超临界流体萃取装置的制作方法

本发明属于物理分离的装置或设备，具体涉及到一种萃取釜。

背景技术：

超临界流体是指物质体处于其临界温度和临界压力以上状态时，此时，向该状态气体加压，气体不会液化，只是密度增大，具有类似液体的性质，同时还保留气体的性能。超临界流体兼具气体和液体的优点，其密度接近于液体，溶解能力较强，而黏度与气体相近，扩散系数远大于一般的液体，有利于传质。另外，超临界流体具有零表面张力，很容易渗透扩散到被萃取物的微孔内。因此，超临界流体具有良好的溶解和传质特性，能与萃取物很快地达到传质平衡，实现物质的有效分离。

超临界萃取技术是未来油脂萃取的主要方向之一。从目前的文献报道来看，其油脂萃取过程有着“绿色环保、低成本、易于实现”等多种特点，甚至已被部分油脂生产企业所采应用，用于生产高端油脂。然而，在该技术已经出现的数十年里，其至今仍未被广泛应用。在传统的超临界萃取工艺下，萃取剂的流向沿延萃取釜由下至上，萃取剂进口位于萃取釜底部，萃取剂出口位于萃取釜顶部盖子上，或位于萃取釜上端的侧面。尽管曾有多篇文献研究报道超临界萃取工艺的改进，包括萃取压力、萃取温度、二氧化碳流量、萃取时间等因素对萃取得率的影响，但都很难改善超临界萃取油脂时“生产效率偏低”的“顽疾”。

中国专利名称为《一种快速超临界萃取油脂方法》、专利号201410030959X，当萃取剂从上到下流经萃取釜时，既能发挥萃取剂萃取效应又能发挥萃取剂的压榨效应，萃取效率可以大幅提高，但当萃取剂从上到下流经萃取釜时，出口管路容易堵塞，且单一出口在物料饼粕滤饼层较厚时萃取剂易进难出，不利于萃取效率的提高，且传统超临界萃取釜为固定式釜体，釜体不翻转不利于发挥萃取剂的压榨效应，也不利于萃取效率的提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有萃取釜的缺点，提供一种设计合理、萃取效率高、操作简单的超临界流体萃取装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：支撑架上设置有萃取釜，萃取釜与支撑架转动连接，支撑架上设置有用于固定萃取釜的搭扣锁，萃取釜一端侧壁上设置有第一滤阻管组件，另一端侧壁上设置有第二滤阻管组件，萃取釜另一端端部设置有第三滤阻管，第三滤阻管上设置有四通阀，萃取剂进液管上设置有进液三通阀，进液三通阀一端口通过串联在管道上的第一三通阀组与第一滤阻管组件和设置在出液管上的出液三通阀相联通、另一端口通过管道与四通阀相联通，出液三通阀通过串联在管道上的第二三通阀组与第二滤阻管组件和四通阀相联通，出液三通阀与出液管相联通。

作为一种优选的技术方案，所述的萃取釜的结构为：内圆柱管体外侧安装有外圆柱管体，内圆柱管体与外圆柱管体之间有空腔，外圆柱管体的上端加工有进水管，下端加工有出水管，内圆柱管体两端设置有端盖，内圆柱管体与第一滤阻管组件和第二滤阻管组件相联通，外圆柱管体外侧壁中部关于轴线对称设置有第一支杆和第二支杆，第一支杆和第二支杆的端部安装在支撑架上并与支撑架之间设置有轴承。

作为一种优选的技术方案，所述的第一滤阻管组件由2～6个滤阻管并联组成，所述的第二滤阻管组件与第一滤阻管组件结构相同。

作为一种优选的技术方案，所述的第三滤阻管的结构为：连接管与管体之间设置有第一滤板，管体的另一端设置有第二滤板，第一滤板和第二滤板与管体形成的空腔内间填充有过滤材料，第一滤板与第二滤板上均匀分布有过滤孔。

作为一种优选的技术方案，所述的过滤材料为脱脂棉。

本发明的有益效果如下：

本发明采用萃取釜通过第一支杆和第二支杆安装在支撑架上并与支撑架之间安装有轴承，使萃取釜在萃取的不同工艺阶段能进行180°往复翻转，有效避免了萃取釜连接的管阀拆卸，缩短了翻转萃取釜所需的人力物力，萃取釜在萃取过程中进行180°往复翻转，提高萃取剂的压榨效应，萃取釜上设置的多阀联动，实现萃取剂与物料充分接触；通过多滤阻管的切换与共用，防止超厚滤饼层的产生，提高萃取效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明萃取釜9翻转180°的结构示意图。

图3是图1中第三滤阻管17的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于下述的实施方式。

在图1、2中，本实施例的一种超临界流体萃取装置由进液管1、支撑架2、搭扣锁3、第一支杆4、进液三通阀5、第一三通阀组6、第一滤阻管组件7、顶盖8、萃取釜9、进水管10、出液三通阀11、出液管12、第二支杆13、第二三通阀组14、第二滤阻管组件15、底盖16、第三滤阻管17、四通阀18、出水管19连接构成。

