一种固体粉料的管式浸出方法及装置制造方法及图纸

一种固体粉料的管式浸出方法及装置，将待浸出溶液流经设于槽式容器内的一种管道式浸出装置，采用管式浸出方法完成浸出过程；所述的管式浸出方法是指将待浸出溶液输送至一带有超声波发生装置的管道式浸出装置的管道内，使待浸出溶液在不可逆流经设有超声波能量场的管道的过程中，完成固体粉料的不可逆浸出过程。所述的不可逆浸出过程，是指设定粒度的固体粉料在历经相同的浸出时间时，绝大部分颗粒流经的路程趋向相等，残余的颗粒质量、颗粒粒径及颗粒目标成分亦趋向相等，且后进浸出反应区的固体粉料难以混入到先进浸出反应区的固体粉料之中。所述的固体粉料为矿物粉料和（或）动植物粉料。其中，矿物粉料为氧化矿物粉料和（或）硫化矿物粉料，动植物粉料至少包括中药材粉料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从固体粉料中湿法提取目标成分的方法及装置，尤其是一种固体粉料的管式浸出方法及装置，属湿法提取

技术介绍
采用槽式容器湿法提取固体粉料目标成分，是目前通用的槽式浸出方法。按压力分，有常压浸出、高压浸出；按温度分，有常温浸出、中温浸出、高温浸出；按酸度分，有酸性浸出、碱性浸出、中性浸出；按添加剂分，有富氧浸出、催化浸出，等等。槽式浸出装置，主要是常压浸出槽和高压反应釜。目前槽式浸出方法及装置存在的主要问题是 1)槽式浸出受动力学扩散过程制约。槽式浸出采用机械搅拌、气流搅拌或水力搅拌方法强化动力学扩散过程，但工业生产常用搅拌线速度《10m/s，即，固体粉料受到溶质或溶剂撞击的速率《10m/s。这种搅拌强度要让浸出成分快速离开固体粉料表面并高效分散到溶液中，实现溶剂与固体粉料表面的充分接触，事实上效率很低。因此，在槽式浸出环境下，固体粉料表面易于形成新生包层和浓差极化，阻碍目标成分溶出和扩散，导致浸出效率低下。 2)槽式浸出为"一锅煮"浸出过程。在连续浸出环境下，新进浸出装置的固体粉料总是与在浸出装置中浸出一段时间后的固体粉料无序混合，导致固体粉料的浸出时间不相等，残余的颗粒质量、颗粒粒径及颗粒目标成分不相等，伴生浸出过度和浸出不足问题。浸出过度，则杂质成分溶出量大，浸出后溶液含杂升高；浸出不足，则目标成分溶出量少，目标成分浸出率降低。 针对槽式浸出方法及装置存在的问题，产生了施加超声波能量的槽式浸出方法及装置。如《螺旋式连续逆流超声波浸出提取设备》(申请号00219080. X)、《拖链式连续逆流超声波浸出提取设备》(申请号00219081. 8)、《双螺旋连续逆流超声提取装置》(申请号200520021991. 8)、《超声波强化连续逆流浸出装置》(申请号200420018621. 4)，等等。从在先专利提出的浸出方法及装置可以看出，尽管施加超声波能量强化了槽式浸出的动力学扩散过程，提高了浸出效率，但仍然没有解决"一锅煮"无序浸出问题，其应用范围和效果受到诸多局限，还是很有必要加以改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有槽式浸出方法及装置存在的问题，提出一种能有效改变槽式浸出的"一锅煮"浸出过程，阻止溶质颗粒表面形成新生包层和浓差极化，促进目标成分溶出和扩散，提高浸出效率的固体粉料的浸出方法。 本专利技术的另一目的是，提出一种上述固体粉料浸出方法的实施装置。 本专利技术的另一目的是，提出一种固体粉料的管式浸出工艺。 根据本专利技术的专利技术目的，本专利技术人做了大量试验，试验证实4 1)超声波可穿透设定的液态介质和固态介质。 2)超声波在穿透设定的液态介质和固态介质后，还可穿透浸没于设定液态介质中的盛满待浸出溶液的至少一根设定材质的管道截面。 3)对流经设定材质管道的待浸出溶液施加设定的超声波能量，可加快固体粉料目标成分的浸出速度，大幅縮短浸出时间，获得很高的浸出效率。 根据试验结果，本专利技术提出一种固体粉料的浸出方法，采取管式浸出方法，将待浸出溶液流经设于槽式容器内的一种管道式浸出装置，在管道式浸出装置内完成浸出过程；所述的管式浸出方法，是指将待浸出溶液输送至一带有超声波发生装置的管道式浸出装置的管道内，使待浸出溶液在不可逆流经设有超声波能量场的管道的过程中，完成固体粉料的不可逆浸出过程；所述的不可逆浸出过程，是指设定粒度的固体粉料在历经相同的浸出时间时，绝大部分颗粒流经的路程趋向相等，残余的颗粒质量、颗粒粒径及颗粒目标成分亦趋向相等，且后进浸出反应区的固体粉料难以混入到先进浸出反应区的固体粉料之中。 