TWI630018B - 萃取裝置及萃取方法 - Google Patents

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Abstract

本發明有關一種萃取裝置，可由一物質中萃取至少一成份。萃取裝置包括一萃取槽、一萃取分離器以及一萃取冷凝器。萃取槽用以混合物質以及一萃取流體，其中萃取流體為一次臨界流體。萃取分離器連接萃取槽，由萃取槽接收並加熱萃取流體，使萃取流體氣化，以將成份與氣化的萃取流體分離。萃取冷凝器連接萃取分離器以及萃取槽，萃取冷凝器由萃取分離器接收氣化的萃取流體並將其液化，而後再將液化的萃取流體輸送至萃取槽。

Description

萃取裝置及萃取方法
本發明關於一種萃取裝置以及萃取方法，特別是關於透過一次臨界流體狀態的萃取流體，由一物質中萃取至少一成份的萃取裝置以及萃取方法。
請參閱第1圖，為一物質的三相圖。如圖所示，一物質通常可依據溫度以及壓力條件的不同，而以氣相、液相及/或固相三個型式存在。第1圖中的點A為物質的三相點，而點C為臨界點。點A的溫度為T1，壓力為P1，在點A的溫度及壓力條件下，物質的三個相可以同時存在。當壓力及溫度高於點C的壓力P2以及溫度T2時，物質將會進入超臨界狀態(supercritical state)，或稱為超臨界流體(supercritical fluid)。物質在超臨界狀態時，會同時具有氣體以及液體的特性。
超臨界流體被使用在既有的萃取裝置以及萃取方法中，但液化的超臨界氣體必須被操作在相對高的壓力條件下。舉例來說，二氧化碳的超臨界壓力必須大於7.3MPa，四氟乙烷(tetrafluoroethane)的超臨界壓力則約0.6MPa。因此，應用超臨界流體的裝置，必須在壓力設備上投資相當高 的資本。
本發明之一目的，在於提供一種萃取方法，藉由使用次臨界流體作為萃取流體，可在相對低的壓力下由一物質中萃取至少一成份，讓使用者可以以合理的資本投資來進行萃取作業。
為達上述目的，本發明提出一種萃取方法，包括以下步驟；混合一第一萃取流體以及一物質，使物質中的一第一成份溶解在第一萃取流體中，其中第一萃取流體為一次臨界流體；加熱第一萃取流體以及溶解在萃取流體中的第一成份以氣化第一萃取流體；分離第一成份以及氣化的第一萃取流體；及液化氣化的第一萃取流體。
本發明之另一目的，在於提供一種萃取裝置，可使用一相對低的壓力，且在不改變壓力的情況下，由一物質中萃取至少一成份，讓使用者可以以合理的資本投資來進行萃取程序。
為達上述目的，本發明提供一種使用次臨界流體作為萃取流體的萃取裝置，包括一萃取槽、一萃取蒸發單元、一萃取分離器以及一萃取冷凝器。萃取裝置可將一物質的一成份溶解在萃取流體中，並加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份使萃取流體氣化，使得萃取流體與成份分離，來達到由物質中萃取至少一成份的目的。
本發明之又一目的，在於提出一種萃取裝置，可藉由一萃取流體在相對低的壓力條件下從一物質中萃取至少一成份。萃取裝置可藉由導入一針閥來調節萃取流體的流速，進而調節氣化的萃取流體的壓力，透 過此方式，可以增加萃取效率。
為達上述目的，本發明提供一種使用次臨界流體作為萃取流體的萃取裝置，包括一萃取槽、一針閥、一萃取分離器以及一萃取冷凝器。萃取裝置可將一物質的一成份溶解在萃取流體中，並降低萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份的壓力，再加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，使萃取流體氣化來分離萃取流體以及成份，來達到由物質中萃取至少一成份的目的。
10‧‧‧萃取裝置
11‧‧‧萃取槽
111‧‧‧攪拌器
113‧‧‧溫度控制單元
13‧‧‧萃取蒸發單元
15‧‧‧萃取冷凝器
17‧‧‧萃取分離器
172‧‧‧加熱器
19‧‧‧萃取接收單元
20‧‧‧萃取裝置
21‧‧‧萃取槽
211‧‧‧攪拌器
213‧‧‧溫度控制單元
215‧‧‧開口
22‧‧‧排放管
23‧‧‧萃取蒸發單元
231‧‧‧第一蒸發器
232‧‧‧第二蒸發器
24‧‧‧填料管
25‧‧‧萃取冷凝器
28‧‧‧溶劑回收器
30‧‧‧萃取裝置
31‧‧‧萃取槽
315‧‧‧開口
34‧‧‧真空幫浦
35‧‧‧萃取冷凝器
36‧‧‧回收幫浦
38‧‧‧溶劑回收器
40‧‧‧萃取裝置
48‧‧‧熱幫浦系統
481‧‧‧壓縮器
482‧‧‧膨脹箱
483‧‧‧油分離器
485‧‧‧過濾乾燥器
487‧‧‧膨脹閥
489‧‧‧接收器
58‧‧‧熱幫浦系統
5811‧‧‧主壓縮器
5812‧‧‧主膨脹箱
5813‧‧‧主油分離器
5814‧‧‧主冷凝器
5815‧‧‧熱幫浦蒸發器
5817‧‧‧主膨脹閥
5819‧‧‧主接收器
5821‧‧‧壓縮器
5822‧‧‧副膨脹箱
5823‧‧‧副油分離器
5824‧‧‧副冷凝器
5825‧‧‧副過濾乾燥器
5827‧‧‧副膨脹閥
5829‧‧‧副接收器
60‧‧‧萃取裝置
62‧‧‧排放管
63‧‧‧循環管
67‧‧‧萃取分離器
70‧‧‧萃取裝置
74‧‧‧針閥
75‧‧‧萃取冷凝器
751‧‧‧蛇管
77‧‧‧萃取分離器
80‧‧‧萃取裝置
81‧‧‧萃取槽
813‧‧‧溫度控制單元
82‧‧‧循環管
85‧‧‧萃取冷凝器
851‧‧‧蛇管
86‧‧‧附加的空氣冷卻冷凝器
第1圖：為一物質的三相圖。
第2圖：為本發明萃取裝置第一實施例的方塊連接示意圖。
第3圖：為本發明萃取裝置第二實施例的方塊連接示意圖。
第4圖：為本發明萃取裝置第三實施例的方塊連接示意圖。
第5圖：為本發明萃取裝置第四實施例的方塊連接示意圖。
第6圖：為本發明萃取裝置第四實施例的一熱幫浦系統的方塊連接示意圖。
第7圖：為本發明萃取裝置第四實施例的另一熱幫浦系統的塊連接示意圖。
第8圖：為本發明萃取裝置第五實施例的方塊連接示意圖。
第9圖：為本發明萃取裝置第六實施例的方塊連接示意圖。
第10圖：為本發明第六實施例中的一壓力對溫度的變化示意圖。
第11圖：為本發明萃取裝置第六實施例的方塊連接示意圖。
第12圖：為本發明萃取方法一實施例的步驟流程圖。雖然已透過舉例方式在圖式中描述了本發明的具體實施方式，並在本文中對其作了詳細的說明，但是本發明還允許有各種修改和替換形式。本發明之圖式內容可為不等比例，圖式及其詳細的描述僅為特定型式的揭露，並不為本發明的限制，相反的，依據本發明的專利範圍之精神和範圍內，進行修改、均等構件及其置換，皆為本發明所涵蓋的範圍。
請參閱第2圖，為本發明萃取裝置第一實施例的方塊連接示意圖。萃取裝置10可由一物質中萃取出至少一成份。萃取裝置10包括一萃取槽11、一萃取蒸發單元13、一萃取分離器17以及一萃取冷凝器15。萃取槽11用以將物質以及萃取流體混合，其中萃取流體為一次臨界流體(subcritical fluid)。
次臨界流體(或一次臨界狀態的流體)是一種液化的氣體。當溫度高於沸點並且小於臨界點時，可透過增加壓力的方式，讓氣體進入液態，以形成次臨界流體。相較於使用超臨界流體作為萃取流體，使用次臨界流體作為萃取流體的優點在於，萃取設備以及萃取作業可在相對低的壓力下操作及進行。
氫氟烴(Hydrofluorocarbon，HFC)製冷劑，尤其是四氟乙烷(tetrafluoroethane)，是非常常見的萃取流體，可用於製作植物性藥物(botanicals)。這是由於這些製冷劑可直接並選擇性地萃取出流動的液體芳香 油，而非固體型式的蠟狀膏。本發明所述的四氟乙烷(tetrafluoroethane)，是泛指標準製冷劑，如R134a、R143a、R23及/或其混合物，此外亦可以是安全指數為A1的R404a、R407、R410、R417、R422、R507、R508及/或其混合物等等。
