一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，包括萃取解析系统、膜分离系统、过滤分离系统、超/亚临界流体回收系统以及加热冷却系统；本发明专利技术将定制的膜分离组件接入到超/亚临界流体提取设备当中，利用分离膜的分离能力，对超/亚临界流体提取物进行高效地分离和纯化。利用超/亚临界流体的低粘度、高扩散能力加强膜过滤过程。利用超/亚临界流体提取系统的循环冲洗和灵活流路切换，对膜分离组件进行反冲洗以恢复膜通量。

【技术实现步骤摘要】
一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置与方法
本专利技术涉及萃取分离领域，尤其涉及一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置与方法。
技术介绍
超临界流体状态是指流体处于临界温度和临界压力以上的介于气态和液态之间的状态。亚临界流体状态是指化合物在温度高于其沸点但低于临界温度，且压力低于其临界压力的条件下，以流体形式存在的状态。在食品、医药、香料和天然色素等领域的天然产物功效成分提取分离的应用研究在近年来发展迅速。但单独利用超/亚临界流体提取技术，在提取植物精油、天然色素等对象时，会出现蜡质、重金属、农药、病原体等非目标杂质被同时提取的现象出现，这对提取产品的的质量、品相造成影响。膜分离技术是利用经特殊制造的具有选择性透过性的薄膜，在外力(如膜两侧的压力差、浓度差、电位差等)推动下对混合物进行分离、分级、提纯、浓缩而获得目标产品的过程。具有分离效率高、自动化、能耗低、成本低、无二次污染等优点。但是膜分离技术在应用过程中，膜污染一直以来是膜分离过程中一个始终需要改善的问题。因此如何将两种技术结合，既可以减少重金属、农药、病原体等非目标杂质的含量，同时有效降低膜分离的污染是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置与方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下的技术方案：一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，包括萃取解析系统、膜分离系统、过滤分离系统、超/亚临界流体回收系统以及加热冷却系统；所述萃取解析系统经截止阀后依次与膜分离系统、过滤分离系统、超/亚临界流体回收系统管路连接；超/亚临界流体回收系统经截止阀后与萃取解析系统管路连接；所述萃取解析系统、膜分离系统、过滤分离系统、超/亚临界流体回收系统均设有入口和出口；所述加热冷却系统用于平衡萃取装置的温度。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，所述萃取解析系统包括第一萃取解析釜、第二萃取解析釜、第三萃取解析釜；第一萃取解析釜的入口经截止阀后与超/亚临界流体回收系统管路连接；第一萃取解析釜的出口经截止阀后与膜分离系统的入口管路连接；第二萃取解析釜的入口经截止阀后与膜分离系统的出口管路连接；第二萃取解析釜的入口经截止阀后还与超/亚临界流体回收系统管路连接；第二萃取解析釜的出口经截止阀后与膜分离系统的入口管路连接；第二萃取解析釜的出口经截止阀后还与过滤分离系统的入口管路连接；第三萃取解析釜的入口经截止阀后与膜分离系统的出口管路连接；第三萃取解析釜的入口经截止阀后还与超/亚临界流体回收系统管路连接；第三萃取解析釜的出口经截止阀后与膜分离系统的入口管路连接；第三萃取解析釜的出口经截止阀后还与过滤分离系统的入口管路连接；进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，所述膜分离系统包括膜分离本体和压力平衡储罐；所述膜分离本体包括膜壳和分离膜；膜分离本体经截止阀后与压力平衡储罐的一侧管路连接；膜分离本体经截止阀分别与萃取解析系统的入口和出口管路连接；压力平衡储罐的另一侧经截止阀后与过滤分离系统的入口连接；所述膜壳为可承受超临界压力的材质。优选地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，所述分离膜为陶瓷膜，分离膜的截留分子量为200-1000。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，所述过滤分离系统包括第一过滤分离釜和第二过滤分离釜；第一过滤分离釜和第二过滤分离釜串联连接；第一过滤分离釜的入口经截止阀与膜分离系统的出口管路连接；第二过滤分离釜的入口经截止阀分别与第一萃取解析釜的出口、第二萃取解析釜的出口、第三萃取解析釜的出口连接。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，所述超/亚临界流体回收系统包括第一热交换器、第二热交换器、第三热交换器、高压泵、储罐以及高压气瓶；所述第一热交换器依次与高压泵、第二热交换器、储罐、第三热交换器管路连接；高压气瓶经截止阀后分别与第二热交换器和高压泵连接；第一热交换器经截止阀后还分别与第一萃取解析釜的入口、第二萃取解析釜的入口和第三萃取解析釜的入口管路连接；第三热交换器经截止阀后与过滤分离系统的出口管路连接。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，所述加热冷却系统包括第一热水机组、第二热水机组、第三热水机组和冷水机组；第一热水机组用于循环加热萃取解析系统、膜分离系统、第一热交换器；第二热水机组用于循环加热第一过滤分离釜；第三热水机组用于循环加热第二过滤分离釜；冷水机组用于第二热交换器、第三热交换器和储罐循环降温。其中，第一热水机组的热水依次进入第一热交换器的夹套，第一萃取解析釜的夹套，第二萃取解析釜的夹套，第三萃取解析釜的夹套，膜分离本体的夹套和压力平衡储罐的夹套，随后水流回第一热水机组重新加热；第二热水机组的热水进入第一过滤分离釜的夹套，随后水流回第二热水机组重新加热；第三热水机组的热水进入第二过滤分离釜的夹套，随后水流回第三热水机组重新加热；冷水机组的冷水依次进入第二热交换器的夹套、第三热交换器(43)的夹套和储罐的夹套，随后水流回冷水机组重新降温。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，第二萃取解析釜的入口与膜分离系统的出口的连接管路上设置有调节阀。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，第三萃取解析釜的出口与第二过滤分离釜的入口的连接管路上设置有调节阀。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，压力平衡储罐的出口与第一过滤分离釜连接管路上设置有调节阀。进一步地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，第一热交换器与高压泵的连接管路上设置有止回阀。优选地，上述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，连接管路上设置有压力显示装置。优选地，上述超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，连接管路上设置有温度显示装置。一种使用上述超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置的萃取方法，包括以下步骤：步骤(一)：将粉碎好的待萃取原料装入第一萃取解析釜中，开启装置，按照设定的条件通过调节阀平衡第一萃取解析釜、第二萃取解析釜、膜分离系统、过滤分离系统以及超/亚临界流体回收系统的压力，开启加热冷却系统，平衡装置温度；步骤(二)：平衡装置温度和压力后，开启调节阀，调节膜分离系统两侧的压力差，开始萃取以及膜分离；通过分离膜的物料在第一过滤分离釜中解析，截留的物料在第二萃取解析釜中解析，随后超/亚临界流体都回到储罐中，完成一个循坏，重复循环直至物料提取完毕；步骤(三)：切换阀门，超\亚临界流体从第二萃取解析釜进行萃取未完全过膜的物料，截留的物料在第三萃取解析釜中解析，重复循环直至物料提取完毕；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，其特征在于，包括萃取解析系统(1)、膜分离系统(2)、过滤分离系统(3)、超/亚临界流体回收系统(4)以及加热冷却系统(5)；所述萃取解析系统(1)经截止阀后依次与膜分离系统(2)、过滤分离系统(3)、超/亚临界流体回收系统(4)管路连接；超/亚临界流体回收系统(4)经截止阀后与萃取解析系统(1)管路连接；所述萃取解析系统(1)、膜分离系统(2)、过滤分离系统(3)、超/亚临界流体回收系统(4)均设有入口和出口；所述加热冷却系统(5)用于平衡萃取装置的温度。/n

