CN111511450A - 烟捕获系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种蒸汽/烟捕获捕集器系统，其以烟腔室捕集器为特征，烟腔室捕集器用于使分散在腔室中的烟沉淀。腔室包含：底池，其用于容纳液态溶剂的储集器；以及充气部分，在充气部分中下部烟雾部分含有液态溶剂的雾型小滴并且烟引入到充气部分中；和上部澄清部分，在上部澄清部分中烟和小滴的浓度相对于其在烟雾部分中的浓度减小。设置在烟雾部分和澄清部分之间的雾冷凝器将烟雾部分的雾小滴沉淀到池中。细雾生成器使与烟混合的液态溶剂的雾型小滴喷流流向烟雾部分处的一定浓度的烟。闭环气体循环器从澄清部分抽取气体，并在压力下通过细雾生成器使气体再循环到烟雾部分中。通过烟输送导管将新鲜烟引入到气体循环器中。一种互补烟捕获方法包含：填充储集器；使雾型小滴喷流流向分散在充气部分的下部烟雾部分内的一定浓度的烟；由设置在充气部分的下部烟雾部分和上部澄清部分之间的雾冷凝器将烟雾部分中的小滴沉淀到池中；在闭环气体循环器中在压力下将从澄清部分抽取的气体通过细雾生成器再循环到烟雾部分中；以及通过烟输送导管将新鲜烟传导到气体循环器中。

Description

烟捕获系统和方法
技术领域
本发明涉及用于捕获并收集蒸汽和烟的系统和方法。更具体地说，本发明涉及一种用于通过溶解或与溶剂混合来捕获蒸汽、烟气和烟的系统和方法。
背景技术
各种植物已被发现为含有具有制药、治疗和/或美容特性的化合物(例如分子实体或分子复合物)。历史上，植物中发现的某些化合物已被提取以通过燃烧，也被称为吸烟或汽化，而供人类施用。通常通过将植物物质卷成香烟并点燃香烟或通过使用例如水烟筒的吸烟装置来实现对植物物质的吸烟。通常通过使用被配置成容纳适量植物物质的汽化器来实现对植物物质的汽化，汽化器由足够热以使化合物汽化、但不足够热以使植物物质(或其大部分)点燃的空气加热，借此携带汽化化合物的流出热空气然后主动地或被动地冷却，并随后被用户吸入。
可以使用包含溶剂萃取和蒸馏方法的各种方法从植物制备用于制药、治疗和/或美容用途的组成物，包含来自植物物质的化合物。
如今可得到用于从植物中提取基本材料的各种装置和方法。例如，图1描绘用于使用香烟获得植物物质烟的现有技术的吸烟设备100。吸烟设备100包含腔室110、烟嘴112、空气泵114和烟导管116。在吸烟设备100的操作期间，将香烟120插入到烟嘴112中并在其远端(A)处点燃。腔室110是封闭腔室，除了烟导管116之外没有其它进气口。空气泵114被配置成通过烟导管116将空气从腔室110抽取到腔室110外部，由此在腔室110中产生真空并从点燃的香烟120引入烟。在点燃时，烟从远端行进穿过香烟120并进入腔室110。可以在腔室110内分析或使用烟。任选地，烟可以通过空气泵114和烟导管116从腔室110输送以供进一步使用或分析。
现有技术的吸烟设备100的缺点是，必须将植物物质卷成香烟以便将它们灼烧，并且不能使用松散的植物物质。额外缺点是，必须手动地将香烟放置到烟嘴112中，并且然后必须从烟嘴112中移除烟头。尽管吸烟设备100可以包含多个烟嘴，其中可以连续地点燃香烟以连续地提供烟，但是必须插入香烟并且必须从烟嘴中移除烟头。
吸烟设备100的另一个缺点涉及所获得的烟的均匀性。当将香烟120插入到烟嘴112中并点燃时，烟从香烟上的点A行进到点C，并然后进入腔室110。随着烟行进，烟被位于点A和点C之间的植物物质冷却。植物物质烟通常包含具有不同沸点温度的化合物。随着烟冷却，沸点温度较高的化合物冷凝在植物物质上，并且沸点温度较低的化合物通过香烟进入腔室110。然而，当香烟120灼烧到点B时，所生成的烟必须行进的距离是从点B到点C，这与从点A到点C相比是较短距离。因此，与香烟120在点A处灼烧时相比，较大部分的高沸点温度化合物进入腔室110。这会导致腔室110中的烟没有均匀性，这是因为在给定时间的烟性质取决于香烟的长度和在给定时间灼烧的香烟区。
在以下现有技术的公告中公开了从植物中提取化合物以用于不同用途的额外装置和工艺：
美国专利第4328255号描述了一种通过在温度和压力的超临界条件下用干二氧化碳提取固态、烘烤过的咖啡来以高产量和稳定形式提取含有芳香族成分的咖啡油的方法。
美国专利第6676838号公开了一种用于提取生物质的装置。所述装置包含以管路系统系列连接以限定闭环提取回路的提取器、蒸发器、压缩机和冷凝器。
德国专利公告第2256111号公开了一种用于不混溶液体的溶剂萃取的工艺和应用。
