一种高效烟碱提取系统及提取方法与流程

本发明涉及生物碱提取技术领域，尤其涉及一种高效烟碱提取系统及提取方法。

背景技术：

烟草是最广泛种植的经济作物之一，烟草中生物碱达到40多种，其中烟碱的含量约95％以上，烟碱作为一种弱碱存在，会和苹果酸、柠檬酸形成盐存在，烟碱的用途十分广泛，可以用来配置无毒无害的杀虫剂，也可以作为香烟的添加剂，近年来，烟碱的需求量与日俱增，如何高效进行烟碱的生产成为企业首先需要解决的技术问题。

目前最主要的烟碱生产方法为溶剂萃取法，由于烟碱既可以溶于水，也可以溶于有机溶剂，且其在碱性条件下为游离态，酸性条件下为烟碱盐的形式存在，因此为了提取出烟碱与其他有机碱分离，需要用有机溶剂与水溶液进行反复萃取，同时在萃取分层的过程中需要辅助使用过滤设备，常规过滤设备只能单方向过滤，因此整个设备生产线可能要设置多个过滤设备，同时多次萃取分离的工艺会使整个生产周期延长，同时实际生产中，会增加设备的投入成本，增加占地面积，多次萃取后进行的固液分离过程也需要占用过滤设备，更换滤布，维护过滤设别也增加人力成本和时间成本。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种能够减少设备投入，提高设备利用率，从而提高生产效率的高效烟碱提取系统及提取方法。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种高效烟碱提取系统，包括第一反应釜、第二反应釜、提取釜、碱液滴加槽、硫酸滴加槽、第一过滤器、第二过滤器、氯仿储罐、废液槽、精馏塔和烟碱储罐，第一反应釜和第二反应釜的顶部均通过阀门分别与碱液滴加槽和硫酸滴加槽相互连通，第一反应釜的底部通过阀门与第一过滤器相互连通，第一过滤器通过泵与提取釜的釜底相互连通，第二反应釜的底部通过阀门与第二过滤器相互连通，第二过滤器通过泵与提取釜的底部相互连通，提取釜的顶部通过阀门与氯仿储罐相互连通，提取釜的底部通过阀门与废液槽相互连通，所述提取釜的底部通过泵与精馏塔的进料口相互连通，精馏塔的顶部出料口通过阀门与氯仿储罐相互连通，精馏塔的底部出料口通过管道与烟碱储罐连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一过滤器包括支架、支撑杆、连接杆、上盖、下盖、滤纸第一三通阀门、第二三通阀门和软管，支架的两侧可转动安装有支撑杆，所述支撑杆上设有滑槽，上盖和下盖均为一面开口的腔体结构，上盖和下盖的两侧面均固定安装有连接杆，两侧的连接杆的末端分别嵌入安装在支架两侧支撑杆的滑槽内，上盖和下盖沿支撑杆的长度方向做往复运动，上盖和下盖的开口正对设置，上盖和下盖的开口处设有法兰结构，法兰结构中间夹持安装有滤纸，上盖远离下盖的一面开设有第一开口和第二开口，下盖远离上盖的一面开设有第三开口和第四开口，第一开口和第三开口分别通过软管与第一三通阀门的两个开口连通，第一三通阀门的另一个开口通过阀门与第一反应釜的釜底相互连通，第二开口和第四开口分别通过软管与第二三通阀门的两个开口连通，第二三通阀门的另一个开口通过泵与提取釜的底部相互连通。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一过滤器还包括第一过滤网和第二过滤网，所述第一过滤网和第二过滤网分别夹持在滤纸的两面，第一过滤网和第二过滤网被夹持在上盖和下盖的开口处。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括皮带轮和驱动电机，其中一个支撑杆与支架可转动连接的转动轴上同轴安装有皮带轮，驱动电机固定安装在支架的一侧，驱动电机的输出轴与皮带轮传动连接。

