KR20150116818A - 용매 추출 장치 - Google Patents

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Abstract

용매 추출 장치가 용매 증기를 응축하기 위한 냉각기(1) 및 그 하부 단부를 향해서 제공된 깔때기(16)를 포함한다. 깔때기(16)는 상부 표면(29)을 가지고, 측벽 내에 형성된 내부 출구 포트(26)를 가지는 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구(18)가 상부 표면(29)에서 종료된다. 수직 가동 상승 막대(2)가 냉각기(1) 및 배출구(18)를 통과한다. 응축물을 위한 통로(30)의 경계를 결정하면서 동시에 포트(26)를 밀봉하도록, 상승 막대(2)의 섹션(23)이 성형된다. 액체 안내부(27)가 상부 표면(29)에 제공되어, 통로(30)를 향해서 응축물의 유동을 우선적으로 지향시킨다.

Description

용매 추출 장치{SOLVENT EXTRACTION APPARATUS}
본 발명은 용매 환류(reflux) 유형의 용매 추출 장치에 관한 것으로, 특히, 속슬렛(Soxhlet)-유형의 추출 프로세스에서의 이용을 위해서 구성된 장치에 관한 것이다.
하나의 그러한 용매 추출 장치가 US 5,961,787에 개시되어 있고, 그 전체 내용이 본원에 참조로서 포함된다. 이러한 추출 장치는, 추출 심블(thimble)과 같은, 샘플 홀더 및 용매를 수용하는 저비등 용기(lower boiling vessel)와 유밀(流蜜) 연결된 용매 증기를 응축하기 위한 냉각기의 동일-선형(co-linear) 수직 배열체(arrangement)를 포함한다. 냉각기는 응축된 용매 증기를 이송하기 위한 중앙의 하향 지향 배출구를 가지는 내부 깔때기 형상의 하부 부분으로 형성되고, 그러한 배출구의 내측 벽 부분은 포트를 구비하고, 그러한 포트를 통해서 응축된 용매 증기(또는 '응축물')이 추출 디바이스로부터 제거될 수 있을 것이다. 이러한 깔때기 형상의 하부 부분은 또한 용매 증기를 냉각기 내로 이송하기 위한 둘레 관통 홀을 구비한다. 추출 심블은 상승 막대의 하부 단부와 기계적으로 커플링될 수 있고, 상승 막대 자체는 수직 방향을 따라서 냉각기 내를 통과하도록 배열된다. 상승 막대는 추출 심블의 수직 이동을 실시하기 위해서 냉각기를 통해서 이동가능하고, 응축된 용매가 막대와 중앙의 하향 지향된 배출구의 인접한 내측 벽 부분 사이에 형성된 통로 내에서 유동할 수 있도록 하는 한편 성형된 섹션의 나머지 부분이 응축물의 유입에 대해서 포트를 폐쇄하도록, 예를 들어 사면화 또는 세로 홈 가공(bevelling or fluting)에 의해서, 성형된 제1 섹션으로 상승 막대의 하부 단부를 향해서 구성된다. 제1 섹션 아래에서, 상승 막대는, 응축된 용매가 포트 내로 유동하는 것을 허용하도록, 예를 들어 사면화, 세로 홈 가공에 의해서 또는 네크(neck)를 형성하는 것에 의해서, 성형된 제2 섹션으로 구성된다. 제2 섹션 아래에서, 막대는, 제2 섹션이 포트를 통한 응축된 용매의 유출을 허용하게 위치되도록 막대가 배치되었을 때, 냉각기의 깔때기 형상의 하부 부분의 하향 지향된 배출구에 대한 밀봉을 위한 밀봉 부재로 형성된다. 그에 따라, 상승 막대는 밸브로서 작용한다는 것을 이해할 수 있을 것이며, 수직방향을 따른 상승 막대의 이동은 냉각기 내외로의 응축된 용매의 유동을 조절할 수 있다.
이러한 공지된 장치의 문제점은, 막대의 제1 섹션이 그러한 유입에 대해서 포트를 밀봉하기 위한 의도를 가지고 배출구 내에 위치되는 상태로 막대가 배치될 때, 전형적으로 밸브가 포트를 완전히 밀봉하지 못한다는 것이고, 포트 내로의 누출이 발생할 수 있다는 것이다.
본 발명의 목적은 이러한 문제를 완화시켜 밸브를 통한 그리고 포트 내로의 누출을 감소시키는 것이다.
