双釜翻转式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、操作简单的双釜翻转式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：第一支座上设置有电机，电机的动力输出轴上设置有传动轴，传动轴的中部设置有第二支座、端部设置有第三支座，第二支座上部固定有固定盘、底部设置有行走机构，传动轴穿过固定盘，位于第二支座和第三支座之间传动轴上依次设置有转动盘、萃取釜支杆，转动盘固定在转动轴上并扣合在固定盘内，固定盘上加工有进液孔a和出液孔b，进液孔a和出液孔b关于转动轴中心线对称，转动盘上加工有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔关于转动轴中心线对称，第一通孔和第二通孔之间的距离等于进液孔a和出液孔b之间的距离，第一三通阀的C端口安装在第一通孔内与进液孔a相联通，第六三通阀的C端口安装在第二通孔内与出液孔b相联通，萃取釜支杆固定在传动轴上，萃取釜支杆两端分别固定设置有左萃取釜和右萃取釜，萃取釜支杆的中心线与左萃取釜和右萃取釜的中心线垂直，左萃取釜一端设置有第一滤阻管组件、另一端设置有第二滤阻管组件及端盖上设置有第三滤阻管，第三滤阻管上设置有第一四通阀，第一三通阀的A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相联通，第六三通阀的A端口通过串联在管道上的第一四通阀和第二三通阀组与第二滤阻管组件相联通，右萃取釜的一端设置有第四滤阻管组件、另一端设置有第五滤阻管组件及端盖上设置有第六滤阻管，第一三通阀的B端口通过串联在管道上的第三三通阀组与第四滤阻管组件相联通，第六三通阀的B端口通过串联在管道上的第二四通阀和第四三通阀组与第五滤阻管组件相联通。

作为一种优选的技术方案，所述的左萃取釜的结构为：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。

作为一种优选的技术方案，所述的右萃取釜的结构与左萃取釜的结构相同。

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、第四滤阻管组件、第五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，管体的中部设置有中间滤板、另一端设置有第二滤板，位于第一滤板和中间滤板之间管体空腔中填充有过滤材料，位于中间滤板与第二滤板之间管体的空腔中填充有过滤材料，第一滤板与第二滤板以及中间滤板上均匀分布有过滤孔，过滤孔的孔径为0.2～1.2mm。

作为一种优选的技术方案，所述的过滤材料为脱脂棉。

作为一种优选的技术方案，所述的行走机构为：导轨上匹配有滑块，滑块固定在第二支座上，导轨的两端设置有后挡板和前挡板，导轨上设置有锁块。

本发明的有益效果如下：

本发明的左萃取釜和右萃取釜同时进行萃取，萃取容量大，在萃取的不同工艺阶段通过电机带动左萃取釜和右萃取釜进行往复180°旋转，从而达到左萃取釜和右萃取釜各自180°往复翻转的目的，实现萃取剂与物料充分接触，提高萃取剂的压榨效应，减小了翻转萃取釜所需的人力物力，通过多滤阻管的切换与共用，防止超厚滤饼层的产生，提高了萃取效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3是图1中第三滤阻管20的结构示意图。

图4是图1中第一三通阀组1和第一滤阻管组件2的结构示意图。

图5是图1中第二滤阻管组件18和第二三通阀组19的结构示意图。

图6是图1中第三三通阀组8和第四滤阻管组件9的结构示意图。

图7是图1中第五滤阻管组件12和第四三通阀组13的结构示意图。

图8是图1中左萃取釜3和右萃取釜10翻转180°后的结构示意图。

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，本实施例的双釜翻转式超临界流体萃取装置由第一三通阀组1、第一滤阻管组件2、左萃取釜3、萃取釜支杆4、固定盘5、第五三通阀6、转动盘7、第三三通阀组8、第四滤阻管组件9、右萃取釜10、传动轴11、第五滤阻管组件12、第四三通阀组13、第二四通阀14、第三支座15、第六三通阀16、第一四通阀17、第二滤阻管组件18、第二三通阀组19、第三滤阻管20、第六滤阻管21、电机22、第一支座23、前挡板24、滑块25、第二支座26、导轨27、锁块28、后挡板29连接构成。

