一种亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及工艺，可广泛应用于医药

【技术实现步骤摘要】
一种亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及工艺


[0001]本专利技术涉及化工分离和生物工程机械装备领域，尤其涉及一种亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及萃取分离工艺
。

技术介绍

[0002]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，亚临界二氧化碳萃取作为一种新兴的分离技术，较传统分离技术体现出了诸多优势
。
但是，现有的超
/
亚临界二氧化碳萃取装置多为采用快开密封结构的间歇式固定床萃取器，利用这种间歇式固定床萃取器生产时，萃取周期长，萃取效率低，当固定床萃取器容积较大时，存在萃取不均匀的现象
。
另外，固定床萃取器的装料
、
排渣需频繁开关釜盖，并且需要频繁排除自清洁萃取器内的空气，劳动强度大，生产效率低，能耗高，安全可靠性低且造成萃取流体的极大损耗，严重制约了亚临界萃取技术的产业化发展
。
[0003]在专利公告号为
CN 108654135 A
，专利技术名称为“一种亚临界流体等压萃取分离系统及工艺流程”的专利，公开了一种亚临界流体等压萃取分离系统及工艺流程
。
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
、<br/>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气态亚临界流体媒质处于等压状态，同时设置亚临界流体和气态亚临界流体媒质的换热单元，降低了系统的动力消耗
、
冷量和热量需求量，节约了能源
。
该专利技术具有工艺流程简便
、
设备投资小
、
运行费用低的优势，但是装填物料时需要反复开关萃取器，不能实现物料完全的连续萃取分离，存在反复开关萃取器带来的安全隐患，由于仍为固定床萃取器，萃取物料会在萃取釜内沉积，出现萃取不均的现象，导致萃取效率低；而且，萃取过程中反复开关萃取器，需将萃取器内萃取流体排除，方可实现物料的装卸，存在萃取流体损耗大的缺点
。
[0004]在专利公告号为
:CN110152350B
，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”的专利技术专利，公开了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
。
应用该系统实施的萃取分离工艺，经过系统的工艺操作，完成萃取的料仓中萃取后的亚临界流体或超临界流体进入相对应的分离子系统开始分离，周期性地开启卸料阀，卸出分离子系统所分离出来的萃出物
。
虽然该专利技术技术装置自动化程度较高
、
运行可靠，但同样存在反复开关萃取器带来的安全隐患，需将萃取器内萃取流体排除，方可实现物料的装卸，萃取流体损耗大，需要密封要求较高；而且，萃取物在固定床萃取器内沉积，可能导致萃取效率低
、
萃取不均匀
。
反复开关萃取器，需手动装卸物料，不能实现从装料
、
萃取
、
分离
、
卸料一体化连续萃取
。

