一种超声辅助超临界萃取装置的制作方法

本实用新型属于分离提取设备领域，具体涉及一种超声辅助超临界萃取装置。

背景技术：

超临界CO₂流体是指温度高于临界温度(304.1K)，压力大于临界压力(7.39MPa)的流体。超临界流体萃取技术作为一门新型的化工分离技术，以其绿色环保、提取产品质量高、产品不易变质、生产过程易于控制等优点备受称赞，但仍存在一些需要解决的问题，如超临界流体萃取压力比较高，萃取时间长，对设备的要求高等。特别是对于一些固体物料的萃取，萃取效率低，需要较多的循环次数，从而限制了其大规模的工业应用。另外由于常用流体CO₂为非极性，该技术局限于亲脂性、分子量较小的物质萃取，对许多极性和相对分子质量大的物质缺乏足够的溶解性而萃取效率不高，难以达到理想的萃取效果。因此如何采取外部措施对超临界CO₂流体萃取过程的选择溶解能力和提取速率进行强化就成为了当前研究的新动向。

超声波是频率在2×10⁴～10⁹Hz的声波，它具有传播方向性较强、传播介质质点振动加速度大、声强大的超声波在液体中传播时能产生空化现象等特点，能够破坏药材细胞壁，使有效物质容易从药材中提取出来；与传统方法相比，具有提取率高、提取时间短、提取温度低以及节能环保等优点。因此，超声提取技术已经作为中药提取的新方法、新手段被广泛应用。

随着声化学这门新兴学科的发展，超声技术在各方面的应用研究日益引起人们的重视，而超声在强化萃取方面的研究已成为近年来的研究热点。超声波作为一种无化学污染的物理弹性机械波，将其能量引入到超临界CO₂萃取过程中，利用超声在液体介质中传播时所特有的空化效应，机械效应和热效应，以及次生的微射流、微声流等，可以对提取过程进行强化，降低超临界流体萃取系统的温度、压力、携带剂的用量和缩短萃取时间，从而达到提高有效成分提取率的目的。但目前还缺少一种能较好地利用超声辅助超临界萃取的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种超声辅助超临界萃取装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种超声辅助超临界萃取装置，包括：

外壶体，其侧壁设有上下布置的进液口和出液口；

可供超临界流体透过并阻隔固体的内壶体，套接在外壶体内；

盖体，装拆装接在外壶体端口，盖体中央设有通孔；

超声换能器，与超声发生器相连；

超声变幅杆，装接在超声换能器下；超声换能器与超声变幅杆适配插接在盖体的通孔，超声变幅杆的下段与内壶体端口适配装接；

上密封圈，适配套接在超声变幅杆外；

下密封圈，适配套接在超声变幅杆外且位于上密封圈之下；

套筒，适配套接在超声变幅杆外，位于下密封圈之下并抵靠在内壶体端口上；

通过盖体与外壶体相互配合以密封外壶体，通过上密封圈、下密封圈与套筒相互抵紧且超声变幅杆与内壶体端口相互配合以密封并固定内壶体，且超临界流体通过进液口进入外壶体内并对内壶体内的待萃取物质进行萃取。

