一种超临界CO2萃取装置论文和设计-周全勇

全文摘要

本实用新型公开了一种超临界CO2萃取装置，包括釜体、釜盖、夹套、料筒、蒸汽进口和蒸汽出口，料筒内的下部安装有支承圈，支承圈上放置有料架，料架包括多根定位杆，多根定位杆之间上下间隔安装有多层孔板，每层孔板的上表面均安装有丝网，每层丝网的上表面放置有料袋，料筒的顶部活动安装有盖板，盖板上加工有多个出气孔，料筒的顶部与釜体之间设置有填料密封，填料密封上方的釜体上设置有混合气体出口，釜体的顶部设置有凸缘，釜盖设置在凸缘的上方，釜盖的上表面设置于自动旋转机构，凸缘和釜盖之间通过夹紧机构夹紧密封。本装置不仅大幅的提高了萃取率和萃取效果，极大的减少二氧化碳的使用量，具有容易操作、装卸料方便、快捷的优点。

主设计要求

1.一种超临界CO2萃取装置，包括釜体（4）、釜盖（9）、夹套（2）和料筒（14），所述夹套（2）设置在釜体（4）的外面，所述釜体（4）和夹套（2）之间设置有加热空腔，所述夹套（2）的下侧设置有与加热空腔相通的蒸汽进口（16），上侧设置有与加热空腔相通的蒸汽出口（5），所述釜体（4）的底部设置有二氧化碳进口（1），所述料筒（14）活动放置在釜体（4）的内部，所述料筒（14）的底部加工有多个透气孔，其特征在于：所述料筒（14）内的下部安装有支承圈，所述支承圈上放置有料架（15），所述料架（15）包括多根定位杆（154），多根定位杆（154）围成直径小于料筒（14）内径的圆柱形，多根定位杆（154）之间上下间隔安装有多层孔板（151），每层孔板（151）的上表面均安装有丝网（153），每层丝网（153）的上表面放置有料袋（17），且在料架（15）的最顶层丝网（153）的上表面设置有拉手（156），所述料筒（14）的顶部活动安装有盖板（13），所述盖板（13）上加工有多个出气孔，所述盖板（13）的上表面安装有吊环（7），所述料筒（14）的顶部与釜体（4）之间设置有填料密封（12），所述填料密封（12）上方的釜体（4）上设置有1～2个混合气体出口（11），所述釜体（4）的顶部设置有凸缘（10），所述釜盖（9）设置在凸缘（10）的上方，所述釜盖（9）的上表面设置于自动旋转机构（8），所述凸缘（10）和釜盖（9）之间通过夹紧机构（6）夹紧密封。

设计方案

1.一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，包括釜体（4）、釜盖（9）、夹套（2）和料筒（14），所述夹套（2）设置在釜体（4）的外面，所述釜体（4）和夹套（2）之间设置有加热空腔，所述夹套（2）的下侧设置有与加热空腔相通的蒸汽进口（16），上侧设置有与加热空腔相通的蒸汽出口（5），所述釜体（4）的底部设置有二氧化碳进口（1），所述料筒（14）活动放置在釜体（4）的内部，所述料筒（14）的底部加工有多个透气孔，其特征在于：}

所述料筒（14）内的下部安装有支承圈，所述支承圈上放置有料架（15），所述料架（15）包括多根定位杆（154），多根定位杆（154）围成直径小于料筒（14）内径的圆柱形，多根定位杆（154）之间上下间隔安装有多层孔板（151），每层孔板（151）的上表面均安装有丝网（153），每层丝网（153）的上表面放置有料袋（17），且在料架（15）的最顶层丝网（153）的上表面设置有拉手（156），所述料筒（14）的顶部活动安装有盖板（13），所述盖板（13）上加工有多个出气孔，所述盖板（13）的上表面安装有吊环（7），所述料筒（14）的顶部与釜体（4）之间设置有填料密封（12），所述填料密封（12）上方的釜体（4）上设置有1～2个混合气体出口（11），所述釜体（4）的顶部设置有凸缘（10），所述釜盖（9）设置在凸缘（10）的上方，所述釜盖（9）的上表面设置于自动旋转机构（8），所述凸缘（10）和釜盖（9）之间通过夹紧机构（6）夹紧密封。