在本發明一實施例中，萃取流體可為R134a、R143a、R23及/或其混合物，此外亦可以是安全指數為A1的R404a、R407、R410、R417、R422、R507、R508及/或其混合物。
萃取槽11可用以將物質中的成份溶解在萃取流體中，來萃取物質中的成份。萃取槽11包括一攪拌器111，攪拌器111可用以攪拌並混合物質以及萃取流體，以增加萃取效率。
在本發明一實施例中，萃取槽11還包括一溫度控制單元113。溫度控制單元13可用來控制萃取槽11中的溫度，使得萃取流體可以維持在次臨界流體的狀態，並且使成份溶解在萃取流體中。
萃取蒸發單元13連接萃取槽11以及萃取分離器17。萃取蒸發單元13可由萃取槽11接收並加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份。其中萃取流體被萃取蒸發單元13加熱後，會轉變成為氣體。
在本發明一實施例中，加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，使得萃取流體氣化的過程可稱為加熱程序，且萃取蒸發單元13可執行超過一次的加熱程序。執行多次的加熱程序可純化萃取出的成份，並且確保幾乎沒有萃取流體保持在液態。
萃取分離器17連接萃取蒸發單元13以及萃取冷凝器15。萃取分離器17可由萃取蒸發單元13接收成份以及氣化的萃取流體，並將兩者 分離。
在本發明一實施例中，萃取分離器17還包括一加熱器172，而萃取分離器17也可透過加熱器172來執行加熱程序。萃取分離器17可加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，使得萃取流體氣化並且與成份分離。透過萃取分離器17再執行一次加熱程序，可純化萃取出的成份，並且確保幾乎沒有萃取流體保持在液態。
在本發明一實施例中，萃取分離器17包括一殘留物移除單元(未顯示)，例如一超聲波、熱振動機(未顯示)、真空蒸發單元或機械振動型式的殘留物移除單元，以增進萃取流體蒸發以及與欲萃取成份分離的速率。透過振動可使萃取流體加速脫離萃取分離器中所收集的萃取成份。
萃取冷凝器15連接萃取分離器17以及萃取槽11。萃取冷凝器15由萃取分離器17接收氣化的萃取流體，並將氣化的萃取流體還原成液態。舉例來說，萃取冷凝器15可藉由外部的冷卻手段來將氣化的萃取流體液化，例如透過冷凍液、氣體或外部的製冷機組單元(未顯示)。液化的萃取流體可被萃取冷凝器15回收並且輸送至萃取槽11，為下一個萃取循環做準備。
在本發明一實施例中，冷卻萃取流體並使其液化的過程稱為液化程序，而萃取流體的液化程序可以超過一次。舉例來說，萃取冷凝單元15可包括一個以上的冷凝器，來執行複數次的液化程序。複數次的液化程序可使萃取流體的冷卻更有效率，並且可確保幾乎沒有萃取流體保持在氣態。液化的萃取流體在萃取槽11、萃取蒸發單元13、萃取分離器17以及萃取冷凝器15之間的循環路徑，為一封閉的迴路系統。此循環的過程會 不斷重複，直到成份被分離並且被一萃取接收單元19接收。
在本發明一實施例中，萃取裝置10還包括一萃取接收單元19。萃取接收單元19連接萃取分離器17，並由萃取分離器17接收並儲存成份。舉例來說，萃取接收單元19可由萃取分離器17接收成份，且萃取分離器17包括殘留物移除單元(未顯示)，如熱振動機或真空蒸發單元。
在本發明一實施例中，萃取接收單元19包括一殘留物移除單元，其中殘留物移除單元可為機械振動及加熱型式，或是與萃取分離器17整合的一真空蒸發單元。
在本發明一實施例中，萃取槽11、萃取蒸發單元13、萃取分離器17、萃取冷凝器15及/或萃取接收單元19可在等壓的條件下操作。這也是使用次臨界流體以及超臨界流體作為萃取流體的主要差異。使用超臨界流體作為萃取流體時，必須要改變壓力才能將萃取流體氣化並使其與欲萃取的成份分離。
請參閱第3圖，為本發明萃取裝置第二實施例的方塊連接示意圖。萃取裝置20可執行多次的分離程序以及多次的萃取流體液化程序。多次的分離程序可使萃取流體以及成份分離得更乾淨。多次的萃取流體液化程序，則可在進入下一個萃取程序的循環之前，使氣化的萃取流體還原為液體並儲存，而幾乎不損失任何萃取流體。第二實施例中的萃取裝置20可由一物質中萃取至少一成份，萃取裝置20包括一填料管24、一萃取槽21、一排放管22、一萃取蒸發單元23、一萃取分離器17、一萃取冷凝器25、一溶劑回收器28以及一萃取接收單元19。
填料管24連接萃取槽21，並將物質輸送至萃取槽21。其中 物質可透過手動或自動的方式填入填料管24中。例如，萃取槽21可進一步與一真空系統(未顯示)連接，並在萃取槽21以及填料管24之間設置一閥門。物質可以事先被填入填料管中，當閥門關閉時，萃取槽21中的空氣可透過真空系統排空。萃取槽21中的空氣排空後，將閥門開起，便可藉由壓力差將填料管24中物質吸入萃取槽21當中。
萃取槽21與填料管24以及排放管22連接。萃取槽21用以容置並混合物質以及一萃取流體，其中萃取流體為次臨界流體。物質中的至少一成份可藉由溶解在萃取流體中，而由物質中被萃取出。萃取槽21包括一攪拌器211、一溫度控制單元213以及一開口215。與第一實施例類似，本實施例中的攪拌器211用以混合並攪拌物質以及萃取流體，以增加萃取效率。溫度控制單元213則用以控制萃取槽21的溫度，使萃取流體維持在次臨界流體的狀態，並使成份溶解在萃取流體中。
萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份可透過排放管22從萃取槽21中排出。萃取槽21中可能會遺留物質的殘留物，其中物質的殘留物可由萃取槽21的開口215排出萃取槽21。
排放管22連接萃取槽21以及萃取蒸發單元23。排放管22可由萃取槽21接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，並將萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份輸送至萃取蒸發單元23。排放管22可包括一閥門、排放馬達及/或附加的加熱系統。
萃取蒸發單元23連接排放管22以及萃取分離器17。其中萃取蒸發單元23包括一第一蒸發器231以及一第二蒸發器232。第一蒸發器231連接排放管22以及第二蒸發器232，第二蒸發器232則連接第一蒸發器231以 及萃取分離器17。
第一蒸發器231可用以由萃取槽21接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，以執行第一階段的加熱程序，並將氣化的萃取流體、溶解在萃取流體中的成份及/或萃取流體輸送至第二蒸發器232。第二蒸發器232則由第一蒸發器231接收氣化的萃取流體、溶解在萃取流體中的成份及/或萃取流體，並且使用比第一蒸發器231更高的溫度，來執行第二階段的加熱程序。而後第二蒸發器232將成份以及氣化的萃取流體輸送至萃取分離器17。
與第一實施例相似，這裡的加熱程序是指透過加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，使萃取流體氣化。透過萃取蒸發單元23執行加熱程序之後，萃取分離器17會將成份以及萃取流體分離，並進一步將分離出來的成份排放至萃取接收單元19，而氣化的萃取流體則會被輸送至萃取冷凝器25。萃取冷凝器25會將氣化的萃取流體液化，並將萃取流體輸送至溶劑回收器28儲存，以準備提供給下一個萃取循環使用。如果萃取過程是在連續的循環模式下操作，則萃取流體將不會被儲存，而是不斷地在萃取裝置20中循環流動。