第一支座23上用螺纹紧固连接件固定连接有电机22，电机22的动力输出轴上固定连接有传动轴11，传动轴11的中部设置有第二支座26、端部设置有第三支座15，第二支座26上部固定有固定盘5、底部固定安装有滑块25，地面上安装有与滑块25相匹配的导轨27，导轨27的两端固定安装有后挡板29和前挡板24，导轨上装有锁块28，第二支座26在导轨27上前后移动，当第二支座26滑行到指定位置，锁块28将滑块25固定，传动轴11穿过固定盘5，位于第二支座26和第三支座15之间传动轴11上依次安装有转动盘7、萃取釜支杆4，转动盘7固定在转动轴上并扣合在固定盘5内，固定盘5上加工有进液孔a和出液孔b，进液孔a和出液孔b关于转动轴中心线对称，转动盘7上加工有第一通孔和第二通孔，第一通孔和第二通孔关于转动轴中心线对称，第一通孔和第二通孔之间的距离等于进液孔a和出液孔b之间的距离，第五三通阀6的C端口安装在第一通孔内与进液孔a密封连通，第六三通阀16的C端口安装在第二通孔内与出液孔b密封连通，萃取釜支杆4固定在传动轴11上，萃取釜支杆4两端分别用螺纹紧固连接件固定连接有左萃取釜3和右萃取釜10，萃取釜支杆4的中心线与左萃取釜3和右萃取釜10的中心线垂直，左萃取釜3一端侧壁上自上而下安装有第一滤阻管Ⅰ2-1、第一滤阻管Ⅱ2-2、第一滤阻管Ⅲ2-3、第一滤阻管Ⅳ2-4，第一滤阻管Ⅰ2-1～第一滤阻管Ⅳ2-4构成第一滤阻管组件2，第一滤阻管Ⅰ2-1～第一滤阻管Ⅳ2-4上对应连接有第一三通阀Ⅰ1-1～第一三通阀Ⅳ1-4，第一三通阀Ⅰ1-1～第一三通阀Ⅳ1-4串联在管道上构成第一三通阀组1，如图4，第五三通阀6的A端口通过管道与第一三通阀组1相联通，左萃取釜3的另一端侧壁自下而上安装有第二滤阻管Ⅰ18-1、第二滤阻管Ⅱ18-2、第二滤阻管Ⅲ18-3、第二滤阻管Ⅳ18-4，第二滤阻管Ⅰ18-1～第二滤阻管Ⅳ18-4构成第二滤阻管组件18，第二滤阻管Ⅰ18-1～第二滤阻管Ⅳ18-4上对应连接有第二三通阀Ⅰ19-1～第二三通阀Ⅳ19-4，第二三通阀Ⅰ19-1～第二三通阀Ⅳ19-4串联在管道上构成第二三通阀组19，如图5，第二三通阀组19通过管道与第一四通阀17的B端口相联通，左萃取釜3的底盖上设置有第三滤阻管20，第三滤阻管20的端口与第一四通阀17的A端口相联通，第一四通阀17的C端口与第六三通阀16的A端口相联通；右萃取釜10一端侧壁上自上而下安装有第四滤阻管Ⅰ9-1、第四滤阻管Ⅱ9-2、第四滤阻管Ⅲ9-3、第四滤阻管Ⅳ9-4，第四滤阻管Ⅰ9-1～第四滤阻管Ⅳ9-4构成第四滤阻管组件9，第四滤阻管Ⅰ9-1～第四滤阻管Ⅳ9-4上对应连接有第三三通阀Ⅰ8-1～第三三通阀Ⅳ8-4，第三三通阀Ⅰ8-1～第三三通阀Ⅳ8-4串联在管道上构成第三三通阀组8，第五三通阀6的B端口通过管道与第三三通阀组8相联通，如图6，右萃取釜3的另一端侧壁自下而上安装有第五滤阻管Ⅰ12-1、第五滤阻管Ⅱ12-2、第五滤阻管Ⅲ12-3、第五滤阻管Ⅳ12-4，第五滤阻管Ⅰ12-1～第五滤阻管Ⅳ12-4构成第五滤阻管组件12，第五滤阻管Ⅰ12-1～第五滤阻管Ⅳ12-4上对应连接有第四三通阀Ⅰ13-1～第四三通阀Ⅳ13-4，第四三通阀Ⅰ13-1～第四三通阀Ⅳ13-4串联在管道上构成第四三通阀组13，如图7，第四三通阀组13通过管道与第二四通阀14的C端口相联通，右萃取釜10的底盖上设置有第六滤阻管21，第六滤阻管21的端口与第二四通阀14的A端口相联通，第二四通阀14的B端口与第六三通阀16的B端口相联通。