美国专利第5516923号描述了一种用于通过使用适合于将油溶解在植物材料中的溶剂来从含油植物材料中提取油的工艺。
发明内容
根据所公开的技术，因此提供了一种蒸汽/烟(“烟”)捕获“捕集器”系统，其以烟腔室捕集器为特征，烟腔室捕集器用于使分散在腔室中的烟沉淀。腔室包含：底池，其用于容纳液态溶剂的储集器；以及充气部分，在充气部分中下部烟雾部分含有液态溶剂的“雾型”小滴并且烟引入到充气部分中；和上部澄清部分，在上部澄清部分中烟和小滴的浓度相对于其在烟雾部分中的浓度减小。设置在烟雾部分和澄清部分之间的雾冷凝器将烟雾部分的雾小滴沉淀到池中。细雾生成器用于使与烟混合的液态溶剂的雾型小滴喷流流向烟雾部分处的一定浓度的烟。闭环气体循环器从澄清部分抽取气体，并在压力下通过细雾生成器使气体再循环到烟雾部分中。通过烟输送导管将新鲜烟引入到气体循环器中。
此外，根据本发明，烟捕集系统可以进一步包含液态溶剂初混循环器，其用于将从储集器中汲取的溶剂小滴分散到气体循环器中。
此外，根据本发明，细雾生成器可以包含：
(a)固定底部元件，其从池的底板向上露出，包含设置在储集器中的溶剂液面上方的第一头部，第一头部被定位成与底板的底部相隔第一距离，第一头部包含入口开口，闭环气体循环器的喷射流通过入口开口连续地注入到烟雾部分中；
(b)上部元件，其是静止的或可移动的，部分地浸没在液态溶剂的储集器中，上部元件包含：第二头部，其包含设置在喷射流的路径中的出口开口，第二头部被定位成与底板的底部相隔第二距离，第二距离大于第一距离，使得间隙设置在固定底部元件和上部元件之间，间隙用于在流动时产生负压；和注入器，其装配到入口开口上，喷射流在进入烟雾部分之前通过注入器连续地喷出；以及
(c)表面，其定位在上部元件的注入器前方，以用于通过在喷射流小滴撞击表面时将喷射流小滴分解成微小雾型液体小滴以及烟派生小滴和粒子而增强液态溶剂中的烟缔合或溶解。
此外，根据本发明，第一头部和第二头部中的至少一个可以为锥形。此外，根据本发明，喷射流可以包含带有烟和溶剂小滴的气体。
此外，根据本发明，雾型小滴可以包含范围为0.1微米到100微米的直径，和/或约2微米的平均直径。
此外，根据本发明，注入器的直径可以是恒定的，或变化的，以对应地使带有烟和溶剂小滴的气体喷射流的压力变化。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含加热装备，加热装备用于连续地灼烧和/或汽化用于产生新鲜烟以允许进入所述烟输送导管的物质，加热装备包含用于对用于产生新鲜烟的物质称重的称重构件。
此外，根据本发明，加热装备可以被配置成以预设为等于或低于230℃的温度或者以可能会造成物质自发地燃烧或点燃或温度自发地进一步增加的温度加热物质。
此外，根据本发明，加热装备可以被锁定并可与用于防止不适当的运行的代码接口一起操作。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含至少一个泵，泵用于将液态溶剂从池泵送到雾冷凝器以使所述雾型小滴沉淀和/或促使所述雾型小滴冷凝。
此外，根据本发明，溶剂可以包含选自由以下组成的列表的至少一种：乙醇、乙腈、丙二醇、甘油、水、甲醇、有机溶剂，以及以上任一种的组合。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含至少一个喷雾器，喷雾器连接到烟导管和/或液态溶剂导管以混合横越喷雾器的烟和液体。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含混合腔室，混合腔室用于增强烟到液态溶剂中的溶解，其中混合腔室包含混合喷射器，混合喷射器包含多个孔隙，烟和液态溶剂流穿过孔隙，并且其中孔隙在流中形成压力增加区域，以由此有助于将烟与液态溶剂缔合。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含控制器，控制器用于设定并控制参数，参数包含选自由以下组成的列表的至少一种：操作的持续时间、要处理的物质的总重量、工艺前后的溶剂重量、燃烧腔室处的预设温度、液体压力、气压、真空压力、灰分重量、溶剂的用于指示烟吸收水平的浊度，以及用于溶解的组分的定性或定量测量的光学构件。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含内部导管残留物收集清洁机构，内部导管残留物收集清洁机构用于用液态溶剂来洗涤导管，以释放附着到导管的侧的烟，并使液态溶剂与所释放的烟通过导管循环。
此外，根据本发明，烟捕获系统可以进一步包含至少一个温度传感器。
