WO1994016791A1 - Solvent extraction process and unit and in-line apparatus made of such extraction units, in particular with solvent recovery - Google Patents

Solvent extraction process and unit and in-line apparatus made of such extraction units, in particular with solvent recovery Download PDF

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WO1994016791A1
WO1994016791A1 PCT/DE1994/000039 DE9400039W WO9416791A1 WO 1994016791 A1 WO1994016791 A1 WO 1994016791A1 DE 9400039 W DE9400039 W DE 9400039W WO 9416791 A1 WO9416791 A1 WO 9416791A1
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solvent
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Witoslaw Wenta
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C. Gerhardt Fabrik Und Lager Chemischer Apparate Gmbh & Co. Kg
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    • G01N1/4055Concentrating samples by solubility techniques
    • G01N2001/4061Solvent extraction

Definitions

  • the present invention relates to a method for solvent extraction using an extraction unit consisting of a sample vessel for receiving the extraction solvent and a sample basket for the sample to be examined, from a heating plate for the sample vessel, and from a water cooler for the rising vapors of the extraction solvent, whereby an upward open overflow unit with a collection space open to the water cooler with a defined limited volume is arranged in a center piece of the extraction unit between the water cooler and the sample vessel above the sample basket, which has an outlet with a drain pipe to one has outer solvent collecting vessel and an inflow or overflow to the sample vessel, and wherein when the overflow unit is closed, the extraction by boiling the sample in the extraction solvent by means of liquid extraction and by additional leaving steam extraction as well as the collection of the solvent for solvent recovery takes place, - and whereby either on the one hand through the drain on the Sequence of the changeover from liquid to steam extraction by lowering the level in the solvent vessel below the.
  • the sample and the changeover to the removal of the collected extraction solvent is carried out, and - in the boiling phase, the rising solvent vapors condense in the water cooler and are completely returned to the sample vessel as condensate in the overflow unit and via their overflow or inflow with the drain closed, as well as in the steam phase the extraction solvent overflows or runs off in the overflow unit, so that the wetted sample is washed out during steam extraction, or that after the boiling phase the sample basket is only adjusted above the liquid level via a longitudinal adjustment device of the extraction solvent is drawn in order to carry out the washing out of the sample in the condensed solvent vapors during the steam extraction, the level then then being reduced.
  • the collection space has a ' defined known volume, which is limited by the arrangement of the overflow to the sample vessel, and also a drain to the outer solvent collecting vessel.
  • the entire level of the extraction solvent is carried out by a continuous outflow process of the vapors of the extraction solvent that collect in the funnel-shaped overflow unit and condense on the water cooler by merely lowering the level of the external barrier to be actuated ⁇ or control valve, which is opened via a time program until the solvent level is below the sample, for example during the transition from liquid to vapor extraction. Due to its weight, the extraction solvent runs independently through the open shut-off or control valve into the outer, lower-lying solvent collecting vessel.
  • the sample basket is only removed without lowering the Liquid levels above this with a length adjustment. pulled towards.
  • a simple overflow unit is used, which only serves to collect the solvent to be recovered.
  • the extraction solvent drips directly through a lower opening into the sample vessel.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device for solvent extraction, in which a change in the extracted part during the lowering and collection of the extraction solvent to be recovered, in particular also in the case of automated extraction units in multi-digit operation, is avoided as. no different residual amounts of solvent are formed.
  • the invention is based on the idea of improving the known methods in such a way that the setting and changing of the liquid level in the sample vessel programs for solvent extraction and / or for lowering the liquid level during the solvent recovery of the extraction solvent, in particular predetermined, repeatable amounts takes place, the residual amounts of the extraction solvent occurring after a certain time being reproducible within narrow limits. It should, in particular, certain "residual amounts of the extraction solvent has been present with the extracted part in the sample container after the end of solvent recovery. In this respect, a change in extracted components (eg fats) during the lowering and collection of the extraction solvent to be extracted in automated, multi-digit operation is particularly intended existing series device can be avoided.
  • extracted components eg fats
  • a method according to claim 1 is provided in a method of the type mentioned at the outset.
  • the extraction solvent evaporates and several equal amounts by repeated complete
  • the filling and emptying of the collecting space of the overflow unit is collected, lowered and passed into the outer solvent collecting vessel until only a predetermined remainder of the extraction solvent with the constituent to be extracted is present in the sample vessel, and b) that the collecting space of the Overflow unit is then emptied for a short time after filling its predetermined defined volume in order to lower the liquid level of the solvent to a remaining amount predetermined at a certain defined point in time, even if the energy supply is imprecise the collecting space also includes the amount of extraction solvent present in the drain pipe to the solvent collecting vessel upstream of a siphon valve or a suction pump, and that c) subsequently or later the residual solvent is evaporated without changing the component then extracted.
  • a new lowering principle is thus used in the transition between the boiling phase and the vapor phase and for collecting the extraction solvent to be recovered in the overflow unit, by arranging one with a collecting space in the sample vessel instead of a mere funnel-shaped overflow unit, which has a defined amount of the evaporation solvent not only can be absorbed, but which can also be repeatedly removed. This amount is collected several times in accordance with the type of solvent and is emptied exactly several times at certain times. For solvent recovery, it is provided that the solvent is only lowered and discharged into the collection container until there is only a residue of preferably 1-2 mm of solvent in the sample vessel.
  • the sample vessel is lifted off the heating plate, for example slightly (5 mm), so that the remaining solvent evaporates without the component to be extracted changing, ie without the fat to be extracted being oxidized, for example.
  • the present invention is therefore based on the idea that an exact lowering of the level can be achieved if a quantized emptying of the overflow unit or of the individual collecting spaces having a predetermined constant volume is possible, and an emptying at certain times, thus takes place in suitably short periods of time, for example by means of a suction or compressed air pulse.
  • Such short emptying times of the extraction solvents present in the collecting rooms with certain predetermined volumes are possible that a different drip rate which arises due to inaccurate energy supply does not fail. has an impact. It is possible that. Limit the error limit with regard to the amount of the remaining amount of the extraction solvent with the extracted constituent (eg fat) in the sample vessel to below + 1 / -1%.
  • the liquid level must be reduced discontinuously, several times with the time required to empty the collecting space, to the level of steam extraction or the residual solvent quantity, between the beginning there are sufficient periods of time for the filling and the subsequent emptying and the emptying takes place only at certain points in time, that is to say in such short-term periods of time that the quantity of the extraction solvent drawn through the collecting space cannot be falsified despite the indefinite supply of energy and heating.
  • control of the short-term emptying of the collecting space takes place in each case by a pressure emptying, a pressure medium being supplied above the overflow unit in the water cooler which is open at the top, or by the suction effect of a pump connected to the outflow of the collecting space, which only works during the discharge of the defined volume of the extraction solvent is effective in the collecting space.
  • the defined volume of extraction solvent accommodated in the collecting space is pressed through the drain pipe connected to the outlet of the collecting space and leading to the outer solvent collecting vessel. It is preferably provided in this pipe section a U-pipe section of a suitable height, so that the extraction solvent present in the collecting space can be removed without a shut-off valve only during the short supply of compressed air. It is also possible to empty the collecting space by arranging a diaphragm pump in the drain pipe and, for example, by arranging the solvent collecting vessel below the collecting space of the overflow unit and by opening a shut-off valve in the drain pipe.
  • the setting of the different extraction phases is carried out at defined times by a time programmer. It is thereby ensured that there are no different residual amounts of extraction solvents in the different extraction units, so that this is at the bottom of the sample vessel Permanent, extracted fat is not oxidized.
  • the extraction unit is particularly suitable for determining the fat of a sample.
  • the device according to claim 9 is used to carry out the method according to the invention for solvent extraction according to the new lowering principle and the new evaporation phase for solvent recovery. Thereafter, during the lowering phase, defined amounts of extraction solvent are used in each case by the overflow unit used with a collecting space through the defined volume of the collecting space after the collection space has been emptied, these being discharged exactly by emptying the collection space in each case. The remaining amount of extraction solvent thus arises exactly according to a previously feasible calculation.
  • Fig. 1 A longitudinal section through an extraction unit according to a preferred embodiment of the invention, showing a sample vessel mounted on a hot plate with a water cooler arranged above it, and a center piece of the extraction unit arranged between them, in which an opening that opens upwards below the water cooler Overflow unit is arranged, which comes to rest centrally above the sample vessel and the sample basket.
  • FIG. 2 A side view of the cylindrical overflow unit with the lower outlet of the extraction unit according to FIG. 1.
  • FIG. 3 A longitudinal section through the overflow unit according to section AA of FIG. 2, showing one in the lower half. created collection space, an overflow channel extending laterally therefrom from an overflow to the underside of the overflow unit and a supply space located above the collection space.
  • FIG. 4 A top view of the top of the overflow unit according to FIG. 2, showing the inlet openings of the overflow channels, which are arranged over uniform angular sections on a concentric circle around the cylindrical collecting space.
  • FIG. 5 A top view of the underside of the overflow unit according to arrow B of Fig. 2; showing the outlets of the overflow channels, which are laterally distributed in a concentric ring around the central drip tip of the underside.
  • FIG. 6 The front view of a row device composed of 6 identical extraction units according to FIG. 1, showing a device for lifting the sample vessel from the heating plate.
  • the water cooler (5) is connected to a cooling water circuit via connections (31).
  • a preferred extraction method, in particular for determining the fat content, is described below: To carry out the first extraction phase (liquid extraction), the sample vessel (2) is first filled with solvent up to level I in accordance with FIG. 1, and the sample becomes then entered into the sample basket (3), this over a seal or a conical section of the Middle piece (6) is flanged.
  • the solvent is brought to a boil by heating the solvent with the heating plate (4), the rising solvent vapors condensing from the water cooler (5) and dropping into the cylindrical overflow unit (7).
  • the outlet (8) of the overflow unit (7) remains closed, as a result of which the condensate collected rises in the overflow unit (7) and flows out at an overflow (29) into the sample vessel, which flows inside the overflow unit in a step-like manner
  • Overflow web (32) is created at the transition between a lower collecting space (13) and a supply space (21) widening opposite it.
  • the overflow (29) consists of 11 inlet openings (30) which are led to the underside (18) of the overflow unit through overflow channels (19 a, b, c) into the outlet openings there.
  • the cooking phase is controlled by a time programmer (not shown). Part of the fat to be extracted from the sample is boiled and dissolved.
  • the solvent is lowered from level I to level II by opening drain (8) according to FIG. Since the outlet (8) is created in a lower recess (22) in the bottom part of the collecting space (13), the entire solvent which is found exclusively in the collecting space (13) is removed via the outlet pipe (9) emanating from this outlet (8).
  • the overflow unit is in an outer solvent collecting vessel (10) in the shortest possible, pre-calculated time.
  • the overflow unit (7) according to the present invention is designed such that the solvent discharge due to the installation of the overflow only from a predetermined space with a certain defined Volume, namely the collecting space (13) takes place, which is so far made extremely accurate to hold a defined amount of solvent. This amount is then emptied as briefly as possible, depending on the type of solvent.
  • the lowering of the solvent is also controlled in time by a time programmer until the solvent level is below the sample or the sample basket (3). A precisely determined amount of solvent is removed by repeatedly filling and emptying the collecting space (13).
  • drain pipe (9) is only designed with an overflow (15) which lies above the maximum liquid level of the extraction solvent located in the collecting space (13).
  • the overflow (15) is Pipe section formed with a central pipe section above the maximum liquid level. The lateral webs of the U-bend are connected to the drain pipe (9).
  • the extraction solvent has liquid level II, with steam extraction (washing phase) starting.
  • the sample hovers over the boiling solvent in the solvent vapor and is washed out by the condensed pure extraction solvent flowing back from the water cooler.
  • the extraction solvent overflowing from the overflow channels (19a, b, c ...) drips continuously from the bottom (18) of the overflow unit, which converges in the middle to form a drip tip (22), onto the sample placed in the sample basket (3).
  • This washing phase by steam extraction is also timed using a time programmer.
  • a fifth extraction phase there is then residual evaporation with reduced energy input through the heating plate (4).
  • the sample vessel (2) is lifted from the heating plate (4) by approx. 5 mm so that the remaining extraction solvent can evaporate without the fat oxidizing.
  • the structure of the cylindrical overflow unit (9) to be used in the extraction units (la, b) is clearly shown in FIGS. 2-5.
  • the cylindrical overflow unit is made of Teflon, in particular with respect to the design of the collecting space (13), and is turned with extreme accuracy on its outside an upper and lower collar projecting outwards.
  • the outlet (8) is created, which according to Figure 3 through the side wall (24)
  • Overflow unit is guided by means of a drain hole (23) opening into the bottom part of the collecting space (13).
  • the overflow unit has a height of approximately 10 cm and a diameter of 6 cm.
  • the collection chamber (13), which is also cylindrical in its lower half, has a height of approximately 3 cm and a diameter of 2.5 cm.
  • the overflow (29) of the overflow unit (7) to the sample vessel (2) is placed laterally above the collecting space (13).
  • the overflow (29) is formed by an overflow web (32) running laterally above the outer wall of the collecting space and overflow channels (19a, b, c ...) extending to the underside of the overflow unit.
  • a total of 11 overflow channels (19a, b, c ...) are created over uniform angular sections on a concentric circle around the cylinder-shaped outer wall of the collecting space (13).
  • An overflow channel is omitted only in the area below the outlet (8) or the Abifußbohrung (23).
  • the arrangement of the overflow channels can also be seen in FIG. 4 in a top view of the overflow unit. These are on the overflow web (32) of the upper one Feed space (21) is created which, like the lower collecting space (13), opens upwards in the direction of the water cooler (15). The bottom part of the collecting space (13) can also be seen, the drain hole (23) of the outlet (18) opening into the recess (22) there leading to the outer solvent collecting vessel which is connected via the drain pipe (9) to the Pipe piece trained overflow is performed.