在本發明第二實施例中，萃取蒸發單元23包括兩個蒸發器。然而這並不為本發明權利範圍的限制，在本發明其他實施例中，用以執行加熱程序的萃取蒸發單元23亦可僅包括一個蒸發器，或包括兩個以上串接的蒸發器。當萃取蒸發單元23包括兩個以上串接的蒸發器時，萃取蒸發單元23中的最後一個蒸發器會與萃取分離器17相連接。
萃取分離器17連接第二蒸發器232、萃取冷凝器25以及萃取 接收單元19。萃取分離器17由第二蒸發器232接收成份以及氣化的萃取流體，並將成份以及氣化的萃取流體分離。
萃取冷凝器25連接萃取分離器17以及溶劑回收器28，溶劑回收器28則連接萃取槽21。萃取冷凝器25由萃取分離器17接收並液化氣化的萃取流體，而後再將液化的萃取流體輸送至溶劑回收器28。溶劑回收器28由萃取冷凝器25接收並儲存液化的萃取流體，並將萃取流體輸送至萃取槽21，以供下一個萃取循環使用。
在本發明一實施例中，溶劑回收器28包括一冷卻機構，像是外部的冷卻手段，例如可透過冷凍液、氣體或外部的製冷機組單元，再次冷卻並液化萃取流體，以確保幾乎所有的氣化的萃取流體在進入萃取槽21之前都被液化。
在本發明另一實施例中，溶劑回收器28包括一冷卻機構，像是外部的冷卻手段，例如可透過冷凍液、氣體或外部的製冷機組單元，使萃取流體維持較低的溫度，以確保萃取流體可維持在液相。
萃取接收單元19連接萃取分離器17，且萃取接收單元19可用以由萃取接收單元接收成份，並儲存成份。
請參閱第4圖，為本發明萃取裝置第三實施例的方塊連接示意圖。如圖所示，萃取裝置30包括一萃取槽31、一萃取蒸發單元13、一萃取分離器17、一萃取冷凝器35、一真空幫浦34、一溶劑回收器38以及一回收幫浦36。
本實施例中的萃取裝置30與第一實施例中的萃取裝置10類似，主要差異在於，萃取裝置30還包括一真空幫浦34、一溶劑回收器38以 及一回收幫浦36，且萃取槽31還包括一開口315。
萃取槽31連接萃取冷凝器35，此外萃取槽31還透過回收幫浦36連接萃取分離器17以及溶劑回收器38。溶劑回收器38連接萃取冷凝器35以及回收幫浦36。真空幫浦34連接萃取分離器17以及萃取槽31。當該萃取槽31以及萃取分離器17開啟並進行清潔或填料時，真空幫浦34可將該萃取槽31以及萃取分離器17中的空氣抽除，以為下一個萃取循環做準備。
第三實施例中的萃取流程與第一實施例相同，於此便不再贅述。在此僅對萃取裝置30的萃取槽31的填料及排放過程作說明。在完成萃取流程之後，萃取槽31中可能會遺留物質及萃取流體的殘留物。萃取槽31會加熱物質跟萃取流體的殘留物，以將萃取流體的殘留物氣化，氣化的萃取流體殘留物會透過回收幫浦36被輸送至溶劑回收器38，而後再被輸送至萃取冷凝器35，而萃取槽31中的物質的殘留物則會由開口315排出。此外，回收幫浦36亦可用以壓縮溶劑回收器38中氣化的萃取流體，而壓縮後的氣化萃取流體，將會被輸送制萃取冷凝器35。在另一方面，萃取分離器17中氣化的萃取流體，亦可透過回收幫浦36被輸送至溶劑回收器38。
在本發明一實施例中，溶劑回收器38可包括回收幫浦36，例如將回收幫浦36整合在溶劑回收器38中。換句話說，萃取槽31、萃取分離器17以及萃取冷凝器35連接包括回收幫浦36的溶劑回收器38。
在本實施例中，萃取冷凝器35具有兩個功能。萃取冷凝器35的其中一個功能，是由溶劑回收器38接收氣化的萃取流體並將其液化，而後再將液化的萃取流體輸送至萃取槽31。萃取冷凝器35的另一個功能與第一實施例中的冷凝萃取器15類似，萃取冷凝器35可由萃取分離器17接收 氣化的萃取流體，並使萃取流體由氣態回復至液態，而後再將液化的萃取流體輸送至萃取槽31，為下一個萃取過程的循環作準備。
萃取蒸發單元13以及萃取分離器17的詳細構造以及實施方式，已於第一實施例中描述，於此便不再贅述。
請參閱第5圖，為本發明萃取裝置第四實施例的方塊連接示意圖。並請配合參閱第6圖，為本發明萃取裝置第四實施例的一熱幫浦系統的方塊連接示意圖。如圖所示，萃取裝置40包括一萃取槽11、一萃取蒸發單元13、一萃取分離器17、一萃取冷凝器15以及一熱幫浦系統48。
熱幫浦系統48連接萃取蒸發單元13以及萃取冷凝器15。萃取蒸發單元13及萃取冷凝器15藉由與熱幫浦系統48整合在一起，互相交換熱能。其中萃取蒸發單元13可視為熱幫浦系統48的一冷凝器，而萃取冷凝器15則可視為熱幫浦系統48的一蒸發器。透過此設置，可使熱幫浦系統48、萃取蒸發單元13以及萃取冷凝器15相互熱耦合，以進一步增加系統的效率。
熱幫浦系統48包括一膨脹箱482、一壓縮器481、一油分離器483、一接受器489、一過濾乾燥器485以及一膨脹閥487。而萃取冷凝單元15、膨脹箱482、壓縮器481、油分離器483、萃取蒸發單元13、接受器489、過濾乾燥器485以及膨脹閥487會形成一封閉的串連迴路，使得一製冷劑可在此封閉的串連迴路中循環。
在本發明一實施例中，製冷劑氣體會被萃取蒸發單元13冷卻並液化，而後會被輸送至接收器489儲存。過濾乾燥器485由接收器489接收液化的製冷劑，並濾除製冷劑中的水份及/或雜質。過濾後的液態製冷劑將會被輸送至膨脹閥487，以降低液態製冷劑的溫度以及壓力，接著被降溫 降壓後的製冷劑會被輸送至萃取冷凝器15。
液態的製冷劑將會被萃取冷凝器15加熱並氣化，而成為氣態的製冷劑。膨脹箱482由萃取冷凝器15接收氣態的製冷劑，並調整或控制氣態製冷劑的壓力，使其維持在操作範圍內。壓縮器481則用以由膨脹箱482接收並壓縮氣態的製冷劑。由於製冷劑在壓縮器中可能會與部分壓縮器481的潤滑油混合，為此油分離器483用以由壓縮器481接收氣態製冷劑，並濾除氣態製冷劑中的潤滑油，而後再將氣態的製冷劑輸送至萃取蒸發單元13，為下一個循環做準備。
萃取槽11、萃取蒸發單元13、萃取分離器17以及萃取冷凝器15的詳細構造以及實施方式，已於本發明第一實施例中描述，於此便不再贅述。
請參閱第7圖，為本發明萃取裝置第四實施例的另一熱幫浦系統的塊連接示意圖。並請配合參閱第5圖，如圖所示，萃取裝置40包括一萃取槽11、一萃取蒸發單元13、一萃取分離器17、一萃取冷凝器15以及一熱幫浦系統58。
與本發明第四實施例中的熱幫浦系統48類似，熱幫浦系統58與萃取蒸發單元13以及萃取冷凝器15連接。其中萃取蒸發單元13及萃取冷凝器15藉由與熱幫浦系統58整合在一起，互相交換熱能。其中萃取蒸發單元13可視為熱幫浦系統58的一冷凝器，而萃取冷凝器15則可視為熱幫浦系統58的一蒸發器。
熱幫浦系統58包括一主幫浦迴路以及一副幫浦迴路。主幫浦迴路包括萃取冷凝器15、一主膨脹箱5812、一主壓縮器5811、一主油分 離器5813、一主冷凝器5814、一熱幫浦蒸發器583、萃取蒸發單元13、一主接受器5819、一主過濾乾燥器5815以及一主膨脹閥5817。副幫浦迴路包括熱幫浦蒸發器583一副膨脹箱5822、一副壓縮器5821、一副油分離器5823、一副冷凝器5824、一副接受器5829、一副過濾乾燥器5825以及一副膨脹閥5827。其中主幫浦迴路以及副幫浦迴路共用熱幫浦蒸發器583。
熱幫浦系統58的主幫浦迴路以及副幫浦迴路的組成元件以及實施方式與熱幫浦系統48類似，於此便不再贅述。熱幫浦系統58與熱幫浦系統48的主要差異在於，熱幫浦系統58的主幫浦迴路以及副幫浦迴路的互相連接，是透過熱幫浦蒸發器583與主冷凝器5814連接以及主冷凝器5814與副冷凝器5824連接來達成的。
