所述气体流中捕集并移除的所述一部分所述油包含少于25重量%的溶剂;并且
所述收集的油包含少于25重量%的溶剂。
13.如权利要求12所述的方法,所述方法包括将所述冷凝表面维持在相对于重力约-90°至约60°的角度,其中:
小于0°至约-90°的表面为顶板;
0°的表面为平行于重力的壁;并且
大于0°至小于90°的表面为斜面。
14.如权利要求13所述的方法,所述方法包括将所述冷凝表面维持在相对于重力约-45°至约45°的角度。
15.如权利要求12至14中任一项所述的方法,所述方法包括将所述冷凝表面的温度维持在约100℉至约300℉、约110℉至约289℉、约120℉至约280℉、约120℉至约150℉、约290℉至约314℉、约316℉至约355℉、约320℉至约340℉、约357℉至约364℉或约366℉至约427℉。
16.一种从植物材料中提取油的方法,所述方法包括:
提供用于从植物材料中提取油的系统,其中所述系统包括(a)气送装置,所述气送装置可操作地推进气体流通过所述系统,(b)提取室,所述提取室与所述气送装置连通,使得所述气体流被引导通过所述提取室,和(c)冷凝表面,所述冷凝表面与所述气送装置连通,使得所述气流被引导到所述冷凝表面;
在所述提取室中提供植物材料;
推进所述气体流通过所述提取室;
使油从所述植物材料中挥发,使得所述油从所述植物材料中提取出并进入所述气体流;
冷却含有所述油的所述气体流;
将所述气体流与所述冷凝表面接触,其中所述冷凝表面包括足以从所述气体流中捕集并移除一部分所述油的静电荷;以及
从所述冷凝表面收集所述一部分所述油,从而产生收集的油,其中:
所述气体流包含少于25重量%的溶剂蒸汽;
从所述气体流中捕集并移除的所述一部分所述油包含少于25重量%的溶剂;并且
所述收集的油包含少于25重量%的溶剂。
17.如权利要求16所述的方法,所述方法还包括:
在使所述油挥发之后将所述一部分所述油冷凝成被夹带在所述气体流中的油滴;以及
用静电荷给所述油滴充电,
其中:
将所述气体流与所述冷凝表面接触包括将所述带电油滴与所述冷凝表面接触。
18.一种从植物材料中提取油的方法,所述方法包括:
提供用于从植物材料中提取油的系统,其中所述系统包括(a)气送装置,所述气送装置可操作地推进气体流通过所述系统,(b)提取室,所述提取室与所述气送装置连通,使得所述气体流被引导通过所述提取室,和(c)冷凝表面,所述冷凝表面与所述气送装置连通,使得所述气流被引导到所述冷凝表面;
在所述提取室中提供植物材料;
推进所述气体流通过所述提取室;
使油从所述植物材料中挥发,使得所述油从所述植物材料中提取并进入所述气体流;
冷却含有所述油的所述气体流;
将含有所述油的所述气体流推进到所述冷凝表面;
将所述气体流与所述冷凝表面接触,从而从所述气体流中捕集并移除一部分所述油;以及
从所述冷凝表面收集所述一部分所述油,从而产生收集的油,其中:
所述冷凝表面为过滤段,所述过滤段包括过滤器、除雾垫或填充材料;
所述气体流包含少于25重量%的溶剂蒸汽;
从所述气体流中捕集并移除的所述一部分所述油包含少于25重量%的溶剂;并且
所述收集的油包含少于25重量%的溶剂。
19.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述冷凝表面的温度为约100℉至约300℉、约110℉至约289℉、约120℉至约280℉、约120℉至约150℉、约290℉至约314℉、约316℉至约355℉、约320℉至约340℉、约357℉至约364℉或约366℉至约427℉。
20.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中冷却含有所述油的所述气体流包括将所述气体流冷却至约100℉至约300℉、约110℉至约289℉、约120℉至约280℉、约120℉至约150℉、约290℉至约314℉、约316℉至约355℉、约320℉至约340℉、约357℉至约364℉或约366℉至约427℉。
21.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中冷却含有所述油的所述气体流包括将所述气体流冷却至比所述冷凝表面的温度低至少约5℉、10℉、15℉、20℉、25℉、30℉、35℉、40℉、45℉或50℉的温度。
22.如权利要求1至20中任一项所述的方法,其中冷却含有所述油的所述气体流包括将所述气体流冷却至比所述冷凝表面的温度高至少约5℉、10℉、15℉、20℉、25℉、30℉、35℉、40℉、45℉或50℉的温度。
23.如权利要求1至20中任一项所述的方法,其中冷却含有所述油的所述气体流包括将所述气体流冷却至温度与所述冷凝表面的温度大致相同的温度。
24.如前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括改变所述冷凝表面的所述温度。
25.如权利要求24所述的方法,其中:
改变所述冷凝表面的所述温度包括升高所述冷凝表面的所述温度,并且升高所述温度以减小所述一部分所述油流动的阻力;或者
改变所述冷凝表面的所述温度包括降低所述冷凝表面的所述温度,并且降低所述温度以增加从所述气体流中捕集并移除所述一部分所述油的速率。
26.如前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括将所述气体流加热至比所述一部分所述油的至少一种分子的沸点高的温度。
27.如前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括将所述提取室加热至比所述一部分所述油的至少一种分子的沸点高的温度。
28.如权利要求26或27所述的方法,其中所述比沸点高的温度为约315℉、约356℉、约428℉。
29.如权利要求26至28中任一项所述的方法,其中所述至少一种分子包括大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、大麻萜酚(CBG)、δ-9-四氢大麻酚(THC)、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、里哪醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯或蒎烯。
30.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述气体流、所述一部分所述油、或所述收集的油包含很少溶剂。
31.如权利要求30所述的方法,其中所述气体流、所述一部分所述油、或所述收集的油基本上不含溶剂。
32.如权利要求31所述的方法,其中所述气体流、所述一部分所述油、或所述收集的油不包含溶剂。
33.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述气体流、所述一部分所述油、或所述收集的油基本上不含异丁烷、乙醇或氯仿。
34.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述植物材料包括麻类植物或大麻属。
35.如权利要求34所述的方法,其中所述植物材料包括大麻(cannabis sativa)、印度大麻(cannabis indica)、莠草大麻(cannabis ruderalis)、大麻种或科的杂交杂种或前述的两种或更多种的组合。
36.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述一部分所述油和所述收集的油包含大麻二酚(CBD)、次大麻二酚(CBDV)、δ-9-四氢大麻酚(THC)、δ-8-四氢大麻酚、四氢次大麻酚(THCV)、大麻酚(CBN)、大麻萜酚、大麻环萜酚、化学转化的大麻素、任何其他大麻素、里哪醇、石竹烯、月桂烯、柠檬烯、蛇麻烯、蒎烯或前述的两种或更多种的组合。
37.如权利要求36所述的方法,其中所述一部分所述油和所述收集的油包含δ-9-四氢大麻酚(THC)。
38.如权利要求37所述的方法,其中所述一部分所述油和所述收集的油包含大麻二酚(CBD)。
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