TW201335362A - 連續式超臨界細胞爆破及萃取系統 - Google Patents

Abstract

一種連續式超臨界細胞爆破及萃取系統，其主要係利用細胞爆破機將原物料作細胞爆破後，再利用萃取槽對原物料作萃取，藉以將欲萃取物萃取析出，然後利用分餾槽依據欲萃取物不同之物質特性以分餾不同之萃取液，同時藉由第一原料槽與第二原料槽供原物料之置放，即可連續的作細胞爆破作業及萃取、分餾作業，而不需等待爆破作業、排渣作業及萃取作業全部完成後始可進行下一次細胞爆破作業、排渣作業及萃取作業；藉此，俾提供一種可連續進料作細胞爆破且可連續作萃取，進而可提高作業效率及方便性之細胞爆破及萃取系統。

Description

連續式超臨界細胞爆破及萃取系統

本發明係為一種連續式超臨界細胞爆破及萃取系統，特別是一種可連續進料作細胞爆破且可連續作萃取，進而可提高作業效率及方便性之細胞爆破及萃取系統。

按，在一液體或固體物料中加入某種溶劑，將其中的可溶性溶質(如：精油)分離之操作，稱為「萃取」；而為提高萃取之方便性、快速性與高純度性，目前之萃取作業係將原物料置於一高壓槽中，將超臨界流體輸入高壓槽中，並使高壓槽中之壓力及溫度上升，使超臨界流體得以將欲萃取物析出，然後將超臨界流體及欲萃取物之混合流體送入分離器，俾將超臨界流體及欲萃取物分離析出以收集欲萃取物。

惟查，由於習用之萃取方式需將分批將原物料置於高壓槽中，然後輸入超臨界流體後再進行升溫升壓，待萃取作業完成後，則需將萃取物、超臨界流體及殘渣排出完全排出高壓槽及分離器後，始可再排入原物料以進行萃取作業；因此其必須將原物料分批逐次萃取，且需等待將萃取物、超臨界流體及殘渣排出後才可再次進料，故其需耗時等待進料、萃取而無法連續作業，進而有費時費力之缺失者。

本發明之主要目的，在於提供一種可連續進料作細胞爆破且可連續作萃取，進而可提高作業效率及方便性之細胞爆破及萃取系統。

為達到上述目的，本發明之連續式超臨界細胞爆破及萃取系統，包含有一第一原料槽、細胞爆破機、流體貯存槽、第一氣液分離器、第二原料槽、萃取槽、第二氣液分離器與至少一個以上之分餾槽；其中：第一原料槽，係提供原物料之置放，第一原料槽並與細胞爆破機連接，使第一原料槽中原物料可排入細胞爆破機中；細胞爆破機，係與第一原料槽、流體貯存槽、第一氣液分離器及第二原料槽連接，細胞爆破機內設有濾網，令細胞爆破機可將流體貯存槽輸入之高壓流體經升溫升壓後使形成超臨界流體，利用超臨界流體對原物料作細胞爆破作業，並藉由濾網之過濾以將超臨界流體導入第一氣液分離器中，並將爆破後之原物料碎屑排至第二原料槽中；流體貯存槽，係用以貯存高壓流體，並與細胞爆破機及萃取槽連接，該流體貯存槽並連結有第一增壓泵浦及第二增壓泵浦，藉以將流體貯存槽內之高壓流體輸送進入細胞爆破機及萃取槽中；第一氣液分離器，係與細胞爆破機及第二原料槽連接，用以將細胞爆破機所排入之超臨界流體作氣、液分離，該第一分離器並連結一輸送泵浦，藉以將分離後之氣體輸送回收至流體貯存槽，並將分離後之液體導入第二原料槽中；第二原料槽，係與細胞爆破機及第一氣液分離器連接，以提供經細胞爆破機爆破後原物料碎屑之置放，且可將自第一氣液分離器所導入之液體與原物料碎屑混合，藉以將原物料碎屑及流體排入萃取槽中；萃取槽，係與流體貯存槽、第二原料槽、第二氣液分離器及分餾槽連接，萃取槽內並設有濾網，令萃取槽可將流體貯存槽所輸入之高壓流體經升溫升壓後使形成超臨界流體，利用超臨界流體可析出萃取物，並將該萃取物隨超流界流體導入分餾槽中，待萃取作業完成後，藉由該濾網之過濾，使超流界流體得以排至第二氣液分離器，而經萃取後之殘渣則可由萃取槽排出至廢料收集槽中，該萃取槽並連結有一修飾劑貯存槽與一加壓泵浦，藉由加壓泵浦可將修飾劑貯存槽中之修飾劑輸送至萃取槽中；第二氣液分離器，係與第一氣液分離器、萃取槽及分餾槽連接，用以將所排入之超臨界流體作氣、液分離，藉以將分離後之氣體及液體回收至第一氣液分離器以再回收利用；分餾槽，係利用萃取物不同之物質特性，以將自萃取槽所輸入之萃取物及超臨界流體分餾析出，並將分餾出之物質收集至收集瓶中，該分餾出之超臨界流體導入第二氣液分離器中；藉此，俾提供一種可連續進料作細胞爆破且可連續作萃取，進而可提高作業效率及方便性之細胞爆破及萃取系統。