따라서, 용매 추출 장치가 제공되고, 그러한 용매 추출 장치는 샘플 홀더; 용매를 수용하기 위한 비등 용기; 비등 용기의 위에서 수직으로 비등 용기와 유밀 연결로 배치되는 용매 증기 응축을 위한 냉각기로서, 냉각기가 용매 응축물을 수용하기 위한 상부 표면을 가지는 비등 용기의 방향으로 하부 단부를 향하는 깔대기를 구비하고, 그러한 깔대기는 상부 표면으로부터 용매 응축물을 이송하기 위한 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구를 구비하고, 그러한 배출구는 포트가 내부에 형성되는 제1 내측 벽 부분을 포함하는, 냉각기; 및 냉각기 및 중앙 하향 세장형 배출구를 통과하고 하부 단부가 샘플 홀더에 연결가능한 수직 가동(movable) 상승 막대로서, 상승 막대는, 막대가 제1 위치에 있는 상태에서, 하향 지향된 배출구의 제2 내측 벽 부분과 협력하여 응축물을 위한 통로를 형성하도록 그리고 동시에 용매 응축물의 유입에 대해서 포트를 밀봉하기 위한 밀봉부를 형성하도록 성형된, 하부 단부를 향하는 제1 섹션으로 형성되는, 상승 막대를 포함한다. 깔대기는, 통로를 향해서 그리고 포트가 내부에 형성되는 제1 내측 벽으로부터 멀리, 응축물을 위한 우선적인(preferential) 액체 유동 방향을 제공하도록 구성된, 깔대기의 상부 표면에 위치된, 액체 안내부를 구비한다. 응축물을 포트로부터 멀리 편향시키는 것은 포트를 통한 누출을 감소시킨다.
일 실시예에서, 액체 안내부가 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구의 둘레의 일부 주위로 깔대기의 상부 표면 상에 위치된 상승된 립(lip)을 포함한다. 립은, 응축물이 통로를 따라서 자유롭게 유동할 수 있도록, 제2 내측 벽 부분에 상응하고 대체로 제2 내측 벽 부분 위에 있는 영역 내에서, 가능하게는 관통 홀에 의해서, 유체에 대해서 개방될 수 있을 것이다.
추가적인 실시예에서, 액체 안내부가 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구의 둘레의 적어도 일부 주위로 깔대기의 상부 표면 내의 홈을 포함한다. 홈은, 통로 내로의 응축물을 위한 우선적인 유동 방향을 제공하기 위해서 변화되는(varying) 깊이로 형성될 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예에서, 이러한 것의 달성을 위해서, 홈의 바닥이 통로를 향해서 경사진다.
본 발명의 구체적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 추가적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 용매 추출 장치를 도시한다.
도 2는 도 1의 장치에서 이용가능한 본 발명에 따른 깔때기 형상의 수단의 실시예의 평면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 선 A-A를 따른 횡단면을 도시한다.
도 4는 도 2의 선 B-B를 따른 횡단면을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 깔때기의 제2 실시예를 도시한다.
도 6은 발명에 따른 깔때기의 제3 실시예를 도시한다.
이제 도 1을 검토하면, 용매 추출 장치는 용매를 위한 비등 용기(5), 추출하고자 하는 샘플을 위한 추출 심블(3), 및 증발된 용매 증기를 응축하기 위한 냉각기(1)를 포함한다. 냉각기(1)는 어댑터(4)를 통해서 비등 용기(5)에 연결된다. 이러한 목적을 위해서, 어댑터(4)는 하부 단부에서 안내 링(6)을 구비하고, 그러한 안내 링은 밀봉부(28)를 가지며, 그러한 밀봉부에 의해서 비등 용기(5)가 유밀 밀봉으로 연결부(4)에 부착된다. 상승 막대(2)가 냉각기(1)를 통과한다. 막대(2)가 둥근 횡단면을 가지고, 그 하부 부분 내에서 관통홀을 가지는 적하 테두리(drip rim)(14)를 구비한다. 심블(3)은 적하 테두리(14)에 탈착식으로 고정된다. 홀은 응축된 용매의 통과를 위한 것이다. 심블(3)이 상승 막대(2)에 의해서 수직으로 이동될 수 있다.
본 실시예에서, 어댑터(4)가, 예를 들어 냉각기 너트 커플링(8)과 같은 기계적 접합부에 의해서, 냉각기(1)의 하부 부분에 부착될 수 있다. 다른 대안에 따라서, 어댑터(4)의 상부 부분 상에 배열된 클램핑 링이 냉각기(1) 상의 외측 지향형 비드(bead) 위에 클램핑될 수 있다.
