膜乳化萃取装置及膜乳化萃取方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种膜乳化萃取装置，包括：储液澄清池；所述储液澄清池的下部设置有水相出口；所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；循环泵；所述循环泵的一端水相出口相连通；另一端与所述多孔膜相连通；所述储液澄清池下部的截面面积大于上部的截面面积。与现有技术相比，本发明专利技术利用膜的分散作用，使连续相与分散相充分混合，快速高效地完成萃取及澄清过程，从而提高萃取效率及萃取速率；并且该膜乳化萃取装置具有易加工、快速高效、能耗低、可循环操作、占地面积小、相分离快的优点，紧凑、高效、安全、经济，适用于不同规模的实验室及工业应用，适应性强。

【技术实现步骤摘要】
膜乳化萃取装置及膜乳化萃取方法
本专利技术属于分离装置
，尤其涉及一种膜乳化萃取装置及膜乳化萃取方法。
技术介绍
从溶液中提取目标成分时固相萃取和溶剂萃取是最常用的方法。固相萃取是把吸附剂和离子交换树脂等吸收目标成分的固体填充在柱内的方法，装置简单，仅通过泵等将水溶液送入柱中的简单操作就能回收目标成分，但回收容量小，且不能快速处理，不适于大量处理含有高浓度目标成分的溶液。溶剂萃取法是将溶解于水中的目标成分提取到与水不混溶的有机溶剂(油等)的方法，它利用目标成分与两种液体中的其中之一更具亲和性的分配(液液分配)属性进行萃取。与固相萃取不同，溶剂萃取回收容量大，处理快速，适用于大量处理含有高浓度目标成分的水溶液。但是在溶剂萃取中，水相和油相“混合”后，马上就要进行两相“分离”的相反操作，因此需要特殊的设备，该装置操作复杂，对熟练度有要求。并且工业化的萃取装置，往往需要较高浓度的萃取剂，由于萃取剂浓度较高，在有些情况下会导致第三相的产生。混合澄清槽作为萃取领域最常用的工业设备，通过搅拌桨快速搅拌实现水相和油相的混合，形成乳化状态，在重力的作用下分离水相和油相，萃取效率高，处理量大，但是相分离过程需要专门的澄清室，时间较长且占地面积大。脉冲萃取柱通过脉冲发生器的振动来混合水相和油相，能够实现较快的溶剂萃取，但是两相混合不充分，需要增加塔高，需要更大的空间。离心萃取器通过机械搅拌将水相和油相充分混合直至乳化状态，然后通过离心力使两相迅速分离。但是装置结构复杂，需要较强的离心力及进行机械搅拌，能耗较高，运行成本大。并且为防止固体成分累积而导致的性能下降问题出现，需要维修成本，限制了离心萃取器的应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种可快速相分离可循环的膜乳化萃取装置及膜乳化萃取方法。本专利技术提供了一种膜乳化萃取装置，包括：储液澄清池；所述储液澄清池的下部设置有水相出口；所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；循环泵；所述循环泵的一端水相出口相连通；另一端与所述多孔膜相连通；所述储液澄清池下部的截面面积大于上部的截面面积。优选的，所述储液澄清池的最大截面面积与最小截面面积的比例大于等于1.1：1。优选的，所述储液澄清池的最大截面面积与最小截面面积的比例为(1.5～10)：1。优选的，所述多孔膜为柱形膜；所述多孔膜不与循环泵相连通的一端为封闭结构。优选的，所述多孔膜的孔径为1～50μm。优选的，还包括三通阀；所述水相出口通过三通阀与所述循环泵相连通。本专利技术还提供了一种膜乳化萃取方法，包括：使用上述的膜乳化萃取装置，将待萃取水相与有机相依次加入储液澄清池中，使多孔膜浸润在有机相中；所述有机相包含稀释剂与萃取剂；开启循环泵，待萃取水相经循环泵、多孔膜进入有机相，形成乳液；循环结束后，在重力作用下，有机相与水相分离，得到萃取后的有机相。优选的，所述循环泵的流速为40～1000ml/min。本专利技术提供了一种膜乳化萃取装置，包括：储液澄清池；所述储液澄清池的下部设置有水相出口；所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；循环泵；所述循环泵的一端水相出口相连通；另一端与所述多孔膜相连通；所述储液澄清池下部的截面面积大于上部的截面面积。与现有技术相比，本专利技术通过循环泵及多孔膜将储液澄清池中的待萃取水相与有机相相连接，形成闭式循环，用于连续相的流动，同时为膜乳化过程提供压力，形成乳液流，当其经过截面变换之处，乳液迅速消失，并通过重力作用使水相与有机相分离，利用膜的分散作用，使连续相与分散相充分混合，快速高效地完成萃取及澄清过程，从而提高萃取效率及萃取速率；并且该膜乳化萃取装置具有易加工、快速高效、能耗低、可循环操作、占地面积小、相分离快的优点，紧凑、高效、安全、经济，适用于不同规模的实验室及工业应用，适应性强。