一种可连续进出料的超临界萃取釜及萃取方法与流程

本发明属于物理分离的装置或设备技术领域，具体涉及到一种可连续进出料的超临界萃取釜及萃取方法。

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，在物料饼粕滤饼层较厚时萃取剂易进难出，位于顶部的物料不容易萃取干净，萃取效率低。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有超临界萃取装置在萃取过程中，取出料渣时需要停机、泄压、开盖、二次装料，再增压等繁琐操作的缺点，提供一种设计合理、结构简单、萃取效率高、操作方便的可连续进出料的超临界萃取釜及萃取方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是:在支架上设置萃取釜，萃取釜外部设置有水浴筒，所述的萃取釜顶部设置有顶盖，顶盖上设置有至少2个进料管，进料管上设置有进料阀，进口管端部设置有进料端盖，进料端盖上设置有进口管，顶盖中心位置穿透顶盖设置有推力杆，推力杆下端设置有推料板，推力杆上设置有推力杆齿轮，推力杆齿轮与安装在电机输出轴上的电机齿轮相啮合，推力杆末端与液压油缸的活塞杆相连接，液压油缸通过电磁阀与液压泵相连接，萃取釜底部设置有至少2个出渣管，出渣管上设置有出渣阀，出渣管端部设置有出渣端盖，出渣管与出渣端盖之间设置有过滤层，出渣端盖上设置有出口管，出口管与质量流量计及分离釜相连通。

本发明的萃取釜底部设置有5个出渣管，顶盖上设置有5个进料管。

本发明的推料板上加工有进气孔。

本发明的过滤层为金属粉末烧结滤片或金属编制筛网。

本发明的顶盖上设置有温度计。

本发明的顶盖上设置有压力表。

本发明的顶盖与萃取釜、进口管与进料端盖、出渣管与出渣端盖之间均设置有密封装置。

本发明的出渣管为小进大出的喇叭状结构。

本发明一种可连续进出料的超临界萃取釜的萃取方法，由以下步骤组成：

s1、控制水浴筒进行萃取釜水浴保温，打开顶盖，往萃取釜中快速加入物料，推力杆穿过顶盖与推料板相连接，盖上顶盖；

s2、打开电磁阀，控制推料板下降至物料表层，关闭电磁阀，打开电机，电机带动推料板旋转，抹平物料表面，打开电磁阀控制推料板下移，压实物料，此时至少一个进料管作为萃取剂进口，打开进料阀并通入萃取剂，对整个萃取釜进行挤压萃取，至少一个进料管作为补料管，关闭进料阀，打开进料端盖，装入物料，关闭进料端盖，打开进料阀，物料在重力和萃取剂的推动下进入萃取釜，推料板再次旋转下移，完成进料补料作业；

s3、萃取剂流经出口管、质量流量计后抵达分离釜，通过减压操作实现萃取物和萃取剂的分离，当质量流量计数字大幅下降时，证明该端的出渣管已基本完成压榨萃取，关闭该出渣阀，打开出渣端盖，取出该出渣管中的喇叭状滤饼，取料完成后，盖上出渣端盖，打开相应的出渣阀，继续该出渣管的压榨萃取，期间至少保留一个出渣阀为打开状态，以保证整个萃取釜压榨萃取的连续性，其余出渣阀可根据其出口管上携带的质量流量计示数的具体情况选择部分或全部关闭，循环采用此方法依次取出各个出渣管中的料渣；

s4、萃取釜2中物料减少时，保留至少一个进料管作为萃取剂进口，其余各进料管可全部或者部分关闭进料阀，打开已关闭进料阀的进料端盖5，加入物料，进料管加料完成后，打开对应进料阀，通入萃取剂，在重力和萃取剂流动的双效应下，进料管的物料进入萃取釜，通过推料板的抹平和压实操作，完成萃取釜补料，循环采用此方法加料，直至物料达到所需要求。

本发明相比于现有技术具有以下优点：

1、采用液压装置对物料进行机械增压，协同进入内筒的萃取剂(二氧化碳)推动物料层向下移动，实时自动压紧物料；同时推料板推动物料整体下移，对物料进行超临界压榨萃取，萃取效率更高。

2、本发明采用在电机输出轴上设置与推力杆齿轮相啮合的电机齿轮，通过电机转动带动推料板旋转，对萃取釜内的物料进行抹平。

3、本发明顶盖上设置有至少2个进料管，通过控制进料阀的开合，可实现一个进料管进料、另一个进料管进萃取剂的功能；萃取釜底部设置有至少2个出渣管，通过控制出渣阀的开合，实现一个出渣管取出料渣、另一个出渣管正常压榨萃取，从而使整个压榨萃取过程连续不间断。

