一种连续亚临界或超临界流体萃取设备

本发明涉及化学工程和生物工程领域分离技术和分离设备，尤其涉及一种连续亚临界或超临界流体萃取设备。

背景技术：

0、技术背景

1、分离技术在现代工业中发挥着重要作用。随着物质生活水平的提高，对天然食品、药物、香料等需求日益旺盛，亚临界或超临界流体萃取作为一种绿色分离技术，较传统分离技术体现出了诸多优势。但是，现有的亚临界或超临界流体萃取装置多采用快开密封结构的间歇式萃取器，利用这种间歇式萃取器生产时，萃取周期长，且当萃取器容积较大时，存在萃取不均匀的现象。另外，需频繁开关萃取器端盖完成装料、卸料，并且需要频繁泄放萃取器中的剩余流体和排除萃取器内的空气，劳动强度大，生产效率低，能耗高，安全可靠性低，造成萃取流体的极大损耗，严重制约了亚临界或超临界流体萃取技术的产业化发展。

2、中国国家知识产权局专利局，在2018年10月16日授权了一项公告号为cn108654135b，发明名称为“一种亚临界流体等压萃取分离系统及工艺流程”的专利。该专利通过储存缓冲单元、液化单元、增压循环单元、萃取单元、换热单元、气化单元、分离单元、卸料单元、过滤单元等所构成的系统完成。萃取单元中的亚临界流体与分离单元中的同媒质超临界流体处于等压状态，同时设置亚临界流体和同媒质超临界流体的换热单元，降低了系统的动力消耗、冷量和热量需求量，节约了能源。该发明具有工艺流程简便、设备投资小、运行费用低的优势，但是不能实现物料的连续萃取分离，且反复开关萃取器时存在安全隐患，萃取效率低等。

3、中国国家知识产权局专利局，在2021年5月14日分别授权了公告号为cn110152350b和cn110237561b，专利名称是“一种亚临界流体连续等压萃取分离装置系统及萃取分离工艺”和“一种超临界流体连续等压萃取分离装置系统及萃取分离工艺”的发明专利。这两项专利分别通过亚/超临界流体媒质源、加压子系统、连续萃取子系统、分离子系统以及增压循环子系统构成的系统完成。应用这两个系统实施的萃取分离工艺，新装物料和萃取完的料仓分别被周期性地同步装入和卸出萃取器筒体，形成一种准连续萃取状态。虽然这两项发明技术装置自动化程度较高、运行可靠，但料仓装卸需要大的动力，而且料仓与萃取器筒体间密封要求较高，且反复向萃取器筒体中推入和退出料仓时存在安全隐患，能量损耗较大。

4、中国国家知识产权局专利局，在2022年11月01日授权了一项公告号为cn114263780b，专利名称是“一种压力逐级升降自平衡的高压或超高压阀门切换系统”的发明专利。该专利系统由供流阀、供流管、回流阀、回流管、压力平衡阀、压力平衡管、排空阀、排空管、容器构成。应用于萃取过程，容器即为萃取器。应用该系统实施的萃取分离工艺，新装物料的萃取器被逐级升压至萃取压力进行萃取，萃取完的萃取器被逐级降压至卸料前压力进行卸料，逐级升压和逐级降压的萃取器间相互压力平衡。虽然该发明最大限度地利用了萃毕萃取器卸料前的压力，降低了升压能耗，形成一种准连续萃取状态，但该技术仍然未解决萃取器的反复开启问题，而且为了完成萃取器间的逐级降压和升压，在同一时间下有多个萃取器处于非萃取工作状态。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种连续亚临界或超临界流体萃取设备。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、本发明的一种连续亚临界或超临界流体萃取设备，由萃取器、给料器、流固分离器构成；

4、所述的萃取器为圆筒结构，为进行流固萃取的场所；萃取器的一端和其侧面分别有一个入口，侧面入口与给料器出口相连接，端部入口为萃取流体入口；萃取器的另一端有出口，与流固分离器的入口相连接；萃取流体由萃取器萃取流体入口进入萃取器与粉状或颗粒状被萃物混合萃取并运送粉状或颗粒状萃余物至萃取器出口。