有關本發明為達到目的所運用之技術手段及其方法，茲謹再配合第一圖所示之系統圖，詳細說明如下：

如第一圖所示，本發明之連續式超臨界細胞爆破及萃取系統，包含有一第一原料槽10、細胞爆破機20、流體貯存槽30、第一氣液分離器40、第二原料槽50、萃取槽60、第二氣液分離器70與至少一個以上之分餾槽80；其中：第一原料槽10(請同時參閱第一圖所示)，係提供原物料之置放，第一原料槽10並與細胞爆破機20連接，使第一原料槽10中原物料可排入細胞爆破機20中。

細胞爆破機20(請同時參閱第一圖所示)，係與第一原料槽10、流體貯存槽30、第一氣液分離器40及第二原料槽50連接，細胞爆破機20內設有濾網(圖中未揭示)，令細胞爆破機20可將流體貯存槽30輸入之高壓流體經升溫升壓後使形成超臨界流體，利用超臨界流體對原物料作細胞爆破作業，並藉由濾網(圖中未揭示)之過濾以將超臨界流體導入第一氣液分離器40中，並將爆破後之原物料碎屑排至第二原料槽50中。

流體貯存槽30(請同時參閱第一圖所示)，係用以貯存高壓流體(如：CO₂氣體)，並與細胞爆破機20及萃取槽60連接，該流體貯存槽30並連結有第一增壓泵浦31及第二增壓泵浦32，藉以將流體貯存槽30內之高壓流體輸送進入細胞爆破機20及萃取槽60中。

第一氣液分離器40(請同時參閱第一圖所示)，係與細胞爆破機20及第二原料槽50連接，用以將細胞爆破機20所排入之超臨界流體作氣、液分離，該第一分離器40並連結一輸送泵浦41，藉以將分離後之氣體輸送回收至流體貯存槽30，並將分離後之液體導入第二原料槽50中。

第二原料槽50(請同時參閱第一圖所示)，係與細胞爆破機20及第一氣液分離器40連接，以提供經細胞爆破機20爆破後原物料碎屑之置放，且可將自第一氣液分離器40所導入之液體與原物料碎屑混合，藉以將原物料碎屑及流體排入萃取槽60中。

萃取槽60(請同時參閱第一圖所示)，係與流體貯存槽30、第二原料槽40、第二氣液分離器70及分餾槽80連接，萃取槽60內並設有濾網(圖中未揭示)，令萃取槽60可將流體貯存槽30所輸入之高壓流體經升溫升壓後使形成超臨界流體，利用超臨界流體可析出萃取物，並將該萃取物隨超流界流體導入分餾槽80中，待萃取作業完成後，藉由該濾網(圖中未揭示)之過濾，使超流界流體得以排至第二氣液分離器70，而經萃取後之殘渣則可由萃取槽60排出至廢料收集槽61中，該萃取槽60並連結有一修飾劑貯存槽62與一加壓泵浦63，藉由加壓泵浦63可將修飾劑貯存槽62中之修飾劑輸送至萃取槽60中。

第二氣液分離器70(請同時參閱第一圖所示)，係與第一氣液分離器40、萃取槽60及分餾槽80連接，用以將所排入之超臨界流體作氣、液分離，藉以將分離後之氣體及液體回收至第一氣液分離器50以再回收利用。