在本發明一實施例中，主幫浦迴路中的主冷凝器5814以及副幫浦迴路中的副冷凝器5824被一外部水流冷卻。
請參閱第8圖，為本發明萃取裝置第五實施例的方塊連接示意圖。如圖所示，萃取裝置60包括一萃取槽11、一排放管62、一循環管63、一萃取分離器67以及一萃取冷凝器15。本實施例中的萃取裝置60與第一實施例中的萃取裝置10類似，主要差異在於萃取裝置60不包括萃取蒸發單元13。
萃取分離器67用以執行加熱程序，並分離氣化的萃取流體以及物質。具體而言，連接萃取槽11的萃取分離器67，藉由包括一閥門、排放幫浦(未顯示)及/或加熱系統的排放管62，由萃取槽11接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份。萃取分離器67加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，使萃取流體氣化。在執行完加熱程序之後，萃取分離器67 會將氣化的萃取流體以及成份分離。
萃取冷凝器15包括一冷卻器(未顯示)，且萃取冷凝器15透過循環管63連接萃取槽11，其中循環管63包括循環幫浦、閥門及/或一加熱機制。萃取冷凝器15的加熱機制可在萃取流體進入萃取槽11之前，預先加熱萃取流體。舉例來說，循環管63可包括一加熱器，加熱器可在萃取流體進入萃取槽11之前，預先加熱萃取流體。當循環管63包括加熱器時，萃取槽11可不包括溫度控制單元113。排放管62以及循環管63可在一循環迴路中相連接。在本發明實施例中，溫度控制單元113除了用以控制萃取槽11的溫度以將萃取流體維持在次臨界流體的狀態之外，亦可用以增加萃取槽11中的萃取流體的壓力，以增加成份溶解在萃取流體中的效率。萃取槽11及萃取冷凝器15的詳細構造以及實施方式，已於本發明第一實施例中描述，於此便不再贅述。
在本發明一實施例中，萃取裝置10/20/30的操作過程包括四個模式：皂化、皂化與攪拌、皂化與循環以及連續流體循環。
第一個模式為皂化模式，萃取流體流會在萃取槽11/21/31中停留一段時間。第二個模式為皂化與攪拌，萃取流體不會循環，但萃取槽11/21/31中的成份會被攪拌。例如，成份可被萃取槽11/21/31的攪拌器111/211攪拌。第三個模式為皂化與循環，成份可透過一循環幫浦(未顯示)在萃取槽11/21/31中循環並與萃取流體接觸，並在萃取槽11/21/31、排放管62以及循環管63之間形成一短循環迴路。
換句話說，成份及萃取流體在萃取槽11/21/31中停留，以進行皂化、攪拌或循環。其中物質以及萃取流體會在短循環迴路以及長循環 迴路中循環。短循環迴路是指物質以及萃取流體在萃取槽11/21/31、排放管62以及循環管63之間循環。長循環迴路則是指物質以及萃取流體在萃取蒸發單元13/23、萃取分離器17/67以及萃取冷凝單元15/25/35之間循環，其中萃取流體會被萃取冷凝單元15/25/35液化並被輸送回萃取槽11/21/31。
第四個模式為連續流體循環，是指物質與萃取流體接觸，且萃取流體會在萃取槽11/21/31以及萃取冷凝器15/25/35之間循環。與成份混合的萃取流體會由萃取槽11/21/31中穩定地被排出，並進入萃取蒸發單元13/23。萃取蒸發單元13/23會將萃取流體氣化，以將氣化的萃取流體及成份分離，並將氣化的萃取流體輸送至萃取冷凝器15以進行液化，而後被萃取冷凝器15液化的萃取流體會再次注入萃取槽11/21/31中。
請參閱第9圖，為本發明萃取裝置第六實施例的方塊連接示意圖。並請配合參閱第10圖，為本發明第六實施例中的一壓力對溫度的變化示意圖。在前述實施例中，萃取裝置10/20/30是在等壓下操作，如第10圖中的線段TP1-TP2所示。然而萃取裝置70並非操作在等壓的條件之下。在萃取裝置70中，線段TP1-TP2會以沸點B附近作為中心順時針旋轉，而成為線段TP1’-TP2’，使得萃取過程更具效率。
萃取裝置70包括一萃取槽11、一針閥74(needle valve)、一萃取冷凝器75以及一萃取分離器77。萃取槽11與針閥74連接，且針閥74與萃取分離器77連接，而萃取分離器77則與萃取冷凝器75連接。
萃取槽11用以使物質中的成份溶解在萃取流體中。針閥74由萃取槽11接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，並降低萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份的流速，而後再將它們輸送至萃取分離器 77。在本發明一實施例中，針閥74還包括一加熱單元，加熱單元用以加熱並使針閥74中與成份混合的萃取流體蒸發。透過此方式，針閥74可降低進入萃取分離器77的萃取流體及成份的壓力，並使萃取流體蒸發，以達成如前述實施利中的萃取裝置10/20/30中的萃取蒸發單元13/23的功能。
在本發明一實施例中，萃取裝置70還包括一蛇管751(serpentine)，蛇管751連接針閥74以及萃取分離器74。且蛇管751可進一步包括一加熱單元，加熱單元可用以加熱並蒸發蛇管751中與成份混合的萃取流體。
萃取分離器77接收並加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，使萃取流體氣化，並將氣化的萃取流體與成份分離。
在本發明一實施例中，針閥74包括一可調孔徑(aperture)，可調孔徑藉由調整孔徑的大小，可調整或改變萃取分離器77中的氣體的壓力。舉例來說，當可調孔徑的大小較小時，萃取分離器77所接收的萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份的壓力會較低(如第10圖中的點TP2’，相較於萃取槽11中的壓力點TP1’，壓力較低)。這是因為當萃取分離器77加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份時，較少的萃取流體會被氣化，因此氣化後的萃取流體的壓力也會較低。
萃取冷凝器75由萃取分離器77接收並冷卻氣化的萃取流體，使氣化的萃取流體液化。而後萃取冷凝器75將液化的萃取流體輸送至萃取槽11，為下一個萃取循環做準備。
萃取分離器77用以執行加熱程序，並將氣化的萃取流體以及成份分離。加熱程序以及蒸發程序是萃取蒸發器所執行的功能，如前述 實施例中的萃取蒸發單元13/23。在本實施例中，針閥74執行第一階段的加熱程序，針閥74由萃取槽11接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，並使萃取流體與成份的混合液氣化，再將萃取流體與成份輸送至萃取分離器77。萃取分離器77則用以執行第二階段的加熱程序，以增加萃取效率，並將氣化的萃取流體與成份分離。
在本發明一實施例中，萃取分離器77亦可稱為萃取蒸發器，用以加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份。其中針閥74可降低與成份混合的萃取流體的壓力，並執行第一階段的加熱程序，而後萃取冷凝器75會將氣化的萃取流體冷卻並液化。
藉由萃取裝置70，可讓萃取過程中的壓力與溫度沿著第10圖中的線段TP1’-TP2’變化。雖然點TP1與點TP1’的溫度相同，而點TP2與TP2’的溫度相同，但相較於線段TP1-TP2，線段TP1’-TP2’離線段AC較遠。因此在TP2’的條件下，會有較多的萃取流體以氣體的型式存在，而在TP1’的條件下，會有較多的萃取流體以液體的型式存在。換句話說，萃取裝置70的萃取分離器77在分離萃取流體與成份時，將會具有較佳的分離效率。