5、所述的给料器为被萃物连续进料装置，可以是螺旋式喂料机，也可以是活塞式喂料机，给料器出口与萃取器侧面入口相连接，给料器上部有被萃物入口，与料仓相连。

6、所述的流固分离器为萃毕流固混合物中含萃出物萃取流体与粉状或颗粒状萃余物分离的场所，可以是转鼓分离器或者旋流器，流固分离器入口与萃取器出口相连接，流固分离器设有萃取流体出口和萃余物出口，分离后的萃取流体进入萃出物分离器分离萃出物后循环利用，分离后的萃余物排出萃取器或进入下一萃取器。

7、作为进一步的技术方案，所述的料仓被萃物入口si连接被萃物输送管道或输送带，料仓的出口通过两个管道分别与第一供料筒、第二供料筒的被萃物入口相连。

8、第一供料筒的压力平衡口和第二供料筒的压力平衡口通过管道合并后与平衡萃取流体入口fb相连。

9、第一供料筒的被萃物出口、第二供料筒的被萃物出口通过管道合并后与给料器入口相连。

10、作为进一步的技术方案，在料仓的出口与第一供料筒、第二供料筒的被萃物入口相连的两个管道上各设置一个放料阀。

11、作为进一步的技术方案，第一供料筒的压力平衡口、第二供料筒的压力平衡口与平衡萃取流体入口fb连接的管道上均设置有平衡阀。

12、作为进一步的技术方案，第一供料筒的被萃物出口、第二供料筒的被萃物出口与给料器入口连接的管道上分别设置供料阀。

13、作为进一步的技术方案，第一升降辊和第二升降辊分别固定于第一供料筒和第二供料筒的顶部，第一升降辊和第二升降辊分别通过柔性绳索连接第一浮动锤和第二浮动锤。

14、作为进一步的技术方案，第一供料筒和第二供料筒分别通过管道与第一排空阀和第二排空阀的入口相连，第一排空阀和第二排空阀的出口均与大气连通。

15、作为进一步的技术方案，流固分离器的萃取流体出口fo连接萃取流体返回管道，流固分离器的萃余物出口通过管道依次与切料阀、缓冲仓、排料阀相连，排料阀的萃余物出口so连接萃余物输送管道或输送带。

16、作为进一步的技术方案，所述萃取器被萃物入口处可以设置分布器，萃取器内可以排列分布板，分布器或分布板上方可以设置搅拌器；萃取器可以是直管状也可以是螺旋盘管状或者蛇管状。

17、作为进一步的技术方案，所述的一种连续亚临界或超临界流体萃取设备可以一个以上串联使用实现一级以上萃取，也可以一个以上并联使用实现同级多萃取器萃取，还可以同时串联和并联使用。

18、本发明产生的有益效果：

19、1.本发明的萃取器的一端和其侧面分别有入口，侧面入口与给料器的出口相连接，所述的给料器为被萃物连续进料装置，给料器上部有被萃物入口，与料仓相连；端部入口为萃取流体入口，萃取流体由萃取器萃取流体入口进入萃取器与粉状或颗粒状被萃物混合萃取并运送粉状或颗粒状萃余物至萃取器出口；萃取器的另一端设萃取器出口，所述出口与流固分离器的入口相连接，所述的流固分离器为萃毕流固混合物中含萃出物萃取流体与粉状或颗粒状萃余物分离的场所，流固分离器设有萃取流体出口和萃余物出口，分离后的萃取流体进入萃出物分离器分离萃出物后循环利用，分离后的萃余物排出萃取器或进入下一萃取器；通过萃取器、给料器、流固分离器三者的配合，形成了连续亚临界或超临界流体萃取装置，达到连续流固萃取与分离的效果，该发明可以进行连续萃取工作，省去了一般萃取器的快开和快关，达到简化结构、保证安全、节能环保的效果；

20、2.本发明通过设计料仓与给料器之间的结构，设置两个供料筒，通过在供料筒内设置浮动锤、升降辊，然后配合排空阀、供料阀、放料阀、平衡阀等，使得给料可以实现自动控制；通过控制被萃物与萃取流体的输入与输出，实现连续亚临界或超临界流体萃取与分离，从而相对一般亚临界/超临界流体萃取装置减少了控制阀门数量，达到节能、降低投资和运维成本的目的。

21、3.利用本发明构成连续亚临界或超临界流体萃取装置时，串联或并联或串并联本发明的个数可灵活调整，适应多压力级流固萃取的工艺需求。