비등 용기(5)의 상부 부분이 어댑터(4)의 하부 부분에 대해서 조여진다(tighten).
그에 따라, 냉각기(1)의 이러한 실시예에서, 어댑터(4) 및 비등 용기(5)가 함께 견고하게 고정되나, 물론 용이하게 분리될 수 있다. 다른 실시예에서, 어댑터(4)가 배제될 수 있을 것이다.
여기에서, 냉각기(1)는 니플(nipple)(25) 및 니플(24)을 구비하고, 니플(25)을 통해서 냉각수가 공급될 수 있고, 니플(24)을 통해서 공급 냉각수가 제거될 수 있을 것이다. 냉각기(1)의 상부 부분이 덮개 또는 유사물(15)에 의해서 밀봉되고, 그러한 덮개는 상승 막대(2) 및 냉각기(1)의 상부 부분을 둘러싼다. 이러한 방식으로, 용매가 빠져 나가지 못하거나 거의 빠져 나가지 못한다. 냉각기(1)는, 여기에서 오목한 하단(16) 형태의 깔대기를 구비한다. 깔때기(16)는 용매 증기의 배출을 위한 통과 배출 홀(17) 및 응축된 용매 증기를 위한 중앙 하향 지향 세장형 배출구(18)를 구비한다. 특정 실시예에서, 이러한 깔때기(16)는, 냉각기(1)의 하단을 향해서, 제거 가능하게 또는 영구적으로, 부착될 수 있는 분리된 요소일 수 있다. 본 발명에 따라서, 깔때기(16)가 또한 액체 안내부(27)를 구비하고, 그러한 액체 안내부는 도 2 내지 도 6을 참조하여 이하에서 더 구체적으로 설명될 것이다.
배출구(18) 내부에는, 장치의 외부로 응축물을 운송하기 위한 분지 도관(20)의 일 단부에 연결된 배출구 포트(26)가 제공된다. 배출구(18)는 상승 막대(2)의 합치되는(matching) 하부 섹션에서의 상승 막대(2)의 직경과 동일한 내측 직경을 가진다. 이러한 섹션에서, 상승 막대(2)가 부분적으로 사면 부분(23)으로 형성된다.
그에 의해서 사용 중에, 제1 비등 단계 및 후속하는 증기 응축물 추출 단계에서, 상승 막대(2)가 제1 위치로 수직으로 이동되고, 그에 따라 응축된 용매가 냉각기의 외부로, 사면 부분(23)과 배출구(18)의 인접한 내측 벽 사이에 형성된 적어도 하나의 도관(30)을 통해서 그리고 이어서 적하 테두리(14) 내의 홀을 통해서, 심블(3)로 유동할 수 있다. 이러한 단계에서, 포트(26)는, 포트(26)를 통한 그리고 분지 도관(20) 내로의 응축물의 통과에 대해서 밀봉하기 위한 밀봉 표면 부분을 가지는 사이드(side)-밸브로서 작용하는, 상승 막대(2)의 이러한 섹션의 나머지 비-사면 부분에 의해서 밀봉된다.
이러한 부분적으로 사면인 부분(23) 아래에서, 본 실시예의 상승 막대는 상승 막대(2)의 주요 부분 보다 작은 직경을 가지는 섹션(22)을 가진다. 상승 막대(2)는 섹션(22) 아래에서 밀봉 부분(21)을 구비하고, 그러한 밀봉 부분은, 사용 중에, 응축된 용매가 상승 막대(2)의 섹션(22)과 배출구(18)의 내측 벽 사이의 하단(16)의 상부 측부(side)로부터 장치 외부로 포트(26) 및 분지 도관(20)을 통해서, 예를 들어, 수집 용기(미도시)를 향해서 통과될 수 있을 때, 배출구(18)의 하부 부분에 대해서 밀봉하기 위한 그리고 제3 회수 단계 및 선택적인 제4 건조 단계에서 일종의 하단-밸브를 형성하기 위한, 상승 막대(2)의, 완전한(full) 상승과 동일한, 제2 위치에 배치되는 것으로 의도된다.
섹션(22)은, 상승 막대가 제2 위치에서 완전한 상승에 있을 때, 깔때기(16)의 상부 표면과 분지 도관(20) 사이에서 개방 연결이 얻어질 수 있게 하는 길이를 가진다.