  • the same extraction units (la, b) are arranged in the series device (25) there.
  • the individual extraction and lowering phases I, II, III, IV and V are carried out at the same time, with differences in the heating of the sample vessels and in the outflow through the outflow pipes (9) to the solvent collecting vessel (10) being exact do not impede the uniform lowering of the extraction solvent in the individual extraction units. In this respect, it is impossible for the extracted fat present in the sample vessels (2) to burn.
  • the two compressed air cylinders (26) on the right and left are used to lift the sample vessels (2) from the heating plate (4), which have a guide rail (27) and thus guide sleeves (28) around the edge of the sample vessels (2) raise and lower.
  • the extraction method explained on the basis of the extraction unit according to FIGS. 1 - 6 is basically based on the lowering principle according to the invention and the lowering of the solvent to a certain residue and the evaporation of this residue with a reduced output of the heating plates also basically to that mentioned at the beginning Soxtec solvent extraction method applicable.
  • the devices according to the invention can be used without reservation in the handling of extraction solvents which are at risk of explosion and are still expensive to purchase.
  • the liquid level (II) for steam extraction is thus adjusted according to the invention, that the collecting space (13), which has a measuring volume of 15 ml, for example, is emptied three times and filled four times, so that a quantity of liquid of 60 ml is removed from the sample vessel (2). It is possible to carry out the emptying within 3 seconds, while the filling of the collecting space takes place within 4 minutes, assuming that the collecting spaces fill up in 3 1/2 minutes +/- 20 seconds depending on the energy supply. This ensures that the overflow units of all extraction units are completely filled.
  • the remaining 90 ml of extraction solvent can be removed exactly after the steam extraction has been completed by emptying the collection space seven times after prior filling. In this respect, it is ensured that the same residual amount of extraction solvent is always present in a certain extraction unit after a certain time and thus precise timing and issuing of the heating of the extraction units a serial device is possible. In this respect, it is avoided that the components of the sample to be extracted or those already extracted (eg fats) are changed in the automated multi-digit operation of a series device and that at the end of the extraction different residual amounts of extraction solvents are inadmissibly present in the extraction units.
  • the emptying of the collecting space can take place not only by means of a pulsed compressed air supply by means of compressed air but also by means of argon or nitrogen or other gas mixtures which are compatible with the explosive extraction agent for fat extraction.
  • precise time control of the overflow, lowering, draining and draining processes of the extraction solvent is possible via siphon valves with electronic control and pneumatic drive.
  • the device according to the invention thus dispenses with the need for an exact flow measurement of discontinuously or continuously concluding amounts of extraction solvent and the regulation of this outflow. It is therefore unnecessary to use devices which can only be used with reservations when handling explosion-hazardous extraction solvents and which are expensive to purchase.
  • an extraction unit (36) is shown schematically in longitudinal section. Representation of the extraction process with the different extraction liquid levels (I), (II) and (III) to be set. in which the emptying of the collecting space (13), which has to be repeated several times, does not take place through a pressure medium supply via the open water cooler but through the suction effect of a hose pump (35).
  • the hose pump (35) is connected to the outlet (8) of the collecting space (13) or the drain pipe (9) there, which is led to the solvent collecting vessel (10).
  • the siphon valve with the overflow (15) and the U-pipe section installed in the drain pipe (9) is not used in the extraction unit (la) of FIGS. 1-6.
  • the peristaltic pump (35) has two spaced pump rollers (30) which are rotated by a pump rotor (34) when the pump is switched on, and only during this time in the collecting space and in the intermediate piece of the drain pipe (9) between the pump and remove the extraction solvent from the outlet (8).
  • the peristaltic pump is only operated for a certain time, which is necessary in order to discharge the predetermined amount of extraction solvents in accordance with the filling volume of the collecting space (13).
  • each individual extraction unit has its own peristaltic pump (35), so that the quantities of liquid in different collecting rooms of the extraction units cannot influence one another when they flow away.
  • the drain pipe (9) is guided directly from the outlet of the hose pump (35) into the solvent collecting vessel (10).
  • the peristaltic pump (35) automatically represents a block for the outflow of the extraction solvent in the collecting space (13), provided the peristaltic pump is not in operation.

Abstract

A solvent extraction process and unit (1a) are used to determine a constituent to be extracted from a sample. The sample is boiled in the extraction unit, together with the solvent, while a liquid extraction is carried out. A vapour extraction above the liquid level of the extraction solvent is then carried out. The evaporated extraction solvent which condenses at the water cooler (5) is later collected in an overflow unit (7) with a collecting chamber (13) and flows outwards into a solvent collecting container (10) for recovery purposes. Such a level reduction of the solvent may also be carried out to effet a change from liquid to vapour extraction. It is known to keep open the outlet (8) of the overflow unit by means of an outer regulating valve and a timing programmer until the desired solvent level is reached by a continuous sinking process. The discharged amounts of extraction solvent are however not reproducible, they may prematurely evaporate and the extracted constituent in the residual amount may vary. The sample container (2) is heated in an inaccurate manner, so that different heat transfer rates lead to different dripping speeds of the condensate. In order to prevent higher error rates of the residual liquid level from setting in, to avoid a premature removal of the sample containers or the admixture of additional extraction solvent, the collecting chamber (13) of the overflow unit, which may be filled with a constant, predetermined volume, is emptied in a quantified manner. The collecting chamber (13) is filled with the generated condensate and emptied several times successively. As it may be rapidly emptied by pressure medium supply or suction effect, known, quantified amounts of solvent are discharged in a predetermined time, so that the resulting residual amounts may be accurately predetermined. This extraction unit is particularly suitable in an in-line apparatus for handling potentially explosive extraction solvents, for example for determining the fat content of a sample.

Description

Bezeichnung: "Verfahren zur Lösungsmittel-Extraktion und Extraktionseinheit dafür sowie Reihengerät aus derartigen Extraktionseinheiten, insbesondere mit Lösungsmittelrückgewinnung"Name: "Process for solvent extraction and extraction unit therefor, as well as serial device from such extraction units, in particular with solvent recovery"
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Lösungsmittelextraktion unter Verwendung einer Extraktionseinheit bestehend aus einem Probengefäß zur Aufnahme des Extraktions-Lösungsmittels und eines Proben- korbes für die zu untersuchende Probe, aus einer Heiz¬ platte für das Probengefäß, sowie aus einem Wasserkühler für die aufsteigenden Dämpfe des Extraktions-Lösungs¬ mittels, wobei in einem Mittelstück der Extraktionseinheit zwischen dem Wasserkühler und dem Probengefäß oberhalb des Probenkorbes eine nach oben offene Überlaufeinheit mit einem zum Wasserkühler offenen Sammelraum mit definiertem begrenztem Volumen angeordnet ist, welcher einen Ablauf mit einem Abflußrohr zu einem äußeren Lösungsmittel- Auffanggefäß und einen Zufluß oder Überlauf zum Proben¬ gefäß aufweist, und wobei bei geschlossenem Ablauf der Überlaufeinheit die Extraktion durch Kochen der Probe in dem Extraktions-Lösungsmittel mittels Flüssigextraktion und durch anschließende Dampfextraktion sowie die Sammlung des Lösungsmittels zur Lösungsmittelrückgewinnung erfolgt, - und wobei entweder zum einen durch den Abfluß über den Ablauf die Umstellung von der Flüssig- auf die Dampf¬ extraktion durch Niveauabsenkung im Lösungsmittelgefäß unterhalb der. Probe und die Umstellung auf die Abführung des gesammelten Extraktions-Lösungsmittels erfolgt, - und in der Kochphase die aufsteigenden Lösungsmitteldämpfe in dem Wasserkühler kondensieren und in die Überlaufein¬ heit und über deren Überlauf oder Zufluß bei geschlossenem Ablauf als Kondensat dem Probengefäß vollständig wieder zugeführt wird, sowie in der Dampfphase das Extraktionslösungsmittel bei wiederum geschlossenem Ablauf der Überlaufeinheit in dieser über- oder abläuft, so daß ein Auswaschen der benetzten Probe während der Dampfextraktion erfolgt, - oder daß zum anderen nach der Kochphase über eine Längs- verstelleinrichtung der Probenkorb lediglich über das Flüssigkeitsniveau des Extraktionslösungsmittels gezogen wird, um in den kondensierten Lösungsmitteldämpfen das Auswaschen der Probe während der Dampfextraktion vorzu¬ nehmen, wobei dann anschließend die Niveauabsenkung erfolgt.The present invention relates to a method for solvent extraction using an extraction unit consisting of a sample vessel for receiving the extraction solvent and a sample basket for the sample to be examined, from a heating plate for the sample vessel, and from a water cooler for the rising vapors of the extraction solvent, whereby an upward open overflow unit with a collection space open to the water cooler with a defined limited volume is arranged in a center piece of the extraction unit between the water cooler and the sample vessel above the sample basket, which has an outlet with a drain pipe to one has outer solvent collecting vessel and an inflow or overflow to the sample vessel, and wherein when the overflow unit is closed, the extraction by boiling the sample in the extraction solvent by means of liquid extraction and by additional leaving steam extraction as well as the collection of the solvent for solvent recovery takes place, - and whereby either on the one hand through the drain on the Sequence of the changeover from liquid to steam extraction by lowering the level in the solvent vessel below the. The sample and the changeover to the removal of the collected extraction solvent is carried out, and - in the boiling phase, the rising solvent vapors condense in the water cooler and are completely returned to the sample vessel as condensate in the overflow unit and via their overflow or inflow with the drain closed, as well as in the steam phase the extraction solvent overflows or runs off in the overflow unit, so that the wetted sample is washed out during steam extraction, or that after the boiling phase the sample basket is only adjusted above the liquid level via a longitudinal adjustment device of the extraction solvent is drawn in order to carry out the washing out of the sample in the condensed solvent vapors during the steam extraction, the level then then being reduced.
Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung ist gemäß dem deutschen Patent 37 10 385 bekannt. Danach wird mittig oberhalb des Probenkorbes eine trichterförmige Überlaufeinheit mit einem Ablauf zu einem äuberen Lösungsmittel-Auffanggefäß angeordnet. In der L:-.:;;.;-.fphase läuft dabei das Lösungsmittel an der Außenseite dieser Überlaufeinheit über und tropft von einer dortigen Spitze auf die auszuwaschende Probe. Die Einstellung der Dampfphase erfolgt dabei durch bloße Absenkung des Flüssigkeitsniveaus unterhalb der Probe, wobei dies kontinuierlich lediglich durch das Öffnen und Schließen eines äußeren Sperrventiles erfolgt. Die Überlaufeinheit weist dabei einen zum Wasserkühler offenen Raum auf, der die Funktion eines Sammelraumes ausübt. Der Sammelraum weist dabei ein' definiertes bekanntes Volumen auf, welches durch die Anordnung des Überlaufes zum Probengefäß begrenzt ist, sowie ferner ein Ablauf zum äußeren Lösungsmittel-Auffanggefäß. Es erfolgt dabei die gesamte Niveauabsenkung des Extraktions- Lösungsmittels einschließlich der Lösungsmittelrückge¬ winnung nach der Dampfextraktion durch eine konti¬ nuierlichen Abflußprozeß der in der trichterförmigen Überlaufeinheit sich sammelnden, am Wasserkühler konden¬ sierenden Dämpfe des Extraktions-Lösungsmittels durch bloße Niveauabsenkung des zu betätigenden äußeren Sperr¬ bzw. Regelventils, wobei dieses über einen Zeitprogrammer solange geöffnet wird, bis sich das Lösungsmittelniveau z.B. beim Übergang von der Flüssig- auf die Dampf- extraktion unterhalb der Probe befindet. Das Extraktions- Lösungsmittel läuft dabei aufgrund seines Gewichtes selbständig durch das geöffnete Sperr- bzw. Regelventil in das äußere tieferstehende Lösungsmittel-Auffanggefäß ab.Such a method and a device for carrying it out is known according to German Patent 37 10 385. A funnel-shaped overflow unit with a drain to an external solvent collecting vessel is then arranged in the center above the sample basket. In the L : -.:; ;.; -. Fphase the solvent on the outside of this overflow unit overflows and drips from a tip there onto the sample to be washed out. The vapor phase is set by simply lowering the liquid level below the sample, this being done continuously only by opening and closing an external shut-off valve. The overflow unit has a space that is open to the water cooler and functions as a collecting space. The collection space has a ' defined known volume, which is limited by the arrangement of the overflow to the sample vessel, and also a drain to the outer solvent collecting vessel. The entire level of the extraction solvent, including the solvent recovery after the steam extraction, is carried out by a continuous outflow process of the vapors of the extraction solvent that collect in the funnel-shaped overflow unit and condense on the water cooler by merely lowering the level of the external barrier to be actuated ¬ or control valve, which is opened via a time program until the solvent level is below the sample, for example during the transition from liquid to vapor extraction. Due to its weight, the extraction solvent runs independently through the open shut-off or control valve into the outer, lower-lying solvent collecting vessel.