更进一步优选的，还包括固定销，所述固定销嵌入安装在支架上，固定销的末端选择性地插入支撑杆的滑槽内。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括滤渣收集槽，所述滤渣收集槽滑动安装在支架的底部。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述第二过滤器与第一过滤器的结构相同，第二过滤器的第一开口和第三开口分别通过软管与第一三通阀门的两个开口连通，第一三通阀门的另一个开口通过阀门与第二反应釜的釜底相互连通，第二开口和第四开口分别通过软管与第二三通阀门的两个开口连通，第二三通阀门的另一个开口通过泵与提取釜的底部相互连通。

本发明还提供一种高效烟碱提取系统的提取方法，包括如下步骤：

步骤一、向第一反应釜内放入碱液，再投入烟叶或烟梗，搅拌浸泡提取后，通过第一过滤器将提取液过滤至提取釜内，向提取釜内加入氯仿，搅拌提取游离烟碱，调整第一过滤器的管道阀门，将提取釜内的氯仿通过第一过滤器过滤后转入第一反应釜内，将提取釜内的碱液转入废液槽；

步骤二、向第二反应釜内放入碱液，再投入烟叶或烟梗，搅拌提取，当提取釜内没有物料时，通过第二过滤器将提取液过滤至提取釜内，向提取釜内加入氯仿，搅拌提取游离烟碱，调整第二过滤器的管道阀门，将提取釜内的氯仿通过第二过滤器过滤后转入第二反应釜内，将提取釜内的废液转入废液槽；

步骤三、向第一反应釜内加入硫酸溶液，搅拌提取后静置分层，先将氯仿溶液分至精馏塔进行精馏回收，再向第一反应釜内加入碱液中和，调整第一过滤器的管道阀门，将中和后的溶液直接转入提取釜内，向提取釜内打入氯仿，搅拌提取，提取后将氯仿层转入精馏塔内进行氯仿精馏回收，精馏后塔底产物即为烟碱；

步骤四、向第二反应釜内加入硫酸溶液，搅拌提取后静置分层，先将氯仿溶液分至精馏塔进行精馏回收，再向第二反应釜内加入碱液中和，调整第二过滤器的管道阀门，当提取釜内没有其他物料时，将中和后的溶液直接转入提取釜内，向提取釜内打入氯仿，搅拌提取，提取后将氯仿层转入精馏塔内进行氯仿精馏回收，精馏后塔底产物为烟碱。

本发明的高效烟碱提取系统相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明的高效烟碱提取系统采用设备共用的方式，两个反应釜可以同时进行烟叶的碱液萃取，通过错开第一反应釜和第二反应釜的投料反应时间，从而实现顺序转料至提取釜，实现提取釜的高利用率，从而可以减少提取釜的设备数量，两个生产线缩减为一个，占用面积更小；

(2)本发明的高效烟碱提取系统还设置特定结构的第一过滤器和第二过滤器作为过滤设备，本发明使用的过滤器具有上下两层腔体结构，腔体中间使用滤纸和滤网隔开，达到过滤的目的，同时上下两层腔体分别通过两个单独的管路连通，两个单独的管路再分别与对应的反应釜和提取釜连通，管路连接处采用三通阀门进行连通，通过改变两个三通阀门连通的方式，可以实现从两个方向对物料进行过滤或者物料直接通过而不过滤，且过滤后，滤渣均处于同一腔体内，防止滤渣污染滤液所在腔体；

(3)本发明的高效烟碱提取系统的过滤器包括上盖和下盖，中间采用法兰结构连接，便于拆卸安装，同时两侧辅助设置有支撑杆和连接杆，便于对上盖和下盖进行分离，支撑杆与支架转动连接从而可以实现对过滤器进行转动，便于后期排出滤渣，下方设置的滤渣收集槽用于收集滤渣，防止污染生产场地；

(4)采用本发明的高效烟碱提取系统进行烟碱提取时，在几乎相同的生产时间内，可以达到两倍效率，且减少了过滤器的使用量，大幅度降低滤纸更换以及过滤器清理的难度和时间，进一步提高生产效率，降低生产难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明高效烟碱提取系统的设备连接示意图；

