一种快速汽液混合萃取系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速汽液混合萃取系统，包括溶剂雾化室、蒸汽加热部、蒸汽腔、萃取室、冷凝器、溶剂雾化室上安设有超声波高频振荡雾化器，溶剂雾化室顶端开设有第一蒸汽出口，所述加热部一端与所述第一蒸汽出口连接，另一端与所述蒸汽腔连通，所述蒸汽腔还分别开有空气入口和第二蒸汽出口，空气入口处安设有空气加速器，所述第二蒸汽出口与萃取室的输入口通过管路连通，萃取室的排气口与冷凝器连接，所述冷凝器的输出端与溶剂雾化室连通。本实用新型的技术优点在于，利用过热溶剂蒸汽与萃取室中的溶剂形成混合态。在此状态下能极大的提高固液二相接触介面的面积和吸附力，利于加速润湿渗透过程，加快溶质扩散到介面的速度，降低溶剂的粘度。
【专利说明】一种快速汽液混合萃取系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及化学固液萃取领域，具体涉及一种快速汽液混合萃取系统。
【背景技术】
[0002]以固体的动植物及矿物作原料，用选定的溶剂充分提取目标功能性有效成分，使其进入液相，再将不溶性固体与溶液分开的单元操作称为固液萃取或者浸提。其目的主要是将有效成分及辅助成分最大限度地浸提出来，无效成分及原料组织物尽可能地少提出来。目前常见的浸提方式主要有浸渍法、煎煮法、渗漉法、水蒸气蒸馏法。近年来新方法新技术也不断涌现和应用，如半仿生提取法、旋流提取法、加压逆流提取法、酶提取法及超临界流体萃取技术、超声提取技术、微波萃取技术及高速逆流色谱提取技术等。但是常规的浸提技术如浸渍法因为溶剂的用量大，且呈静止状态，溶剂的利用率较低，有效成分浸出不完全，也不能直接制得高浓度含量的浸提液。煎煮法虽然符合传统提取习惯，以水作溶剂易得价廉，浸提成分范围广，但往往提取液杂质较多，给精制带来不利，且煎出液易霉败变质。渗漉法属于动态浸出，有效成分浸出率高，不经滤过处理可直接收集，但对新鲜的及易膨胀的或无组织结构的动植物原料不宜选用。而水蒸气蒸馏法目前只适于蒸馏高沸点的物质(挥发油的沸点多为150?300°C)，对于受热易破坏的目标成分浸出无法采用，且提取液澄明度较差，提取效率低。新型的技术和方法目前主要用于高精度萃取作业，都存在一次性设备投资过大，技术参数软件较少，使用过程中存在高压、大功率超声波的环境安全性及微波功率限制方面的难点和不确定因素，使得在传统浸提应用中前景不明朗。
[0003]针对固液萃取的本质，考虑到实验室仪器设备的小型化和工业中小试要求，结合固液萃取的影响因素，融合常规浸渍法、煎煮法和水蒸气蒸馏法等特点，本实用新型主要采用超声波高频振荡雾化器先期将萃取溶剂快速雾化成为粒径在I?5微米的蒸汽，然后通过给蒸汽加热使之成为过热蒸汽，再通过风扇或者高速气流将过热蒸汽鼓入到萃取室所在的萃取溶剂中，这样过热溶剂蒸汽与萃取室中的溶剂形成混合态。在此状态下流体的密度与液体接近，粘度则只略高于气体，而表面张力又很小，能极大的提高固液二相接触介面的面积和吸附力，利于加速润湿渗透过程，加快溶质扩散到介面的速度，降低萃取溶剂的粘度，同时蒸汽气流的搅动也提高了溶剂的扩散系数，加快了新鲜萃取溶剂的更替速度；缩短浸提时间。使得浸提效率大大提高，且目标成分的分离也更加简便。整个实用新型系统可使萃取过程在高效、快速和相对经济的条件下完成。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种快速汽液混合萃取系统。
[0005]本实用新型的技术方案是:一种快速汽液混合萃取系统，包括溶剂雾化室、蒸汽加热部、蒸汽腔、萃取室、冷凝器，所述溶剂雾化室上安设有超声波高频振荡雾化器，所述溶剂雾化室顶端开设有第一蒸汽出口，所述加热部一端与所述第一蒸汽出口连接，另一端与所述蒸汽腔连通，所述蒸汽腔还分别开有空气入口和第二蒸汽出口，所述空气入口处安设有空气加速器，所述第二蒸汽出口与萃取室的输入口通过管路连通，所述萃取室的排气口与冷凝器连接，所述冷凝器的输出端与溶剂雾化室连通。