Während der Zeit zur Einstellung der unterschiedlichen Flüssigkeitsniveaus fließen dabei aber keine genau definierten Extraktions-Lösungsmittelmengen aus der Überlaufeinheit in das äußere Lösungsmittel-Auffanggefäß ab. Insbesondere bei einem aus mehreren Extraktionsein¬ heiten aufgebauten Seriengerät im automatisierten, mehrstelligen Betrieb besteht dabei die Gefahr, daß schon durch geringe Unterschiede in der Beheizung der Proben¬ gefäße unterschiedliche Restmengen an Extraktions-Lösungs¬ mittel entstehen. Es besteht insofern die Gefahr, daß das restliche Extraktions-Lösungsmittel vorzeitig verdampft, wobei der extrahierte Bestandteil (z.B. Fett) oxidiert. Änderungen der Beheizung oder Wärmeübertragung der einzelnen Extraktionsstellen führen dabei zu einer unterschiedlichen Tropfgeschwindigkeit der am' asserkühler kondensierenden Dämpfe des Extraktions-Lösungsmittels, so daß der Zufluß von Extraktions-Lösungsmitteln in die trichterförmigen Überlaufeinheiten zeitlich weder in der gleichen Extraktionseinheit reproduzierbar noch im benach¬ barten Extraktionseinheiten gleich ist.During the time for setting the different liquid levels, however, no precisely defined amounts of extraction solvent flow out of the overflow unit into the outer solvent collecting vessel. In particular in the case of a serial device constructed from several extraction units in automated, multi-digit operation, there is a risk that even slight differences in the heating of the sample vessels will result in different residual amounts of extraction solvent. In this respect, there is a risk that the remaining extraction solvent evaporates prematurely, the extracted component (eg fat) oxidizing. Changes in the heating or heat transfer of the different extraction sites lead it to a different dropping rate of the 'asserkühler condensing vapors of the extraction solvent, so that the flow of extraction solvent in the funnel-shaped overflow units in time, either in the same extraction unit reproducible disclosed yet in benach¬ extraction units is equal to.
Bei einem Verfahren gemäß der DE 37 10 385 C2 ist es insofern notwendig, in der 4. Extraktionsphase, in welcher die Restlösungsmittel-Rückgewinnung stattfindet, genau den Stand der Restlösungsmittelmenge zu überwachen, um eine Veränderung des Extraktes, z.B. eine Oxidation des zu extrahierenden Fettes, zu vermeiden. Insofern muß bei Erreichen der vorgegebenen Restmenge des Extraktions- Lösungsmittels in den Probengefäßen die Extraktion unterbrochen und müssen die entsprechenden Probengefäße einzeln entnommen oder muß von außen zusätzliches Ex¬ traktions-Lösungsmittel beigegeben werden, um eine Verfälschung der nachfolgenden Analyse/Wägung zu vermeiden.In a method according to DE 37 10 385 C2, it is necessary to monitor the level of the residual solvent precisely in the 4th extraction phase, in which the residual solvent is recovered, in order to change the extract, e.g. to avoid oxidation of the fat to be extracted. In this respect, when the specified residual amount of the extraction solvent in the sample vessels has been reached, the extraction must be interrupted and the corresponding sample vessels must be removed individually or additional extraction solvent must be added from the outside in order to avoid falsification of the subsequent analysis / weighing.
Ein genaues reproduzierbares zeitprogrammiertes Einstellen und Verändern des Flüssigkeitsniveaus im Probengefäß ist insofern in der Extraktionseinheit gemäß der DE 37 10 385 C2 nicht möglich. Es darf insofern die Veränderung des Flüssigkeitsniveaus nicht derart erfolgen, daß lediglich ein Regelventil über einen Zeiprogrammer solange geöffnet ist, bis sich das Lösungsmittelniveau unterhalb der Proben befindet.A precise, reproducible, time-programmed setting and changing of the liquid level in the sample vessel is therefore not possible in the extraction unit according to DE 37 10 385 C2. In this respect, the liquid level must not be changed in such a way that only one control valve is opened via a Zeiprogrammer until the solvent level is below the samples.
Gemäß dem Soxtec-Extraktionssystems wird dabei nach der Kochphase der Probenkorb lediglich ohne Absenkung des Flüssigkeitsniveaus über dies mit einer Längsverstellein-. richtung gezogen. Es wird dabei eine einfache Überlaufein¬ heit verwendet, welche nur zur Sammlung des rückzuge¬ winnenden Lösungsmittels dient. Während der Koch- und Dampfphase tropft dabei das Extraktionslösungsmittel unmittelbar durch eine untere Öffnung in das Probengefäß.According to the Soxtec extraction system, after the boiling phase the sample basket is only removed without lowering the Liquid levels above this with a length adjustment. pulled towards. A simple overflow unit is used, which only serves to collect the solvent to be recovered. During the boiling and steam phase, the extraction solvent drips directly through a lower opening into the sample vessel.
Obwohl beide Verfahren mit einer "Kochphase" ablaufen und bei dem Verfahren gemäß dem deutschen Patent 37 10 385 eine automatische Steuerung der . Lösungsmittelextraktion durch einen regelbaren Abfluß von außerhalb gegeben ist, sind diese beiden bekannten Verfahren und Vorrichtungen insofern nachteilig, als keine definierten Mengen an Extraktionslösungsmittel abgesenkt werden können. Im automatisierten, mehrstelligem Betrieb können dabei schon durch geringe Unterschiede in der Beheizung der Probenge¬ fäße unterschiedliche Restmengen an Lösungsmittel entstehen. Es besteht insofern die Gefahr, daß das restliche Extraktions-Lösungsmittel vorzeitig verdampft, wobei das extrahierte Fett verbrennt. In einem aus mehreren gleichen Extraktionseinheiten zusammengestellten Reihengerät vervielfachen sich dabei diese Probleme im mehrstelligem Betrieb.Although both methods run with a "cooking phase" and in the method according to German Patent 37 10 385 an automatic control of the. Given solvent extraction from a controllable outflow from the outside, these two known methods and devices are disadvantageous in that no defined amounts of extraction solvent can be reduced. In automated, multi-digit operation, even slight differences in the heating of the sample vessels can result in different residual amounts of solvent. There is therefore a risk that the remaining extraction solvent will evaporate prematurely, and the extracted fat will burn. In a row device composed of several identical extraction units, these problems multiply in multi-digit operation.
Außer durch Unterschiede in der Beheizung des auf der Heizplatte zur Verdampfung des dortigen Lösungsmittels erwärmten Probengefäßes ergeben sich dabei auch unter¬ schiedlich abgeführte Mengen insofern , als auf Grund unterschiedlicher Benetzung und Abmessung der Abflußrohre zum äußeren Lösungsmittel-Auffanggefäß die Strömungswider¬ stände in den Abflußrohren unterschiedlich sind und somit aus den Extraktionseinheiten auch bei an sich sonst gegebenen gleichen Flüssigkeitsniveaus während der Öffnung des Abflusses der Überlaufeinheit unterschiedliche Flüssigkeitsmengen abgeführt werden.In addition to differences in the heating of the sample vessel heated on the heating plate for the evaporation of the solvent there, there are also different amounts discharged insofar as, due to different wetting and dimensions of the drain pipes to the outer solvent collecting vessel, the flow resistances in the drain pipes differ are and thus from the extraction units even with otherwise identical liquid levels during the opening different amounts of liquid are discharged from the outflow of the overflow unit.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Lösungsmittel¬ extraktion, bei welcher eine Veränderung des extrahierten Teils während der Absenkung und Sammlung des rückzuge¬ winnenden Extraktions-Lösungsmittels, insbesondere auch bei automatisierten Extraktionseinheiten im mehrstelligem Betrieb, insofern vermieden wird, .als keine unterschiedlichen Restmengen an Lösungsmittel entstehen.The object of the invention is therefore to provide a method and a device for solvent extraction, in which a change in the extracted part during the lowering and collection of the extraction solvent to be recovered, in particular also in the case of automated extraction units in multi-digit operation, is avoided as. no different residual amounts of solvent are formed.
Es soll dabei möglich sein, die einzelnen Extraktionsphasen zeitprogrammiert auch im mehrstelligem Betrieb durchzu¬ führen.It should be possible to carry out the individual extraction phases in a time-programmed manner even in multi-digit operation.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Gedanken aus, die bekannten Verfahren derart zu verbessern, daß die Einstellung und Veränderung des Flüssigkeits¬ niveaus im Probengefäß zur Lösungsmittelextraktion und/oder zur Absenkung des Flüssigkeitsniveaus während der Lösungsmittelrückgewinnung des Extraktions-Lösungsmittels programmiert, in bestimmten vorgegebenen, wiederholbaren Mengen erfolgt, wobei die sich nach einer bestimmten Zeit einstellenden Restmengen des Extraktions-Lösungsmittels in engen Grenzen genau reproduzierbar sind. Es sollen dabei insbesondere bestimmte' Restmengen des Extraktions-Lösungs¬ mittels mit dem extrahierten Bestandteil im Probengefäß nach dem Ende der Lösungsmittelrückgewinnung vorliegen. Insofern soll insbesondere eine Veränderung von extra¬ hierten Bestandteilen (z.B. Fetten) während der Absenkung und Sammlung des rüchzugewinnenden Extraktions-Lösungsmittels im automatisierten mehrstelligen Betrieb eines aus mehreren Estraktionseinheiten bestehenden Seriengerätes vermieden werden.To achieve this object, the invention is based on the idea of improving the known methods in such a way that the setting and changing of the liquid level in the sample vessel programs for solvent extraction and / or for lowering the liquid level during the solvent recovery of the extraction solvent, in particular predetermined, repeatable amounts takes place, the residual amounts of the extraction solvent occurring after a certain time being reproducible within narrow limits. It should, in particular, certain "residual amounts of the extraction solvent has been present with the extracted part in the sample container after the end of solvent recovery. In this respect, a change in extracted components (eg fats) during the lowering and collection of the extraction solvent to be extracted in automated, multi-digit operation is particularly intended existing series device can be avoided.
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art einer Ausbildung gemäß Patent¬ anspruch 1 vorgesehen.To achieve the stated object, a method according to claim 1 is provided in a method of the type mentioned at the outset.
Wesentlich ist insofern, daß a) zur Niveauabsenkung des Lösungsmittels auf das Niveau zur Dampfextraktion und/oder zur Lösungsmittelrückge¬ winnung auf das Niveau der Lösungsmittel-Restmenge mit dem in ihm enthaltenden zu extrahierenden Bestandteil das Extraktions-Lösungsmittel verdampft und mehreren gleichen Mengen durch mehrmalige vollständige Füllung und Entleerung des Sammelraumes der Überlaufeinheit so gesammelt, abgesenkt und in das äußere Lösungsmittel- Auffanggefäß geleitet wird, bis nur noch ein vorbe¬ stimmter Rest des Extraktions-Lösungsmittels mit dem zu extrahierten Bestandteil im Probengefäß vorhanden ist, und b) daß der Sammelraum der Überlaufeinheit dabei nach Füllung seines vorgegebenen definierten Volumens um dieses jeweils kurzfristig geleert wird, um das Flüssigkeitsniveau des Lösungsmittels auch bei ungenau vorgegebener Energiezufuhr bis auf eine zu einem bestimmten definierten Zeitpunkt vorgegebene Restmenge abzusenken, wobei zu dem Volumen des Sammelraumes auch noch die im Abflußrohr zum Lösungsmittel-Auffanggefäß vor einem Siphon-Ventil oder einer Saugpumpe anstehende Extraktions-Lösungsmittelmenge gehört, und daß c) anschließend oder später das Restlösungsmittel ver¬ dampft wird, ohne den dann extrahierten Bestandteil zu verändern. Erfindungsgemäß erfolgt somit die Anwendung eines neues Absenkungsprinzips beim Übergang zwischen Kochphase und Dampfphase sowie zum Sammeln des rückzugewinnenden Extraktions-Lösungsmittels in der Überlaufeinheit,indem in dem Probengefäß statt einer bloßen trichterförmigen Überlaufeinheit eine mit einem Sammelraum ausgebildete angeordnet ist, welcher eine definierte Menge des durch Verdampfung abzusenkenden Lösungsmittels nicht nur aufnehmen kann, sondern welche auch wiederholbar abführbar ist. Diese Menge wird dabei entsprechend der Art des Lösungsmittels mehrmals gesammelt und mehrmals zu be¬ stimmten Zeitpunkten exakt geleert. Zur Lösungsmittel¬ rückgewinnung ist dabei vorgesehen, das Lösungsmittel nur soweit abzusenken und in den Sammelbehälter abzuleiten, bis nur noch ein Rest von vorzugsweise 1-2 mm Lösungs¬ mittel im Probengefäß vorhanden ist. Anschließend wird dann in einer restlichen Abdampfphase das Probengefäß z.B. geringfügig (5 mm) von der Heizplatte abgehoben, so daß das restliche Lösungsmittel verdampft, ohne daß der zu extrahierende Bestandteil sich verändert, also ohne daß z.B. das zu extrahierende Fett oxidiert. Die vorliegende Erfindung geht somit von dem Gedanken aus, daß eine genaue Niveauabsenkung sich dadurch erreichen läßt, wenn eine quantisierte Entleerung der Überlaufeinheit bzw. der ein¬ zelnen, ein vorgegebenes konstantes Volumen besitzendes Sammelräume möglich ist, und eine Entleerung zu be¬ bestimmten Zeitpunkten, also in geeignet kurzen Zeiträu¬ men, beispielsweise mittels eines Saug- oder Druckluftim¬ pulses erfolgt. Es sind dabei derart kurze Entleerungszei- ten der in den Sammelräumen mit bestimmten vorgegebenen Volumen anstehenden Extraktions-Lösungsmittel möglich, daß eine aufgrund ungenauer Energiezufuhr sich einstellende unterschiedliche Tropfgeschwindigkeit sich nicht fehler- haft auswirkt. Es ist dabei möglich, die . Fehlergrenze bezüglich der anstehenden Höhe der Restmenge des Ex¬ traktions-Lösungsmittels mit dem extrahierten Bestandteil (z.B. Fett) im Probengefäß auf unter +1/-1 % zu begrenzen.It is essential in this respect that a) to lower the level of the solvent to the level for steam extraction and / or for solvent recovery to the level of the residual solvent amount with the constituent to be extracted contained therein, the extraction solvent evaporates and several equal amounts by repeated complete The filling and emptying of the collecting space of the overflow unit is collected, lowered and passed into the outer solvent collecting vessel until only a predetermined remainder of the extraction solvent with the constituent to be extracted is present in the sample vessel, and b) that the collecting space of the Overflow unit is then emptied for a short time after filling its predetermined defined volume in order to lower the liquid level of the solvent to a remaining amount predetermined at a certain defined point in time, even if the energy supply is imprecise the collecting space also includes the amount of extraction solvent present in the drain pipe to the solvent collecting vessel upstream of a siphon valve or a suction pump, and that c) subsequently or later the residual solvent is evaporated without changing the component then extracted. According to the invention, a new lowering principle is thus used in the transition between the boiling phase and the vapor phase and for collecting the extraction solvent to be recovered in the overflow unit, by arranging one with a collecting space in the sample vessel instead of a mere funnel-shaped overflow unit, which has a defined amount of the evaporation solvent not only can be absorbed, but which can also be repeatedly removed. This amount is collected several times in accordance with the type of solvent and is emptied exactly several times at certain times. For solvent recovery, it is provided that the solvent is only lowered and discharged into the collection container until there is only a residue of preferably 1-2 mm of solvent in the sample vessel. Then, in a remaining evaporation phase, the sample vessel is lifted off the heating plate, for example slightly (5 mm), so that the remaining solvent evaporates without the component to be extracted changing, ie without the fat to be extracted being oxidized, for example. The present invention is therefore based on the idea that an exact lowering of the level can be achieved if a quantized emptying of the overflow unit or of the individual collecting spaces having a predetermined constant volume is possible, and an emptying at certain times, thus takes place in suitably short periods of time, for example by means of a suction or compressed air pulse. Such short emptying times of the extraction solvents present in the collecting rooms with certain predetermined volumes are possible that a different drip rate which arises due to inaccurate energy supply does not fail. has an impact. It is possible that. Limit the error limit with regard to the amount of the remaining amount of the extraction solvent with the extracted constituent (eg fat) in the sample vessel to below + 1 / -1%.