이제, 도 1에 도시된 용매 추출 장치의 실시예에서 채용될 수 있는 도 2 내지 도 4에 도시된 깔때기(16)의 실시예를 검토한다. 깔때기(16)는, 세장형 배출구(18)를 향해서 경사지고 대체로 오목한 구성일 수 있는 상부 표면(29)을 구비한다.
배출구(18)는 상부 표면(29)에서 종료되고 배출구(18) 내에서 비스듬한 피팅(sidling fit)를 가지는 상승 막대(2)의 횡단면 치수와 실질적으로 동일한 횡단면 치수를 가진다. 배출구(18)는 제1 내측 표면 부분(32) 및 제2 내측 표면 부분(34)를 가지고, 그러한 제1 내측 표면 부분 내에는 배출구 포트(26)가 형성되고, 제2 내측 표면 부분은, 막대(2)가 그 제1 위치에 있을 때, 상승 막대(2)의 사면 부분(23)과 협력하여 적어도 하나(본 실시예에서 2개인 것으로 여기에서 도시됨)의 유동 도관(30)을 형성할 것이다.
(상부 표면(29)에 대비하여) 상승된 관통 홀(17)이 상부 표면(29)의 둘레 주위에 제공되어, 용매 증기가 냉각기(1) 내로 통과할 수 있게 한다.
액체 안내부(27)가 깔때기(16)의 상부 표면(29)에서 배출구(18) 주위에 위치된다. 이러한 안내부(27)는, 냉각기(1) 외부로의 그리고 심블(3)을 향한 응축물의 유동을 위한 도관(들)(30)을 형성하는 제2 내측 표면(34)을 향해서 우선적으로 상부 표면(29) 상에서 응축물을 안내하도록 구성된다. 이러한 방식에서, 안내부(27)는 응축물을 제1 내측 표면(32)으로부터 멀리 전환하고 그에 의해서 포트(26) 내로의 응축물의 누출을 감소시키는 역할을 한다.
본 실시예에서, 액체 안내부(27)는, 적어도 제1 내측 표면(32)에 상응하고 대체로 제1 내측 표면(32) 위에 있는 영역 내에서, 배출구(18) 주위로 연장되는 (상부 표면(29)에 대비하여) 상승된 립 형태이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 깔때기(16)의 실시예에서, 이러한 립(27)은, 일반적으로 세장형 배출구(18)의 제2 내측 벽 부분(34) 위에서, 상부 표면(29)에서의 도관(30)의 말단에 상응하는 개구부를 가지는 대체로 'C' 형상이다.
도 5에 도시된 깔때기(16)의 제2 실시예에서, 액체 안내부(27)는 다시, 여기에서, 상부 표면(29)에서 배출구(18) 주위로 완전히 연장되는 상승된 립 형태이다. 상승된 관통 홀(17)(여기에서 6개가 도시됨)이 또한 용매 증기의 관통 유동을 위해서 상부 표면(29)에 제공된다. 상승 막대(2)가 또한 그 제1 위치에서 도시되어 있고, 본 실시예에서, 그러한 제1 위치에서, 막대(2)는, 상기의 위치에서 배출구(18)의 제2 내측 벽 부분(미도시)과 협력하여 깔때기(16) 외부로의 응축물 유동을 위한 유동 도관(30)을 형성하는, 2개의 사면 부분(23)을 구비한다.
립(27)의 측벽(38)이 하나 이상의 홀(35)을 구비하고, 그러한 하나 이상의 홀은, 사용시에, 상승 막대(2)의 사면 부분(들)(23)에 상응할 것이고 그에 따라 배출구(18)의 제2 내측 벽 부분(미도시) 위에 일반적으로 위치된다. 이러한 홀(35)은, 사용시에, 깔때기(16)의 상부 표면(29)으로부터 유동 도관(들)(30) 내로 그리고 분지 도관(미도시)으로부터 멀리 응축물의 우선적인 통과를 제공하기 위한 것이다.