此外，根据本发明的另一方面，提供了一种烟捕获方法，其包含以下过程：
(a)提供上述烟腔室捕集器，烟腔室捕集器用于捕获分散在腔室中的充气部分中的烟；
(b)填充液态溶剂的储集器，储集器设置在腔室的底池中；
(c)由细雾生成器使与烟混合的液态溶剂的雾型小滴喷流流向分散在充气部分的下部烟雾部分内的一定浓度的烟，其中烟雾部分含有液态溶剂的雾型小滴并且烟引入到烟雾部分中；
(d)由设置在充气部分的下部烟雾部分和上部澄清部分之间的雾冷凝器将烟雾部分中的小滴沉淀到池中，由此使上部澄清部分中的烟和雾型小滴的浓度相对于其在烟雾部分中的浓度减小；
(e)在闭环气体循环器中在压力下将从澄清部分抽取的气体通过细雾生成器再循环到烟雾部分中；以及
(f)在烟引入结点处通过烟输送导管将新鲜烟传导到气体循环器中。
此外，根据本发明，烟捕获方法可以进一步包含在烟引入结点下游将从储集器汲取的液态溶剂的小滴分散在气体循环器中。
此外，根据本发明，由细雾生成器进行的流动过程可以进一步包含
(1)通过细雾生成器将带有烟和溶剂小滴的气体喷射流从闭环气体循环器连续地注入到烟雾部分中；
(2)在进入烟雾部分时通过上部元件的注入器连续地喷出喷射流，其中喷射流在固定底部元件和上部元件之间的间隙中产生负压，其中负压将液态溶剂从储集器中朝向注入器抽取，并且细雾生成器将喷射流分解成具有相对高的表面积对体积比的雾型粒子。
附图说明
从结合附图进行的以下详细描述将更充分地理解并了解所公开的技术，在附图中：
图1描绘用于使用香烟获得植物物质烟的现有技术的吸烟设备；
图2A描绘根据本发明的一些实施例而构造和操作的蒸汽和烟捕集系统的示意性绘示；
图2B示出图2A中所描述的混合腔室中使用的注入器的放大图；
图3绘示根据本发明的一些实施例而构造和操作的灼烧/汽化装置；
图4是根据所公开的发明而操作的烟捕集方法的框图；
图5是任选地添加到图4的烟捕集方法的子过程的框图。
图6、7和8呈现根据本发明而构造和操作的示范性系统中花序的主要成分的测定存在。图6的图形绘示通过高压液相色谱(HPLC)得出的结果，并且是通过测量光吸收得出的，并作为滞留时间(分钟)的函数以mAU(毫任意单位)呈现。为了简单起见，结果还呈现在图7的图表中并汇总在图8的表I中。
具体实施方式
如今可得到的各种系统和方法是无效的，这是因为所实现的提取率为约25％(例如使用超临界CO2的提取)。另外，在工艺期间，必须将要灼烧或以其它方式提取的材料多次重装到系统中，因此，这种捕集工艺繁重且不连续。
本发明的目标是提供一种用于在液态溶剂中捕获烟的系统和方法。本发明的所公开的技术提供了一种用于连续地在液态溶剂中捕获(例如溶解或混合)烟的新颖系统和方法，其中提取率可以达到高于90％。这种系统和方法简单、易于操作、快速且高效。
现在参考图2A，其描绘根据本发明的一些实施例而构造和操作的蒸汽和烟(蒸汽、烟气、烟等是可互换的，并在本文中简称为“烟”)捕获(或捕集)系统200的示意性绘示。
气体和烟捕集系统200可以包含烟腔室捕集器202、燃烧腔室204、烟输送导管206、第一真空泵208、第一单向喷雾器210、第二真空泵212、第二单向喷雾器214、液体泵216和混合腔室218。系统200包含至少一个泵，例如泵208、212或216，其有效地最终将液态溶剂从池220泵送到雾冷凝器(例如雾沉淀器230)，以使雾型小滴沉淀和/或促使雾型小滴冷凝。
烟腔室捕集器202包含容纳液态溶剂的储集器221的底池220、充气部分222和细雾生成器224。液态溶剂可以包含选自由以下组成的列表的至少一种：乙醇、乙腈、丙二醇、甘油、水、甲醇、有机溶剂，以及以上任一种的组合。
充气部分222包含：
(I)下部烟雾部分226，其含有液态溶剂的雾型小滴，蒸汽或烟引入到所述下部烟雾部分中；
(II)上部澄清部分228，其中烟和雾小滴的浓度相对于烟和雾小滴在烟雾部分226中的浓度减小；以及
(III)雾沉淀器230，其设置在烟雾部分226和澄清部分228之间以用于将烟雾部分226中的小滴沉淀到池220中。
雾沉淀器230可以例如以以下之一等等为特征：
·冷凝烟囱，雾在其中冷凝并滴落回到储集器；
·洒水器，其喷洒液态溶剂“降雨”；
·穿孔栅格-格子-网状阻障物，雾在其上冷凝并滴落回到储集器；和/或
·冷却冷凝管道散热器。
根据本发明的一些实施例，烟腔室捕集器202进一步包含：
(a)闭环气体循环器231，其用于在压力下通过其抽吸从澄清部分228中抽取气体并通过细雾生成器224再循环到烟雾部分226中；以及