Erfindungsgemäß muß somit nicht nur lediglich der zum Wasserkühler offene Sammelraum ein definiertes, begrenztes Volumen aufweisen, sondern die Absenkung des Flüssigkeits¬ niveaus diskontinuierlich, mehrmals mit der zur Entleerung des Sammelraumes notwendigen Zeit auf das Niveau der Dampfextraktion bzw. der Restlösungsmittelmenge erfolgen, wobei zwischen Beginn der Füllung und der anschließenden Entleerung ausreichende Zeitabschnitte liegen und die Entleerung nur im bestimmten Zeitpunkten, also in derart kurzfristigen Zeitabschnitten erfolgt, daß eine Verfälschung der durch den Sammelraum geschöpften Menge des Extraktions-Lösungsmittels trotz unbestimmter Energiezufuhr und Erwärmung nicht erfolgen kann.According to the invention, not only must the collecting space open to the water cooler have a defined, limited volume, but the liquid level must be reduced discontinuously, several times with the time required to empty the collecting space, to the level of steam extraction or the residual solvent quantity, between the beginning there are sufficient periods of time for the filling and the subsequent emptying and the emptying takes place only at certain points in time, that is to say in such short-term periods of time that the quantity of the extraction solvent drawn through the collecting space cannot be falsified despite the indefinite supply of energy and heating.
Gemäß Patentanspruch 2 erfolgt dabei die Steuerung der kurzfristigen Entleerung des Sammelraumes jeweils durch eine Druckentleerung, wobei eine Druckmittelzufuhr oberhalb der Überlaufeinheit in dem nach oben offenen Wasserkühler erfolgt, oder durch die Saugwirkung einer am Abfluß des Sammelraumes angeschlossenen Pumpe, welche nur während der zur Abführung des im Sammelraum anstehenden definierten Volumens des Extraktions-Lösungsmittel wirksam wird.According to claim 2, the control of the short-term emptying of the collecting space takes place in each case by a pressure emptying, a pressure medium being supplied above the overflow unit in the water cooler which is open at the top, or by the suction effect of a pump connected to the outflow of the collecting space, which only works during the discharge of the defined volume of the extraction solvent is effective in the collecting space.
Gemäß Anspruch 3 und 4 erfolgt dabei eine exakte Entladung des Sammelraumes durch eine Druckluftentleerung, welche insbesondere bei der Handhabung des vorliegenden ex- plosionsgefährdeten Extraktions-Lösungsmittels von Vorteil ist. Diese kann dabei gemäß Anspruch 4 impulsartig über die im allgemeinen relativ kurze notwendige Entleerungs- zeit des Sammelraumes durchgeführt werden. Es erfolgen somit durch die Druckmittel bzw. Druckluftentleerungen innerhalb der Extraktionseinheit zusätzliche Steuerungen, um die einzelnen Extraktionsphasen und die Lösungsmittel¬ rückgewinnung genau durchführen zu können.According to claims 3 and 4 there is an exact discharge of the collecting space by means of a compressed air emptying, which is particularly advantageous when handling the present explosion-prone extraction solvent is. This can be carried out in a pulsed manner over the generally relatively short necessary emptying time of the collecting space. The pressure medium or compressed air emptying within the extraction unit thus results in additional controls in order to be able to carry out the individual extraction phases and the solvent recovery precisely.
Durch in das Probengefäß vorzugsweise von oben in die Überlaufeinheit eingeleitete Druckluft wird dabei das im Sammelraum aufgenommene definierte Volumen an Ex¬ traktions-Lösungsmittel durch das am Ablauf des Sammel¬ raumes angeschlossene, zu dem äußeren Lösungsmittel- Auffanggefäß führende Abflußrohr gedrückt. Es ist dabei in diesem Rohrstück vorzugsweise ein in geeigneter Höhe angelegtes U-Rohrstück vorgesehen, so daß ohne Anlage eines Absperrventils nur während der kurzen Druckluft¬ zufuhr das im Sammelraum anstehende Extraktions-Lösungs¬ mittel abgeführt werden kann. Es sind dabei auch Entleerungen des Sammelraumes durch die Anordnung einer Membranpumpe im Abflußrohr und beispielsweise durch eine Anordnung des Lösungsmittel-Auffanggefäßes unterhalb des Sammelraumes der Überlaufeinheit und durch die Öffnung eines Absperrventils im Abflußrohr möglich.By means of compressed air, which is introduced into the overflow unit, preferably from above, into the overflow unit, the defined volume of extraction solvent accommodated in the collecting space is pressed through the drain pipe connected to the outlet of the collecting space and leading to the outer solvent collecting vessel. It is preferably provided in this pipe section a U-pipe section of a suitable height, so that the extraction solvent present in the collecting space can be removed without a shut-off valve only during the short supply of compressed air. It is also possible to empty the collecting space by arranging a diaphragm pump in the drain pipe and, for example, by arranging the solvent collecting vessel below the collecting space of the overflow unit and by opening a shut-off valve in the drain pipe.
Gemäß Patentanspruch 6 und 7 erfolgt dabei die Einstellung der unterschiedlichen Extraktionsphasen, insbesondere auch bei der Verwendung eines Reihengerätes aus mehreren Extraktionseinheiten, zu definierten Zeitpunkten durch einen Zeitprogrammer. Es ist dabei sichergestellt, daß sich keine unterschiedlichen Restmengen von Extraktions- Lösungsmitteln in den unterschiedlichen Extraktionsein¬ heiten ergeben, so daß das am Boden des Probengefäßes bleibende, extrahierte Fett nicht oxidiert.- Die Extrak¬ tionseinheit eignet sich insofern insbesondere zur Fett¬ bestimmung einer Probe.According to claims 6 and 7, the setting of the different extraction phases, in particular also when using a series device from several extraction units, is carried out at defined times by a time programmer. It is thereby ensured that there are no different residual amounts of extraction solvents in the different extraction units, so that this is at the bottom of the sample vessel Permanent, extracted fat is not oxidized. In this respect, the extraction unit is particularly suitable for determining the fat of a sample.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Lösungsmittelextraktion nach dem neuen Absenkungsprinzip und der neuen Abdampfphase zur Lösungsmittelrückgewinnung dient dabei die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9. Danach werden während der Absenkphase durch die verwendete Überlaufeinheit mit einem Sammelraum durch das definierte Volumen des Sammelraumes definierte Mengen an Extraktions- Lösungsmittel jeweils nach einer Entleerung des Sammel¬ raumes wieder aufgenommen, wobei diese durch eine ge- eingete Entleerung des Sammelraumes jeweils exakt abge¬ führt werden. Die entstehende Restmenge an Extraktions- Lösungsmittel ergibt sich somit genau gemäß einer vorher durchführbaren Berechnung.The device according to claim 9 is used to carry out the method according to the invention for solvent extraction according to the new lowering principle and the new evaporation phase for solvent recovery. Thereafter, during the lowering phase, defined amounts of extraction solvent are used in each case by the overflow unit used with a collecting space through the defined volume of the collecting space after the collection space has been emptied, these being discharged exactly by emptying the collection space in each case. The remaining amount of extraction solvent thus arises exactly according to a previously feasible calculation.
Vorteilhafte Ausbildungen des Sammelraumes und der Überlaufeinheit sowie deren Anlage innerhalb des Probenge¬ fäßes ergeben sich dabei aus den Patentansprüchen 10-18.Advantageous designs of the collecting space and the overflow unit as well as their installation within the sample vessel result from the patent claims 10-18.
Gemäß Patentanspruch 17 ist dabei die Ausbildung eines Reihengerätes aus mehreren Extraktionseinheiten gemäß den Patentansprüchen 9-16 und 18 vorgesehen.According to claim 17, the formation of a series device from a plurality of extraction units according to claims 9-16 and 18 is provided.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösungsmittelextraktion wird im folgenden an Hand einer in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The method according to the invention for solvent extraction is explained in more detail below with reference to a preferred embodiment of the device for carrying out this method shown in the drawings. The drawings show:
Fig. 1: Einen Längsschnitt durch eine Extraktionseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung eines auf einer Heizplatte gelagerten Probengefäßes mit oberhalb davon angeordnetem Wasserkühler, sowie eines zwischen diesen angeordneten Mittelstückes der Extraktionseinheit, in welchem unterhalb des Wasserkühlers eine sich nach oben zu diesem öffnende Überlaufeinheit angeordnet ist, welche mittig oberhalb des Probengefäßes und des Proben¬ korbes zu liegen kommt.Fig. 1: A longitudinal section through an extraction unit according to a preferred embodiment of the invention, showing a sample vessel mounted on a hot plate with a water cooler arranged above it, and a center piece of the extraction unit arranged between them, in which an opening that opens upwards below the water cooler Overflow unit is arranged, which comes to rest centrally above the sample vessel and the sample basket.
Fig. 2: Eine Seitenansicht der zylinderförmigen Überlauf- einheit mit seitlich unterem Ablauf der Ex¬ traktionseinheit gemäß Figur 1.2: A side view of the cylindrical overflow unit with the lower outlet of the extraction unit according to FIG. 1.
Fig. 3: Einen Längsschnitt durch die Überlaufeinheit gemäß dem Schnitt AA der Fig. 2 unter Darstellung eines in der unteren Hälfte . angelegten Sammelraumes, eines seitlich davon von einem Überlauf sich zur Unterseite der Überlaufeinheit erstreckenden Überströmkanals und eines oberhalb des Sammel¬ raumes befindlichen Zuführungsraumes.3: A longitudinal section through the overflow unit according to section AA of FIG. 2, showing one in the lower half. created collection space, an overflow channel extending laterally therefrom from an overflow to the underside of the overflow unit and a supply space located above the collection space.
Fig. 4: Eine Draufsicht auf die Oberseite der Überlauf- einheit gemäß Figur 2 unter Darstellung der über gleichförmige Winkelabschnitte auf einem konzen¬ trischen Kreis um den zylinderförmigen Sammelraum angelegten EinlaufÖffnungen der Überströmkanäle.4: A top view of the top of the overflow unit according to FIG. 2, showing the inlet openings of the overflow channels, which are arranged over uniform angular sections on a concentric circle around the cylindrical collecting space.
Fig. 5: Eine Draufsicht auf die Unterseite der Überlauf- einheit gemäß Pfeil B der Fig. 2; unter Dar¬ stellung der Ausläufe der Überströmkanäle, welche seitlich in einem konzentrischen Ring um die mittige Tropfspitze der Unterseite verteilt sind.5: A top view of the underside of the overflow unit according to arrow B of Fig. 2; showing the outlets of the overflow channels, which are laterally distributed in a concentric ring around the central drip tip of the underside.
Fig. 6: Die Vorderansicht eines aus 6 gleichen Ex¬ traktions-einheiten gemäß Figur 1 zusammgestellten Reihengerätes unter Darstellung einer Vorrichtung zum Abheben des Probengefäßes von der Heizplatte.6: The front view of a row device composed of 6 identical extraction units according to FIG. 1, showing a device for lifting the sample vessel from the heating plate.
Fig. 7: Einen Längsschnitt durch eine weitere Extraktions- einheit unter Verwendung wesentlicher Teile gemäß der in Figur 1 dargestellten Extraktionseinheit, wobei die Abführung der Extraktions-Lösungsmittel- menge nicht durch einen Druckluftimpuls sondern durch eine am Abfluß des Sammelraumes ange¬ schlossene Schlauchpumpe ausgelöst wird.7: A longitudinal section through a further extraction unit using essential parts according to the extraction unit shown in FIG. 1, the removal of the amount of extraction solvent being triggered not by a compressed air pulse but by a peristaltic pump connected to the outflow of the collecting space .