附图说明图1为本专利技术提供的膜乳化装置的结构示意图；图2为本专利技术提供的膜乳化装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种膜乳化萃取装置，包括：储液澄清池；所述储液澄清池的下部设置有水相出口；所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；循环泵；所述循环泵的一端水相出口相连通；另一端与所述多孔膜相连通；所述储液澄清池下部的截面面积大于上部的截面面积。参见图1与图2，图1为本专利技术提供的膜乳化萃取装置的结构示意图，其中1为多孔膜，2为储液澄清池，3为水相出口，4为三通阀，5为循环泵，6为连接管道。本专利技术提供的膜乳化萃取装置包括储液澄清池，其下部的截面面积大于上部的截面面积。储液澄清池为待萃取水相与有机相一体池，其中待萃取水相处的最大截面面积大于有机相的最大截面面积。在本专利技术中储液澄清池一方面用于储存溶液，并作为萃取过程进行的主要结构，另一方面其横截面的变化用于不同相之间的快速分离。所述储液澄清池优选为圆柱体；所述储液澄清池的最大截面面积与最小截面面积的比例大于等于1.1：1，更优选为(1.5～20)：1，再优选为(1.5～10)：1，最优选为(2～6)：1。截面积的变化是为了增加乳液的界面张力，使其能在截面变化处澄清，便于分离，工业应用中，横截面积达到6：1以上，导致的界面张力的变化会非常大，能满足绝大多数萃取体系的分离要求。所述储液澄清池的下部设置有水相出口，其与循环泵相连通，用于形成流动相，在膜乳化乳化过程中用于连续相的通道，萃取过程进行完成后用于萃余液的分离。在本专利技术中，所述储液澄清池的水相出口优选通过三通阀与循环泵相连通。三通阀可用于萃取循环的通道开关，也用于萃取完成后，收集水相及有机相的开关。所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；所述循环泵与多孔膜相连通。所述多孔膜为本领域技术人员熟知的多孔膜即可，并无特殊的限制，本专利技术中优选为柱形膜；所述柱形膜优选为一端开口一端封闭，即与循环泵相连的一端为开口另一端封闭；所述多孔膜的孔径优选为1～50μm，更优选为1～40μm，再优选为1～30μm，再优选为1～20μm，最优选为1～10μm；所述多孔膜的长度优选为小于等于有机相的高度。采用多孔膜乳化萃取，可使得分散进有机相的液滴尺寸更小，液滴尺寸通常是几十到一百微米的；而在传统的搅拌乳化萃取方式中，液滴通常是几百微米的，液滴的尺寸越小，比表面积越大，从而增加了传质面积，使得在其他条件相同的情况下该装置的萃取效率更高。在其他参数相同的情况下，多孔膜孔径越小，萃取效率越高，但是其平衡后的效率是一样，达到平衡需要的时间关系是膜孔径越小，平衡时间越短。在本专利技术中，所述储液澄清池的水相出口、三通阀、循环泵及多孔膜之间优选通过连接管道相连通，形成闭式循环，使其成为通路，且使各组件之间的流量相同，进而使萃取过程稳定进行，循环泵可调整流速、流向，用于连续相的流动，同时为膜乳化过程提供压力，以形成乳液流。本专利技术提供的膜乳化萃取装置还可通过调整流速和萃取时间，即可完成不同循环次数的萃取过程，并且萃取完成之后打开开关，即可完成水相及有机相的分别收集。按照本专利技术，所述膜乳化萃取装置工作时以立式方式，即水相在下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜乳化萃取装置，其特征在于，包括：储液澄清池；所述储液澄清池的下部设置有水相出口；所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；循环泵；所述循环泵的一端水相出口相连通；另一端与所述多孔膜相连通；所述储液澄清池下部的截面面积大于上部的截面面积。

【技术特征摘要】
1.一种膜乳化萃取装置，其特征在于，包括：储液澄清池；所述储液澄清池的下部设置有水相出口；所述储液澄清池的上部设置有多孔膜；循环泵；所述循环泵的一端水相出口相连通；另一端与所述多孔膜相连通；所述储液澄清池下部的截面面积大于上部的截面面积。2.根据权利要求1所述的膜乳化萃取装置，其特征在于，所述储液澄清池的最大截面面积与最小截面面积的比例大于等于1.1：1。3.根据权利要求1所述的膜乳化萃取装置，其特征在于，所述储液澄清池的最大截面面积与最小截面面积的比例为(1.5～10)：1。4.根据权利要求1所述的膜乳化萃取装置，其特征在于，所述多孔膜为柱形膜；所述多孔膜不与循环泵相连通的一端为封闭结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：林铭章，翁汉钦，贺克宝，郭子方，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34