(b)烟输送导管206，其用于在烟引入结点252处将新鲜烟输送到气体循环器231中。
细雾生成器224部分地浸没在储集器221中，以使液态溶剂的雾型小滴喷流流向烟雾部分226。细雾生成器224包含固定底部元件232、上部元件234和表面245。
固定底部元件232和上部元件234可以具有圆锥形、圆柱形或任何其它形状。
固定底部元件232从池220的底板向上露出，并包含第一头部236，所述第一头部设置在储集器221中的溶剂的液面237上方，与所述底板的底部相隔第一距离。
第一头部236包含入口开口238，带有闭环气体循环器231的烟和溶剂小滴的气体喷射流通过所述入口开口连续地注入到烟雾部分226中。
上部元件234部分地浸没在设置在固定底部元件232上方的液态溶剂储集器中，并以第二头240为特征。第二头部240被设置成与所述底板的底部相隔第二距离，第二距离大于第一距离，使得间隙设置在所述固定底部元件和所述上部元件之间，间隙在流动时产生负压，第二头部240包含出口开口242和注入器244，喷射流通过所述注入器连续地喷出以在进入烟雾部分226时撞击表面245。表面245定位在上部元件234的注入器244前方，以用于通过在喷射流小滴撞击表面245时将喷射流小滴分解成微小雾型液体小滴以及烟派生小滴和粒子而增强液态溶剂中的烟缔合或溶解。
根据本发明的一些实施例，第一头部236和/或第二头部240可以具有锥形形状，并且第二头部240可以是静止的或可移动的。根据本发明的一些实施例，随着喷射流离开固定底部元件232，喷射流抬升上部元件234并产生真空，真空将液态溶剂从储集器朝回注入器244抽取。
根据本发明的一些实施例，当制造时或通过以可变直径的组件为特征，注入器244的直径是恒定的或变化的，即根据需要而增大或减小，所述组件可以被控制以改变其直径，优选地为动态地。直径的显著减小通常将会对应地减小与溶剂混合的气体的压力(由于伯努利效应)，并且直径的显著增大通常将会对应地增大与溶剂混合的气体的压力。这种压力变化会混合(第一混合)溶剂和气体的混合物，并将其转化为雾。
根据本发明，高压和溶剂小滴的增加的表面积(产生微型小滴)将气体/烟合并到溶剂中并形成雾。
随着溶剂和气体的喷流离开注入器244，喷流撞击表面245并分解成雾型小滴，其直径在0.1微米到100微米的范围内，其平均直径可以为约2微米。
微米大小的小滴的增加的表面积和随着溶剂和气体的喷流离开注入器244而产生的相对高的压力使能够将烟和气体连续地缔合或溶解和捕获到溶剂中。
根据本发明的一些实施例，用于增强烟到液态溶剂中的溶解的混合腔室218包含用于搅拌和混合的注入器248，所述搅拌和混合有助于将烟与液态溶剂缔合。
注入器248包含孔隙249(例如栅格或穿孔喷口的孔隙)，液体和烟流在进入混合腔室218时穿过所述孔隙，其中孔隙249在液体和气体流中形成压力增加区域，由此有助于将蒸汽或烟溶解到液体中。
现在参考图2B，其示出注入器248的放大图。如在图2B中所见，注入器248包含多个孔隙249，液体和烟流穿过所述孔隙进入沉淀腔室，其中孔隙249在液体和气体流中形成压力增加区域，并由此有助于将烟溶解到液体中。
根据本发明的一些实施例，注入器248粉碎溶剂小滴的进入喷流，在溶剂小滴流中产生压力增加区域，并由此增强烟至液态溶剂中的吸收。
因此，根据本发明的一些实施例，细雾生成器224通过将进入的溶剂小滴分解成具有相对高的表面积对体积比的微小微米级雾型小滴而增强烟吸收到液态溶剂中的程度。
烟腔室捕集器202中的烟吸收程度相当高，并可以达到至多约90％到97％，因此，可能没有必要在工艺中包含混合腔室218。
根据本发明的一些实施例，烟捕集系统200可以包含各种传感器，例如：
-用于监测整个工艺中的温度的至少一个温度传感器；
-用于监测整个工艺中的气体组成物的至少一个传感器；
-用于在启动工艺之前、在整个工艺中和工艺完成之后监测液态溶剂的量的至少一个传感器。
烟捕集系统200使能够根据需要在整个工艺中添加液态溶剂。
根据本发明的一些实施例，烟捕集系统200可以包含内部导管残留物收集清洁机构，内部导管残留物收集清洁机构用于用液态溶剂来洗涤导管，以释放附着到导管的侧的烟，并使液态溶剂与所释放的烟通过导管循环到底池220中。
根据本发明的一些实施例，烟捕集系统200是计算机化的，并且因此，感兴趣的参数可以由合适的计算机化控制器控制。这种参数可以包含操作的持续时间、要处理的物质的总重量、工艺前后的溶剂重量、燃烧腔室处的预设温度、液体压力、气压和真空压力、灰分重量以及溶剂的浊度(用于指示烟的吸收)，以及用于溶解的组分的定性或定量测量的光学构件(例如FT-IR或类似的集成检测器和分析系统，其用于溶解在液体中的化合物的处理中定量测量)。