Die in Figur 1 dargestellte Extraktionseinheit la und die in Figur 6 im dortigen Seriengerät aus 6 gleichen Ex¬ traktionseinheiten zusammengestellten Extraktionseinheiten (la,b) bestehen aus einer Heizplatte (4), einem Proben¬ gefäß (2) und Probenkorb (3) und einem Mittelstück (6) mit eingebauter zylinderförmiger Überlaufeinheit (7) sowie aus einem aufgesetzten Wasserkühler (5). Der Wasserkühler (5) ist dabei über Anschlüsse (31) an einen Kühlwasserkreis¬ lauf angeschlossen. Im folgenden wird ein bevorzugtes Extraktions¬ verfahren, insbsondere zur Bestimmung des Fettgehalts beschrieben: Zur Durchführung der ersten Extraktionsphase (Flüssig¬ extraktion) wird dabei gemäß Figur 1 zunächst das Proben¬ gefäß (2) bis zum Niveau I mit Lösungsmittel gefüllt, die Probe wird dann in den Probenkorb (3) eingegeben, wobei dieser über eine Dichtung oder einen Kegelschliff des Mittelstücks (6) angeflanscht wird. Durch -Erhitzen des Lösungsmittels mit der Heizplatte (4) wird das Lösungs¬ mittel zum Sieden gebracht, wobei die aufsteigenden Lösungsmitteldämpfe vom Wasserkühler (5) kondensiert, in die zylinderförmige Überlaufeinheit (7) eintropfen. In dieser Kochphase bleibt der Ablauf (8) der Überlaufeinheit (7) geschlossen, wodurch das gesammelte Kondensat in der Überlaufeinheit (7) ansteigt und an einem Überlauf (29) in das Probengefäß abfließt, welcher im Innern der Überlauf- einheit in einem stufenförmig umlaufenden Überlaufsteg (32) am Übergang zwischen einem unteren Sammelraum (13) und einem sich gegenüber diesen verbreitenden Zuführungs¬ raum (21) angelegt ist. Der Überlauf (29) besteht dabei aus 11 Einlauföffnungen (30), die zur Unterseite (18) der Überlaufeinheit durch Überströmkanäle (19 a,b,c) in dortige AuslaufÖffnungen geführt sind. Die Kochphase wird zeitlich über einen Zeitprogrammer gesteuert (nicht dargestellt). Dabei wird ein Teil des aus der Probe zu extrahierenden Fetts ausgekocht und gelöst.The extraction unit 1 a shown in FIG. 1 and the extraction units (1 a, b) put together in the series device there in FIG. 6 from 6 identical extraction units consist of a heating plate (4), a sample vessel (2) and sample basket (3) and one Middle piece (6) with built-in cylindrical overflow unit (7) and a water cooler (5). The water cooler (5) is connected to a cooling water circuit via connections (31). A preferred extraction method, in particular for determining the fat content, is described below: To carry out the first extraction phase (liquid extraction), the sample vessel (2) is first filled with solvent up to level I in accordance with FIG. 1, and the sample becomes then entered into the sample basket (3), this over a seal or a conical section of the Middle piece (6) is flanged. The solvent is brought to a boil by heating the solvent with the heating plate (4), the rising solvent vapors condensing from the water cooler (5) and dropping into the cylindrical overflow unit (7). In this boiling phase, the outlet (8) of the overflow unit (7) remains closed, as a result of which the condensate collected rises in the overflow unit (7) and flows out at an overflow (29) into the sample vessel, which flows inside the overflow unit in a step-like manner Overflow web (32) is created at the transition between a lower collecting space (13) and a supply space (21) widening opposite it. The overflow (29) consists of 11 inlet openings (30) which are led to the underside (18) of the overflow unit through overflow channels (19 a, b, c) into the outlet openings there. The cooking phase is controlled by a time programmer (not shown). Part of the fat to be extracted from the sample is boiled and dissolved.
In der zweiten Extraktionsphase wird gemäß Figur 1 durch Öffnen des Ablaufes (8) das Lösungsmittel vom Niveau I auf das Niveau II gesenkt. Da der Ablauf (8) in einer unteren Vertiefung (22) im Bodenteil des Sammelraumes (13) angelegt ist, wird dabei über das von diesem Ablauf (8) ausgehende Abflußrohr (9) das gesamte Lösungsmittel, welches sich ausschließlich im Sammelraum (13) der Überlaufeinheit befindet, in ein äußeres Lösungsmittel- Auffanggefäß (10) in einer möglichst kurzen, vorberechneten Zeit geführt.In the second extraction phase, the solvent is lowered from level I to level II by opening drain (8) according to FIG. Since the outlet (8) is created in a lower recess (22) in the bottom part of the collecting space (13), the entire solvent which is found exclusively in the collecting space (13) is removed via the outlet pipe (9) emanating from this outlet (8). the overflow unit is in an outer solvent collecting vessel (10) in the shortest possible, pre-calculated time.
Im Gegensatz zur Absenkung des Lösungsmittels gemäß dem deutschen Patent Nr. 37 10 385, bei welchen die Überlauf- einheit als Trichter ausgebildet ist, in dem nicht eine bestimmte vorgegebene Lösungsmittelmenge gesammelt wird und dabei insbesondere keine definierte Menge Lösungs¬ mittel abgesenkt wird, ist die Überlaufeinheit (7) gemäß der vorliegenden Erfindung derart ausgebildet, daß die Lösungsmittelabführung auf Grund der Anlage des Über¬ laufes lediglich aus einem vorgegebenen Raum mit einem bestimmten definierten Volumen, nämlich dem Sammelraum (13) erfolgt, der insofern äußerst genau gefertigt ist, um eine definierte Menge Lösungsmittel aufzunehmen. Diese Menge wird dann zu bestimmten Zeitpunkten entsprechend der Art des Lösungsmittels völlig möglichst kurzfristig entleert.In contrast to the lowering of the solvent according to German Patent No. 37 10 385, in which the overflow unit is designed as a funnel in which not one certain predetermined amount of solvent is collected and in particular no defined amount of solvent is lowered, the overflow unit (7) according to the present invention is designed such that the solvent discharge due to the installation of the overflow only from a predetermined space with a certain defined Volume, namely the collecting space (13) takes place, which is so far made extremely accurate to hold a defined amount of solvent. This amount is then emptied as briefly as possible, depending on the type of solvent.
Die Entleerung erfolgt dabei mittels eines Druckluft¬ impulses über eine Zuleitung (14), welche im oberen Bereich des Kondensationsraumes des Wasserkühlers (5) angeordnet ist. Die Druckluftströmung ist dabei nach unten in Richtung der nach oben offenen Überlaufeinheit (7) bzw. des ebenfalls nach oben geöffneten Sammelraumes (13) gerichtet.Emptying takes place by means of a compressed air pulse via a feed line (14) which is arranged in the upper region of the condensation chamber of the water cooler (5). The compressed air flow is directed downwards in the direction of the overflow unit (7) which is open at the top or the collecting space (13) which is also open at the top.
Die Absenkung des Lösungsmittels wird dabei ebenfalls zeitlich über einen Zeitprogrammer gesteuert, bis sich das Lösungsmittelniveau unterhalb der Probe bzw. des Proben¬ korbes (3) befindet. Es wird dabei eine genau bestimmte Menge Lösungsmittel durch mehrfache Füllung und Entlee¬ rung des Sammelraumes (13) abgeführt.The lowering of the solvent is also controlled in time by a time programmer until the solvent level is below the sample or the sample basket (3). A precisely determined amount of solvent is removed by repeatedly filling and emptying the collecting space (13).
Zum Absenken des Lösungsmittels bedarf es dabei keiner Betätigung eines Ventils im Abflußrohr (9). Dies da das Abflußrohr (9) insofern lediglich mit einem Überlauf (15) ausgebildet ist, welcher über dem maximalen Flüssigkeits¬ niveau des im Sammelraum (13) befindlichen Extraktions- Lösungsmittels liegt. Der Überlauf (15) ist dabei als U- Rohrstück mit über dem maximalen Flüssj-gkeitsniveau liegenden mittleren Rohrabschnitt ausgebildet. Die seitlichen Stege des U-Bogens sind dabei an das Abflu߬ rohr (9) angeschlossen.To lower the solvent, there is no need to operate a valve in the drain pipe (9). This is because the drain pipe (9) is only designed with an overflow (15) which lies above the maximum liquid level of the extraction solvent located in the collecting space (13). The overflow (15) is Pipe section formed with a central pipe section above the maximum liquid level. The lateral webs of the U-bend are connected to the drain pipe (9).
In dieser Phase besitzt das Extraktions-Lösungsmittel das Flüssigkeitsniveau II, wobei die Dampfextration (Wasch¬ phase) beginnt. Die Probe schwebt dabei über dem siedenden Lösungsmittel im Lösungsmitteldampf und wird durch das vom Wasserkühler zurückfließende, kondensierte reine Extraktions-Lösungsmittel ausgewaschen.In this phase, the extraction solvent has liquid level II, with steam extraction (washing phase) starting. The sample hovers over the boiling solvent in the solvent vapor and is washed out by the condensed pure extraction solvent flowing back from the water cooler.
Das aus den Überströmkanälen (19a,b,c...) überlaufende Extraktions-Lösungsmittel tropft dabei von der zu einer Tropfspitze (22) mittig zusammenlaufenden Unterseite (18) der Überlaufeinheit ständig auf die im Probenkorb (3) eingelegte Probe. Diese Waschphase durch Dampfextraktion wird dabei zeitlich ebenfalls über einen Zeitprogrammer gesteuert.The extraction solvent overflowing from the overflow channels (19a, b, c ...) drips continuously from the bottom (18) of the overflow unit, which converges in the middle to form a drip tip (22), onto the sample placed in the sample basket (3). This washing phase by steam extraction is also timed using a time programmer.
In einer vierten Extraktionsphase wird dabei im Gegensatz zum deutschen Patent Nr. 37 10 385 das restliche Ex¬ traktions-Lösungsmittel zur Rückgewinnung nicht nur lediglich zeitprogrammiert abgedampft und durch den Abfluß der Überlaufeinheit in das äußere Lösungsmittel-Auffang¬ gefäß geführt.In a fourth extraction phase, in contrast to German Patent No. 37 10 385, the remaining extraction solvent for recovery is not only evaporated only in a time-programmed manner and passed through the outflow of the overflow unit into the outer solvent collecting vessel.
Vielmehr wird in dieser vierten Extraktionsphase das im Sammelraum (13) mit einem bestimmten vorgegebenen Volumen zur Entleerung anstehende Lösungsmittel jeweils derart vollständig nach außen in das Lösungsmittel-Auffanggefäß (10) geführt, daß das Extraktions-Lösungsmittel im Probengefäß (2) um eine bestimmte definierte Menge abgesenkt wird, wobei nur noch ein bestimmter Rest von z.B. 1 - 2 mm Lösungsmittel mit dem extrahiertem Fett im Probengefäß (2) vorhanden ist. (Flüssigkeitsniveau III)Rather, in this fourth extraction phase, the solvent to be emptied in the collecting chamber (13) with a certain predetermined volume is in each case completely led outwards into the solvent collecting vessel (10) in such a way that the extraction solvent in the sample vessel (2) has a defined one quantity is lowered, only a certain residue of, for example, 1-2 mm of solvent with the extracted fat being present in the sample vessel (2). (Liquid level III)
In einer fünften Extraktionsphase erfolgt dann eine Restabdampfung bei verringerter Energiezufuhr durch die Heizplatte (4). Dazu wird das Probengefäß (2) ca. 5 mm von der Heizplatte (4) abgehoben, so daß das restliche Extraktions-Lösungsmittel verdampfen kann, ohne daß das Fett oxidiert.In a fifth extraction phase, there is then residual evaporation with reduced energy input through the heating plate (4). For this purpose, the sample vessel (2) is lifted from the heating plate (4) by approx. 5 mm so that the remaining extraction solvent can evaporate without the fat oxidizing.
Diese Absenkung des Extraktions-Lösungsmittels und Ab¬ dampfung des nach der vierten Extraktionsphase vor¬ handenden Restes von 1-2 mm Extraktions-Lösungsmittel erfolgt dabei ebenfalls mit äußerster Genauigkeit und ist dabei reproduzierbar.This lowering of the extraction solvent and evaporation of the remainder of 1-2 mm of extraction solvent present after the fourth extraction phase also takes place with extreme accuracy and is reproducible.
Insofern können beim mehrstelligem Betrieb der Extraktions- einheit in einem Seriengerät (25) gemäß Figur 6 nicht durch geringe Unterschiede in der Beheizung der Probenge¬ fäße (2) unterschiedliche Restmengen von Extraktionsmittel entstehen. Es ist dabei sichergestellt, daß in allen sechs Extraktionseinheiten das unten im Probengefäß (2) an¬ stehende, aus der Probe extrahierte Fett nicht oxidiert.In this respect, in the case of multi-digit operation of the extraction unit in a series device (25) according to FIG. 6, small residual differences in the extraction agent cannot result from small differences in the heating of the sample vessels (2). This ensures that the fat extracted from the sample in the bottom of the sample vessel (2) does not oxidize in all six extraction units.
Der Aufbau der in den Extraktionseinheiten (la,b) zu verwendenden zylinderförmigen Überlaufeinheit (9) ergibt sich deutlich aus Figur 2 - 5. Die zylinderförmige Überlaufeinheit ist dabei aus Teflon insbesondere bzgl. der Ausbildung des Sammelraumes (13) mit äußerster Genauigkeit gedreht und weist an ihrer Außenseite einen oberen und unteren nach außen vorstehenden Kragen auf. In dem unteren Kragen ist dabei der Ablauf (8) angelegt, welcher gemäß Figur 3 durch die Seitenwandung (24) der Überlaufeinheit mittels einer im Bodenteil des Sammelraums (13) mündenden Abflußbohrung (23) geführt ist.The structure of the cylindrical overflow unit (9) to be used in the extraction units (la, b) is clearly shown in FIGS. 2-5. The cylindrical overflow unit is made of Teflon, in particular with respect to the design of the collecting space (13), and is turned with extreme accuracy on its outside an upper and lower collar projecting outwards. In the lower collar, the outlet (8) is created, which according to Figure 3 through the side wall (24) Overflow unit is guided by means of a drain hole (23) opening into the bottom part of the collecting space (13).