請參閱第11圖，為本發明萃取裝置第六實施例的方塊連接示意圖。萃取裝置80亦可使萃取過程中的壓力與溫度，沿著第10圖中的線段TP1’-TP2’變化，以增進分離效率及/或萃取效率。
萃取裝置80包括一萃取槽81、一針閥74、一萃取冷凝器85以及一萃取分離器77。萃取槽81連接針閥74，萃取冷凝器85則連接萃取分離器77以及萃取槽81。其中萃取冷凝器85包括一蛇管851，蛇管851連接針閥74以及萃取分離器77。
萃取槽81用以將物質中的成份溶解在萃取流體中，針閥74由萃取槽81接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份。針閥74藉由降低萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份的流速，來蒸發與成份混合的萃取流體，並使用較低的溫度將萃取流體與成份輸送至蛇管851。
蛇管851接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，萃取冷凝器85會加熱蛇管851中的萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份。而同時，蛇管851中壓力較低的萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，會降低萃取冷凝器85中的氣體的溫度，使其冷卻並液化。在本發明實施例中，萃取裝置80的熱交換器，如蛇管851以及萃取冷凝器85，是透過熱耦合的方式連接，而非電耦合的方式連接，因此相較於萃取裝置10/20/30的連接方式，萃取裝置80的連接方式可較為簡化。萃取流體及成份的混合液可透過互相熱耦合的蛇管851以及萃取冷凝器85被加熱及蒸發，再輸送至萃取分離器77。萃取分離器77接收並加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，以氣化萃取流體，並將萃取流體與成份分離。
萃取冷凝器85使用上述的冷卻手段，將氣化的萃取流體冷卻並液化，而後再將液化的萃取流體輸送回萃取槽81以供下一個萃取循環使用。冷卻的機制，或本發明後續所述的冷卻階段，可透過冷凍液(未顯示)、熱幫浦系統48(58)或蛇管851來提供。
在本發明一實施例中，萃取冷凝器85中的氣化的萃取流體會加熱並蒸發蛇管851中的萃取流體及溶解在萃取流體中的成份，而蛇管851中的萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份則會冷卻萃取冷凝器85中的萃取流體，並使其液化。萃取冷凝器85與蛇管851熱整合在一起，以利進 行熱交換。對萃取流體及溶解在萃取流體中的成份來說，蛇管851相當於蒸發器，而在另一方面，對萃取冷凝器85中氣化的萃取流體來說，蛇管851則相當於冷凝器。
在本發明一實施例中，萃取裝置80可進一步包括一附加的空氣冷卻冷凝器86，且附加的空氣冷卻冷凝器86與萃取分離器77以及萃取冷凝器85連接。附加的空氣冷卻冷凝器86接收並冷卻氣化的萃取流體，使氣化的萃取流體液化，並將液化的萃取流體輸送至萃取冷凝器85，使其再次被冷卻，以確保氣化的萃取流體在進入萃取槽81之前，絕大多數都已轉換為液體。
在本發明一實施例中，萃取分離器77亦可被稱為萃取蒸發器，萃取分離器77用以加熱萃取流體及溶解在萃取流體中的成份。針閥74則用以降低萃取流體及溶解在萃取流體中的成份的流速，並透過萃取流體及溶解在萃取流體中的成份，來冷卻及液化萃取冷凝器85中的氣化萃取流體。換句話說，萃取分離器77(或萃取蒸發器)對蛇管851來說，可視為一第二階段的蒸發器，而萃取冷凝器85對附加的空氣冷卻冷凝器86來說，可視為一第二階段的冷凝器。
在本發明一實施例中，萃取裝置80可進一步包括一排放管22，而排放管22連接針閥74。針閥74可經由排放管22由萃取槽81接收萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份。排放管22可包括一閥門及/或一排放幫浦，使得萃取流體以及成份在萃取過程結束之後，可經由排放管22排出。循環管82亦可包括一循環幫浦、閥門及/或一加熱器，加熱器可在萃取流體進入萃取槽81之前，預先加熱萃取流體。
在本發明一實施例中，萃取裝置80的操作過程可包括四個模式：皂化、皂化與攪拌、皂化與循環以及連續流體循環。萃取裝置80的第一個模式及第二個模式與前述實施例中的萃取裝置10/20/30類似，而萃取裝置80的第四個模式則已於上述本發明第七實施例中的段落說明，於此便不再針對萃取裝置的第一個模式、第二個模式及第四個模式作說明。
萃取裝置80的第三個模式為皂化與循環。在此模式中，萃取流體會在萃取槽81的內部及外部循環。在本發明實施例中，萃取裝置80可進一步包括一循環管82，且循環管82與萃取槽81及針閥74連接。循環管82可包括一閥門、循環幫浦及/或一加熱機制，加熱機制可在萃取流體進入萃取槽81之前預先加熱萃取流體。在有加熱機制的情況下，萃取槽81可不包括溫度控制單元813。萃取流體經由排放管22由萃取冷凝器85進入萃取槽81，而物質會在萃取槽81中與萃取流體接觸。在此模式的循環過程中，萃取流體會依序在萃取槽81、循環管82、針閥74、蛇管851、萃取分離器77、萃取冷凝器85、排放管22之間循環，最後萃取流體會經由排放管22循環回萃取槽81。
萃取裝置80的第四個模式為連續流體循環。在此模式中，萃取流體會透過循環管82由萃取冷凝器85進入萃取槽81，且物質與萃取流體會在萃取槽81的內部接觸。在此模式的循環過程中，萃取流體會依序在萃取槽81、排放管22、針閥74、蛇管851、萃取分離器77、萃取冷凝器85及循環管82之間循環，最後萃取流體會經由循環管82循環回萃取槽81。
請參閱第12圖，為本發明萃取方法一實施例的步驟流程圖。如圖所示，本發明所述的萃取方法包括步驟S901、S903、S905以及步 驟S907，萃取方法可被應用於前述任何一實施例中的萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80。然而，萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80並非本發明權利範圍的限制。
萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80可用以混合物質及一萃取流體，例如萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80中的萃取槽11/21/31/81，其中萃取流體為一次臨界流體，且萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80可使得物質中的至少一成份溶解在萃取流體中，如混合程序步驟S901所示。萃取裝置可透過將至少一成份溶解在萃取流體中來萃取物質中的至少一成份。例如萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80可進一步透過混合手段來混合物質以及萃取流體來增進萃取效率。舉例來說，萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80可透過攪拌器111/211來混合物質及萃取流體。