烟捕集系统200可以包含多个蒸发程序，每个蒸发程序具有旨在适应各种类型的材料的预定义处理温度和预定义蒸发持续时间。
根据本发明的一些实施例，烟沉积捕集系统200在整个工艺中实现液体和烟的四个混合阶段：
1.第一混合阶段–在混合腔室218中发生；
2.第二混合阶段–随着喷射流离开固定底部元件232而发生
3.第三混合阶段–随着喷射流离开上部元件234而发生
4.第四混合阶段–随着喷射流撞击表面245并分解成微小雾型小滴而发生。
图3绘示根据本发明的一些实施例而构造和操作的灼烧/汽化单元300。灼烧/汽化单元300包含称重构件302、植物输送导管304、烟输送导管306、筛网308、过滤器310、加热元件312、灰分收集器314、第一传感器316和第二传感器318。
植物输送导管304具有近端305A和远端305B。
烟输送导管306在一端处向植物输送导管304敞开，并被配置成允许烟从植物输送导管304流动。
筛网308放置在烟输送导管306和植物输送导管304之间，以防止植物物质从植物输送导管304进入烟输送导管306。
过滤器310被配置成允许烟流动，但是防止大粒子穿过。
灼烧/汽化单元300包含在植物输送导管304内以用于确定植物物质的点燃状态的第一传感器316，以及与远端305B相隔一定距离以用于在远端305B处确定植物物质的点燃状态的第二传感器318。
因此，根据本发明的一些实施例，对植物物质称重并且记录重量。然后，植物物质通过近端305A进入，并前进到植物输送导管304的远端305B。植物输送导管304伴随外部加热元件312，所述外部加热元件在植物朝向远端304前进的同时将植物加热到形成植物蒸汽的温度。加热元件312表示用于连续地灼烧和/或汽化物质以用于产生新鲜烟以允许进入烟输送导管306的加热装备。
使植物物质以允许植物物质的蒸汽或水蒸汽到达远端305B的速率通过植物输送导管304前进。因此，蒸汽/水蒸汽通过植物输送导管304中的植物物质被连续地汲取，通过筛网308并进入烟输送导管306。
随着植物物质在远端305B的方向上前进，耗费的植物物质落到灰分收集器314。然后对灰分称重并记录。应注意，根据本发明的一些实施例，加热装备可以包含用于对植物物质称重的称重构件。另外，加热装备可以被锁定并可以与用于防止不适当的运行的代码接口一起操作。
示例
为含有在根据本发明而构造和操作的示范性系统中处理的这种医学成分的花序测量了九种主要成分(大麻素)的捕获产量。现在参考图6、7和8，其呈现花序的主要成分的测定存在。图6的图形绘示通过高压液相色谱(HPLC)得出的结果，并且是通过测量光吸收得出的，并作为滞留时间(分钟)的函数以mAU(毫任意单位)呈现。为了简单起见，结果还呈现在图7的图表中并汇总在图8的表I中。花序中大麻素灼烧前的初始浓度以mg/g呈现。提取产量百分比表示灼烧后蒸发材料的百分比(通过分析地测量灼烧室中剩余的灰分中的组分来计算)，并且测量所捕获的残留物(组分)的捕获产量百分比，并相对于未灼烧的花序进行计算。特别地，测量表明，CBN、Δ9-THC和CBC的产量百分比分别增加到454％、358％和116％，这指示其通过灼烧工艺的产生(例如THCA对于Δ9-THC来说可以是可能的来源，其自身对于CBN来说是潜在的来源)和用于所述产生的系统的有效产量百分比。应注意，术语“总”并且特别是“总大麻素”在图表的背景下用于特别监测的成分，并且不反映大麻或其全部成分或其全部相关成分的总产量。应了解，本发明丝毫不限于上述测定成分，并可以例如捕集其它未测定大麻素以及萜烯和类黄酮或任何其它化合物、分子实体或分子复合物为特征，它们可能是感兴趣的。
操作过程
在烟捕集系统200的操作期间，植物物质连续地引入到燃烧或汽化腔室204中，所述燃烧或汽化腔室在预设温度下被点燃或操作。
随着植物物质在燃烧腔室204处灼烧/汽化，第一真空泵208用于产生真空，从而通过烟输送导管206从燃烧腔室204汲取新鲜烟。然后将新鲜烟输送到第一单向喷雾器210并在点250处引入，在此点处它与从烟腔室捕集器202离开的陈旧烟掺合，并且通过第二真空泵212的作用使掺合物循环。陈旧烟和新鲜烟的组合流被输送到第二单向喷雾器214，并然后输送到结点252。在结点252处，从烟腔室捕集器202离开并通过液体泵216的作用而循环的溶剂与烟混杂。溶剂和烟的组合流通过注入器248进入混合腔室218以进行搅拌和混合，所述搅拌和混合有助于将烟与液态溶剂缔合。
