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Extraktions apparat
Die Erfindung bezieht sich auf einen Extraktionsapparat
für eine periodisch sich wiederholende selbsttätige Extraktion, der gegenüber bestehenden
Apparaten dieser Art wesentlich vereinfacht ist.
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Zur Ausführung periodisch sich wiederholender Extraktionen mit einem
immer frischen Lösungsmittel sind mancherlei Apparate konstruiert worden. Am bekanntesten
ist der Soxhlet-Extraktionsapparat. Derartige Apparate sind verhältnismäßig kompliziert
in ihrem Aufbau und daher teuer, leicht beschädigbar, zumal wenn sie aus Glas bestehen,
außerdem sind sie schwierig zu reinigen. Die Nachteile werden durch den Erfindungsgedanken
in einfacher Weise behoben.
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Der vereinfachte Extraktionsapparat besteht nach der Erfindung im
wesentlichen aus zwei Rohrkombinationen, die so miteinander vereinigt sind, daß
Zwischenräume entstehen, die einerseits das zu extrahierende Gut aufnehmen und andererseits
Hohlräume bilden, die eine Heberwirkung ermöglichen. Sie sind zweckmäßigerweise
konzentrisch gestaltet. Sie werden dadurch miteinander vereinigt, daß sie sinngemäß
ineinandergesteckt werden und hierdurch solche Hohlräume entstehen,
die
den Extraktionsvorgang in gleicher Weise erlauben, wie dies beiden üblichen Apparaten,
wenn sie mit dem zugehörigen Kochgefäß, z. B. einer Kochflasche, und einem Rückflußkühler,
z. B. einem Kugelkühler, vereinigt worden sind.
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Der Erfindungsgedanke is;t an Hand von Bildern I bis 5 in den Zeichnungen
erläutert, und zwar wie folgt.
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Bild 1: Extraktionsapparat nach Soxhlet zur Erläuterung des sich
periodisch wiederholenden Extraktionsvorganges.
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Bild 2 a: Vereinfachter Extraktionsapparat gemäß der Erfindung.
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Bild 2 b: Äußerer Bestandteil des eigentlichen Extraktions apparates.
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Bild 2 c: Innerer Bestandteil des Extraktionsapparates.
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Bild 3 a: Erweitertes oberes Ende des inneren Teiles gemäß Bild 2
c.
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Bild 3 b: Innerer Teil, am oberen Ende offen und durch eine passende
Kappe abgedeckt.
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Bild 4a: Erweiterter äußerer Teil gemäß Bild 2b mit einem besonderen
Einsatzgefäß als Nutsche ausgebildet gemäß Bild 4b.
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Bild 4b: Einsatzgefäß mit Nutsche.
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Bild 5: Vollständiger Extraktionsapparat in der einfachsten Form.
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Das Bild I zeigt zurErläuterung desErfindungsgedankens zunächst den
bekannten Extraktionsapparat nach Soxhlet, bestehend aus dem eigentlichen Extraktor
A, eirer Kochflasche B ünd einem Rückfiußkühler C. Diese drei Teile sind unter Benutzung
von Normalschliffen miteinander vereinigt. In der Kochflasche B befindet sich zunächst
nur das Lösungsmittel, wogegen der zu extrahierende Stoff sich im Raum I des Extraktors=4
befindet. Bei der Erhitzung der Kochfiasche B verdampft das Lösungsmittel, und es
steigt durch den Stutzen 2 über das Rohr 3 in den Raum I und darauf in das Kugel
rohr des Rückflußkühlers C. An dessen vergrößerter Oberfläche schlägt es sich als
Flüssigkeit nieder und tropft auf die in dem I des Extraktors befindliche zu extrahierende
Masse.
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Hier steigt das Lösungsmittel nach und nach höher, und zwar bis zur
Höhe des Heberrohres 4, in dem es mitgestiegen ist. Wird im Raum I durch die Flüssigkeitssäule
die Höhe der obersten Krümmung dieses Rohres 4 überschritten, so tritt die Heberwirkung
dieses Rohres in Tätigkeit, und der Inhalt des nunmehr mit dem in Lösung gegangenen
Stoff läuft durch das Rohr 4 wiederum in die Kochflasche B. Dieser Vorgang wiederholt
sich so lange, wie die Kochflasche erhitzt wird und der Rückflußkühler durch ein
Kühlmittel ersetzt wird. Das Lösungsmittel reichert sich bei jedem Extraktionsvorgang
immer mehr an, wobei dem zu extrahierenden Stoff jeweils reines Lösungsmittel zugeführt
wird, vorausgesetzt, daß der zu extrahierende Stoff oder ein Bestandteil desselben
nicht mitverdampft.
