发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有超临界萃取装置在萃取过程中,随着原料目标组分含量的不断降低,萃取中期出现原料结构二次松散,进而导致萃取剂快速逸散,萃取效率降低的缺点、萃取后釜内残余气体过多,放空时间长的问题以及上出料渣影响效率的系列问题,提供一种设计合理、结构简单、萃取效率高、操作方便的底卸料式超临界萃取釜。
本发明还提供一种底卸料式超临界萃取釜的使用方法。
解决上述技术问题采用的技术方案是:
一种底卸料式超临界萃取釜,包括上挤压装置、釜体和下挤压装置;
所述釜体上下开口,釜体上端与所述上挤压装置密封连接,下端与所述下挤压装置密封连接,釜体内部形成釜腔;
所述上挤压装置包括上推杆、上气路、上推力圆台和上滤板;上推力圆台活动设置在所述釜腔中,上推杆与上推力圆台一侧连接,上推力圆台另一侧设置上滤板;上气路与上滤板和上推力圆台之间的空间连通;
所述下挤压装置包括下推力圆台、下推杆、下滤板和下气路;下挤压装置活动设置在所述釜腔中,下推杆与下推力圆台一侧连接,下推力圆台另一侧上设置下滤板;下气路与下滤板和下推力圆台之间的空间连通;
所述上滤板和下滤板相对设置。
作为本发明的进一步改进,所述釜体内壁上还设置有若干凹槽;凹槽为弧形槽;
釜体侧壁设置有侧出口管线,侧出口管线汇聚后均与分离釜连接;
所述凹槽一侧设置有过滤带,另一侧与侧出口管线连接。
作为本发明的进一步改进,所述凹槽为环形槽,若干环形槽设置在釜体内壁上。
作为本发明的进一步改进,还包括四通阀,所述上气路、下气路、进气管和出气管均与四通阀连通,侧出口管线旁路连通出气管。
作为本发明的进一步改进,所述上推力圆台上表面设置有多个弧形的上支撑肋,所述上滤板设置在上支撑肋上;上推力圆台中心设置有上气路,上支撑肋间隙与上气路连通;
所述上气路部分设置在上推杆内部,上气路端部延伸至上推力圆台表面。
作为本发明的进一步改进,所述下推力圆台表面设置有多个弧形的下支撑肋,所述下滤板设置在下支撑肋上;下推力圆台中心设置有下气路,下支撑肋与下气路连通;
所述下气路部分设置在下推杆内部,下气路端部延伸至下推力圆台上表面。
作为本发明的进一步改进,所述釜体设置在支撑架上,所述下挤压装置设置在支撑架下方。控温层为水浴层,水浴层上设置有进水口和排水口。
作为本发明的进一步改进,所述上滤板和下滤板为
为圆片形或中间高四周低的圆锥形及圆台形。
一种底卸料式超临界萃取釜的使用方法,包括以下步骤:
控温层开启,上挤压装置升起,将下挤压装置移动至釜内最低处,开始装料,由下至上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置,关闭进气阀;
上挤压装置与下挤压装置形成对向移动,二次压实物料,待各出口管路无萃取物流出后;上气路开始进气,气体在釜内从上向下流过,升压,调节阀门,维持萃取压力,开始动态萃取;萃取过程中,上挤压装置与下挤压装置通过对向移动始终保持压实物料状态;可根据出口管路萃取物流出速度情况,采用从下到上的次序逐一间歇式打开侧出口管线阀门,调节出口管路萃取物流出速度;待出口管路无萃取物流出,且上挤压装置与下挤压装置无法对向移动,停止进气,萃取结束;
待釜体无残余压力时,上挤压装置持续下移,同时下挤压装置下移至萃取釜外,顶出料渣。
一种底卸料式超临界萃取釜的使用方法,包括以下步骤:
控温层开启,上挤压装置上移至釜外,下挤压装置移动至釜内最低处;开始装料,由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置;
上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,所述上挤压装置和下挤压装置同时开始进气,下路气体沿下气路,透过下滤板,到达原料底部,上路气体穿过上气路,透过上滤板,到达原料顶部;调节第一侧出口管路阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态;根据出口萃取物流出流量,间歇式轮流打开第二侧出口管线和第三侧出口管线,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束;
释放釜内残余气体,上挤压装置持续下移,下挤压装置继续下移,顶出料渣。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明采用推力圆台对萃取釜内的物料进行机械增压,协同进入釜内的萃取剂(二氧化碳)推动物料向萃取釜内壁周边及向下移动,可以实现物料的整体下移以及物料与釜内壁的良好密封,使物料始终处于压紧状态,进而阻止萃取剂的无效逸散,对物料进行超临界压榨萃取,萃取效率更高。同时,由于进出气路与上下挤压装置的移动,萃取釜在萃取过程中有效体积大幅缩小,萃取后的气体放空时间大幅缩短,生产效率得以提高。同时,下卸料式萃取釜的设计更方便完成卸料,提高生产效率。
进一步,本发明的推力圆台与萃取釜内壁之间设置有密封层,可有效防止萃取剂从萃取釜内壁和推力圆台底盖间隙流过,并具有操作简单,安装方便的特点。
为进一步提高萃取中后期的萃取效率,本发明采用了过滤带或过滤环技术,过滤面积大于单独采用出口管线的出口面积,过滤面积大幅增加,萃取效率大幅提高。
本发明结构简单、操作方便、无需内料筒,装卸料方便,节省人力物力,可推广应用到超临界萃取领域。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的,并不表示是唯一的实施例。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