一实施例中：所述外壶体端口设有内螺纹，所述盖体外壁设有外螺纹，盖体与外壶体端口适配螺接。

一实施例中：所述内壶体具有由可供超临界流体透过并阻隔固体的多孔烧结板制成的端盖和底壁；所述内壶体的端口设置于端盖。

一实施例中：所述超声换能器与超声变幅杆通过无头螺栓装接成一体结构。

一实施例中：所述超声换能器至少部分露出于外壶体之上。

一实施例中：所述超声换能器功率为750～850W，频率为26～30KHz。

一实施例中：所述超声变幅杆的下端面距内壶体端口0.15～0.25cm。

一实施例中：所述盖体为螺母。

一实施例中：所述上密封圈为聚四氟乙烯材料制成；所述下密封圈为聚四氟乙烯材料制成。

一实施例中：所述外壶体外设置有循环水浴加热套。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本实用新型的超声辅助超临界萃取装置单板输出功率大，功率和频率可调，安全可靠，方便易控，能够降低萃取系统的压力、萃取温度、减少携带剂用量、超临界流体流量和萃取时间，目标产物的萃取率和萃取效率也得到明显提高；超声处理不改变提取物质的成分与结构，因而在中药提取分离方面具有广泛的应用前景，对有效成分的提取纯化和制剂工艺研究具有巨大的推动作用，也为其他的中药产品工艺改进提供新的工具和方法。而且本实用新型的超声辅助超临界萃取装置为可装拆结构，便于安装和清洁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的超声辅助超临界萃取装置整体结构示意图。

图2为本实用新型的超声辅助超临界萃取装置工作示意图。

图3为本实用新型的超声换能器与超声变幅杆结构示意图。

图4为本实用新型的超声换能器、盖体、上密封圈、超声变幅杆、下密封圈及套筒结构示意图。

附图标记：超声换能器1，盖体2，上密封圈3，超声变幅杆4，下密封圈5，套筒6，进液口7，内壶体8，超声发生器9，出液口10，外壶体11。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本实用新型的内容：

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请查阅图1至图4，一种超声辅助超临界萃取装置，包括：

外壶体11，外壶体11侧壁设有上下布置的进液口7和出液口10，外壶体11端口处设有内螺纹；

内壶体8，套接在外壶体11内；内壶体8的端盖和底壁由可供超临界CO₂流体透过并阻隔固体的多孔烧结板制成；该多孔烧结板可从市面上购买到；

盖体2，中央设有通孔，其外壁设有外螺纹，盖体2通过外螺纹与外壶体11端口适配螺接；盖体2也可以直接采用合适大小的螺母制成；

超声换能器1，功率为800W，频率为28KHz；与超声发生器9相连；

超声变幅杆4，通过无头螺栓装接在超声换能器1下方且二者连接成一体结构，如图3所示；二者适配插接于盖体2的通孔；超声变幅杆4的下段与内壶体8端盖中央的端口相适配装接；

上密封圈3，由聚四氟乙烯制成，适配套接在超声变幅杆4外；

下密封圈5，由聚四氟乙烯制成，适配套接在超声变幅杆4外且位于上密封圈3之下；

套筒6，适配套接在超声变幅杆4外，位于下密封圈5之下并抵靠在内壶体8端口上。

根据需要，还可以在外壶体11外设置循环水浴加热套。

本实用新型的安装及使用方式如下：

将待萃取的材料置于内壶体8内，再将内壶体8放置于外壶体11内；在内壶体8端口放置好套筒6和下密封圈5；然后将超声换能器1与超声变幅杆4通过无头螺栓装接成一体，超声换能器1向上且超声变幅杆4向下地插接在盖体2的通孔；将上密封圈3套接在超声变幅杆4外；将超声变幅杆4伸入外壶体11，将盖体2和外壶体11端口通过螺纹配合逐渐向下拧紧以密封外壶体11，拧紧的同时上密封圈3、下密封圈5和套筒6相互抵紧配合且超声变幅杆4逐渐向下地在下密封圈5、套筒6和内壶体8端口处卡紧以密封并使内壶体8悬空地固定在外壶体11内，超声变幅杆4穿过下密封圈5和套筒6伸入内壶体8内，超声变幅杆4的下端面位于内壶体8端口之下，距内壶体8端口0.2cm。

打开进液口7开关，将超临界流体引入外壶体11与内壶体8之间；超临界流体可由内壶体8的端盖及底壁进出内壶体8并可作用于其内待萃取的材料；

如图2所示，将露出于外壶体11之上的超声换能器1通过导线与超声发生器9相连；打开超声发生器9开关，产生正弦波点信号，通过导线传递电能，驱动超声换能器1工作，产生正弦振动机械波，通过超声变幅杆4将振幅加大，超声变幅杆4下端面即为工作面，其产生的纵向振动机械波作用在超临界流体上，使液体产生空化作用，达到萃取速度加快，萃取更彻底的作用。萃取完成后，打开出液口10阀门，排出超临界流体。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。