分餾槽80(請同時參閱第一圖所示)，係利用萃取物不同之物質特性，以將自萃取槽60所輸入之萃取物及超臨界流體分餾析出，並將分餾出之物質收集至收集瓶81中，該分餾出之超臨界流體導入第二氣液分離器70中。

藉由上述構造，如第二圖所示，將第一原料槽10中之原物料輸及流體貯存槽30之高壓流體輸送至細胞爆破機20中，細胞爆破機20則對原物料及高壓流體加壓升溫，使高壓流體形成與原物料之細胞高度相溶之超臨界流體，然後使細胞爆破機20與第一氣液分離器40連通，細胞爆破機20內之超臨界流體得以快速匯入第一氣液分離器40中，使原物料因壓力瞬間變小而快速氣化，以完成細胞爆破作業，同時藉由細胞爆破機20內所設濾網(圖中未揭示)之阻隔，令細胞爆破機20內原物料之細胞碎屑可留置於細胞爆破機20內，然後即可將該原物料碎屑輸送至第二原料槽50存放，該細胞爆破機20即可再次進料作爆破作業，第一氣液分離器40則對其內之超臨界流體分離析出氣體及液體，並將分離析出之氣體經輸送泵浦41送回流體貯存槽30以供再利用，而分離出之液體則輸送至第二原料槽50存放；然後將第二原料槽50中之碎屑及液體排入萃取槽60，同時將流體貯存槽30之高壓流體輸入萃取槽60中，並對萃取槽60中之碎屑及高壓流體升溫升壓，高壓流體形成與欲萃取物高度相溶之超臨界流體以析出萃取物，然後使萃取槽60與分餾槽80連通，令欲萃取物與超臨界流體得以持續輸送至分餾槽80中，待完成萃取時間後，流體貯存槽30即不再輸入高壓流體，並關閉萃取槽60與分餾槽80之連通，然後使萃取槽60與第二氣液分離器70形成連通，並藉由濾網(圖中未揭示)之阻隔，使超流界流體得以匯入第二氣液分離器70中，而原物料殘渣即留置於萃取槽60中，然後可令殘留於萃取槽60中之殘渣即可輸出至廢料收集槽61，即可再次進料以進行萃取作業；而該若干的分餾槽80依據欲萃取物不同之物質特性對欲萃取物進行分餾，即可分餾出不同之萃取液，並將分餾出之超臨界流體輸送至第二氣液分離器70，藉以對超臨界流體作氣、液分離，俾將超臨界流體再導入第一氣液分離器40，以將超臨界流體分離氣、液體以回收再利用。

由是，從以上所述及圖示可知，本發明確具有如下之優點：

(一)由於本發明係先將原物料作細胞爆破作業，將爆破後之碎屑存放於第二原料槽中以供萃取槽進料，使該細胞爆破機可持續進料作爆破作業，而不需費時等待萃取槽之萃取作業完成才可進料以進行爆破作業；而該萃取槽萃取完成將殘渣排出後，即可繼續自第二原料槽進料以再進行萃取作業，而不需等待細胞爆破機完成爆破作業才可進行萃取；因此，本發明確可不需耗時等待細胞爆破機之爆破作業，亦不需耗時等待萃取槽之萃取作業完成，即可連續進料，使細胞爆破及萃取作業可連續進行而不需費時等待，進而有助萃取作業之順利進行者。

(二)本發明藉由將細胞爆破機與萃取槽獨立作業，因此細胞爆破作業及萃取作業即可分別進行，該細胞爆破機及萃取槽即可連續進料、連續作業，進而可提高之萃取速度，而不致因等待造成作業停頓，進而降低生產效率。

(三)由於本發明係先將原物料作細胞爆破作業後，再利用超臨界流體進行萃取作業後，再分餾出不同之萃取物，相較於習用萃取作業係直接將細胞爆破後之物質進行分餾析出所得之萃取物，本發明所萃取出萃取物之純度確較以習用技術所萃取出萃取物之純度為高，且品質亦較佳。