4、为实现快速出渣以及增大过滤层面积，出渣管设计成大出小进的喇叭状结构。

本发明结构简单、操作方便、可连续萃取，节省人力物力，可推广应用到超临界萃取领域。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图中：1、水浴筒；2、萃取釜；3、进料管；4、进料阀；5、进料端盖；6、进口管；7、推料板；8、推力杆；9、推力杆齿轮；10、液压油缸；11、电机齿轮；12、电机；13、电磁阀；14、液压泵；15、顶盖；16、出渣阀；17、出渣管；18、过滤层；19、出渣端盖；20、出口管；21、质量流量计；22、分离釜；23、支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1中，本发明一种可连续进出料的超临界萃取釜,在支架23上安装萃取釜2，萃取釜2外部设置有水浴筒1，水浴筒1侧壁加工成中空结构，中空结构内装有水，水浴筒1侧壁下端安装有与水浴筒1侧壁相连通的进水管、上端安装有与水浴筒1侧壁相连通的出水管，萃取釜2顶部通过螺纹紧固连接件固定连接安装有顶盖15，顶盖15与萃取釜2之间安装有密封装置，防止萃取釜2内气体外泄造成筒内压力不足，顶盖15上加工有至少2个进料管3，进料管3上安装有进料阀4，进料管3端部安装有进料端盖5，进料管3与进料端盖5之间安装有密封装置，防止萃取釜2内气体外泄造成筒内压力不足，进料端盖5上安装有进口管6，萃取剂通过进口管6进入萃取釜2内部，萃取时，至少1个进料管3作为萃取剂进口，打开进料阀4，通入萃取剂对萃取釜2中的物料进行萃取，其余进料管3可部分或者全部关闭进料阀4，加入物料，加料完成后，盖上对应进料端盖5，打开对应进料阀4，使物料落入萃取釜2内部，优选地，本实施例的萃取釜2底部加工有5个出渣管17，顶盖15上加工有5个进料管3。

顶盖15中心位置穿透顶盖15安装有推力杆8，推力杆8下端安装有推料板7，推力杆7上安装有推力杆齿轮9，推力杆齿轮9与安装在电机12输出轴上的电机齿轮11相啮合，电机12转动时带动推力杆8转动从而带动推料板7旋转，对加入的物料进行抹平，推力杆8末端与液压油缸10的活塞杆相连接，液压油缸10通过电磁阀13与液压泵14相连接，液压泵14为本发明提供动力，通过电磁阀13控制液压油缸10的活塞杆上下移动从而带动推力杆8上下移动，使推料板7上下移动，压实物料，后通入萃取剂，通过增压泵保持萃取釜2内的萃取压力，通过萃取剂的挤压和萃取的双效应对物料进行压榨萃取，推料板7上加工有细密的进气孔，确保萃取剂可以顺利进入物料的同时物料无法上移穿过推料板7。

萃取釜2底部加工有至少2个出渣管17，本实施例的出渣管17为小进大出的喇叭状结构，出渣管17细端上安装有出渣阀16，出渣管17粗端部安装有出渣端盖19，出渣管17与出渣端盖19之间安装有密封装置，防止萃取釜2内气体外泄造成筒内压力不足，出渣管17与出渣端盖19之间安装有过滤层18，出渣端盖19上安装有出口管20，出口管20用于萃取剂及萃取物的排出收集，出口管20上设置有质量流量计21，质量流量计21用于监控出渣管17的萃取状况，出口管20与分离釜22相连通，分离釜22用于分离萃取剂和萃取物。优选地，本发明的过滤层18为金属粉末烧结滤片或金属编制筛网，防止物料堵塞出口管20，萃取时，至少保留一个出渣阀16为打开状态，收集萃取物，其余出渣阀16可部分或全部关闭，打开出渣端盖19，采用螺旋搅拌的方式取出各出渣管17中物料饼粕滤饼，取料完成后，盖上出渣端盖19，打开相应的出渣阀16，继续进行压榨萃取，循环采用此方法依次取出出渣管17中的物料饼粕滤饼；本发明可保证在萃取过程中，加料或者取出物料饼粕滤饼时，不需要停机、不需要泄压，节省了大量时间，通过喇叭状的出渣口设计提高了整个萃取釜的出口截留面积，提高了萃取效率，进一步地，本发明的顶盖15上设置有温度计和压力表。

本发明的用于连续萃取油脂的超临界萃取釜的萃取方法，由以下步骤组成：

s1、控制水浴筒1进行萃取釜2水浴保温，打开顶盖15，往萃取釜2中快速加入物料，推力杆8穿过顶盖15与推料板8相连接，盖上顶盖15；

s2、打开电磁阀13，控制推料板7下降至物料表层，关闭电磁阀13，打开电机12，电机12带动推料板旋转，抹平物料表面，打开电磁阀13控制推料板7下移，压实物料，此时至少一个进料管3作为萃取剂进口，打开进料阀4并通入萃取剂，对整个萃取釜进行挤压萃取，至少一个进料管3作为补料管，关闭进料阀4，打开进料端盖5，装入物料，关闭进料端盖5，打开进料阀3，物料在重力和萃取剂的推动下进入萃取釜2，推料板7再次旋转下移，完成进料补料作业；

s3、萃取剂流经出口管20、质量流量计后抵达分离釜，通过减压操作实现萃取物和萃取剂的分离，当质量流量计21数字大幅下降时，证明该端的出渣管17已基本完成压榨萃取，关闭该出渣阀16，打开出渣端盖19，取出该出渣管17中的喇叭状滤饼，取料完成后，盖上出渣端盖19，打开相应的出渣阀16，继续该出渣管17的压榨萃取，期间至少保留一个出渣阀16为打开状态，以保证整个萃取釜2压榨萃取的连续性，其余出渣阀16可根据其出口管20上携带的质量流量计21示数的具体情况选择部分或全部关闭，循环采用此方法依次取出各个出渣管17中的料渣；

s4、萃取釜2中物料减少时，保留至少一个进料管3作为萃取剂进口，其余各进料管3可全部或者部分关闭进料阀4，打开进料端盖5，加入物料，进料管3加料完成后，打开对应进料阀4，通入萃取剂，在重力和萃取剂流动的双效应下，进料管3的物料进入萃取釜2，通过推料板7的抹平和压实操作，完成萃取釜2补料，循环采用此方法加料，直至物料达到所需要求。