將至少一成份溶解在萃取流體中之後，可透過萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80，如萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80中的萃取蒸發單元13/23及/或萃取分離器17/67/77，加熱萃取流體以及溶解在萃取流體中的成份，以氣化萃取流體，如加熱程序步驟S903所示。步驟S903的目的是為了使後續步驟可將萃取流體與成份分離。
加熱萃取流體及成份之後，萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80，如萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80的萃取分離器17/67/77，會將氣化的萃取流體及成份分離，如分離程序步驟S905所示。此外，當萃取流體蒸發且成份由萃取分離器排出之後，萃取流體可再被輸送或補充至萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80中。
最後，步驟S907為液化程序，萃取裝置 10/20/30/40/50/60/70/80，如萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80中的萃取冷凝器15/25/35/75/85，可將氣化的萃取流體液化。液化的萃取流體可再循環利用，例如被輸送回萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80中的萃取槽11/21/31/81與物質混合。具體來說，萃取流體可在萃取裝置10/20/30/40/50/60/70/80的封閉迴路中，重複進行萃取循環，直到所有想要被萃取的成份皆從物質中被萃取出。
在本發明一實施例中，混合程序步驟S901、加熱程序步驟5903、分離程序步驟S905及液化程序步驟S907可被重複執行至少一次。舉例來說，物質可包括一第一成份。透過本發明所述的萃取方法，可進行混合程序，混合一第一萃取流體以及一物質，使物質中的一第一成份溶解在第一萃取流體中，其中萃取流體為次臨界流體。接著進行加熱程序，加熱第一萃取流體以及溶解在第一萃取流體中的第一成份，以氣化第一萃取流體。而後進行分離程序，分離第一成份以其該氣化的第一萃取流體。最後進行液化程序，液化氣化的第一萃取流體。並重複進行混合程序、加熱程序、分離程序以及液化程序至少一次。
在本發明一實施例中，物質還可包括一第二成份。由物質中萃取第二成份的方式與萃取第一成份的方式類似，可混合一第二萃取流體以及物質，使物質中的第二成份溶解在第二萃取流體中，其中萃取流體為次臨界流體；加熱第二萃取流體以及溶解在第二萃取流體中的第二成份，以氣化第二萃取流體；分離第二成份以其氣化的第二萃取流體；液化氣化的第二萃取流體。
在本發明一實施例中，萃取方法中的所有步驟 S901/S903/S905/S907在等壓但不等溫的條件下執行，如萃取裝置10/20/30/40/50/60。萃取流體會隨著溫度或壓力的改變而由液體轉換為氣體，例如萃取槽11/21/31中的溫度壓力條件操作在第10圖中的點TP1，此時萃取流體為液態，而萃取流體在萃取分離器17/67/77中被加熱並氣化之後，氣化的萃取流體的溫度壓力條件為第10圖中的TP2。萃取裝置10/20/30/40/50/60的萃取過程的溫度壓力，會沿著第10圖中的線段TP1至線段TP2變化。
本發明的一主要優點在於，萃取流體會不斷地循環並且可安全地重覆利用，而不會被汙染。這是由於萃取流體及成份在加熱以及混合的過程中，萃取流體及成份的沸點溫度的差異相當大，大部份具揮發性的組成會被蒸發，例如萃取流體。萃取流體及成份的沸點溫度差異越大，萃取流體會越快蒸發。舉例來說，在一較佳的實施例中，成份(單松烯類，monoterpenes)的沸點在常壓下介於攝氏180至250度之間，而萃取流體的沸點溫度為25度，成份與萃取流體的沸點具有200度以上的差異，在此狀態下萃取流體非常容易蒸發或揮發，而與成份分離。相較於既有的一些萃取方法，萃取流體的沸點溫度介於攝氏60至80度之間，成份與萃取流體之間的溫度差太小，以至於萃取流體在萃取的過程中容易被汙染，而須要在每一次的批量萃取中，更換新的萃取流體。
每一種萃取流體具有獨特的溶解能力，每一種萃取流體可溶解一種物質或一系列的物質，純粹是根據萃取流體的物理特性。例如當第一萃取流體由物質中萃取出其所可萃取的所有成份時，第一萃取流體會被輸送至溶劑回收器28/38。而在物質由萃取槽11/21/31/81被移除之前，可 將與第一萃取流體具有不同物理特性的第二萃取流體導入將萃取槽11/21/31/81中，利用第二萃取流體由物質中萃取不同的成份。萃取過程會重複循環進行，直到物質中所有可被第二萃取流體萃取的成份都被萃取出為止。
換句話說，透過多次的連續萃取循環，並使用一種以上的萃取流體，可由同一物質中萃取出一種以上的成份。其中每一萃取循環包括步驟S901、步驟S903、步驟S905及步驟S907。
舉例來說，如果要從物質中萃取出第一成份以及第二成份兩種不同的成份，可使用兩個連續的萃取循環來達成。在第一個萃取循環中，可使用一第一萃取流體由物質中萃取第一成份，接著在第二萃取循環中，可使用一第二萃取流體由物質中萃取第二成份，其中第一萃取流體以及第二萃取流體皆為次臨界流體。
以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (18)

  1. 一種萃取裝置，用以由一物質中萃取至少一成份，包括：一萃取槽，用以容置並混合該物質以及一萃取流體，其中該萃取流體為一次臨界流體，該萃取槽包括一溫度控制單元，該溫度控制單元用以控制該萃取槽的溫度及壓力，使得該萃取流體的溫度高於沸點並且小於臨界點，並使得該萃取槽內的壓力大於外界的壓力，以使得該萃取流體維持在該次臨界流體的狀態，並使該物質中的至少一該成份溶解在該萃取流體中；一萃取蒸發單元，連接該萃取槽，其中該萃取蒸發單元由該萃取槽接收並加熱該萃取流體以及溶解在該萃取流體中的至少一該成份，以氣化該萃取流體；一萃取分離器，連接該萃取蒸發單元，其中該萃取分離器由該萃取蒸發單元接收並分離至少一該成份以及氣化的該萃取流體；及一萃取冷凝器，連接該萃取分離器以及該萃取槽，該萃取冷凝器由該萃取分離器接收並液化氣化的該萃取流體，並將液化的該萃取流體傳輸至該萃取槽，其中該萃取槽、該萃取蒸發單元、該萃取分離器以及該萃取冷凝器在等壓的條件下運作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取槽包括一攪拌器，用以攪拌並混合該萃取槽中的該物質以及該萃取流體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括連接該萃取分離器的一萃取接收單元，該萃取接收單元由該萃取分離器接收至少一該成份，其中該萃取接收單元包括一殘留物移除單元，該殘留物移除單元包括一熱振動機或一真空蒸發單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括連接該萃取槽以及該萃取蒸發單元的一排放管，該排放管由該萃取槽接收該萃取流體以及溶解在該萃取流體中的至少一該成份，並將該萃取流體以及溶解在該萃取流體中的至少一該成份輸送至該萃取蒸發單元，其中該排放管包括一排放幫浦、一閥門或一附加的加熱系統。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括連接該萃取槽以及該萃取冷凝器的一溶劑回收器，該溶劑回收器由該萃取冷凝器接收並儲存該萃取流體，並將該萃取流體再循環輸送至該萃取槽，其中該溶劑回收器包括一冷卻機構。