[0006]本实用新型的进一步改进包括:
[0007]所述的蒸汽加热部是缠绕有加热线圈的管。
[0008]所述空气加速器是带有空气过滤网的风扇。
[0009]所述连通蒸汽腔与萃取室的管路一端延伸入萃取室内，且伸入萃取室内的部分外壁上分布有多个通孔；所述萃取室内容放有溶剂，所述延伸入萃取室内的蒸汽管路处于所述萃取室内溶剂的液面下。
[0010]所述蒸汽腔内第二蒸汽出口处设置有蒸汽导流结构。
[0011]所述蒸汽腔的第二蒸汽出口的高度低于萃取室的输入口的高度；所述冷凝器输出口的高度高于溶剂槽的高度。
[0012]所述萃取室被放置于可实现恒温控制的水浴锅或油浴锅内。
[0013]所述溶剂雾化室内还设置有加热装置。
[0014]所述伸入萃取室的管路末端为封闭结构。
[0015]本实用新型的技术优点在于，利用过热溶剂蒸汽与萃取室中的萃取溶剂形成混合态。在此状态能极大的提高固液二相接触介面的面积和吸附力，利于加速润湿渗透过程，加快溶质扩散到介面的速度，降低溶剂的粘度，同时蒸汽气流的搅动也提高了溶剂扩散系数，加快了新鲜萃取溶剂的更替速度；缩短浸提时间。使得浸提效率大大提高，且目标成分的分离也更加简便。同时整个实用新型系统也可实现蒸馏浓缩萃取室中的预浸提液或通过油水分离装置快速分离随蒸汽溜出的挥发油，使得萃取过程在高效、快速和相对经济的条件下完成。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型的结构示意图。
[0017]图中:1、溶剂雾化室，2、加热部，3、蒸汽腔，4、风扇，5、蒸汽导流结构，6、通孔，7、萃取室，8、恒温槽，9、冷凝器。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型做详细说明。
[0019]如图1所示，本实用新型一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，包括溶剂雾化室、蒸汽加热部、蒸汽腔、萃取室、冷凝器，所述溶剂槽上安设有超声波高频振荡雾化器，所述溶剂槽顶端开设有第一蒸汽出口，所述加热部一端与所述第一蒸汽出口连接，另一端与所述蒸汽腔连通，所述蒸汽腔还分别开有空气入口和第二蒸汽出口，所述空气入口处安设有空气加速器，所述第二蒸汽出口与萃取室的输入口通过管路连通，所述萃取室的排气口与冷凝器连接，所述冷凝器的输出端与溶剂槽连通。
[0020]所述的蒸汽加热部优选缠绕有加热线圈的管，所述空气加速器优选风扇。
[0021]作为本实用新型的进一步改进，所述连通蒸汽腔与萃取室的管路一端延伸入萃取室内，且伸入萃取室内的部分外壁上分布有多个通孔；所述萃取室内容放有溶剂，所述延伸入萃取室内的蒸汽管路处于所述萃取室内溶剂的液面下。本结构设计可以加速汽液混合，提尚汽液混合效果O
[0022]所述蒸汽腔内第二蒸汽出口处设置有蒸汽导流结构，该结构可以使蒸汽快速进入萃取室，减少其热量散失。
[0023]所述蒸汽腔的第二蒸汽出口的高度低于萃取室的输入口的高度；所述冷凝器输出口的高度高于溶剂雾化室的高度。本结构设计是为了使液化后的萃取溶剂能够回流至溶剂雾化室。
[0024]所述萃取室被放置于带有恒温控制功能的水浴锅或油浴锅内，以便在某些实验条件下保证萃取室内的温度。
[0025]所述溶剂槽内还设置有加热装置，所述伸入萃取室的管路末端为封闭结构。
[0026]本实用新型的使用方法是:
[0027]1.根据萃取材料的组成及所含主要成分性质确定选择浸提溶剂及提取的温度、pH值和浸提时间。
[0028]2.将萃取材料用慢速滤纸包裹或者置于专门的萃取材料盒内，在萃取室中利用萃取溶剂在室温下浸泡10?30分钟左右。使萃取溶剂通过液体静压力和毛细管作用充分浸入到材料细胞内部，使干皱细胞膨胀，恢复通透性。