在支撑架2上安装有萃取釜9，萃取釜9为内圆柱管体外侧安装有外圆柱管体，内圆柱管体与外圆柱管体之间有空腔，该空腔内装控温水，用于控制萃取釜温度，外圆柱管体的上端加工有进水管10，下端加工有出水管19，进水管10和出水管19与恒温水箱相联通，萃取釜9的内圆柱管体内装有被萃取物料，内圆柱管体的一端用螺纹紧固连接件连接有顶盖8、另一端用螺纹紧固连接件固定连接有底盖16，底盖上加工有第三滤阻管17，第三滤阻管17上安装有四通阀18，萃取釜9外侧壁中部关于轴线对称焊接有第一支杆4和第二支杆13，第一支杆4和第二支杆13为管状体，第一支杆4和第二支杆13的端部安装在支撑架2上并与支撑架2之间安装有轴承，用于萃取釜180°翻转，一搭扣锁3的锁钩用螺纹紧固连接件固定安装在第一支杆4上，该搭扣锁3的活动扣用螺纹紧固连接件固定安装在支撑架2左端，另一搭扣锁的锁钩用螺纹紧固连接件固定安装在第二支杆13上，该搭扣锁的活动扣用螺纹紧固连接件固定安装在支撑架2右端，当萃取釜9直立时，两个搭扣锁将萃取釜9固定，防止其转动。萃取釜9一端侧壁上自上而下安装有第一滤阻管Ⅰ、第一滤阻管Ⅱ、第一滤阻管Ⅲ、第一滤阻管Ⅳ，第一滤阻管Ⅰ～第一滤阻管Ⅳ，构成第一滤阻管组件7。第一滤阻管组件7与萃取釜9的内圆柱管体相联通，萃取釜9的另一端侧壁自下而上安装有第二滤阻管Ⅰ、第二滤阻管Ⅱ、第二滤阻管Ⅲ、第二滤阻管Ⅳ，第二滤阻管Ⅰ～第二滤阻管Ⅳ，构成第二滤阻管组件15。第二滤阻管组件15与萃取釜9的内圆柱管体相联通，第二滤阻管组件15的结构与第一滤阻管组件7的结构相同。进液管1的输出端伸入到第一支杆4内与位于第一支杆4内的进液三通阀5的A端口相联通，进液三通阀5的B端口通过管道与出液三通阀的B端口相联通，进液三通阀5的B端口与出液三通阀的B端口之间的管道上自上而下串联安装有第一三通阀Ⅰ、第一三通阀Ⅱ、第一三通阀Ⅲ、第一三通阀Ⅳ，第一三通阀Ⅰ～第一三通阀Ⅳ，构成第一三通阀组6，第一三通阀Ⅰ～第一三通阀Ⅳ分别与第一滤阻管Ⅰ～第一滤阻管Ⅳ相联通，进液三通阀5的C端口通过管道与四通阀18的B端口相联通，四通阀18的C端口通过管道与出液三通阀的C端口相联通，四通阀18的C端口与出液三通阀的C端口之间的管道上自下而上串联安装有第二三通阀Ⅰ、第二三通阀Ⅱ、第二三通阀Ⅲ、第二三通阀Ⅳ，第二三通阀Ⅰ～第二三通阀Ⅳ构成，第二三通阀组14。第二三通阀Ⅰ～第二三通阀Ⅳ分别与第二滤阻管Ⅰ～第二滤阻管Ⅳ相联通，第一滤阻管Ⅰ～第一滤阻管Ⅳ和第二滤阻管Ⅰ～第二滤阻管Ⅳ与第三滤阻管17的结构相同。

图3给出了以第三滤阻管17为例的设备中滤阻管的结构示意图。在图3中，本实施例的第三滤阻管17由管体17-1、第一滤板17-2、第二滤板17-3、过滤材料17-4、连接管17-5连接构成，滤阻管6的连接管17-5与管体17-1之间安装有第一滤板17-2，管体17-1的另一端安装有第二滤板17-3，第一滤板17-2和第二滤板17-3与管体17-1形成的空腔内间填充有过滤材料17-4，过滤材料17-4为脱脂棉，第一滤板17-2与第二滤板17-3上均匀分布有过滤孔。