技术实现思路

[0005]本专利技术意在克服现有亚临界二氧化碳萃取分离装置存在的问题，提供一种新型亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及工艺，通过物料加料子系统
、
亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统
、
亚临界流态化连续萃取子系统
、
萃取物降压分离子系统和萃余物分离
子系统间配合，能够实现从常压向高压进料
、
连续萃取
、
连续从高压向低压出料，且亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统中的自清洁萃取器，通过增加螺旋导叶结构，改变了萃取流体进口方向，增加了其在萃取器内的扰动，萃取收率高
、
二氧化碳排放少
。
解决现有装置及工艺萃取时间长，萃取不均匀，工作量大，成本高等问题
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，包括物料加料子系统
、
亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统
、
亚临界流态化连续萃取子系统
、
萃取物降压分离子系统和萃余物分离子系统；
[0008]所述的亚临界流态化连续萃取子系统包括一个或多个自清洁萃取器，自清洁萃取器的物料入口分别与物料加料子系统的加料罐
、
亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统以及亚临界二氧化碳自循环系统相连；所述的自清洁萃取器的物料进口具有螺旋导叶，所述螺旋导叶使携带待萃取物料的亚临界二氧化碳以旋流形式进入自清洁萃取器，在自清洁萃取器内形成流态化混合；自清洁萃取器的内部空间通过滤网分成上下两个区域，滤网的上部区域布置有物料进口和萃余物出口，滤网的下部区域布置有亚临界二氧化碳出口和脉冲反冲洗系统入口；亚临界二氧化碳流体出口通过三通分别与自清洁萃取器的自循环系统及萃取物降压分离子系统相连，自清洁萃取器自循环系统使亚临界二氧化碳萃取达到或接近饱和后排出萃取器；
[0009]所述的亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统，将系统中的二氧化碳经过冷却
、
液化
、
加压至亚临界状态，供物料加料子系统和亚临界流态化连续萃取子系统使用；
[0010]所述的萃余物分离子系统，将自清洁萃取器萃取完成后的物料与二氧化碳分离，并将分离出的二氧化碳回用于物料加料子系统
。
[0011]本专利技术中的物料加料子系统是以系统内循环使用的二氧化碳为动力，利用各系统装置之间的压力差完成物料的加装和进料，确保物料与亚临界二氧化碳能够连续进入萃取器并实现自动混合，完成亚临界二氧化碳流态化连续萃取
。
[0012]作为进一步的技术方案，所述的亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统，包括二氧化碳储罐
、
加压泵和缓冲罐，所述的二氧化碳储罐与萃取物降压分离子系统的热泵式制冷机相连，热泵式制冷机将气态二氧化碳液化，所述的加压泵将液态二氧化碳加压到亚临界萃取所需压力，且加压泵将一路液态二氧化碳送入所述的缓冲罐，将另一路液态二氧化碳送入物料加料子系统，所述的缓冲罐流出的低温液态二氧化碳由恒温器升温后变为亚临界流体进入亚临界二氧化碳萃取子系统
。
[0013]作为进一步的技术方案，所述物料加料子系统包括相连的加料罐
、
储料罐，所述储料罐存储待萃物料，储料罐中的待萃物料经计量靠重力进入到加料罐
。
输送完毕后，加料罐内剩余的亚临界二氧化碳经过通过加压泵抽送到缓冲罐中
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，包括亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统
、
亚临界流态化连续萃取子系统
、
萃取物降压分离子系统
、
萃余物分离子系统
、
物料加料子系统；所述的亚临界流态化连续萃取子系统包括一个或多个自清洁萃取器，所述的自清洁萃取器的物料进口具有螺旋导叶，所述螺旋导叶使携带待萃取物料的亚临界二氧化碳以旋流形式进入自清洁萃取器，在自清洁萃取器内形成流态化混合；自清洁萃取器的内部空间通过滤网分成上下两个区域，滤网的上部区域布置有物料进口和萃余物出口，滤网的下部区域布置有亚临界二氧化碳出口和脉冲反冲洗系统入口；亚临界二氧化碳流体出口通过三通分别与自清洁萃取器的自循环系统及萃取物降压分离子系统相连，自清洁萃取器自循环系统使亚临界二氧化碳萃取达到或接近饱和后排出萃取器；所述的亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统，将系统中的二氧化碳经过冷却
、
液化
、
加压至亚临界状态，供物料加料子系统和亚临界流态化连续萃取子系统使用；所述的萃余物分离子系统，将自清洁萃取器萃取完成后的物料与二氧化碳分离，并将分离出的二氧化碳回用于物料加料子系统
。2.
如权利要求1所述的亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述的亚临界二氧化碳制冷加压循环子系统，包括二氧化碳储罐
、
加压泵和缓冲罐，所述的二氧化碳储罐与萃取物降压分离子系统的热泵式制冷机相连，热泵式制冷机将气态二氧化碳液化，所述的加压泵将液态二氧化碳加压到亚临界萃取所需压力，且加压泵将一路液态二氧化碳送入所述的缓冲罐，将另一路液态二氧化碳送入物料加料子系统
。3.
如权利要求2所述的亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述缓冲罐流出的低温液态二氧化碳由恒温器升温后变为亚临界流体进入亚临界二氧化碳萃取子系统
。4.
如权利要求1所述的亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述物料加料子系统包括相连的加料罐
、
储料罐，所述储料罐存储待萃物料，储料罐中的待萃物料经计量靠重力进入到加料罐
。5.
如权利要求4所述的亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述萃取物降压分离子系统由热泵式制冷机
、
加热器
、
降压釜
、
分离釜组成；所述的热泵式制冷机分别与自清洁萃取器底部
、
二氧化碳储罐相连，热泵式制冷机的出口与第一加热器相连，所述的第一加热器与降压釜相连，降压釜与第二加热器相连，第二加热器与分离釜相连
。6.
如权利要求5所述的亚临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，自清洁萃取器底部达到饱和状态的亚临界二氧化碳经热泵式制冷机，由二...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭建章，刘国祎，王威强，陈星，侯凯文，李建波，
申请(专利权)人：山东双超生物设备科技有限公司山东大学，
类型：发明
国别省市：