所述的管道式浸出装置，为设于槽式容器内的至少一条直管或螺旋盘管，在管道式浸出装置的管道周围，设有能向管道内发射超声波的超声波发生装置。 所述的管道，至少可以是在管壁上设有至少一条导流螺旋线的管道。所述的导流螺旋线，是环绕于管壁上的管壁内为凹槽、管壁外为凸槽的螺旋线。所述管道的材质，可以是碳纤维增强石英、晶须增强石英、高透波不锈钢、高透波钛合金或高透波工程塑料中的一种。 所述的超声波能量场，是由至少一个超声波发生装置发射的超声波穿透管道式浸出装置的管壁、在管道内流动的待浸出溶液中形成的这样一种能量场超声波频率为15kHz-lX109kHz ;超声波声强为0. 5-200w/cm2 ;超声波产生的空化泡流速^ 50m/s。 所述的固体粉料，为矿物粉料和(或)动植物粉料。所述的矿物粉料为氧化矿物粉料和(或)硫化矿物粉料；所述的动植物粉料，至少可以是中药材粉料。 所述的待浸出溶液，在设有超声波能量场的管道内，为直线流动方式和(或)螺旋流动方式。所述的螺旋流动，至少可以是由导流螺旋线引导形成的流动轨迹。 所述的超声波发生装置，设于盛满待浸出溶液的管道之外，由超声波发生装置发射的超声波，可以是在穿透至少一根盛满待浸出溶液管道的管壁后，将超声波能量传递到管道内的待浸出溶液之中；也可以是在穿透至少一种浸没管道的液态介质和至少一根盛满待浸出溶液管道的管壁后，将超声波能量传递到管道内的待浸出溶液之中；还可以是在穿透至少一种固态介质，再穿透至少一种浸没管道的液态介质，再穿透至少一根盛满待浸出溶液管道的管壁后，将超声波能量传递到管道内的待浸出溶液之中。 所述的液态介质，至少可以是水基溶液，所述的水基溶液可以是设定水温的清水。 —种实现固体粉料管式浸出方法的装置，由至少一个盛满液态介质的槽式容器和设于槽式容器内或外的至少一个超声波发生装置所组成，其特征是在槽式容器内浸没设有一个盛满流动的待浸出溶液的多层螺旋盘管。 所述的槽式容器，是一种常压槽式容器。所述的常压槽式容器，包括常压敞口槽式容器和常压非敞口槽式容器。 所述的多层螺旋盘管，是由一个以上圈径不同的螺旋盘管串联并套装的盘管结构，至少包括常压螺旋盘管和高压螺旋盘管。所述的高压螺旋盘管，在其管道内流动的待浸出溶液的设定压力高于常压。 —种实现固体粉料管式浸出方法的浸出工艺，采用常规浸出工艺流程，在固体粉料常规浸出过程中采用管式浸出方法及常压螺旋盘管。 —种实现固体粉料管式浸出方法的浸出工艺，采用常规浸出工艺流程，在固体粉料常规浸出过程中采用管式浸出方法及高压螺旋盘管。 本专利技术的优点是 1)管式浸出过程为有序浸出过程。可克服槽式浸出方法"一锅煮"存在的无序混合浸出缺陷，确保固体粉料浸出时间的同一性和固体粉料残余目标成分的等量性，有利于实现浸出过程的精准控制。 2)管式浸出过程为高效浸出过程。当待浸出溶液在超声波能量场作用下采用螺旋流动方式时，溶液在流动过程中实现高效混合，可抵制固体粉料发生重力沉积，从而确保固体粉料在溶剂中的高度分散性和均匀性，有利于提高浸出效率。 3)管式浸出过程为清洁浸出过程。当固体粉料(如动植物粉料)对浸出过程的清洁生产程度要求很高时，往往需要杜绝浸出装置的二次污染。管式浸出方法及装置有利于满足浸出装置的材质选择和无菌生产工艺要求。 4)管式浸出过程为环保浸出过程。浸出过程为高温浸出环境时，槽式浸出的溶剂蒸发量很大。管式浸出反应是在管道内进行，溶剂蒸发损失大幅减少，有利于消除浸出过程中有毒成分(如砷化氢)挥发引起的环境污染。 5)管式浸出过程为安全浸出过程。浸出过程为高压浸出环境时，与槽式浸出方法及装置的高压反应釜相比，管式浸出装置结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体粉料的管式浸出方法，其特征在于：采取管式浸出方法，将待浸出溶液流经设于槽式容器内的一种管道式浸出装置，在管道式浸出装置内完成浸出过程；所述的管式浸出方法，是指将待浸出溶液输送至一带有超声波发生装置的管道式浸出装置的管道内，使待浸出溶液在不可逆流经设有超声波能量场的管道的过程中，完成固体粉料的不可逆浸出过程；所述的不可逆浸出过程，是指设定粒度的固体粉料在历经相同的浸出时间时，绝大部分颗粒流经的路程趋向相等，残余的颗粒质量、颗粒粒径及颗粒目标成分亦趋向相等，且后进浸出反应区的固体粉料难以混入到先进浸出反应区的固体粉料之中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾兴民，
申请(专利权)人：佛山市兴民科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]