2.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述定位杆（154）为螺杆，每层孔板（151）上加工有与定位杆（154）数量相对应的螺纹孔，孔板（151）通过螺纹孔安装在螺杆上，所述孔板（151）的下表面通过下定位螺母（155）与螺杆固定，上表面通过上定位螺母（152）与螺杆固定。}

3.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述孔板（151）的上的圆孔孔径大于丝网（153）的圆孔孔径。}

4.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述夹紧机构（6）为抱箍结构。}

5.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述釜盖（9）和凸缘（10）之间设置有密封圈。}

6.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述夹套（2）和釜体（4）之间的加热空腔内设置有电加热丝（3）。}

7.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述出气孔为上端大下端小的锥孔。}

8.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述定位杆（154）的数量为5～8根。}

9.根据权利要求1所述的一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置，其特征在于：所述孔板（151）上表面的丝网（153）层数为1～2层。}

设计说明书

技术领域

本实用新型属于萃取工艺技术领域，具体涉及一种超临界CO_{2<\/sub>萃取装置。}

背景技术

超临界二氧化碳萃取分离过程的原理是利用超临界二氧化碳作为溶剂，在超临界状态下，将超临界二氧化碳与固体物质接触，在合适的压力和温度下，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小不同的成分依次萃取出来。其中，超临界二氧化碳萃取釜是超临界制备工艺中一个重要的核心部件。目前，经常使用的超临界萃取装置主要包括釜体、夹套、料筒和釜盖，在进行萃取时，将固体物料装入料筒内，再将料筒吊装在釜体内，盖上釜盖后，向夹套内通入高温蒸汽，并从釜体的底部通入二氧化碳流体，二氧化碳自下而上运动与料筒内的物质接触，从而将固体物料中的有效成分分离出来，上述传统的萃取釜虽然具有良好的提取性能，但是在使用的过程发现，料筒为直筒的圆柱形结构，固体物料装入料筒内进行萃取时，由于物料的粒径较细，二氧化碳进入料筒后，固体固料受潮后容易造成物料堆积和结块，严重的时候会使料筒内的固体物料结成一整块，这样，容易出现二氧化碳流动不均衡，二氧化碳容易从物料与料筒之间的缝隙流走，致使物料在萃取的过程中，越靠近料筒的中心位置，二氧化碳越少，无法将料筒中间位置处的物料的有效成分萃取出来，萃取效果和萃取效率较低，而且二氧化碳的浪费也比较严重。因此，研制开发一种结构布置合理、容易操作、既能大幅提高萃取率、又能有效减少二氧化碳使用量的超临界CO_{2<\/sub>萃取装置是客观需要的。}

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构布置合理、容易操作、既能大幅提高萃取率、又能有效减少二氧化碳使用量的超临界CO_{2<\/sub>萃取装置。}

本实用新型的目的是这样实现的，包括釜体、釜盖、夹套和料筒，夹套设置在釜体的外面，釜体和夹套之间设置有加热空腔，夹套的下侧设置有与加热空腔相通的蒸汽进口，上侧设置有与加热空腔相通的蒸汽出口，釜体的底部设置有二氧化碳进口，料筒活动放置在釜体的内部，料筒的底部加工有多个透气孔，所述料筒内的下部安装有支承圈，支承圈上放置有料架，料架包括多根定位杆，多根定位杆围成直径小于料筒内径的圆柱形，多根定位杆之间上下间隔安装有多层孔板，每层孔板的上表面均安装有丝网，每层丝网的上表面放置有料袋，且在料架的最顶层丝网的上表面设置有拉手，料筒的顶部活动安装有盖板，盖板上加工有多个出气孔，盖板的上表面安装有吊环，料筒的顶部与釜体之间设置有填料密封，填料密封上方的釜体上设置有1～2个混合气体出口，釜体的顶部设置有凸缘，釜盖设置在凸缘的上方，釜盖的上表面设置于自动旋转机构，凸缘和釜盖之间通过夹紧机构夹紧密封。