随着溶剂和烟流进入混合腔室218，它穿过注入器248的孔隙，因此，在溶剂中形成了多个压力增加区域。压力增加会增强烟在液态溶剂中的溶解程度。
为了实现甚至更大的溶解程度，溶剂和烟流进入烟腔室捕集器202，其中它分解成平均直径为约2微米的微小雾型小滴。这种微小雾小滴的特征为高的表面积对体积比，其显著地增强了烟吸收程度。
应注意，因为传入的喷射流进入固定底部元件232和上部元件234的两个头部之间的区段，所以烟腔室捕集器202中的总压力不会累积，而是保持恒定，并且因此，不需要将压力释放到大气中，并且因此未掺合/未溶解的气体/烟不会损失到周围大气中。
还应注意，随着溶剂和烟的加压喷射流离开固定底部元件232，加压喷射流抬升上部元件234并产生抽吸溶剂的真空。
工艺进一步包含：闭环气体循环器，其用于在压力下通过细雾生成器224将从澄清部分228抽取的气体抽吸和再循环到烟雾部分226中；以及烟输送导管206，其用于在烟引入结点处将新鲜烟传导到气体循环器中。
在工艺期间，充满烟的空气流离开烟腔室捕集器202并重复地循环，即用第二真空泵212泵送以与从燃烧腔室204出来的新鲜烟掺合。根据本发明的一些实施例，可以在工艺期间执行多个掺合循环。
根据一些实施例，在进入烟腔室捕集器202之前，组合的烟流可以进入混合腔室218。
在工艺结束时，可以将捕集了烟的溶剂冷凝并存储在液体储集器中。然后将溶剂汽化(蒸煮或煮沸)-使残留物没有溶剂。
烟/气体捕获/捕集方法
现在参考图4，其是根据所公开的发明而操作的烟捕获(或捕集)方法400的框图。仅为了方便起见而参考在图2A、2B和3中表示的特定组件，并且应注意，任何类似或等效的组件都可用于方法400的目标。根据本发明的一些实施例，烟捕集方法400包含以下步骤：
在步骤402中，提供上文参考图2A、2B和3所描述的烟腔室捕集器202，所述烟腔室捕集器用于捕获分散在所述腔室捕集器202中的充气部分222中的烟。烟腔室捕集器202包含容纳液态溶剂的储集器221的底池220、充气部分222和细雾生成器224。
在步骤404中，填充液态溶剂的储集器221，所述储集器设置在烟腔室捕集器202的底池220中。
在步骤406中，由细雾生成器224使与烟混合的液态溶剂的雾型小滴喷流流向分散在充气部分222的下部烟雾部分226内的一定浓度的烟，其中烟雾部分226含有液态溶剂的雾型小滴并且烟要引入到所述烟雾部分中。细雾生成器224部分地浸没在储集器221中，以使液态溶剂的雾型小滴喷流流向烟雾部分226。细雾生成器224包含固定底部元件232、上部元件234和表面245。
在步骤408中，由设置在充气部分222的下部烟雾部分226和上部澄清部分228之间的雾沉淀器230或雾冷凝器将烟雾部分226中的小滴沉淀到池220中，由此使澄清部分228中的烟和雾型小滴的浓度相对于其在烟雾部分226中的浓度减小。
在步骤410中，在闭环气体循环器231中在压力下通过细雾生成器224将从澄清部分228抽取的气体再循环到烟雾部分226中。闭环气体循环器231用于在压力下通过抽吸从澄清部分228中抽取气体，并通过细雾生成器224再循环到烟雾部分226中；
在步骤412中，在烟引入结点252处通过烟输送导管206将新鲜烟输送(传导)到气体循环器231中；以及
在为任选的步骤414中，在烟引入结点252下游将从储集器221汲取的液态溶剂的小滴分散在气体循环器231中。这可以在初混腔室218中由分散注入器248完成。溶剂和烟的组合流通过注入器248进入混合腔室218以进行搅拌和混合，所述搅拌和混合有助于将烟与液态溶剂缔合。
现在参考图5，其是可以包含在由细雾生成器224进行的流动过程406中的子过程的框图500。过程406可以包含以下子过程：
1.在步骤516中，通过细雾生成器224将带有烟和溶剂小滴的气体喷射流从闭环气体循环器连续地注入到烟雾部分226中。
2.在步骤518中，在进入烟雾部分226时通过上部元件234的注入器244连续地喷出喷射流，其中喷射流在固定底部元件232和上部元件234之间的间隙中产生负压，其中负压将液态溶剂从储集器221中朝向注入器244抽取，并且细雾生成器224将喷射流分解成具有相对高的表面积对体积比的雾型粒子。例如，在进入烟雾部分226时通过上部元件234连续地喷出所注入的喷射流，所述上部元件部分地浸没在液态溶剂的储集器221中并设置在固定底部元件232上方。
根据本发明的一些实施例，一种用于充满烟的液态溶剂的制备方法涉及以下阶段：
a)将充满烟的液态溶剂提供到贮存罐中；
b)冷凝液态溶剂；
c)对充满烟的液态溶剂称重；