本实施例的左萃取釜3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，该空腔内装控温水，用于控制左萃取釜温度，外圆柱管体的一端加工有进水管，另一端加工有出水管，进水管和出水管与恒温水箱相联通，左萃取釜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、另一端用螺纹紧固连接件固定连接有底盖，底盖上加工有第三滤阻管20，内圆柱管体与第一滤阻管组件2和第二滤阻管组件18相联通。右萃取釜10的结构与左萃取釜3的结构相同。

图3给出了以第三滤阻管20为例的本实施例中滤阻管的结构示意图。本实施例的第三滤阻管20由管体20-1、第一滤板20-2、第二滤板20-3、过滤材料20-4、连接管20-5、中间滤板20-6连接构成，连接管20-5与管体20-1之间安装有第一滤板20-2，管体中部安装有中间滤板20-6，管体20-1的另一端安装有第二滤板20-3，第一滤板20-2和中间滤板20-6之间管体20-1的空腔内填充有脱脂棉，中间滤板20-6与第二滤板20-3之间管体20-1的空腔内填充有脱脂棉，中间滤板20-6用于防止脱脂棉结块，提高过滤效率，第一滤板20-2与第二滤板20-3以及中间滤板20-6上均匀分布有过滤孔，过滤孔的孔径为1mm，也可以为0.2mm、1.2mm。