[0029]3.将萃取溶剂添加到雾化室，按照设定的温度和浸提时间进行萃取，萃取材料中挥发油成分会随导入的蒸汽一并馏出进入到雾化室中的溶剂槽，通过油水分离器得到挥发油；而热稳定的成分将保留在萃取室中，停止雾化室蒸汽的导入，进一步蒸馏浓缩后得到粗浓缩浸提液。
[0030]下面结合具体实例对本实用新型的使用方法做进一步说明
[0031]实例一从茶叶中提取咖啡碱
[0032]称取60g茶叶用滤纸筒包覆后放入到萃取室中，添加400mL的95%乙醇浸泡15分钟，使萃取溶剂充分润湿茶叶；然后在雾化室中添加200mL的95%乙醇。开启雾化器、风扇和冷凝装置，将蒸汽腔中温度控制在80°C，萃取室中温度控制在75°C进行萃取，直至萃取室中的萃取液颜色较深时(约需I小时)完成萃取过程；再关闭雾化器，继续蒸馏回收乙醇，直至萃取室中的乙醇大约在150mL时即得到含有咖啡因的粗提取浓缩液。后续添加生石灰升华得到咖啡碱。
[0033]实例二从橙子皮中提取香精油
[0034]称取300g新鲜的橙子皮剪成0.3cm见方的小块，轻轻捣碎后置于网格状材料盒内放入到萃取室中，添加二次蒸馏水1500mL浸泡；再在雾化室中添加600mL 二次蒸馏水。开启雾化器、风扇和冷凝装置，将蒸汽腔中温度控制在100°C，萃取室中温度控制在95°C进行萃取，直至冷凝器中的流出液澄清透明无明显油珠即完成萃取过程(约需1.5小时)。将雾化室中含有香精油的二次蒸馏水取出，通过分液漏斗分离得到油层，再用无水硫酸钠干燥既得淡黄色香精油液体。
[0035]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，包括溶剂雾化室、蒸汽加热部、蒸汽腔、萃取室、冷凝器，所述溶剂雾化室上安设有超声波高频振荡雾化器，所述溶剂雾化室顶端开设有第一蒸汽出口，所述加热部一端与所述第一蒸汽出口连接，另一端与所述蒸汽腔连通，所述蒸汽腔还分别开有空气入口和第二蒸汽出口，所述空气入口处安设有空气加速器，所述第二蒸汽出口与萃取室的输入口通过管路连通，所述萃取室的排气口与冷凝器连接，所述冷凝器的输出端与溶剂雾化室连通。
2.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述的蒸汽加热部是缠绕有加热线圈的管。
3.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述空气加速器是带有空气过滤网的风扇。
4.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述连通蒸汽腔与萃取室的管路一端延伸入萃取室内，且伸入萃取室内的部分外壁上分布有多个通孔；所述萃取室内容放有萃取溶剂，所述延伸入萃取室内的蒸汽管路处于所述萃取室内溶剂的液面之下。
5.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述蒸汽腔内第二蒸汽出口处设置有蒸汽导流结构。
6.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述蒸汽腔的第二蒸汽出口的高度低于萃取室输入口的高度；所述冷凝器输出口的高度高于溶剂雾化室的高度。
7.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述萃取室被放置于可实现恒温控制的水浴锅或油浴锅内。
8.根据权利要求1所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述溶剂雾化室内还设置有加热装置。
9.根据权利要求4所述的一种快速汽液混合萃取系统，其特征在于，所述伸入萃取室的管路末端为封闭结构。
【文档编号】B01D11/02GK204147584SQ201420179952
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】张莉, 陈军, 郎建锋, 孔凡彬, 杨萌 申请人:河南科技学院