本发明的工作原理如下：

初始，如图1中，萃取釜9的顶盖在上底盖在下，通过搭扣锁3固定在支撑架2上，旋转进液三通阀5，使进液三通阀5的A端口与B端口相联通，堵塞C端口，打开第一三通阀Ⅰ，使第一滤阻管Ⅰ与进液三通阀5的B端口相联通，旋转第一三通阀Ⅱ～第一三通阀Ⅳ，堵塞第一滤阻管Ⅱ～第一滤阻管Ⅳ，萃取剂从进液管1进入，由第一滤阻管Ⅰ进入萃取釜9中；在萃取釜9中萃取剂从上向下流，对萃取釜中的物料进行萃取，旋转四通阀18，使四通阀的A端口与C端口相联通，堵塞B端口和D端口，旋转出液三通阀11，使出液三通阀11的A端口与C端口相联通，堵塞B端口，旋转第二三通阀组14堵塞第二滤阻管组件15，萃取之后的溶液只由位于底盖16的第三滤阻管17流出，经过四通阀18、第二三通阀组14、出液三通阀11，由出液管12输出；当出液管12出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅰ，使第二滤阻管Ⅰ与出液三通阀11的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，萃取后的溶液同时从第三滤阻管17和第二滤阻管Ⅰ流出，由出液管12输出；当出液管12出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅱ，使第二滤阻管Ⅱ与出液三通阀11的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，萃取后的溶液同时从第三滤阻管17、第二滤阻管Ⅰ和第二滤阻管Ⅱ流出，由出液管12输出；当出液管12出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅲ，使第二滤阻管Ⅲ与出液三通阀11的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，萃取后的溶液同时从第三滤阻管17及第二滤阻管Ⅰ～第二滤阻管Ⅲ流出，由出液管12输出；当出液管12出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅳ，使第二滤阻管Ⅳ与出液三通阀11的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，萃取后的溶液同时从第三滤阻管17、第二滤阻管Ⅰ～第二滤阻管Ⅳ，由出液管12输出；在上述从下到上逐步开启第二三通阀组的过程中，若出液管12出现大量不含油脂的萃取剂气体时，则不再开启第二三通阀组的剩余其它三通阀，并对萃取釜9进行180°翻转，使萃取釜9的顶盖在下底盖在上，如图2。旋转进液三通阀5，使进液三通阀5的A端口与C端口相联通，堵塞B端口，旋转四通阀18，使四通阀18的B端口与A端口相联通，堵塞C端口和D端口，旋转出液三通阀11，使出液三通阀11的A端口与B端口相联通，堵塞C端口，萃取剂从进液管1进入，由进液三通阀5的A端口流向C端口，再由四通阀18的B端口流向A端口，通过第三滤阻管17进入萃取釜，萃取剂自上向下流的同时冲击物料，使物料整体下落到萃取釜顶盖上，首先打开第一三通阀组Ⅰ，使萃取之后的溶液从第一滤阻管Ⅰ流出，经第一三通阀组Ⅰ，由出液管12输出。当出液管12出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第一三通阀Ⅱ，使第一滤阻管Ⅱ与出液三通阀11的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，萃取后的溶液从第一滤阻管Ⅰ、Ⅱ流出，经第一三通阀组Ⅰ、Ⅱ，由出液管12输出。当出液管12出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第一三通阀Ⅲ，使第一滤阻管Ⅲ与出液三通阀11的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，萃取后的溶液从第一滤阻管Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ流出，经第一三通阀组Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，由出液管12输出。依此顺序，逐步打开第一三通阀组的所有阀门，实现出液管持续高速出液，直至萃取完毕。本发明无需拆卸管路即可使萃取釜在萃取的不同工艺阶段能进行180°往复翻转，并通过萃取釜上设置的多阀联动，实现萃取剂与物料充分接触；通过多滤阻管的切换与共用，防止超厚滤饼层的产生；通过萃取剂进口和出口的三通阀切换实现萃取剂在萃取釜内垂直方向的自由流动(从上到下或从下到上)，借以发挥萃取剂在本发明中的压榨和萃取效应，提高萃取效率。

实施例2

在本实施例中，第一滤阻管组件7与第二滤阻管组件15均由2个滤阻管并联组成，进液三通阀5的B端口与出液三通阀11的B端口之间的管道上串联安装有第一三通阀组6，第一三通阀组6由2个第一三通阀串联组成，第一三通阀组6与第一滤阻管组件7相联通，四通阀的C端口与出液三通阀的C端口之间的管道上串联有第二三通阀组14，第二三通阀组14由2个第二三通阀串联组成，第二三通阀组14与第二滤阻管组件15相联通。其他零部件及零部件的连接关系与实施例1相同。

实施例3

在本实施例中，第一滤阻管组件7与第二滤阻管组件15均由6个滤阻管并联组成，进液三通阀5的B端口与出液三通阀11的B端口之间的管道上串联安装有第一三通阀组6，第一三通阀组6由6个第一三通阀串联组成，第一三通阀组6与第一滤阻管组件7相联通，四通阀的C端口与出液三通阀的C端口之间的管道上串联有第二三通阀组14，第二三通阀组14由6个第二三通阀串联组成，第二三通阀组14与第二滤阻管组件15相联通。其他零部件及零部件的连接关系与实施例1相同。