d)密封容器并将RFID标签贴到容器上。
e)记录容器的重量和批号并将其存储(在计算机、云等中)。
根据本发明的一些实施例，类似于用于制备用于存储的罐的制备系统的任何收纳系统都可以用于打开罐。在打开罐之前，收纳系统可以对罐称重，并将重量、批号和RFID与由制备系统存储的数据进行比较，例如在云中。
如果以上数据与存储在云中的数据匹配，并且如果操作员有权限访问机器，则收纳系统可以允许打开储罐。
出于安全目的，即为了防止盗窃或篡改，非法打开储罐可能会造成释放化学物质，这可能会破坏罐的内容物。
除了图2A中所描述的燃烧腔室204之外，各种其它加热装备也可以用于植物物质的燃烧、灼烧、吸烟、汽化或蒸煮。
应注意，燃烧腔室中的预设温度优选地预设为等于或低于230℃，或低于可能会造成物质自发地燃烧、自发地点燃和/或温度自发地进一步增加(例如增加到高于230℃和至多350℃，并甚至更高)，以避免这种不亮的自发事件。
所属领域的技术人员应了解，所述技术不限于上文中已特定地示出和描述的内容。
在本申请的具体实施方式和权利要求书中，动词“包括”、“包含”和“具有”以及其同根词中的每一个用以指示动词的客体不一定是动词的主体的组分、要素或部分的完整列表。
在本申请中本发明的实施例的具体实施方式是借助于示例来提供且并不意图限制本发明的范围。所描述的实施例包含不同的特征，并非在本发明的所有实施例中都需要所有这些特征。一些实施例仅仅利用一些特征或特征的可能组合。所属领域的技术人员将会想到所描述的本发明的实施例的变化，以及包含在所描述的实施例中提到的特征的不同组合的本发明的实施例。本发明的范围仅仅受权利要求书限制。

Claims (20)

1.一种蒸汽/烟(“烟”)捕获(捕集)系统，其包括：
(a)烟腔室捕集器，其用于使分散在所述腔室中的烟沉淀，所述腔室包括：
(1)底池，其用于容纳液态溶剂的储集器；
(2)充气部分，其包括：
(I)下部烟雾部分，其含有所述液态溶剂的雾型小滴并且所述烟引入到所述下部烟雾部分中；
(II)上部澄清部分，在所述上部澄清部分中所述烟和所述小滴的浓度相对于其在所述烟雾部分中的浓度减小；以及
(III)雾冷凝器，其设置在所述烟雾部分和所述澄清部分之间以用于将所述烟雾部分中的所述雾小滴沉淀到所述池中；以及
(3)细雾生成器，其用于使与所述烟混合的所述液态溶剂的雾型小滴喷流流向所述烟雾部分处的一定浓度的所述烟；
(b)闭环气体循环器，其用于从所述澄清部分抽取所述气体，并在压力下通过所述细雾生成器将所述气体再循环到所述烟雾部分中；以及
(c)烟输送导管，其用于将新鲜烟输送到所述气体循环器中。
2.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括液态溶剂初混循环器，所述液态溶剂初混循环器用于将从所述储集器中汲取的所述溶剂的小滴分散到所述气体循环器中。
3.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其中所述细雾生成器包括：
(a)固定底部元件，其从所述池的底板向上露出，包括设置在所述储集器中的所述溶剂的液面上方的第一头部，所述第一头部被定位成与所述底板的底部相隔第一距离，所述第一头部包括入口开口，所述闭环气体循环器的喷射流通过所述入口开口连续地注入到所述烟雾部分中；
(b)上部元件，其是静止的或可移动的，部分地浸没在液态溶剂的所述储集器中，所述上部元件包括：第二头部，其包括设置在所述喷射流的路径中的出口开口，所述第二头部被定位成与所述底板的底部相隔第二距离，所述第二距离大于所述第一距离，使得间隙设置在所述固定底部元件和所述上部元件之间，所述间隙用于在流动时产生负压；和注入器，其装配到所述出口开口上，所述喷射流在进入所述烟雾部分之前通过所述注入器连续地喷出；以及
(c)表面，其定位在所述上部元件的所述注入器前方，以用于通过在所述喷射流的所述小滴撞击所述表面时将所述喷射流的所述小滴分解成微小雾型液体小滴以及烟派生小滴和粒子而增强所述液态溶剂中的烟缔合或溶解。
4.根据权利要求3所述的烟捕获系统，其中所述第一头部和第二头部中的至少一个为锥形。
5.根据权利要求3所述的烟捕获系统，其中所述喷射流包括带有烟和溶剂小滴的气体。
6.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其中所述雾型小滴包括范围为从0.1微米到100微米的直径，和/或约2微米的平均直径。
7.根据权利要求3所述的烟捕获系统，其中所述注入器的直径是恒定的，或变化的，以对应地使带有烟和溶剂小滴的气体的所述注喷射流的压力变化。