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Ersetzt man nun den üblichen Extraktor A gemäß Bild I durch den nach
dem Erfindungsgedanken vereinfachten gemäß Bild 2 a, der aus den zwei ineinandergesteckten
Teilen gemäß Bild 2 b und 2 c besteht, so kann das Lösungsmittel in Dampfform durch
das innerste Rohr 7 und das Loch 10 des Teiles der im Bild 2c dargestellt ist, in
den Rückflußkühler C gelangen. Es tropft nun in den Zwischenraum, der aus der äußeren
Wand 5 des Rohres gemäß Bild 2 b und der äußeren Wand 8 des Rohres gemäß Bild 2
c gebildet wird. In diesem Zwischenraum befindet sich der zu extrahierende Stoff.
Dieser wird beim Höhersteigen des Lösungsmittels extrahiert. Steigt das Lösungsmittel
hoch genug, und zwar sowohl in dem erwähnten Zwischenraum als auch in dem, der durch
die Wand 8 des inneren Rohres gemäß Bild 2 c als auch durch die innere Wand 6 des
Rohres gemäß Bild2b hergestellt wird, so tritt auch hier die vorhin erwähnte Heberwirkung
ein, und das angereicherte Lösungsmittel fällt durch den Zwischenraum der durch
die Wand 6 des inneren Rohres gemäß Bild 2b und durch die Wand 7 des innersten Rohres
gemäß Bild 2 c gebildet wird. Der Vorgang wiederholt sich auch so lange, wie das
Extraktionsmittel in derKochflasche B erhitzt und der Rückflußkühler mit einem passenden
Kühlmittel versorgt wird.
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Zur Erleichterung des Eintrittes der Flüssigkeit in das Innere des
Rohres 8 gemäß Bild 2 c kann dieses Rohr entweder schräg abgeschnitten oder mit
mehreren Öffnungen 9, wie dies das Bild 2 c zeigt, versehen sein.
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Um eine schnelle und dichte Verbindung zwischen dem Extraktor und
dem KochgefäßJ beispielsweise der Kochflasche, herzustellen, kann dieser Teil mit
passenden Schliffen, z. B. Normalschliffen, ausgestattet sein, wie es die Bilder
2a; 2b, 4b am unteren Ende des Extraktors dadurch die Schlifffläche II zeigen. Gleiches
gilt für die Verbindung zwischen dem Extraktor und dem Rückflußkühler, wie es in
den Bildern 2 a und 2b durch die Schlifffläche 12 am oberen Rande des Extraktors
angedeutet ist.
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Um den Querschnitt des inneren Rohres 7 des Bildes 2 c am oberen
Ende besonders wirksam zu machen, kann man es zu einer Kugel erweitern, die dann
mehrere verhältnismäßig große Löcher aufweisen kann, wie das im Bild 3 a dargestellt
ist.
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Man kann aber auch das obere Ende des Rohres 7 des Bildes 2 c abschneiden
und es mit einer besonderen Kappe gemäß Bild 3b abdecken, um zu vermeiden, daß die
Extraktionsflüssigkeit aus dem Rückflußkühler C in das Rohr 7 hineintropft. Naturgemäß
muß die Kappe I6 am unteren Ende passende Öffnungen aufweisen, wie dies im Bild
3 b durch die Zahlen I7 gekennzeichnet ist.
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Will man das Extraktionsgut in einem besonderen Gefäß in den Extraktor
bringen, so muß dieses Gefäß entsprechend gestaltet sein, und der Extraktor muß
die zugehörige Weite haben. Das Bild 4a zeigt eine derartige Anordnung. Zwischen
der Extraktionswand 5 und der Wand 8 ist das Einsatzgefäß, das im Bild 4b besonders
dargestellt worden ist, untergebracht. Es besteht aus den beiden Röhren 13 und 14
und ,dem für die Flüssigkeit durchlässigen Nutschenboden I5.
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Die gesamte Anordnung kann aus Glas oder einem passenden Werkstoff
angefertigt sein.
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Nach Bedarf werden die einzelnen Teile konzentrisch oder nahezu konzentrisch
ausgebildet.
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Der Erfindungsgedanke ist jedoch nicht an die strenge Einhaltung
der konzentrischen Ausbildung der einzelnen Rohrteile gebunden. Es kann z. B. das
Hebersystem allein konzentrisch ausgebildet sein und exzentrisch in dem Extrahierungsraum
angeordnet werden. Hierdurch kann unter Umständen die Anwendung von normalen Einsatznutschen
möglich werden, und es wird die Abdeckung des innersten Rohres nicht mehr notwendig
sein, da das rückgekühlte Extraktionsmittel unter Umständen nicht in dieses Rohr
fällt.
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Das Bild 5 zeigt in Strichzeichnung einen Extraktionsapparat, wiederum
aus dem eigentlichen Extraktor A gemäß Erfindungsgedanken, derKochflasche B und
dem Rückflußkühler C bestehend, in einfachster Form. Diese Teile sind mit Hilfe
von durchbohrten Korken miteinander vereinigt.