图2为本发明高效烟碱提取系统中第一过滤器的主视图；

图3为本发明高效烟碱提取系统中第一过滤器的结构示意图。

图中：1-第一反应釜、2-第二反应釜、3-提取釜、4-碱液滴加槽、5-硫酸滴加槽、6-第一过滤器、7-第二过滤器、8-氯仿储罐、9-废液槽、10-精馏塔、11-烟碱储罐、12-皮带轮、13-驱动电机、14-固定销、15-滤渣收集槽、601-支架、602-支撑杆、603-连接杆、604-上盖、605-下盖、606-滤纸、607-第一三通阀门、608-第二三通阀门、609-软管、610-第一过滤网、611-第二过滤网、6041-第一开口、6042-第二开口、6051-第三开口、6052-第四开口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2和图3，本发明的高效烟碱提取系统，其包括第一反应釜1、第二反应釜2、提取釜3、碱液滴加槽4、硫酸滴加槽5、第一过滤器6、第二过滤器7、氯仿储罐8、废液槽9、精馏塔10、烟碱储罐11、皮带轮12、驱动电机13、固定销14和滤渣收集槽15，所述第一过滤器6包括支架601、支撑杆602、连接杆603、上盖604、下盖605、滤纸606第一三通阀门607、第二三通阀门608、软管609、第一过滤网610和第二过滤网611。

第一反应釜1用于提供烟碱提取的反应场所，第一反应釜1主要用于添加碱液进行第一次游离烟碱的粗提取，以及为后续的硫酸提取提工反应场所，第一反应釜1的顶部分别通过阀门与碱液滴加槽4和硫酸滴加槽5相互连通，第一反应釜1的底部通过阀门与第一过滤器6相互连通，第一反应釜1包括搅拌设备。

第二反应釜2与第一反应釜1的功能和结构相同，第二反应釜2的顶部分别通过阀门与碱液滴加槽4和硫酸滴加槽5相互连通，第二反应釜2的底部通过阀门与第二过滤器7相互连通。

提取釜3用于有机溶剂的提取以及分层操作，提取釜3的顶部通过阀门与氯仿储罐8相互连通，提取釜3的底部设有管道，管道上设有四通，四通的上端开口与提取釜3的底部连通，四通的两侧开口分别通过泵与第一过滤器6和第二过滤器7相互连通，四通的底部通过阀门与一个三通相互连通，三通的下端开口与废液槽9相互连通，三通的侧面开口通过泵与精馏塔10的进料口相互连通。

碱液滴加槽4用于储存碱液，碱液滴加槽4设置在第一反应釜1和第二反应釜2的顶部，碱液用于提取烟叶或烟梗中的烟碱。

硫酸滴加槽5用于储存硫酸溶液，硫酸滴加槽5设置在第一反应釜1和第二反应釜2的顶部，硫酸用于从氯仿中再次提取出硫酸烟碱，从而达到提纯的目的。

第一过滤器6用于对含有烟叶、烟梗或者其他不溶物质的溶液进行固液分离，第一过滤器6包括支架601、支撑杆602、连接杆603、上盖604、下盖605、滤纸606第一三通阀门60、第二三通阀门608和软管609。

支架601用于支撑安装在其上的支撑杆602、连接杆603、上盖604、下盖605、滤纸606第一三通阀门60、第二三通阀门608和软管609。

支撑杆602为连接杆603提供连接点，支撑杆602沿长度方向上开设有对应的滑槽，连接杆603的端部嵌入在该滑槽内，从而可以使连接杆603在支撑杆602上滑动，支撑杆602通过一转轴与支架601转动连接，该转轴沿水平方向设置。

连接杆603用于将上盖604和下盖605安装在支撑杆602上，当连接杆603在支撑杆602上滑动时，上盖604和下盖605选择性地开启和闭合，从而实现打开和关闭第一过滤器6。