由上述可知，本發明之連續式超臨界細胞爆破及萃取系統確具有高度之新穎性及進步性，且確為未曾有過者，誠以符合發明專利之要件，爰依法提出發明專利之申請，並祈賜專利禱。

惟以上所述者，僅為本發明之一可行實施例，並不能以之限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明所涵蓋之範圍內。

10．．．第一原料槽

20．．．細胞爆破機

30．．．流體貯存槽

31．．．第一增壓泵浦

32．．．第二增壓泵浦

40．．．第一氣液分離器

41．．．輸送泵浦

50．．．第二原料槽

60．．．萃取槽

61．．．收集槽

62．．．修飾劑貯存槽

63．．．加壓泵浦

70．．．第二氣液分離器

80．．．分餾槽

81．．．集收瓶

第一圖係本發明之構造示意圖。

第二圖係本發明作細胞爆破及萃取作業之構造示意圖及流程圖。

10．．．第一原料槽

20．．．細胞爆破機

30．．．流體貯存槽

31．．．第一增壓泵浦

32．．．第二增壓泵浦

40．．．第一氣液分離器

41．．．輸送泵浦

50．．．第二原料槽

60．．．萃取槽

61．．．收集槽

62．．．修飾劑貯存槽

63．．．加壓泵浦

70．．．第二氣液分離器

80．．．分餾槽

81．．．集收瓶

Claims (1)

1. 一種連續式超臨界細胞爆破及萃取系統，包含有一第一原料槽、細胞爆破機、流體貯存槽、第一氣液分離器、第二原料槽、萃取槽、第二氣液分離器與至少一個以上之分餾槽；其中：第一原料槽，係提供原物料之置放，第一原料槽並與細胞爆破機連接，使第一原料槽中原物料可排入細胞爆破機中；細胞爆破機，係與第一原料槽、流體貯存槽、第一氣液分離器及第二原料槽連接，細胞爆破機內設有濾網，令細胞爆破機可將流體貯存槽輸入之高壓流體經升溫升壓後使形成超臨界流體，利用超臨界流體對原物料作細胞爆破作業，並藉由濾網之過濾以將超臨界流體導入第一氣液分離器中，並將爆破後之原物料碎屑排至第二原料槽中；流體貯存槽，係用以貯存高壓流體，並與細胞爆破機及萃取槽連接，該流體貯存槽並連結有第一增壓泵浦及第二增壓泵浦，藉以將流體貯存槽內之高壓流體輸送進入細胞爆破機及萃取槽中；第一氣液分離器，係與細胞爆破機及第二原料槽連接，用以將細胞爆破機所排入之超臨界流體作氣、液分離，該第一分離器並連結一輸送泵浦，藉以將分離後之氣體輸送回收至流體貯存槽，並將分離後之液體導入第二原料槽中；第二原料槽，係與細胞爆破機及第一氣液分離器連接，以提供經細胞爆破機爆破後原物料碎屑之置放，且可將自第一氣液分離器所導入之液體與原物料碎屑混合，藉以將原物料碎屑及流體排入萃取槽中；萃取槽，係與流體貯存槽、第二原料槽、第二氣液分離器及分餾槽連接，萃取槽內並設有濾網，令萃取槽可將流體貯存槽所輸入之高壓流體經升溫升壓後使形成超臨界流體，利用超臨界流體可析出萃取物，並將該萃取物隨超流界流體導入分餾槽中，待萃取作業完成後，藉由該濾網之過濾，使超流界流體得以排至第二氣液分離器，而經萃取後之殘渣則可由萃取槽排出至廢料收集槽中，該萃取槽並連結有一修飾劑貯存槽與一加壓泵浦，藉由加壓泵浦可將修飾劑貯存槽中之修飾劑輸送至萃取槽中；第二氣液分離器，係與第一氣液分離器、萃取槽及分餾槽連接，用以將所排入之超臨界流體作氣、液分離，藉以將分離後之氣體及液體回收至第一氣液分離器以再回收利用；分餾槽，係利用萃取物不同之物質特性，以將自萃取槽所輸入之萃取物及超臨界流體分餾析出，並將分餾出之物質收集至收集瓶中，該分餾出之超臨界流體導入第二氣液分離器中；藉此，俾提供一種可連續進料作細胞爆破且可連續作萃取，進而可提高作業效率及方便性之細胞爆破及萃取系統。