本发明涉及化工分离装置技术领域,尤其涉及一种萃取装置。
背景技术:
液/液萃取是指利用组分在两种互不相溶溶刹中分配系数的不同,使组分从一种溶剖转移到另一种溶别的过程。一般,将组分从水相转移到有机相的过程称为萃取,而其逆过程称为反萃取。液/液萃取是一种常用的样品预处理手段。通过液/液萃取,可以从液体混合物中选择性分离、富集和纯化所需要的样品组分。
常规液/液萃取在分液漏斗中进行操作,主要由试样和萃取剂的引入——振荡混合——静置分层——两相分离等步骤组成。为了提高萃取效率,通常需要重复进行多次萃取操作。传统的手动液/液萃取因具有仪器设备简单、操作简便、分离效果好等优点,已广泛应用于分析化学和有机合成化学等方面样品组分的分离、富集和纯化。但传统的萃取装置具有以下缺点:1、所采用的有机溶剂通常易燃、易挥发、有毒,容易对人体与环境造成危害;2、手动液/液萃取通常操作时间较长,单次操作往往需要十几分钟甚至更长,多次重复操作虽然有利于提高分离效果,但同时也使工作量加大,萃取时间成倍增加,此外,两相溶液经过剧烈振荡混合后,容易导致乳化现象,非常不利于分相。因此,发展快速、有效和相对环保的液/液萃取技术是十分必要的。
技术实现要素:
本发明的目的在于提出一种自动化程度高、对操作人员身体伤害小的萃取装置。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种萃取装置,包括待萃取液存储罐、萃取剂存储罐、混合室、萃取室、收集器和控制器;所述待萃取液存储罐和所述萃取剂存储罐分别通过不同的进液管路与所述混合室连通且分别可将其内存储的液体供送至所述混合室中;所述混合室与所述萃取室连通,所述混合室内设置有搅拌器,在所述混合室与所述萃取室的连通管路上设置有电磁阀,所述萃取室的上部设置有排气口、下部设置有出液口,所述出液口处设置有电磁阀,所述收集器设置于所述萃取室的出液口下方;所述搅拌器和各所述电磁阀均与所述控制器连接。
进一步地,所述萃取装置还包括壳体,所述待萃取液存储罐、所述萃取剂存储罐、所述混合室、所述萃取室和所述收集器均置于所述壳体中。
进一步地,所述壳体中通过隔板分为上层和下层,所述待萃取液存储罐和所述萃取剂存储罐置于其中的一层中,所述混合室、所述萃取室和所述收集器置于另一层中;所述进液管路的一端伸入至与其对应的存储罐的底部、另一端连接至所述混合室的上部。
进一步地,所述待萃取液存储罐和所述萃取剂存储罐置于下层中,所述混合室、所述萃取室和所述收集器置于上层中,所述待萃取液存储罐与所述萃取剂存储罐这二者的上部分别通过进气管连接有气泵且这二者的上部分别设置有排气阀,各所述进气管的自由端伸入至与其对应的存储罐的上部,各所述排气阀均与所述控制器连接。
进一步地,所述混合室的底部不低于所述萃取室的上部。
进一步地,所述萃取装置还包括设置于所述萃取室处的图像采集器,所述图像采集器用于采集所述萃取室中的分层情况的图像,所述图像采集器与所述控制器连接。
进一步地,所述萃取装置还包括计时器,所述计时器用于记录溶液在所述萃取室中的停留时间,所述计时器与所述控制器连接。
进一步地,所述萃取剂存储罐、所述待萃取液存储罐、所述混合室和所述萃取室中的至少一者中设置有液位传感器,各所述液位传感器与所述控制器连接。
进一步地,所述萃取装置还包括机械手,所述收集器包括可旋转的主体和设置于所述主体中的多个收集瓶,所述机械手用于在所述收集瓶收集完溶液后将瓶盖盖设于所述收集瓶上。
进一步地,所述搅拌器为磁力搅拌器。
本发明的有益效果如下:
本发明萃取装置,操作人员可以通过控制器控制搅拌器、各电磁阀的工作,使得进入混合室中的待萃取液和萃取剂搅拌均匀后进入萃取室中分层,分层完毕后将萃取室中的溶液收集至收集器中,自动化程度高、极大地降低了操作人员的工作强度,且可以缩短操作时间、精确度较高;同时,由于具有控制器,可以远距离操作、尽量避免操作人员与萃取装置近距离接触而受到有机溶剂造成的人身伤害。
附图说明
图1是本发明萃取装置的结构示意图。
图中:1、壳体;2、待萃取液存储罐;3、萃取剂存储罐;4、混合室;5、萃取室;6、收集器;7、搅拌器;8、进液管路;9、排气阀;10、气泵;11、液位传感器。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
优选实施例一:
本优选实施例提供了一种萃取装置,为解决现有萃取装置为手动操作,操作人员的工作强度大、操作时间长、且操作人员的人身易受到伤害等问题而设计。
如图1所示,本优选实施例提供的萃取装置包括待萃取液存储罐2、萃取剂存储罐3、混合室4、萃取室5、收集器6和控制器;待萃取液存储罐2和萃取剂存储罐3分别通过不同的进液管路8与混合室4连通且分别可将其内存储的液体供送至混合室4中;混合室4与萃取室5连通,混合室4内设置有搅拌器7,在混合室4与萃取室5的连通管路上设置有电磁阀,萃取室5的上部设置有排气口、下部设置有出液口,出液口处设置有电磁阀,收集器6设置于萃取室5的出液口下方,以收集萃取室5中排出的液体;搅拌器7和各电磁阀均与控制器连接。搅拌器7优选但不局限为磁力搅拌器,可以对萃取剂和待萃取液进行搅拌即可,例如也可以是螺旋桨式搅拌器。萃取室5的排气口上也优选为设置有与控制器连接的电磁阀。