进一步的，定位杆为螺杆，每层孔板上加工有与定位杆数量相对应的螺纹孔，孔板通过螺纹孔安装在螺杆上，孔板的下表面通过下定位螺母与螺杆固定，上表面通过上定位螺母与螺杆固定。

进一步的，孔板的上的圆孔孔径大于丝网的圆孔孔径。

进一步的，夹紧机构为抱箍结构。

进一步的，釜盖和凸缘之间设置有密封圈。

进一步的，夹套和釜体之间的加热空腔内设置有电加热丝3。

进一步的，出气孔为上端大下端小的锥孔。

优选地，定位杆的数量为5～8根。

优选地，孔板上表面的丝网层数为1～2层。

本发明通过在料筒内设置料架，将物料装袋后分层摆放在层板上，这样就避免了二氧化碳与固体物料接触后造成物料堆积和结块的现象，可以增加固体物料与二氧化碳的接触面积，让萃取率得以稳定的提升，且二氧化碳能够在料筒内均匀流动，能够保证料筒内的固体物料与二氧化碳充分接触，不会出现萃取死角的情况，这样的结构布置既能大幅的提高萃取率和萃取效果，又能极大的减少二氧化碳的使用量，同时采用夹紧机构对釜盖和凸缘进行密封，其密封性能较好，为提高萃取率提供了良好条件，另外，该装置的结构设计合理，设置的升降机构、吊环和拉手便于对固体物料和料筒的装卸，具有容易操作、装卸料方便、快捷的优点，易于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为料架的主视结构示意图；

图3为料架的俯视结构示意图；

图中:1-二氧化碳进口,2-夹套，3-电加热丝，4-釜体，5-蒸汽出口，6-夹紧机构，7-吊环，8-自动旋转机构，9-釜盖，10-凸缘，11-混合气体出口，12-填料密封，13-盖板，14-料筒，15-料架，151-孔板，152-上定位螺母，153-丝网，154-定位杆，155-下定位螺母，156-拉手，16-蒸汽进口，17-料袋。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～3所示,本实用新型包括釜体4、釜盖9、夹套2和料筒14，所述夹套2设置在釜体4的外面，所述釜体4和夹套2之间设置有加热空腔，所述夹套2的下侧设置有与加热空腔相通的蒸汽进口16，上侧设置有与加热空腔相通的蒸汽出口5，所述釜体4的底部设置有二氧化碳进口1，所述料筒14活动放置在釜体4的内部，所述料筒14的底部加工有多个透气孔，所述料筒14内的下部安装有支承圈，所述支承圈上放置有料架15，所述料架15包括多根定位杆154，多根定位杆154围成直径小于料筒14内径的圆柱形，多根定位杆154之间上下间隔安装有多层孔板151，每层孔板151的上表面均安装有丝网153，每层丝网153的上表面放置有料袋17，料袋17用于装固体物料，一层丝网153上可以放置多个料袋17，料袋17不宜太大，且在料架15的最顶层丝网153的上表面设置有拉手156，利用拉手156可以快速的料架15装入料筒14内或者将料架15从料筒14中拉出，所述料筒14的顶部活动安装有盖板13，所述盖板13上加工有多个出气孔，所述盖板13的上表面安装有吊环7，通过吊装设备吊住吊环7后，便于将料14筒装入釜体4内或者将料筒14从釜体4中吊出，所述料筒14的顶部与釜体4之间设置有填料密封12，利用填料密封12可以将料筒14与釜体4之间的间隙密封，避免二氧化碳从料筒14与釜体4之间的缝隙流出，所述填料密封12上方的釜体4上设置有1～2个混合气体出口11，所述釜体4的顶部设置有凸缘10，凸缘10与釜体4为整体制作而成，所述釜盖9设置在凸缘10的上方，所述釜盖10的上表面设置于自动旋转机构8，所述凸缘10和釜盖9之间通过夹紧机构6夹紧密封。