Die Überlaufeinheit weist dabei eine Höhe von etwa 10 cm und einen Durchmesser von 6 cm auf. Der in ihrer unteren Hälfte angelegte, ebenfalls zylinderförmige Sammelraum (13) weist dabei eine Höhe von etwa 3 cm und einen Durchmesser von 2,5 cm auf.The overflow unit has a height of approximately 10 cm and a diameter of 6 cm. The collection chamber (13), which is also cylindrical in its lower half, has a height of approximately 3 cm and a diameter of 2.5 cm.
Seitlich oberhalb des Sammelraumes (13) ist dabei der Überlauf (29) der Überlaufeinheit (7) zum Probengefäß (2) angelegt. Der Überlauf (29) wird dabei von einem seitlich oberhalb der Außenwandung des Sammelraumes umlaufenden Überlaufsteg (32) und zur Unterseite der Überlaufeinheit sich erstreckende Überströmkanäle (19a,b,c...) gebildet. Gemäß Figur 4 und 5 sind dabei insgesamt 11 Überströmkanäle (19a,b,c...) über gleichförmige Winkelabschnitte auf einem konzentrischen Kreis um die zylinderför ige Außenwandung des Sammelraumes (13) angelegt. Lediglich im Bereich unterhalb des Ablaufes (8) bzw. der Abifußbohrung (23) ist dabei ein Überströmkanal ausgelassen.The overflow (29) of the overflow unit (7) to the sample vessel (2) is placed laterally above the collecting space (13). The overflow (29) is formed by an overflow web (32) running laterally above the outer wall of the collecting space and overflow channels (19a, b, c ...) extending to the underside of the overflow unit. According to FIGS. 4 and 5, a total of 11 overflow channels (19a, b, c ...) are created over uniform angular sections on a concentric circle around the cylinder-shaped outer wall of the collecting space (13). An overflow channel is omitted only in the area below the outlet (8) or the Abifußbohrung (23).
In Figur 5 gemäß der Ansicht des Pfeiles B der Figur 2 ist dabei die Unterseite (18) der Überlaufeinheit dargestellt. Es sind dabei die parallel zueinander in Längsrichtung der Überlaufeinheit geführten Überströmkanäle (19a,b,c...) bzw. deren AuslaufÖffnungen zu erkennen. Ferner die mittig dieser Unterseite angelegte Tropfspitze (20), zu welcher die Unterseite kegelförmig ausläuft.In Figure 5 according to the view of arrow B of Figure 2, the underside (18) of the overflow unit is shown. The overflow channels (19a, b, c ...), which are guided parallel to one another in the longitudinal direction of the overflow unit, and their outlet openings can be seen. Furthermore, the drip tip (20) applied in the center of this underside, to which the underside tapers out in a cone.
In Figur 4 ist dabei in Draufsicht auf die Überlaufeinheit ebenfalls die Anordnung der Überströmkanäle zu erkennen. Diese sind dabei auf dem Überlaufsteg (32) des oberen Zuführungsraumes (21) angelegt, welcher sich wie der untere Sammelraum (13) nach oben in Richtung des Wasser¬ kühlers (15) öffnet. Des weiteren erkennt man das Bodenteil des Sammelraumes (13), wobei in der dortigen Vertiefung (22) die Abflußbohrung (23) des Ablaufes (18) zum äußeren Lösungsmittel-Auffanggefäß mündet, welcher über das Abflußrohr (9) mit dem dort als U-Rohrstück ausgebildeten Überlauf geführt ist.The arrangement of the overflow channels can also be seen in FIG. 4 in a top view of the overflow unit. These are on the overflow web (32) of the upper one Feed space (21) is created which, like the lower collecting space (13), opens upwards in the direction of the water cooler (15). The bottom part of the collecting space (13) can also be seen, the drain hole (23) of the outlet (18) opening into the recess (22) there leading to the outer solvent collecting vessel which is connected via the drain pipe (9) to the Pipe piece trained overflow is performed.
In Figur 6 sind dabei in dem dortigen Seriengerät (25) 6 gleiche Extraktionseinheiten (la,b) angeordnet. In dieser werden zeitprogrammiert die einzelnen Extraktions- und Absenkphasen I, II, III, IV und V gleichzeitig durchge¬ führt, wobei auch Unterschiede in der Beheizung der Probengefäße und im Abfluß durch die Abflußrohre (9) zum Lösungsmittel-Auffanggefäß (10) eine exakte gleichmäßige Absenkung des Extraktions-Lösungsmittels in den einzelnen Extraktionseinheiten nicht behindern. Es ist insofern ausgeschlossen, daß in den Probengefäßen (2) anstehendes extrahiertes Fett verbrennt.In FIG. 6, the same extraction units (la, b) are arranged in the series device (25) there. In this time-programmed, the individual extraction and lowering phases I, II, III, IV and V are carried out at the same time, with differences in the heating of the sample vessels and in the outflow through the outflow pipes (9) to the solvent collecting vessel (10) being exact do not impede the uniform lowering of the extraction solvent in the individual extraction units. In this respect, it is impossible for the extracted fat present in the sample vessels (2) to burn.
Zum Abheben der Probengefäße (2) von der Heizplatte (4) dienen dabei die zwei seitlich rechts und links angeord¬ neten Druckluftzylinder (26), welche eine Führungsschiene (27) und damit um den Rand der Probengefäße (2) liegende Führungshülsen (28) heben und senken.The two compressed air cylinders (26) on the right and left are used to lift the sample vessels (2) from the heating plate (4), which have a guide rail (27) and thus guide sleeves (28) around the edge of the sample vessels (2) raise and lower.
Das an Hand der Extraktionseinheit gemäß Figur 1 - Figur 6 erläuterte Extraktionsverfahren ist dabei mit dem er¬ findungsgemäßen Absenkungsprinzip und der Absenkung des Lösungsmittels auf einen bestimmten Rest und der Ab¬ dampfung dieses Restes bei verringerter Leistung der Heizplatten grundsätzlich auch auf das eingangs erwähnte Soxtec-Lösungsmittelextraktionsverfahren anwendbar.The extraction method explained on the basis of the extraction unit according to FIGS. 1 - 6 is basically based on the lowering principle according to the invention and the lowering of the solvent to a certain residue and the evaporation of this residue with a reduced output of the heating plates also basically to that mentioned at the beginning Soxtec solvent extraction method applicable.
Die erfindungsgemäßen Einrichtungen sind bei der Hand¬ habung von explosionsgefährdeten Extraktions-Lösungs¬ mitteln ohne Vorbehalt einsetzbar und dabei in ihrer Anschaffung nocht teuer.The devices according to the invention can be used without reservation in the handling of extraction solvents which are at risk of explosion and are still expensive to purchase.
Ausgehend von einen in Figur 1 gezeigten, ursprünglich in allen Extraktionseinheiten gleichen Flüssigkeitsniveaus (I), welches oberhalb der Probe steht und durch eine Flüssigkeitsmenge von beispielsweise 150 ml gebildet wird, erfolgt somit erfindungsgemäß die Einstellung des Flüssig¬ keitsniveaus (II) zur Dampfextraktions dadurch, daß der beispielsweise ein Meßvolumen von 15 ml aufweisende Sammelraum (13) dreimal entleert und viermal gefüllt wird, so daß eine Flüssigkeitsmenge von 60 ml aus dem Proben¬ gefäß (2) abgeführt wird. Es ist dabei möglich, die Entleerung innerhalb von 3 Sekunden durchzuführen, während das Füllen des Sammelraumes innerhalb von 4 Minuten erfolgt, davon ausgehend, daß die Sammelräume sich abhängig von der Energiezufuhr in 3 1/2 Minuten +/- 20 Sekunden füllen. Somit ist gewährleistet, daß die Über¬ laufeinheiten aller Extraktionseinheiten vollständig gefüllt sind.Starting from a liquid level (I) shown in FIG. 1, which is originally the same in all extraction units, which stands above the sample and is formed by a liquid amount of, for example, 150 ml, the liquid level (II) for steam extraction is thus adjusted according to the invention, that the collecting space (13), which has a measuring volume of 15 ml, for example, is emptied three times and filled four times, so that a quantity of liquid of 60 ml is removed from the sample vessel (2). It is possible to carry out the emptying within 3 seconds, while the filling of the collecting space takes place within 4 minutes, assuming that the collecting spaces fill up in 3 1/2 minutes +/- 20 seconds depending on the energy supply. This ensures that the overflow units of all extraction units are completely filled.
Die restlichen 90 ml Extraktions-Lösungsmittel können dabei nach Abschluß der Dampfextraktion durch sieben¬ maliges Entleeren des Sammelraumes nach vorherigem Füllen genau abgeführt werden. Es ist insofern gesichert, daß in einer bestimmten Extraktionseinheit nach einer bestimmten Zeit immer wieder die gleiche Restmenge an Extraktions- Lösungsmittel vorliegt und somit eine genaue Zeitsteuerung und Ausstellung der Beheizung der Extraktionseinheiten eines Seriengerätes möglich ist. Es wird insofern ver¬ mieden, daß eine Veränderung der zu extrahierenden oder der bereits extrahierten Bestandteile der Probe (z.B. Fette) im automatisierten mehrstelligen Betrieb eines Seriengerätes erfolgt und das am Ende der Extraktion in den Extraktionseinheiten unterschiedliche Restmengen an Extraktions-Lösungsmitteln unzulässigerweise anstehen.The remaining 90 ml of extraction solvent can be removed exactly after the steam extraction has been completed by emptying the collection space seven times after prior filling. In this respect, it is ensured that the same residual amount of extraction solvent is always present in a certain extraction unit after a certain time and thus precise timing and issuing of the heating of the extraction units a serial device is possible. In this respect, it is avoided that the components of the sample to be extracted or those already extracted (eg fats) are changed in the automated multi-digit operation of a series device and that at the end of the extraction different residual amounts of extraction solvents are inadmissibly present in the extraction units.
Es ist insofern nicht mehr notwendig, das Ende der Abdampfung des Extraktions-Lösungsmittels zu beobachten und dabei gegebenenfalls Extraktionsmittel von außen zuzugeben, um eine Angleichung der Verdampfung im mehr¬ stelligen Betrieb zu erreichen. Die Restmenge des Ex¬ traktions-Lösungsmittels kann dabei auf der Heizplatte der Extraktionseinheit selbst bei geringer Leistung oder in einem Trockenschrank solange verdampft werden, bis die extrahierten Bestandteile (z.B. Fette) getrocknet sind. Im mehrstelligen Betrieb ergeben sich dabei an allen Stellen gleichzeitig die gleichen abgeführten Mengen und Rest¬ mengen an Extraktions-Lösungsmittel trotz unterschied¬ licher Wärmezufuhr zu den einzelnen Extraktionsstellen. Dadurch sind an allen Extraktionsstellen gleichzeitig zu einem vorbekannten Zeitpunkt bestimmbare Mengen der zu extrahierenden Bestandteile (z.B. Fette) zugegeben, ohne daß die Gefahr einer Zerlegung dieser mengenmäßig zu bestimmenden Bestandteile und damit die Gefahr einer Verfälschung der Messung gegeben ist.In this respect, it is no longer necessary to observe the end of the evaporation of the extraction solvent and, if necessary, to add extractant from the outside in order to achieve evaporation in multi-digit operation. The remaining amount of the extraction solvent can be evaporated on the hot plate of the extraction unit even at low power or in a drying cabinet until the extracted components (e.g. fats) have dried. In multi-digit operation, the same removed quantities and residual quantities of extraction solvent result simultaneously at all points, despite different heat supply to the individual extraction points. As a result, determinable amounts of the components to be extracted (e.g. fats) are added to all extraction points at the same time at a previously known point in time, without the risk of decomposition of these components to be quantified and thus of the risk of falsifying the measurement.
Grundsätzlich kann dabei die Entleerung des Sammelraumes außer durch eine impulsartige Druckluftzuführung mittels Preßluft auch mittels Argon oder Stickstoff oder anderen Gasgemischen erfolgen, welche mit dem explosionsgefährde¬ ten Extraktionsmittel zur Fettextraktion verträglich sind. Im vorliegenden Verfahren ist eine präzise Zeitsteuerung der Überlauf-, Absenk-, Ablauf- und Abtropfvorgänge des Extraktions-Lösungsmittels über Siphonventile mit elek¬ tronischer Steuerung und pneumatischem Antrieb möglich.In principle, the emptying of the collecting space can take place not only by means of a pulsed compressed air supply by means of compressed air but also by means of argon or nitrogen or other gas mixtures which are compatible with the explosive extraction agent for fat extraction. In the present method, precise time control of the overflow, lowering, draining and draining processes of the extraction solvent is possible via siphon valves with electronic control and pneumatic drive.