8.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括加热装备，所述加热装备用于连续地灼烧和/或汽化用于产生所述新鲜烟的物质，所述加热装备包括用于对用于产生所述新鲜烟以允许进入所述烟输送导管的物质称重的称重构件。
9.根据权利要求8所述的烟捕获系统，其中所述加热装备被配置成以预设为等于或低于230℃的温度或者可能会造成所述物质自发地燃烧或点燃或温度自发地进一步增加的温度加热所述物质。
10.根据权利要求8所述的烟捕获系统，其中所述加热装备被锁定并能与用于防止不适当的运行的代码接口一起操作。
11.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括至少一个泵，所述泵用于将液态溶剂从所述池泵送到所述雾冷凝器以使所述雾型小滴沉淀和/或促使所述雾型小滴冷凝。
12.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其中所述液态溶剂包括选自由以下组成的列表的至少一种：
乙醇；
乙腈；
丙二醇；
甘油；
水；
甲醇；
有机溶剂；以及
以上任一种的组合。
13.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括至少一个喷雾器，所述喷雾器连接到所述烟导管和/或液态溶剂导管以混合横越所述喷雾器的所述烟和液体。
14.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括混合腔室，所述混合腔室用于增强烟在所述液态溶剂中的溶解，其中所述混合腔室包括混合喷射器，所述混合喷射器包括多个孔隙，所述烟和液态溶剂流穿过所述孔隙，并且其中所述孔隙在所述流中形成压力增加区域，以由此有助于将烟与所述液态溶剂缔合。
15.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括控制器，所述控制器用于设定并控制参数，所述参数包括选自由以下组成的列表的至少一种：
操作的持续时间；
要处理的物质的总重量；
工艺前后的溶剂重量；
燃烧腔室处的预设温度；
液体压力；
气压；
真空压力；
灰分重量；以及
所述溶剂的用于指示烟吸收水平的浊度；以及
用于溶解的组分的定性或定量测量的光学构件。
16.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括内部导管残留物收集清洁机构，所述内部导管残留物收集清洁机构用于用所述液态溶剂来洗涤所述导管，以释放附着到所述导管的侧的烟，并使所述液态溶剂与所释放的烟通过所述导管循环。
17.根据权利要求1所述的烟捕获系统，其进一步包括至少一个温度传感器。
18.一种烟捕获方法，其包括以下过程：
(a)提供权利要求1的烟腔室捕集器，所述烟腔室捕集器用于捕获分散在所述腔室中的充气部分中的烟；
(b)填充液态溶剂的储集器，所述储集器设置在所述腔室的底池中；
(c)由细雾生成器使带有所述烟的所述液态溶剂的雾型小滴喷流流向分散在所述充气部分的所述下部烟雾部分内的烟，其中所述烟雾部分含有所述液态溶剂的雾型小滴并且烟要引入到所述烟雾部分中；
(d)由设置在所述充气部分的所述下部烟雾部分和所述上部澄清部分之间的雾冷凝器将所述烟部分中的小滴沉淀到所述池中，由此使所述澄清部分中的所述烟和所述雾型小滴的浓度相对于其在所述烟雾部分中的浓度减小；
(e)在闭环气体循环器中在压力下将从所述澄清部分抽取的气体通过所述细雾生成器再循环到所述烟雾部分中；以及
(f)在烟引入结点处通过烟输送导管将新鲜烟传导到所述气体循环器中。
19.根据权利要求18所述的烟捕获方法，其进一步包括在所述烟引入结点下游将从所述储集器汲取的所述液态溶剂的小滴分散在所述气体循环器中。
20.根据权利要求18所述的烟捕获方法，其中由细雾生成器进行的所述流动过程包括：
(1)通过所述细雾生成器将带有烟和溶剂小滴的气体喷射流从所述闭环气体循环器连续地注入到所述烟雾部分中；
(2)在进入所述烟雾部分时通过所述上部元件的所述注入器连续地喷出所述喷射流，其中所述喷射流在所述固定底部元件和所述上部元件之间的所述间隙中产生负压，其中所述负压将所述液态溶剂从所述储集器朝向所述注入器抽取，并且所述细雾生成器将所述喷射流分解成具有相对高的表面积对体积比的雾型小滴。
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