도 6에 도시된 깔때기(16)의 제3 실시예에서, 액체 안내부는, 여기에서 실질적으로 모든 배출구(18) 주위로 연장되는, 깔때기(16)의 상부 표면(29) 내의 홈(36)으로서 제공된다. 홈(36)은, 제2 내측 벽 부분(34)을 향해서 홈(36) 내의 우선적 액체 유동 방향을 제공하도록 경사진 바닥(37)을 가진다. 그에 따라, 도 6의 실시예에 따라서, 홈(36)이 제2 내측 벽 부분(34)을 향하는 방향으로 더 깊어지기 시작한다. 본 실시예에서, 상승 막대(2)는, 사용 중에, 응축물을 위한 통로(30)를 형성하기 위해서 제2 내측 벽 부분(34)과 협력하기 위한 단일 사면(40)을 구비한다.

Claims (8)

  1. 용매 추출 장치로서:
    샘플 홀더(3);
    용매를 수용하기 위한 비등 용기(5);
    비등 용기(5)의 위에서 수직으로 비등 용기(5)와 유밀 연결로 배치되는 용매 증기 응축을 위한 냉각기(1)로서, 상기 냉각기(1)가 용매 응축물을 수용하기 위한 상부 표면(29)을 가지는 비등 용기(5)의 방향으로 하부 단부를 향하는 깔대기(16)를 구비하고, 상기 깔대기(16)는 또한 상기 상부 표면(29)으로부터 용매 응축물을 이송하기 위한 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구(18)를 구비하고, 상기 배출구(18)는 포트(26)가 내부에 형성되는 제1 내측 벽 부분(32)을 포함하는, 냉각기(1); 및
    상기 냉각기(1) 및 중앙 하향 세장형 배출구(18)를 통과하는 수직 가동 상승 막대(2)로서, 상기 상승 막대(2)는, 상기 막대(2)가 제1 위치에 있는 상태에서, 상기 하향 지향된 배출구(18)의 제2 내측 벽 부분(34)과 협력하여 응축물을 위한 통로(30)의 경계를 결정하도록 그리고 동시에 용매 응축물의 유입에 대해서 상기 포트(26)를 밀봉하기 위한 밀봉부를 형성하도록 성형된, 제1 섹션(23, 40)으로 형성되는, 상승 막대를 포함하고;
    상기 깔때기(16)가, 상기 제2 내측 벽 부분(34)을 향해서 응축물의 유동을 우선적으로 지향시키도록 구성된 액체 안내부(27, 36)를 깔대기의 상부표면(29)에 구비하는, 용매 추출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체 안내부가 상기 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구(18)의 둘레의 적어도 일부 주위로 상기 깔때기(16)의 상부 표면(29) 상에 위치된 상승된 립(27)을 포함하는, 용매 추출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상승된 립(27)이 상기 제1 내측 벽 부분(32)에 상응하는 영역 내에서 상기 세장형 배출구(18)의 둘레 주위로 연장되고 상기 제2 내측 벽 부분(34)에 상응하는 영역 내에서 개방되는, 용매 추출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상승된 립(27)이 대체로 'C' 형상인, 용매 추출 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상승된 립(27)이 상기 배출구(18)의 둘레를 둘러싸고 상기 제2 내측 벽 부분(34)에 상응하는 영역 내에서 적어도 하나의 관통 홀(35)을 구비하는, 용매 추출 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액체 안내부가 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구(18)의 둘레의 적어도 일부 주위로 상기 깔대기(16)의 상부 표면(29) 내의 홈(36)을 포함하는, 용매 추출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 홈(36)은, 상기 세장형 배출구(18)의 제2 내측 벽 부분(34)을 향해서 우선적 액체 유동 방향을 제공하도록 경사진 바닥(37)을 가지는, 용매 추출 장치.
  8. 용매 추출 장치 내에서 용매 증기를 응축하기 위한 냉각기(1)로서, 상기 냉각기(1)는, 하부 단부를 향해서, 용매 응축물을 수용하기 위한 상부 표면(29) 및 상기 상부 표면(29)으로부터 용매 응축물을 이송하기 위한 중앙의 하향 지향된 세장형 배출구(18)를 가지는 깔대기(16)를 구비하고, 상기 배출구(18)는 포트(26)가 내부에 형성되는 제1 내측 벽 부분(32) 및 응축물을 위한 통로(30)의 경계를 결정하는 제2 내측 벽 부분(34)을 포함하고; 상기 깔때기(16)가, 상기 제2 내측 벽 부분(34)을 향해서 응축물의 유동을 우선적으로 지향시키도록 구성된 액체 안내부(27, 36)를 깔대기의 상부표면(29)에 가지는, 냉각기.
KR1020157018173A 2013-02-05 2013-02-05 용매 추출 장치 KR102075189B1 (ko)

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