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括連接該萃取槽的一填料管，用以將該物質輸送至該萃取槽，其中當該萃取槽中的空氣排空時，該物質由該填料管輸送至該萃取槽。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取蒸發單元包括一個以上的蒸發器，使得該萃取流體以及溶解在該萃取流體中的至少一成份被加熱一次以上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取冷凝單元包括一個以上的冷凝器，使得該萃取流體被冷卻一次以上，以將該萃取流體液化。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該物質以及該萃取流體停留在該萃取槽中，以進行皂化、攪拌以及循環。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中透過一種以上的萃取流體來萃取該物質中的一種以上的成份。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括連接該萃取槽以及該萃取冷凝器的一循環管，該循環管由該萃取冷凝器接收液化的該萃取流體，並將液化的該萃取流體輸送至該萃取槽，其中該循環管包括一循環幫浦、一閥門或一加熱器，其中該加熱器用以預先加熱進入該萃取槽的該萃取流體。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取流體為R134a、R143a、R23、R404a、R407、R410、R417、R422、R507或R508。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取分離器包括一殘留物移除單元，該殘留物移除單元包括一熱振動機或一真空蒸發單元。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取槽以及該萃取冷凝器與一溶劑回收器連接，該溶劑回收器包括一回收幫浦。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取槽以及該萃取分離器與一真空幫浦連接。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括：一溶劑回收器，連接該萃取冷凝器；一真空幫浦，連接該萃取槽以及該萃取分離器，其中當該萃取槽以及該萃取分離器開啟並進行清潔或填料時，該真空幫浦將該萃取槽以及該萃取分離器中的空氣抽除；及一回收幫浦，連接該萃取槽以及該溶劑回收器，其中該萃取槽加熱一萃取流體殘留物以氣化該萃取液殘留物，該萃取槽中氣化的該萃取流體殘留物透過該回收幫浦輸送至該溶劑回收器，其中該回收幫浦壓縮該溶劑回收器中的該萃取流體殘留物，並將該萃取流體殘留物輸送至該萃取冷凝器進行液化，其中液化的該萃取流體殘留物由該萃取冷凝器被輸送至該萃取槽。
  17. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，還包括連接該萃取蒸發單元以及該萃取冷凝器的一熱幫浦系統，其中該萃取蒸發單元以及該萃取冷凝器與該熱幫浦系統整合在一起以交換熱能。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的萃取裝置，其中該萃取分離器包括機械振動型式的一殘留物移除單元。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110022956B (zh) * 2016-11-26 2022-06-10 乔治·斯特彻夫 可携式萃取装置
US10870069B2 (en) * 2016-12-31 2020-12-22 George Stantchev Superheated water extraction with counterpressure system and method thereof
CN108619754A (zh) * 2018-07-03 2018-10-09 江苏省宜兴中等专业学校 一种从火龙果中提取青花素的装置
CN110857407A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 河北万岁药业有限公司 一种用于工业化生产的高效提油设备
CN109370529B (zh) * 2018-10-17 2021-03-02 浙江豪瓦特节能科技有限公司 一种适用于空气源热泵热水器的制冷剂
EP3893859A4 (en) * 2018-10-24 2022-11-09 George Stantchev DEVICE AND METHOD FOR REMOVING A COMPONENT FROM A SOLUTION
CN109876519B (zh) * 2019-02-22 2021-11-30 高云芝 一种无助滤介质的冷冻过滤机组
CN110028799B (zh) * 2019-04-12 2020-05-22 山西潞安矿业(集团)有限责任公司 一种高分散乳化蜡及其制备方法
CO2019013031A1 (es) 2019-11-21 2020-02-28 Merchan Cristian Camilo Diaz Método de extracción de componentes activos de plantas y dispositivos para tal fin
CN111437624B (zh) * 2020-04-27 2023-08-18 华南理工大学 一种咖啡组分萃取分离系统及工艺
TWI754449B (zh) * 2020-11-06 2022-02-01 陳奕齊 低溫潛熱式水萃植物精華之方法與設備
US11840462B2 (en) * 2021-01-04 2023-12-12 Massachusetts Institute Of Technology Switchable system for high-salinity brine desalination and fractional precipitation
CN112957765B (zh) * 2021-02-05 2022-11-04 中化学华陆新材料有限公司 一种超临界二氧化碳萃取节能工艺
CN113058287B (zh) * 2021-03-27 2022-12-09 安国市聚药堂药业有限公司 全自动中药萃取系统
CN112973181A (zh) * 2021-03-27 2021-06-18 合肥九茗信息科技有限公司 中药材的自动化萃取工艺
US11766629B2 (en) * 2021-10-17 2023-09-26 George Stantchev Extraction apparatus and method thereof

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2272951A (en) * 1937-11-22 1942-02-10 Morf Rudolf Process for the extraction of substances as well as mixtures of substances
US4017383A (en) * 1975-05-15 1977-04-12 Ralph M. Parsons Company Solvent deasphalting process by solvent recovery at staged pressures