本实施例提供的萃取装置,操作人员可以通过控制器控制搅拌器7、各电磁阀的工作,使得进入混合室4中的待萃取液和萃取剂搅拌均匀后进入萃取室5中分层,分层完毕后将萃取室5中的溶液收集至收集器中,自动化程度高、极大地降低了操作人员的工作强度,且可以缩短操作时间、精确度较高;同时,由于具有控制器,可以远距离操作、尽量避免操作人员与萃取装置近距离接触而受到有机溶剂造成的人身伤害。
在上述结构的基础上,为了进一步提高萃取装置的密封性,降低萃取装置对于操作人员造成的人身伤害,萃取装置还包括壳体1,待萃取液存储罐2、萃取剂存储罐3、混合室4、萃取室5和收集器6均置于壳体1中。该壳体1优选为由透明材料,例如透明的塑料材料制成。
在上述结构的基础上,为了使得萃取装置的结构更紧凑,优选地,壳体1中通过隔板分为上层和下层,待萃取液存储罐2和萃取剂存储罐3置于其中的一层中,混合室4、萃取室5和收集器6置于另一层中;各进液管路8的一端伸入至与其对应的存储罐的底部、另一端连接至混合室4的上部(具体地,待萃取液存储罐2与混合室4间的进液管路8的一端伸入至待萃取液存储罐2底部、另一端连接至混合室4的上部;萃取剂存储罐3与混合室4间的进液管路8的一端伸入至萃取剂存储罐3的底部、另一端连接至混合室4的上部)。
更具体地,待萃取液存储罐2和萃取剂存储罐3置于下层中,混合室4、萃取室5和收集器6置于上层中;待萃取液存储罐2与萃取剂存储罐3这二者的上部分别通过进气管连接有气泵10且这二者的上部分别设置有排气阀9,各进气管的自由端(远离气泵10的一端)伸入至与其对应的存储罐的上部,各排气阀9均与控制器连接。操作人员可以通过控制器启动气泵10,气泵10向存储罐内泵入空气,以将存储罐内的液体压入至混合室4中,同时结合排气阀9调节存储罐内的压力,避免存储罐内压力过大。
在上述结构的基础上,混合室4的底部不低于萃取室5的上部。萃取室5的上部是指萃取室5的二分之一高度以上的部位。这种设置方式,可以使得混合室4内的溶液通过重力作用进入至萃取室5中。
在上述结构的基础上,为了便于操作人员观察萃取室5中的分层、萃取情况,萃取装置还包括设置于萃取室5处的图像采集器,图像采集器用于采集萃取室5中的分层情况的图像,图像采集器与控制器连接。图像采集器优选为包括可360度旋转的摄像头。操作人员可以结合该图像采集器的采集结果判断是否停止萃取操作。
在上述结构的基础上,萃取装置还包括计时器,计时器用于记录溶液在萃取室5中的停留时间,计时器与控制器连接。操作人员可以结合计时结果以及图像采集结果中的至少一个结果,判断是否停止萃取操作。
在上述结构的基础上,萃取剂存储罐2、待萃取液存储罐3、混合室4和萃取室5中的至少一者中设置有液位传感器11,各液位传感器11与控制器连接,以便于控制各容器中的液位。
收集器6的结构没有具体限制,可以用于收集萃取室5中排出的液体即可。在上述结构的基础上,萃取装置还包括机械手,收集器6包括可旋转的主体和设置于主体中的多个收集瓶,机械手用于在收集瓶收集完溶液后将瓶盖盖设于收集瓶上。当萃取剂的浓度小于待萃取液的浓度时,可以将下层的待萃取液排出至其中的一部分收集瓶中,再将上层的萃取剂收集至另一部分收集瓶中;当萃取剂的浓度大于待萃取液的浓度时,则可先收集下层的萃取剂。每个收集瓶中的收集量可以根据萃取剂和待萃取液的体积的量以及收集管的容量来设定。
萃取室5的结构没有具体限制,可以进行萃取即可。但优选地,萃取室5的下部沿从上至下的方向呈减缩形。为了便于加工,优选地,萃取室5包括上部和下部,下部呈锥形、上部呈倒锥形,上部和下部组成闭合容腔。
萃取装置中的萃取剂存储罐3可以是一个,也可以是至少两个,当萃取剂存储罐3为至少两个时,根据具体需要,选择将其中一个萃取剂存储罐3中的溶液供送至混合室4中。
以下简要介绍本实施例萃取装置的使用方法:
步骤A、将萃取剂储存罐中的萃取剂以及待萃取溶液储存罐中的待萃取液分别通过进液管路8供送至混合室4中;
步骤B、混合室4中的溶液在搅拌器的作用下均匀混合;
步骤C、混合室4中的溶液混合均匀后,打开混合室4与萃取室5间管路上的电磁阀,将全部的混合溶液引入至萃取室5中后,关闭电磁阀;
步骤D、萃取室5中分层完毕后,打开萃取室5的排气阀9以及出液口处的电磁阀,将萃取室5中的溶液排放至收集器6中;
步骤E、每个收集瓶收集完毕后,由盖瓶盖的机械手将瓶盖盖好,待全部的萃取液都收集好后,关闭萃取室5的排气阀9和出液口处的电磁阀。
其中,步骤A中,萃取剂储存罐中的萃取剂以及待萃取溶液储存罐中的待萃取液分别通过存储罐各自连接的气泵10压入至混合室4中。
步骤D中,判断萃取室5中分层完毕的方法为:溶液在萃取室5中停留了预设时间;和/或,通过图像采集器观察萃取室5中已分层完毕。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理,而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式,这些方式都将落入本发明的保护范围之内。