本发明的工作原理如下：

初始，如图1中，固定盘与转动盘紧密贴合，第五三通阀6的C端口与进液孔a密封联通，第六三通阀16的C端口与出液孔b密封连通，打开第五三通阀6，使第五三通阀6的A端口和B端口与C端口相联通，打开第一三通阀Ⅰ1-1，旋转第一三通阀Ⅱ1-2～第一三通阀Ⅳ1-4，堵塞第一滤阻管Ⅱ2-2～第一滤阻管Ⅳ2-4，使第一滤阻管Ⅰ2-1与第五三通阀6的A端口相联通，打开第三三通阀Ⅰ8-1，旋转第三三通阀Ⅱ8-2～第三三通阀Ⅳ8-4，堵塞第四滤阻管Ⅱ9-2～第四滤阻管Ⅳ9-4，使第四滤阻管Ⅰ9-1与第五三通阀6的B端口相联通，萃取剂从固定盘5的进液孔a进入，分别通过第一滤阻管Ⅰ2-1和第四滤阻管Ⅰ9-1进入左萃取釜3和右萃取釜10中，在左萃取釜3和右萃取釜10中萃取剂从上向下流，对萃取釜中的物料进行加压萃取；旋转第一四通阀17，使第一四通阀17的A端口与C端口相联通，堵塞B端口和D端口，旋转第六三通阀16，使第六三通阀16的C端口与A端口和B端口相联通，旋转第二三通阀组19堵塞第二滤阻管组件18，左萃取釜3中萃取之后的溶液只由位于底盖的第三滤阻管20流出，经过第一四通阀17、第六三通阀16，由固定盘5的出液孔b输出；旋转第二四通阀14，使第二四通阀14的A端口与B端口相联通，堵塞C端口和D端口，旋转第四三通阀组13堵塞第四滤阻管组件12，右萃取釜10中萃取之后的溶液只由位于底盖的第六滤阻管21流出，经过第二四通阀14、第六三通阀16，由固定盘5的出液孔b输出；当出液孔b出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅰ和第一四通阀17，使第二滤阻管Ⅰ18-1与第一四通阀17的C端口相联通，萃取剂流入萃取釜的路径保持不变，左萃取釜3中萃取后的溶液同时从第三滤阻管20和第二滤阻管Ⅰ18-1流出，由固定盘5的出液孔b输出，右萃取釜做相同的调整；当出液孔b出油速率下降明显甚至接近0时，旋转第二三通阀Ⅱ，使第二滤阻管Ⅱ18-2与第一四通阀17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20、第二滤阻管Ⅰ18-1和第二滤阻管Ⅱ18-2流出，由出液孔b输出，右萃取釜做相同的调整；当出液孔b出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅲ19-2，使第二滤阻管Ⅲ18-3与第一四通阀17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20及第二滤阻管Ⅰ18-1～第二滤阻管Ⅲ18-3流出，由出液孔b输出，右萃取釜做相同的调整；当出液孔b出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第二三通阀Ⅳ19-4，使第二滤阻管Ⅳ18-4与第一四通阀17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20、第二滤阻管Ⅰ18-1～第二滤阻管Ⅳ18-4流出，由出液孔b输出，右萃取釜10做相同的调整；当出液孔b内出现大量不含油脂的萃取剂气体时，旋转第五三通阀6和第六三通阀16，堵塞第五三通阀6和第六三通阀16的C端口，打开锁块28，后移第二支座26，使固定盘5与转动盘7脱开，电机22带动左萃取釜3和右萃取釜10进行180°旋转，旋转之后左萃取釜3在右边，右萃取釜10在左边，左萃取釜3和右萃取釜10均倒置，此时第六三通阀16位于上方，第五三通阀6位于下方，然后将第二支座26复位，用锁块28固定，固定盘5与转动盘7紧密结合，第六三通阀16的C端口与进液孔a密封联通，第五三通阀6的C端口与出液孔b密封联通，如图8。

旋转第六三通阀16，使第六三通阀16的C端口与A端口和B端口相联通，旋转第一四通阀17，使第一四通阀17的A端口与C端口相连通，堵塞B端口和D端口，旋转第二四通阀14，使第二四通阀14的A端口与B端口相连通，堵塞C端口和D端口，萃取剂从进液孔a进入通过第六三通阀16分为两路，一路由第三滤阻管20进入左萃取釜3中，另一路由第六滤阻管21进入右萃取釜10中，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，旋转第五三通阀6，使第五三通阀6的C端口与A端口和B端口相联通，打开左萃取釜3的第一三通阀组Ⅰ1-1，关闭第一三通阀组Ⅱ1-2～第一三通阀组Ⅳ1-4，使左萃取釜3中萃取之后的溶液只从第一滤阻管Ⅰ2-1流出，通过出液孔b流出，右萃取釜10做相同的调整，当出液孔b出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第一三通阀Ⅱ1-2，使第一滤阻管Ⅱ2-2与出液孔b相联通，左萃取釜3中萃取后的溶液从第一滤阻管Ⅰ2-1、第一滤阻管Ⅱ2-2流出，右萃取釜10做相同的调整，当出液孔b出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第一三通阀Ⅲ1-3，使第一滤阻管Ⅲ2-3与出液孔b相联通，左萃取釜3中萃取后的溶液从第一滤阻管Ⅰ2-1、第一滤阻管Ⅱ2-2、第一滤阻管Ⅲ2-3流出，右萃取釜10做相同的调整，当出液孔b出油速率下降明显甚至接近为0时，旋转第一三通阀Ⅳ1-4，使第一滤阻管Ⅳ2-4与出液孔b相联通，左萃取釜3中萃取后的溶液从第一滤阻管Ⅰ2-1～第一滤阻管Ⅳ2-4流出，右萃取釜10做相同的调整，依此顺序，逐步打开出液阀门，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，始终保持萃取剂自上向下流动，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。