US4218491A (en) * 1977-01-18 1980-08-19 The Brewing Research Foundation Hop extraction with carbon dioxide
US4328092A (en) * 1980-03-07 1982-05-04 Texaco Inc. Solvent extraction of hydrocarbon oils
US5059331A (en) * 1990-03-06 1991-10-22 Amoco Corporation Solids-liquid separation
US5707673A (en) * 1996-10-04 1998-01-13 Prewell Industries, L.L.C. Process for extracting lipids and organics from animal and plant matter or organics-containing waste streams
US6589422B2 (en) * 2000-12-18 2003-07-08 Ineos Fluor Holdings Limited Apparatus and method for extracting biomass
US20060041154A1 (en) * 2004-03-11 2006-02-23 Britt Michael L Oil extraction method
US20090166175A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Accudyne Systems, Inc. Solvent extraction and recovery

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4107383A (en) 1976-02-24 1978-08-15 Reid Brian C Electric cable insulating compositions containing coconut shell flour filler
US5080692A (en) * 1989-11-13 1992-01-14 The University Of Akron Extraction of organic sulfur from coal by use of supercritical fluids
US5932101A (en) * 1996-08-29 1999-08-03 Eastman Chemical Company Process for fluid/dense gas extraction under enhanced solubility conditions
US6554995B2 (en) * 1998-10-30 2003-04-29 Sm Technologies, Inc. Method of separating petroleum-containing material into fractions, extraction system, and extraction fluid therefor
CN1986183A (zh) * 2005-12-23 2007-06-27 赵绍强 微孔保温页岩砖的生产方法
CN100581630C (zh) * 2007-12-18 2010-01-20 华南理工大学 天然产物有效成分的超声强化亚临界水萃取方法及装置
CN102120946B (zh) * 2011-03-23 2013-03-13 江苏大学 大豆胚芽联产胚芽油、低聚糖及浓缩蛋白的方法
CN202700132U (zh) * 2012-03-15 2013-01-30 太仓市凯灵干燥设备厂 萃取罐和流体动力式强声源强化亚临界流体萃取装置
US9242189B2 (en) * 2012-12-12 2016-01-26 Continuous Extractions, Llc Continuous extractor, concentrator and dryer
ES2856727T3 (es) * 2013-02-28 2021-09-28 Swm Luxembourg Sarl Composición para preparar una bebida de té o caldos de hierbas y de verdura
CN203315790U (zh) * 2013-06-23 2013-12-04 端木凡林 亚临界流体连续萃取装置
CN105713730B (zh) * 2016-03-03 2017-04-19 湖南省农产品加工研究所 一种柑橘精油的提取方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2272951A (en) * 1937-11-22 1942-02-10 Morf Rudolf Process for the extraction of substances as well as mixtures of substances
US4017383A (en) * 1975-05-15 1977-04-12 Ralph M. Parsons Company Solvent deasphalting process by solvent recovery at staged pressures
US4218491A (en) * 1977-01-18 1980-08-19 The Brewing Research Foundation Hop extraction with carbon dioxide
US4328092A (en) * 1980-03-07 1982-05-04 Texaco Inc. Solvent extraction of hydrocarbon oils
US5059331A (en) * 1990-03-06 1991-10-22 Amoco Corporation Solids-liquid separation
US5707673A (en) * 1996-10-04 1998-01-13 Prewell Industries, L.L.C. Process for extracting lipids and organics from animal and plant matter or organics-containing waste streams
US6589422B2 (en) * 2000-12-18 2003-07-08 Ineos Fluor Holdings Limited Apparatus and method for extracting biomass
US20060041154A1 (en) * 2004-03-11 2006-02-23 Britt Michael L Oil extraction method
US20090166175A1 (en) * 2007-12-27 2009-07-02 Accudyne Systems, Inc. Solvent extraction and recovery

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