本装置的工作过程是：先将固体物料用料袋17装好后，再将料袋17分层摆放在料架15的每层丝网153上，料袋17摆放完后，将料架15放入到料筒14内部，然后盖上盖板13，为了装卸方便，盖板13与料筒14之间为螺纹安装的结构，之后再利用吊装设备将料筒14装入釜体4内，并在料筒14和釜体4之间装上填料密封12,再利用升降机构将釜盖9盖在凸缘10上，再利用夹紧机构6将釜盖9和凸缘10夹紧固定，然后从蒸汽进口16通入高温蒸汽对釜体4进行加热,从二氧化碳进口1通入二氧化碳,二氧化碳通过料筒14底部的透气孔进入到料筒14内部,与料架15上的固体物料接触后,将固体物料中的有效成分萃取出来,萃取后的有效成分最终通过混合气体出口11排出进入后续的分离工序,萃取完毕后,停止通入高温蒸汽和二氧化碳,打开夹紧机构6,利用升降机构将釜盖9和凸缘10分离,再利用吊装设备将料筒14从釜体4内取出,打开料筒14的盖板13,将料架15从料筒14内取出,换上新的装有固体物料的料袋17,按照上述的操作步骤即可进行下一轮的固体物料的萃取。本装置不仅有效的解决了二氧化碳流体不均衡的问题，而且大幅的提高了萃取率和萃取效果，极大的减少二氧化碳的使用量，具有容易操作、装卸料方便、快捷的优点。

进一步的，所述定位杆154为螺杆，每层孔板151上加工有与定位杆154数量相对应的螺纹孔，孔板151通过螺纹孔安装在螺杆上，所述孔板154的下表面通过下定位螺母155与螺杆固定，上表面通过上定位螺母152与螺杆固定，采用定位杆154采用螺纹式的结构，是为了便于调整上下孔板151的间距和孔板151的层数，调节时，只需要松开上定位螺母152和下定位螺母155，上下移动孔板151在定位杆154上的高度即可，调好后，将上定位螺母152和下定位螺母155固定在相应的位置即可，调节比较方便，具有较强的实用性。

进一步的，所述孔板151的上的圆孔孔径大于丝网153的圆孔孔径，是为了能够有效的减缓二氧化碳在料筒14内的上升速度，让二氧化碳与料袋17内的物料充分的接触反应。

为了使用的方便，所述夹紧机构6为抱箍结构，抱箍结构包括两个可以转动的环形抱箍和一个驱动环形抱箍转动的液压气缸，液压气缸的两端都设置有活塞杆，环形抱箍分贝通过连杆与活塞杆相连。

为了能够进一步的增加釜盖9与凸缘10之间的密封性能，所述釜盖9和凸缘10之间设置有密封圈。

进一步，所述夹套2和釜体4之间的加热空腔内设置有电加热丝3，为了避免在高温蒸汽不足的情况下影响萃取的正常进行，利用电机热丝3可以对釜体4进行加热。

为了的减少二氧化碳在料筒14内的上升速度，所述出气孔为上端大下端小的锥孔。

为了保证料架装15料后的支撑强度和稳定度，优选地，所述定位杆154的数量为5～8根。

为了达到较为理想的萃取率，优选地，所述孔板151上表面的丝网153层数为1～2层。

设计图

一种超临界CO2萃取装置论文和设计

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