如图1至图3所述,本发明一种底卸料式超临界萃取釜,包括上挤压装置100、釜体200、下挤压装置300;
所述釜体200上下两端开口,内壁光滑,釜体200上端与所述上挤压装置100密封连接,下端与所述下挤压装置300密封连接,釜体200外部设置控温层210,釜体200内部形成釜腔208;
所述上挤压装置100包括上推力圆台103、上推杆101、上滤板104和上气路102;所述下挤压装置300包括下推力圆台302、下推杆304、下滤板301和下气路303;上挤压装置100和下挤压装置300均活动设置在所述釜腔208中。
工作原理为:该实施例为上进气下出气式结构,打开萃取釜出气阀305,控温层210开启,上挤压装置100上移至釜外,下挤压装置300下移至釜内最低处。开始装料,要求待萃取物料(如大豆、菜籽或花生等)在萃取釜内由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置100。上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,打开进气阀105,开始进气,气体沿上气路102,透过上滤板104,穿过原料,透过下滤板301,穿过下气路303到达出气阀305,调节出气阀305阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束。
释放釜内残余气体,待釜体200压力表指针为0时,上挤压装置100持续下移,下挤压装置300继续下移,顶出料渣,本次萃取完成。
实施例2
如图1至图3所述,本发明一种底卸料式超临界萃取釜,包括上挤压装置100、釜体200和下挤压装置300;
所述釜体200上下两端开口,内壁光滑,釜体200上端与所述上挤压装置100密封连接,下端与所述下挤压装置300密封连接,釜体200外部设置控温层210,釜体200内部形成釜腔208;
所述上挤压装置100包括上推力圆台103、上推杆101、上滤板104和上气路102;所述下挤压装置300包括下推力圆台302、下推杆304、下滤板301和下气路303;上挤压装置100和下挤压装置300均活动设置在所述釜腔208中。
工作原理为:该实施例为下进气上出气式结构,打开萃取釜出气阀305,控温层210开启,上挤压装置100上移至釜外,下挤压装置300下移至釜内最低处。开始装料,要求待萃取物料(如大豆、菜籽或花生等)在萃取釜内由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置100。上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,打开进气阀105,开始进气,气体沿下气路303,透过下滤板301,穿过原料,透过上滤板104,穿过上气路102到达出气阀305,调节出气阀305阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束。
释放釜内残余气体,待釜体200压力表指针为0时,上挤压装置100持续下移,下挤压装置300继续下移,顶出料渣,本次萃取完成。
实施例3
在实施例1的基础上,如图2和图3所示,所述釜体200内壁上还设置有若干环形凹槽(或弧形凹槽)和若干侧出口管线;凹槽一侧设置有过滤带211,凹槽另一侧与侧出口管线(202、203、204)连接,所有侧出口管线汇聚至侧总出口管线206后与主出口管线306连接。
该实施例为上进气下出气、带环形凹槽式结构,本实施例的工作方式为:打开萃取釜出气阀305,控温层210开启,上挤压装置100上移至釜外,下挤压装置300下移至釜内最低处。开始装料,要求待萃取物料(如大豆、菜籽或花生等)在萃取釜内由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置100。上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,打开进气阀105,开始进气,气体沿上气路102,透过上滤板104,穿过原料,进行萃取。萃取后的气体透过下滤板301,经过下气路303到达出气阀305,调节出气阀305阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态;根据出口萃取物流出流量,间歇式由下到上依次打开侧出口管线204、侧出口管线203和侧出口管线202,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束。
释放釜内残余气体,待釜体200压力表指针为0时,上挤压装置100持续下移,下挤压装置300继续下移,顶出料渣,本次萃取完成。
实施例4
在实施例1的基础上,如图2和图3所示,所述釜体200内壁上还设置有若干环形凹槽(或弧形凹槽)和若干侧出口管线;凹槽一侧设置有过滤带211,凹槽另一侧与侧出口管线[202、203、204]连接,所有侧出口管线汇聚至侧总出口管线206后与主出口管线306连接。