Da das im Sammelraum einer Extraktionseinheit anstehende Extraktions-Lösungsmittel unmittelbar über einen eignen Überlauf oder eine eigene Pumpe in das äußere Lösungs¬ mittel-Auffanggefäß geführt wird, wobei also kein gemein¬ sames Schließ- oder Regelventil wie in der DE 37 10 385 C2 für die einzelnen Abläufe verschiedender Extraktionsein¬ heiten verwendet wird, besteht im übrigen auch nicht die Gefahr, daß über unmittelbar miteinander verbundene Abläufe abfließendes Extraktions-Lösungsmittel einer bestimmten Extraktionseinheit in dem Sammelraum einer benachbarten Extraktionseinheit gedrückt wird, wenn dort die Entleerungen in kurzen Zeiträumen, also schlagartig, beispielsweise durch einen Preßluftimpuls erfolgt.Since the extraction solvent present in the collecting space of an extraction unit is fed directly into the outer solvent collecting vessel via a suitable overflow or its own pump, so there is no common closing or control valve as in DE 37 10 385 C2 for the If individual processes of different extraction units are used, there is also no danger that extraction solvents flowing from directly connected processes of a particular extraction unit will be pressed in the collecting space of a neighboring extraction unit if the emptying there takes place in short periods, i.e. suddenly for example by a compressed air pulse.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren u. der erfindungsge¬ mäßen Vorrichtung erübrigt sich somit eine exakte Durch¬ flußmessung von diskontinuierlich oder kontinuierlich abschließenden Extraktions-Lösungsmittelmengen und die Regelung dieses Abflußes. Es erübrigt sich somit die Verwendung von Einrichtungen, welche bei der Handhabung von explosionsgefährdeten Extraktions-Lösungsmitteln nur unter Vorbehalt einsetzbar und dabei in ihrer Anschaffung teuer sind.According to the inventive method u. the device according to the invention thus dispenses with the need for an exact flow measurement of discontinuously or continuously concluding amounts of extraction solvent and the regulation of this outflow. It is therefore unnecessary to use devices which can only be used with reservations when handling explosion-hazardous extraction solvents and which are expensive to purchase.
In Figur 7 ist dabei im Längsschnitt eine Extraktionsein¬ heit (36) unter schematischer. Darstellung des Extraktionsver¬ fahrens mit den einzustellenden unterschiedlichen Ex- traktions-Flüssigkeitsniveaus (I), (II) und (III) dar- gestellt, bei welcher die mehrmals zu wiederholenden Entleerungen des Sammelraumes (13) nicht durch eine Druckmittelzufuhr über den oben offenen Wasserkühler sondern durch die Saugwirkung einer Schlauchpumpe ( 35 ) erfolgt. Dieέe Schlauchpumpe (35) ist dabei am Ablauf (8) des Sammelraumes (13) bzw. dem dortigen Abflußrohr (9) angeschlossen, welches zum Lösungsmittel-Auffanggefäß (10) geführt ist. Insofern entfällt das bei der Extraktions- einheit (la) der Figuren 1-6 verwendete Siphonventil mit dem Überlauf (15) und dem im Abflußrohr (9) eingebauten U- Rohrstück. Die Schlauchpumpe (35) weist dabei zwei beabstandete Pumpenrollen (30) auf, welche durch einen Pumpenrotor (34) bei Einschaltung der Pumpe gedreht werden und dabei nur während dieser Zeit das im Sammelraum und in dem Zwischenstück des Abflußrohres (9) zwischen der Pumpe und dem Ablauf (8) anstehende Extraktionslösungsmittel abführen. Der Betrieb der Schlauchpumpe erfolgt dabei nur während einer bestimmten Zeit, welche notwendig ist, um die vorbestimmte Menge an Extraktions-Lösungsmitteln gemäß dem Füllvolumen des Sammelraumes (13) abzuführen. Bei einem Sammelgerät aus mehreren Extraktionseinheiten weist dabei jede einzelne Extraktionseinheit eine eigene Schlauchpumpe (35) auf, so daß die Flüssigkeitsmengen in unterschiedlichen Sammelräumen der Extraktionsein¬ heiten sich nicht gegenseitig beim Abfließen beeinflußen können.In FIG. 7, an extraction unit (36) is shown schematically in longitudinal section. Representation of the extraction process with the different extraction liquid levels (I), (II) and (III) to be set. in which the emptying of the collecting space (13), which has to be repeated several times, does not take place through a pressure medium supply via the open water cooler but through the suction effect of a hose pump (35). The hose pump (35) is connected to the outlet (8) of the collecting space (13) or the drain pipe (9) there, which is led to the solvent collecting vessel (10). In this respect, the siphon valve with the overflow (15) and the U-pipe section installed in the drain pipe (9) is not used in the extraction unit (la) of FIGS. 1-6. The peristaltic pump (35) has two spaced pump rollers (30) which are rotated by a pump rotor (34) when the pump is switched on, and only during this time in the collecting space and in the intermediate piece of the drain pipe (9) between the pump and remove the extraction solvent from the outlet (8). The peristaltic pump is only operated for a certain time, which is necessary in order to discharge the predetermined amount of extraction solvents in accordance with the filling volume of the collecting space (13). In the case of a collecting device consisting of several extraction units, each individual extraction unit has its own peristaltic pump (35), so that the quantities of liquid in different collecting rooms of the extraction units cannot influence one another when they flow away.
Das Abflußrohr (9) ist dabei vom Ausgang der Schlauchpumpe (35) unmittelbar in das Lösungsmittel-Auffanggefäß (10) geführt. Die Schlauchpumpe (35) stellt dabei automatisch eine Sperre für den Abfluß des im Sammelraum (13) an¬ stehenden Extraktions-Lösungsmittels dar, sofern die Schlauchpumpe nicht im Betrieb ist. la, lb, Extraktionseinheiten 33 PumpenrolleThe drain pipe (9) is guided directly from the outlet of the hose pump (35) into the solvent collecting vessel (10). The peristaltic pump (35) automatically represents a block for the outflow of the extraction solvent in the collecting space (13), provided the peristaltic pump is not in operation. la, lb, extraction units 33 pump roller
2 Probengefäß 34 Pumpenrotor2 sample vessel 34 pump rotor
3 Probenkorb 35 Schlauchpumpe3 sample basket 35 peristaltic pump
4 Heizplatte 36 Extraktionseinheit4 heating plate 36 extraction unit
5 Wasserkühler5 water coolers
6 Mittelstück6 center piece
7 Überlaufeinheit7 overflow unit
8 Ablauf8 process
9 Abflußrohr9 drain pipe
10 Lösungsmittel-Auffanggefäß10 solvent collecting vessel
11 Zufluß aus Überlaufeinheit zum Probengefäß11 Inflow from overflow unit to the sample vessel
12 Flüssigkeitsniveau im Probengefäß12 Liquid level in the sample vessel
13 Sammelraum der Überlaufeinheit13 Overflow unit collecting area
14 Zuleitung für Druckluf impuls14 Supply line for compressed air pulse
15 Überlauf im Abflußrohr15 Overflow in the drain pipe
16 U-Rohrstück im Abflußrohr16 U-pipe section in the drain pipe
17 Innenwandung des Mittelstücks17 inner wall of the center piece
18 Unterseite der Überlaufeinheit18 Bottom of the overflow unit
19a,b,c... Überströmkanäle in der Überlaufeinheit19a, b, c ... overflow channels in the overflow unit
20 Tropfspitze an der Unterseite der Überlaufeinheit20 drip tip on the underside of the overflow unit
21 Zύführungsraum in der Überlaufeinheit21 Zύführungsraum in the overflow unit
22 Vertiefung im Bodenteil des Sammelraumes22 Deepening in the bottom part of the collecting room
23 dort auslaufende Abflußbohrung in der Wandung der Überlaufeinheit23 drain hole running out there in the wall of the overflow unit
24 Seitenwandung der Überlaufeinheit24 side wall of the overflow unit
25 Seriengerät aus mehreren gleichen Extraktions¬ einheiten25 series device from several identical extraction units
26 Druckluf zylinder26 compressed air cylinders
27 Führungsschiene zum Abheben der Extraktionseinheit von der Heizplatte27 guide rail for lifting the extraction unit from the heating plate
28 Führungshülse am Rand des Probengefäßes zum Anheben der Extraktionseinheit28 guide sleeve on the edge of the sample vessel for lifting the extraction unit
29 Überlauf seitlich oberhalb des Sammelraumes29 Overflow on the side above the collecting area
30 Einlauföffnungen30 inlet openings
31 Anschlüsse für Kühlwasserkreislauf31 connections for cooling water circuit
32 Überlaufsteg des Überlaufes (29) 32 overflow web of the overflow (29)

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a t e n t a n s r u c h e
Verfahren zur Lösungsmittelextraktion unter Verwendung einer Extraktionseinheit bestehend aus einem Proben¬ gefäß zur Aufnahme des Extraktions-Lösungsmittels und eines Probenkorbes für die zu untersuchende Probe, aus einer Heizplatte für das Probengefäß, sowie aus einem Wasserkühler für die aufsteigenden Dämpfe des Extraktions-Lösungsmittels, wobei in einem Mittelstück der Extraktionseinheit zwischen dem Wasserkühler und dem Probengefäß oberhalb des Probenkorbes eine nach oben offene Überlaufeinheit mit einem zum Wasserkühler offenen Sammelraum mit definiertem begrenztem Volumen angeordnet ist, welcher einen Ablauf mit einem Abflußrohr zu einem äußeren Lösungsmittel-Auffanggefäß und einen Zufluß oderProcess for solvent extraction using an extraction unit consisting of a sample vessel for receiving the extraction solvent and a sample basket for the sample to be examined, a heating plate for the sample vessel, and a water cooler for the rising vapors of the extraction solvent, wherein in a middle piece of the extraction unit between the water cooler and the sample vessel above the sample basket is an upward open overflow unit with a collecting space open to the water cooler with a defined limited volume is arranged, which has a drain with a drain pipe to an outer solvent collecting vessel and an inflow or
Überlauf zum Probengefäß aufweist, und wobei bei geschlossenem Ablauf der Überlaufeinheit die Extraktion durch Kochen der Probe in dem Ex¬ traktions-Lösungsmittel mittels Flüssigextraktion und eine anschließende Dampfextraktion sowie die Sammlung des Extraktions-Lösungsmittels zu dessen Rückgewinnung erfolgt, - und wobei entweder zum einen durch den Abfluß über den Ablauf die Umstellung von der Flüssig- auf die Dampfextraktion durch Niveauabsenkung im Lösungsmittelgefäß unterhalb der Probe und auf die Abführung des gesammelten Extraktions-Lösungsmittels erfolgt, und in der Kochphase die aufsteigenden Lösungsmittel- dämpfe in dem Wasserkühler kondensieren und in die Überlaufeinheit und über deren Überlauf oder Zufluß bei geschlossenem Ablauf gelangendes Kondensat dem Probengefäß vollständig wieder zugeführt wird, sowie in der Dampfphase das Extraktions-Lösungsmittel bei wiederum geschlossenem Ablauf der Überlaufeinheit in dieser über- oder abläuft, so daß ein Auswaschen der benetzten Probe während der Dampfextraktion erfolgt, oder daß zum anderen nach der Kochphase über eine Längsverstelleinrichtung der Probenkorb lediglich über das Flüssigkeitsniveau des Extraktions-Lösungs¬ mittels gezogen wird, um die Dampfextraktion durchzu¬ führen, wobei ansonsten jeweils zur Einstellung und Veränderung des Flüssigkeitsniveaus zur Dampfextraktion oder zur Absenkung des Flüssigkeitsniveaus zur Lösungs¬ mittelrückgewinnung das Extraktions- Lösungsmittel so abgesenkt und über die Entleerung der Überlaufeinheit in ein äußeres Lösungsmittel-Auffanggefäß geleitet wird, bis nur noch das gewünschte Niveau bzw. ein Rest des Extraktions-Lösungsmittels mit dem zu ex¬ trahierenden Bestandteil (Fett) im Probengefäß vorhanden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sammelraum mehrmals entsprechend dem vorgegebenen Volumen mit Lösungsmittel gefüllt und zu einem bestimmten Zeitpunkt anschließend jeweils geleert wird, um das Flüssigkeitsniveau des Lösungsmittels definiert um dieses Volumen mehrmals abzusenken, und wobei ohne den zu extrahierenden Bestandteil zu verändern die restliche Lösungsmittelverdampfung erfolgt und daß bei Verwendung der Extraktionseinheit das Probengefäß geringfügig von der Heizplatte abge¬ hoben oder deren Leistung so geschaltet wird, daß der Rest des Extraktions-Lösungsmittels derart verdampft und abgeführt wird.Has overflow to the sample vessel, and wherein with the drain of the overflow unit closed, the extraction by boiling the sample in the extraction solvent by means of liquid extraction and subsequent steam extraction and the collection of the extraction solvent for its recovery takes place, and either on the one hand the outflow via the outlet, the changeover from liquid to steam extraction takes place by lowering the level in the solvent vessel below the sample and removing the collected extraction solvent, and in the boiling phase the rising solvent Vapors condense in the water cooler and condensate coming into the overflow unit and via its overflow or inflow with the drain closed is completely returned to the sample vessel, and in the vapor phase the extraction solvent overflows or drains in the overflow unit when the drain is closed again, so that the wetted sample is washed out during the steam extraction, or on the other hand, after the boiling phase, the sample basket is only pulled over the liquid level of the extraction solvent by means of a longitudinal adjustment device in order to carry out the steam extraction, otherwise adjusting and changing the Liquid levels for steam extraction or for lowering the liquid level for solvent recovery, the extraction solvent is lowered and passed over the emptying of the overflow unit into an outer solvent collecting vessel until only the desired level or a residue of the extraction solvent with the constituent (fat) to be extracted is still present in the sample vessel, characterized in that the collecting space is filled with solvent several times in accordance with the predetermined volume and is then emptied at a certain point in time, in order to define the liquid level of the solvent in order to reduce this volume several times, and the remaining solvent evaporation takes place without changing the constituent to be extracted and that when the extraction unit is used the sample vessel is lifted slightly off the heating plate or its output is switched so that the The rest of the extraction solvent is evaporated and removed in this way.
2. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach Patentan¬ spruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Entleerung der Überlaufeinheit zeitprogrammiert mittels mehrmaliger Druckentleerung des Sammelraumes oder mehrmals durch eine am Abfluß des Sammelraumes ange¬ schlossene Pumpe jeweils entsprechend dem definierten Volumen des Sammelraumes erfolgt.2. Process for solvent extraction according to claim 1, so that the emptying of the overflow unit is carried out in a time-programmed manner by repeatedly depressurizing the collecting space or several times by a pump connected to the outflow of the collecting space, in each case in accordance with the defined volume of the collecting space.
3. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach Patentanspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die als Sammelraum mit definiertem Volumen ausgebildete Überlaufeinheit jeweils mittels in die Extraktionsein¬ heit eingeleiteter Druckluft entleert wird, wobei das Abflußrohr der Überlaufeinheit über einen Überlauf in das Lösungsmittel-Auffanggefäß .geführt ist, welcher in Form eines über das maximale Flüssigkeitsniveau des im Sammelraum befindlichen Extraktions-Lösungsmittels mit dem mittleren Rohrabschnitt geführten U-Rohrstückes ausgebildet ist, welches seitlich nach oben an das Abflußrohr bzw. das Lösungsmittel-Auffanggefäß ange¬ schlossen ist.3. A method for solvent extraction according to claim 2, characterized in that the overflow unit designed as a collecting space with a defined volume is emptied in each case by means of compressed air introduced into the extraction unit, the drain pipe of the overflow unit being guided via an overflow into the solvent collecting vessel, which is designed in the form of a U-pipe section which is guided over the maximum liquid level of the extraction solvent in the collecting space and which is connected laterally upward to the drain pipe or the solvent collecting vessel.
4. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach Patentanspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zuführung der Druckluft in die Extraktionseinheit durch einen in den oberen Bereich des Kondensations¬ raumes des Wasserkühlers geführten Druckluftimpuls erfolgt, welcher in die obere Öffnung des Sammelraumes der Überlaufeinheit gerichtet ist.4. A method for solvent extraction according to claim 3, characterized in that the supply of compressed air into the extraction unit by a compressed air pulse conducted in the upper region of the condensation chamber of the water cooler takes place, which is directed into the upper opening of the collecting space of the overflow unit.
5. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach Patentan¬ spruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Abfluß des Sammelraumes über ein in dem Abflußrohr der Überlaufeinheit angeordnetes Sperrventil und/oder eine dort angeschlossene Schlauch- oder Membranpumpe gesteuert wird.5. Process for solvent extraction according to claim 1 or 2, so that the outflow of the collecting space is controlled via a check valve arranged in the outflow pipe of the overflow unit and / or a hose or membrane pump connected there.
6. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach einem der Patentansprüche 1 - 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zeitdauer des Entleerens des Sammelraumes und des Öffnens und Schließens seines Ablaufes und die weitere Steuerung der Zeitdauer und der Zeitpunkte der Umstel¬ lung der Flüssigkeitsextraktion und der Dampfextraktion sowie der Niveauabsenkung und der Lösungsmittel- Rückgewinnung durch einen Zeitprogram er und zu definierten Zeitpunkten erfolgt.6. A method for solvent extraction according to one of claims 1-5, characterized in that the time period of emptying the collecting space and the opening and closing of its sequence and the further control of the time period and the times of Umstel¬ treatment of liquid extraction and steam extraction and the level reduction and the solvent recovery is carried out by a time program and at defined times.
7. Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach einem der Patentansprüche 1 - 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mehrere im wesentlichen gleiche Extraktionseinheiten als Reihengeräte angeordnet sind, welche jeweils zur gleichzeitigen Lösungsmittelextraktion zu gleichen Zeitpunkten mittels eines Zeitprogrammers geschaltet werden und deren Extraktionsphasen einschließlich der Lösungsmittelverdampfungen gleichzeitig und gleich¬ mäßig erfolgen. 7. A method for solvent extraction according to one of claims 1 - 6, characterized in that a plurality of substantially the same extraction units are arranged as series devices, which are each switched for simultaneous solvent extraction at the same time by means of a time programmer and their extraction phases including the solvent evaporation simultaneously and evenly respectively.
Verfahren zur Lösungsmittelextraktion nach Patentan¬ spruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die einzelnen Extraktionseinheiten des Reihengerätes jeweils eine Überlaufeinheit aufweisen, deren Sammel¬ raum gleiches Volumen und einen gleichen Entleerungs¬ mechanismus jeweils aufweist. Process for solvent extraction according to patent claim 7, characterized in that the individual extraction units of the series device each have an overflow unit, the collecting space of which has the same volume and the same emptying mechanism.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Lösungsmittelextraktion nach einem der Patentansprüche 1 - 8, mit mindestens einer Extraktionseinheit (la,lb,3"6) bestehend aus einem Probengefäß (2) zur Aufnahme des Extraktions-Lösungsmittels und aus einem Probenkorb (3) für die zu untersuchende Probe, aus einer Heizplatte (4) für das Probengefäß (2) und aus einer zwischen dem Probengefäß (2) und einem oberhalb dazu angeordneten Wasserkühler (5) in einem Mittelstück (6) der Extraktionseinheit (la, lb, 36) befindlichen, nach oben ganz oder teilweise offenen Überlaufeinheit (7), welche einen Sammelraum (13) zur Aufnahme einer bestimmten Menge von Lösungsmittel mit einem Überlauf (29) zum Probengefäß (2) und mit einem Ablauf (8) und einem Ablaufrohr (9) zu einem äußeren Lösungsmittel- Auffanggefäß (10) aufweist, und wobei dem Ablauf (8) ein Abflußrohr (9) mit einem Überlauf (15) oder mit einem Regelventil (35) zugeordnet ist, wodurch ein Öffnen und Schließen des Ablaufes (8) der Überlauf¬ einheit (7) zur Änderung der Füssigkeitsniveaus, insbesondere zur Umstellung von der Flüssigextraktion auf die Dampfextraktion oder auf die Lösungsmittel- Rückgewinnung durch Niveauabsenkung des Extraktions¬ lösungsmittels im Probengefäß (2) unterhalb der Probe unter entsprechender Abführung der Extraktions-Lösungs- mittel-Anteile in das äußere Lösungsmittel-Auffanggefäß (10), ermöglicht ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lagerung der Überlaufeinheit (7) und Anlage des Sammelraumes (13) derart erfolgt, daß eine bestimmte definiert wiederholbare Entleerung des Sammelraumes im einstelligen oder mehrstelligen Betrieb zum Lösungs¬ mittel-Auffanggefäß (10) ermöglicht ist, wobei Einrichtungen (14,35;15,16) vorgesehen sind, die während der zur Abführung der anstehenden bestimmten Extraktions-Lösungsmittelmenge notwendigen Zeit die Entleerung des Sammelraumes (13) über den Ablauf (8) und ein Syphonventil (15,16) durch Druckluftzufuhr in die Extraktionseinheit (la,lb) von oben, oder des Sammelraumes (13) der Extraktionseinheit (36) durch den Förderstrom einer im Abflußrohr (9) des Ablaufes (8) zum Lösungsmittel-Auffanggefäß (10) angeordneten Pumpe (35) oder durch dortige sonstige Saugwirkung bewirken.Device for carrying out the method for solvent extraction according to one of the claims 1 - 8, with at least one extraction unit (la, lb, 3 " 6) consisting of a sample vessel (2) for receiving the extraction solvent and a sample basket (3) for the Sample to be examined, from a heating plate (4) for the sample vessel (2) and from a between the sample vessel (2) and a water cooler (5) arranged above it in a middle piece (6) of the extraction unit (la, lb, 36) , upward or partially open overflow unit (7), which has a collecting space (13) for receiving a certain amount of solvent with an overflow (29) to the sample vessel (2) and with an outlet (8) and an outlet pipe (9) has an outer solvent collecting vessel (10), and wherein the outlet (8) is assigned a drain pipe (9) with an overflow (15) or with a control valve (35), whereby opening and closing d there overflow (8) of the overflow unit (7) for changing the liquid levels, in particular for changing over from liquid extraction to steam extraction or to solvent recovery by lowering the level of the extraction solvent in the sample vessel (2) below the sample with appropriate removal of the Extraction solution medium proportions in the outer solvent collecting vessel (10) is made possible, characterized in that the storage of the overflow unit (7) and installation of the collecting space (13) takes place in such a way that a certain defined repeatable emptying of the collecting space in single-digit or multi-digit operation for Solvent-collecting vessel (10) is made possible, devices (14.35; 15.16) being provided for emptying the collection space (13) via the outlet (8 ) and a siphon valve (15, 16) by supplying compressed air to the extraction unit (la, lb) from above, or the collecting space (13) of the extraction unit (36) by the flow of one in the drain pipe (9) of the outlet (8) to the solvent Arrange the collecting vessel (10) arranged pump (35) or by other suction there.
10.Vorrichtung nach Patentanspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in den oberen offenen Bereich des Wasserkühlers (5) eine Zuleitung (14) mit einem äußeren Anschluß für die den Entleerungsimpuls erzeugende Druckluft angelegt ist.10.Device according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n t that in the upper open area of the water cooler (5), a feed line (14) is applied with an outer connection for the compressed air generating the emptying pulse.
11.Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überlaufeinheit (7) konzentrisch innerhalb des Mittel¬ stückes (6) oder des Wasserkühlers (5) der Extrak¬ tionseinheit angelegt, an deren Innenwandung (17) anschließt und mit einem nach innen abgesenkten Sammelraum ausgebildet ist, und im oberen Bereich seitlich der Oberkante des Sammelraumes (13) zur Mitte der Extraktionseinheit geöffnete Überströmkanäle (19a,b,c) aufweist, sowie im unteren Bereich des Sammelraumes einen Ablauf (8) zum Lösungsmittel- Auffanggefäß (10).11.The device according to claim 9 or 10, characterized in that the overflow unit (7) concentrically within the Mittel¬ piece (6) or the water cooler (5) of the extraction unit, connected to the inner wall (17) and with one inwards lowered collecting space is formed, and in the upper area has overflow channels (19a, b, c) open to the side of the upper edge of the collecting chamber (13) to the center of the extraction unit, and an outlet (8) to the solvent collecting vessel (10) in the lower region of the collecting chamber.
12.Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9-11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überlaufeinheit (7) mit ihrem Sammelraum (13) in dem Mittelstück (6) der Extraktionseinheit (la,lb) mittig oberhalb des Probenkorbs angeordnet ist, wobei ein Überlauf (29) seitlich oberhalb des Sammel¬ raumes (13) in Form der sich von dort zur Unter¬ seite (18) der Überlaufeinheit (7) erstreckenden, zueinander beabstandeten Überströmkanäle (19a,b,e) angelegt ist.12.The device according to one of the claims 9-11, characterized in that the overflow unit (7) with its collecting space (13) in the center piece (6) of the extraction unit (la, lb) is arranged centrally above the sample basket, an overflow (29 ) laterally above the collecting space (13) in the form of the mutually spaced overflow channels (19a, b, e) extending from there to the underside (18) of the overflow unit (7).
13. Vorrichtung nach Patentanspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überströmkanäle (19a,b,c...) an der Unterseite der Überlaufeinheit in eine kegelförmige Leitfläche auslaufen, welche eine mittige Tropfspitze (20) an der Unterseite (18) bildet.13. The device according to claim 12, so that the overflow channels (19a, b, c ...) run out on the underside of the overflow unit into a conical guide surface which forms a central drip tip (20) on the underside (18).
14. Vorrichtung nach Patentanspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Überströmkanäle (I9a,b,c ...) des zylinderförmig ausgebildeten Sammelraumes (13) koaxial um diesen im seitlichen Abstand in einem Überlaufsteg (32) ange¬ ordnet sind.14. The device according to claim 12 or 13, so that the overflow channels (I9a, b, c ...) of the cylindrical collecting space (13) are arranged coaxially around the latter in a lateral distance in an overflow web (32).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß oberhalb des Sammelraumes (13) die Überlaufeinheit (7) einen Zuführungsraum (21) aufweist, welcher nach oben in Richtung des Wasserkühlers (5) unter Weitung geöffnet ist.15. The device according to one of claims 11-14, characterized in that Above the collecting space (13) the overflow unit (7) has a feed space (21), which is opened upwards in the direction of the water cooler (5) with an expansion.
16. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 11-15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ablauf (8) im Sammelraum (13) in einer Vertiefung (22) des dortigen Bodenteils angelegt ist, in welcher eine seitliche Abflußbohrung (23) mündet, welche durch die Seitenwandung der Überlaufeinheit geführt ist.16. Device according to one of the claims 11-15, characterized in that the drain (8) in the collecting space (13) is created in a recess (22) of the bottom part there, in which a lateral drain hole (23) opens, which through the side wall the overflow unit is guided.
17. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9-16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere gleiche Extraktionseinheiten (la,lb,...) zu einem Seriengerät (25) zum mehrstelligen, gleich¬ zeitigen Betrieb angeordnet sind, deren Sammelräume (13) das gleiche Füllvolumen aufweisen und jeweils getrennt voneinander mit ihrem jeweiligen Ablauf (8) und nicht miteinander in Verbindung stehenden Abflu߬ rohren (9) an demselben Lösungsmittel-Auffanggefäß (10) angeschlossen sind.17. Device according to one of the claims 9-16, characterized in that several identical extraction units (la, lb, ...) are arranged to form a series device (25) for multi-digit, simultaneous operation, the collecting spaces (13) of which have the same filling volume and are each connected separately to the same solvent collecting vessel (10) with their respective outlet (8) and drain pipes (9) which are not connected to one another.
18. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9-17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die einzelnen Abläufe (8) einen im Abflußrohr (9) angeordneten Überlauf aufweisen, der durch ein U- Rohrstück (16) gebildet ist, dessen oberes Mittelstück höher als der Überlaufsteg (32) ist. 18. Device according to one of claims 9-17, characterized in that the individual drains (8) have an overflow arranged in the drain pipe (9), which is formed by a U-pipe section (16), the upper middle piece higher than the overflow web ( 32) is.
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