【技术特征摘要】
1.一种超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，其特征在于，包括萃取解析系统(1)、膜分离系统(2)、过滤分离系统(3)、超/亚临界流体回收系统(4)以及加热冷却系统(5)；所述萃取解析系统(1)经截止阀后依次与膜分离系统(2)、过滤分离系统(3)、超/亚临界流体回收系统(4)管路连接；超/亚临界流体回收系统(4)经截止阀后与萃取解析系统(1)管路连接；所述萃取解析系统(1)、膜分离系统(2)、过滤分离系统(3)、超/亚临界流体回收系统(4)均设有入口和出口；所述加热冷却系统(5)用于平衡萃取装置的温度。


2.根据权利要求1所述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，其特征在于，所述萃取解析系统(1)包括第一萃取解析釜(11)、第二萃取解析釜(12)、第三萃取解析釜(13)；
第一萃取解析釜(11)的入口经截止阀后与超/亚临界流体回收系统(4)管路连接；第一萃取解析釜(11)的出口经截止阀后与膜分离系统(2)的入口管路连接；
第二萃取解析釜(12)的入口经截止阀后与膜分离系统(2)的出口管路连接；第二萃取解析釜(12)的入口经截止阀还与超/亚临界流体回收系统(4)管路连接；第二萃取解析釜(12)的出口经截止阀后还与膜分离系统(2)的入口管路连接；第二萃取解析釜(12)的出口经截止阀后还与过滤分离系统(3)的入口管路连接；
第三萃取解析釜(13)的入口经截止阀后与膜分离系统(2)的出口管路连接；第三萃取解析釜(13)的入口经截止阀后还与超/亚临界流体回收系统(4)管路连接；第三萃取解析釜(13)的出口经截止阀后与膜分离系统(2)的入口管路连接；第三萃取解析釜(13)的出口经截止阀后还与过滤分离系统(3)的入口管路连接。


3.根据权利要求2所述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，其特征在于，所述膜分离系统(2)包括膜分离本体(21)和压力平衡储罐(22)；所述膜分离本体(21)和压力平衡储罐(22)均设有入口和出口；所述膜分离本体(21)包括膜壳(211)和分离膜(212)；膜分离本体(21)经截止阀后与压力平衡储罐(22)管路连接；所述膜分离本体(21)的入口经截止阀后还分别与萃取解析系统(1)的入口和出口管路连接；压力平衡储罐(22)的出口经截止阀后与过滤分离系统(3)的入口管路连接。


4.根据权利要求3所述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，其特征在于，所述过滤分离系统(3)包括第一过滤分离釜(31)和第二过滤分离釜(32)；所述第一过滤分离釜(31)和第二过滤分离釜(32)均设有入口和出口；第一过滤分离釜(31)和第二过滤分离釜(32)串联连接；第一过滤分离釜(31)的入口经截止阀后与膜分离系统(2)的出口管路连接；第二过滤分离釜(32)的入口经截止阀后分别与第一萃取解析釜(11)的出口、第二萃取解析釜(12)的出口、第三萃取解析釜(13)的出口管路连接。


5.根据权利要求4所述的超/亚临界流体提取系统耦合膜分离系统的萃取装置，其特征在于，所述超/亚临界流体回收系统(4)包括第一热交换器(41)、第二热交换器(42)、第三热交换器(43)、高压泵(44)、储罐(45)以及高压气瓶(46)；所述第一热交换器(41)依次与高压泵(44)、第二热交换器(42)、储罐(45)、第三热交换器(43)管路连接；高压气瓶(46)经截止阀分别与第二热交换器(42)和高压泵(44)管路连接；第一热交换器(41)经截止阀后还分别与...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟嘉伦，陈顺权，
申请(专利权)人：广州中国科学院先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44