该实施例为下进气上出气、带环形凹槽式结构,本实施例的工作方式为:打开萃取釜出气阀305,控温层210开启,上挤压装置100上移至釜外,下挤压装置300下移至釜内最低处。开始装料,要求待萃取物料(如大豆、菜籽或花生等)在萃取釜内由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置100。上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,打开进气阀105,开始进气,气体沿下气路303,透过下滤板301,穿过原料,透过上滤板104,穿过上气路102到达出气阀305,调节出气阀305阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态;根据出口萃取物流出流量,间歇式由上到下依次打开侧出口管线202、侧出口管线203和侧出口管线204,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束。
释放釜内残余气体,待釜体200压力表指针为0时,上挤压装置100持续下移,下挤压装置300继续下移,顶出料渣,本次萃取完成。
实施例5
在实施例1的基础上,如图2所示,所述釜体200内壁上还设置有若干环形凹槽(或弧形凹槽)和若干侧出口管线;凹槽一侧设置有过滤带211,凹槽另一侧与侧出口管线(202、203、204)连接,所有侧出口管线汇聚至侧总出口管线206后与主出口管线306连接。
该实施例为上下进气、中间出气式结构,本实施例工作方式为:打开萃取釜出气阀305,控温层210开启,上挤压装置100上移至釜外,下挤压装置300下移至釜内最低处。开始装料,要求待萃取物料(如大豆、菜籽或花生等)在萃取釜内由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置100。上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,打开进气阀105,关闭出气阀305,上下同时开始进气,下路气体沿下气路303,透过下滤板301,到达原料底部,上路气体穿过上气路102,透过上滤板104,到达原料顶部,调节侧出口管路203阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态;根据出口萃取物流出流量,间歇式轮流打开侧出口管线202和侧出口管线204,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束。
释放釜内残余气体,待釜体200压力表指针为0时,上挤压装置100持续下移,下挤压装置300继续下移,顶出料渣,本次萃取完成。
作为优选实施例,控温层210为水浴层,水浴层上设置有进水口201和排水口205。当然本发明的控温层210还可以为其他实现方式,如电加热层,通过温控元件进行精确控制,处于成本考虑,水浴层更加便捷。
作为优选实施例,上滤板104和下滤板301设计为中间高四周低的圆锥形。当然本发明的滤板还可以为其他实现方式,如不带弧度的圆片形或不带尖的圆台形。
作为优选实施例,所述上气路102管线部分设置在推杆101内部,上端延伸至推力圆台103上表面。当然本发明的上气路102管线也可设置在推杆101外部,上端延伸至推力圆台103上表面。
作为优选实施例,所述下气路303管线部分设置在下推杆304内部,上端延伸至下推力圆台302上表面。当然本发明的下气路303管线也可设置在下推杆304外部,上端延伸至下推力圆台302上表面。
作为优选实施例,所述釜体200设置在支撑架400上,所述下挤压装置300设置在支撑架400下方。
作为优选实施例,上气路102、下气路303、进气阀105和出气阀305采用四通阀500连接。也可根据原料性质,选择若干三通阀代替实现。
作为优选实施例,还包括分离釜,所述出口管线与分离釜连接;分离釜设置有排气口和排液口(图上未给出)。
使用方法介绍:
1:萃取釜釜体200周围设有控温水浴层,上端设有上挤压装置100,上挤压装置100进气;釜体200底部设有下挤压装置300,下挤压装置300底部出气,上下挤压装置均可在釜内上下密封移动;气体流路沿用上进下出;贴釜体200内壁设有若干环形(含半环形)过滤带211,过滤带211后接出口管线,出口管线设有阀门。
2:设备用法:
打开萃取釜出气阀305,控温层210开启,上挤压装置100上移至釜外,下挤压装置300下移至釜内最低处。开始装料,要求待萃取物料(如大豆、菜籽或花生等)在萃取釜内由下向上堆层严实装料,装满后加载上挤压装置100。上下挤压装置相对移动,二次压实物料,待釜内无萃取物流出时,打开进气阀105,开始进气,气体沿上气路102,透过上滤板104,穿过原料,透过下滤板301,穿过下气路303到达出气阀305,调节出气阀305阀门,维持萃取压力,进行动态萃取,萃取过程中上下挤压装置始终保持压实物料状态;根据出口萃取物流出流量,间歇式由下到上依次打开侧出口管线204、侧出口管线203和侧出口管线202,直至出气口无萃取物流出,且上下挤压装置无法继续相对移动时,停止进气,萃取结束。
释放釜内残余气体,待釜体200压力表指针为0时,上挤压装置100持续下移,下挤压装置300继续下移,顶出料渣,本次萃取完成。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象,两者之间并不存在先后顺序,也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述,在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容,也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。