上盖604和下盖605为第一过滤器6的主体结构，两者均为一端开口的腔体结构，上盖604的开口与下盖605的开口正对设置，上盖604的两侧和下盖605的两侧均固定安装有连接杆603，上盖604和下盖605的开口处设有法兰结构，上盖604和下盖605通过法兰结构选择性地紧固连接。

以上实施例中，作为优选的，所述下盖605两侧的连接杆603与支撑杆602紧固连接，上盖604两侧的连接杆603与支撑杆602滑动连接。

上盖604远离下盖605的一面开设有第一开口6041和第二开口6042，下盖605远离上盖604的一面开设有第三开口6051和第四开口6052。

滤纸606为过滤介质，用于过滤滤液中的不溶物，滤纸606安装在上盖604和下盖605之间。

第一三通阀门607用于切换第一反应釜1与提取釜3的连通方式，第一三通阀门607的一端开口与第一反应釜1的底部相互连通，连通管路上设置有阀门，第一三通阀门607的另外两个开口分别通过软管609与第一开口6041和第三开口6051相互连通，通过第一三通阀门607的阀门切换即可连通第一反应釜1与上盖604的空腔或者第一反应釜1与下盖605的空腔。

第二三通阀门608与第一三通阀门607配合进行切换第一反应釜1与提取釜3的连通方式，第二三通阀门608的一端开口与提取釜3的底部相互连通，第二三通阀门608的另外两个开口分别通过软管609与第二开口6042和第四开口6052相互连通，通过第二三通阀门608的阀门切换即可连通提取釜3与上盖604的空腔或者第一反应釜1与下盖605的空腔。

软管609用于连通第一三通阀门607、第二三通阀门608和上盖604与下盖605，由于第一过滤器6在使用后需要进行滤纸的更换和滤渣的清理，因此需要转动第一过滤器6，采用软管可以配合转动。

以上实施方式中，优选的，软管609与上盖604和下盖605连接位置采用快换的接口结构。

第一过滤网610和第二过滤网611用于对滤纸606进行夹持固定，防止滤纸606的强度不足，在过滤的过程中破裂，因此第一过滤网610和第二过滤网611夹持在滤纸606的两侧面，通过上盖604和下盖605对第一过滤网610和第二过滤网611进行夹持。

本发明的高效烟碱提取系统的提取方法，包括：

步骤一、向第一反应釜1内放入碱液，再投入烟叶或烟梗，搅拌浸泡提取后，通过第一过滤器6将提取液过滤至提取釜3内，向提取釜3内加入氯仿，搅拌提取游离烟碱，调整第一过滤器6的管道阀门，将提取釜3内的氯仿通过第一过滤器6过滤后转入第一反应釜1内，将提取釜3内的碱液转入废液槽9；

步骤二、向第二反应釜2内放入碱液，再投入烟叶或烟梗，搅拌提取，当提取釜3内没有物料时，通过第二过滤器7将提取液过滤至提取釜3内，向提取釜3内加入氯仿，搅拌提取游离烟碱，调整第二过滤器7的管道阀门，将提取釜3内的氯仿通过第二过滤器7过滤后转入第二反应釜2内，将提取釜3内的废液转入废液槽9；

步骤三、向第一反应釜1内加入硫酸溶液，搅拌提取后静置分层，先将氯仿溶液分至精馏塔10进行精馏回收，再向第一反应釜1内加入碱液中和，调整第一过滤器6的管道阀门，将中和后的溶液直接转入提取釜3内，向提取釜3内打入氯仿，搅拌提取，提取后将氯仿层转入精馏塔10内进行氯仿精馏回收，精馏后塔底产物即为烟碱；

步骤四、向第二反应釜2内加入硫酸溶液，搅拌提取后静置分层，先将氯仿溶液分至精馏塔10进行精馏回收，再向第二反应釜2内加入碱液中和，调整第二过滤器7的管道阀门，当提取釜3内没有其他物料时，将中和后的溶液直接转入提取釜3内，向提取釜3内打入氯仿，搅拌提取，提取后将氯仿层转入精馏塔10内进行氯仿精馏回收，精馏后塔底产物为烟碱。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。