【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工分离和生物工程机械装备领域，具体涉及一种充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、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、环保等需求日益旺盛，超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，现有的超临界二氧化碳萃取装置多采用间歇式固定床萃取釜，这种间歇式固定床萃取釜，萃取周期长，当萃取釜容积较大时，会出现二氧化碳在萃取釜内分布不均匀，从而导致萃取不均匀、不彻底的现象。另外，萃取釜的装料、排渣需频繁开关釜盖，并且需要频繁排除萃取釜内的空气和二氧化碳，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，严重制约了超临界萃取技术的产业化发展。
3、专利cn110237561a公开了一种超临界流体连续萃取分离系统及萃取分离工艺。该系统由超临界流体媒质源、加压子系统、连续萃取子系统、与连续萃取子系统的逐级升压或萃取总级数相同的分离子系统以及增压循环子系统构成。应用连续萃取分离装置系统实施萃取分离工艺，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。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，但是其不能实现物料的连续萃取分
4、专利cn1781572a公开了一种超临界流体连续萃取装置，其由进料筒体、萃取筒体、卸料筒体和换热器构成，进料筒体内装有进料器，卸料筒体内装有卸料器，进料器和卸料器上安装驱动杆。萃取筒体上安装换热器，萃取筒体内装有超临界流体分布器，分布器隔板将超临界流体分布器分割为流体进入腔和流体排出腔；流体进入腔接通超临界流体进口管，流体排出腔接通超临界流体出口管。其结构合理，操作方便。但是不能实现物料的连续萃取分离，存在反复开关萃取釜带来的安全隐患、萃取效率低等缺点。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统及方法，本专利技术通过将高压氮气引入萃取釜中，通过氮气的扰动，使萃取釜内的超临界二氧化碳与被萃物料达到流态化混合，将传统的固定床式超临界萃取转换为流态化萃取，提高了萃取效率，并且系统通过循环使用的氮气实现了连续进料和卸料，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。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、本专利技术的第一个方面，提供一种充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，包括制冷加压循环子系统、供料子系统、氮气加压子系统、连续萃取子系统和降压分离子系统；
4、所述制冷加压循环子系统，用于将二氧化碳气体冷却、液化、加压至亚临界状态，供供料子系统和连续萃取子系统使用；
5、所述供料子系统用于将待萃物料与亚临界二氧化碳混合后输送至连续萃取子系统；
6、所述氮气加压子系统用于为连续萃取子系统提供高压氮气；
7、所述连续萃取子系统包括射流机组、萃取釜机组和氮气加压循环机组；所述射流机组包括一个或多个并联的射流加料器，所述萃取釜机组包括一个或多个并联的萃取釜，每台射流加料器均连接一个萃取釜，用于将供料子系统提供的物料和氮气加压子系统提供的高压氮气输送至萃取釜内；萃取釜顶部设有气体出口，底部设有气体入口，萃取釜的气体出口与氮气加压循环机组的气体入口相连，氮气加压循环机组的气体出口与萃取釜的气体入口相连，形成闭环；萃取釜内高氮气经氮气加压循环机组加压后萃取釜底部的气体入口重新进入萃取釜内，氮气的循环流动使萃取釜内超临界二氧化碳萃取剂与待萃物料实现流态化混合，超临界二氧化碳萃取达到或接近饱和后排出萃取釜，进入降压分离子系统进行分离。
8、优选的，萃取釜底部的气体入口设在底部中心位置处。
9、本专利技术通过引入高压氮气，使萃取釜中的物料实现流态化，从而提高萃取效率。具体的，萃取釜机组至少包括一个射流加料器，一个带恒温加热装置的萃取釜及一套氮气加压循环机组。射流加料器利用来自氮气加压子系统提供的高压氮气作为引射流体，将供料子系统中按一定料气比配置的待萃物料与亚临界二氧化碳的混合物引射送入带恒温加热装置的萃取釜内，并加热至设定的萃取温度，达到预设的超临界萃取状态。进入萃取釜的氮气经滤网从萃取釜的上部经除雾器和气液分离器，分离得到的氮气经压缩机增压后，从萃取釜底部的中心以切向鼓入萃取釜，使釜内物料鼓泡，并形成流态化，实现釜内的待萃物料与超临界二氧化碳充分接触，从而缩短萃取时间，提高萃取效率。萃取结束的溶有萃取物的超临界二氧化碳通过萃取物出口进入到降压分离子系统进行分离，分离得到萃取物和二氧化碳；萃余物同样进入降压分离子系统进行，分离得到料渣和氮气。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述制冷加压循环子系统用于将气态二氧化碳冷却、液化并加压至亚临界状态，供供料子系统和连续萃取子系统使用。所述制冷加压循环子系统包括依次连接的二氧化碳储罐、制冷机、加压泵和恒温器；所述二氧化碳储罐用于储存降压分离子系统分离出的二氧化碳与外界供应的二氧化碳。所述制冷机用于将气态二氧化碳液化。所述加压泵用于液态二氧化碳加压到萃取所需压力。所述恒温器用于给加压后的液态二氧化碳升温，使得液态二氧化碳转变为亚临界二氧化碳，以供供料子系统和连续萃取子系统使用和。
11、优选的，所述制冷加压循环子系统还包括二氧化碳气瓶，其用于给二氧化碳储罐提供二氧化碳，二氧化碳气瓶与二氧化碳储罐相连。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述供料子系统包括依次相连的储料罐和加料罐，所述储料罐用于储存待萃物料，待萃物料靠重力进入加料罐，所述加料罐的出料口与射流加料器的低压相入口相连；所述供料子系统还包括用于储存制冷加压循环子系统供应的亚临界二氧化碳的亚临界二氧化碳储罐，亚临界二氧化碳储罐的出口与加料罐的物料入口和射流加料器的低压相入口分别相连。
13、所述储料罐用于储存待萃物料，待萃物料经计量后靠重力落入加料罐中，随后按照工艺过程设定的料气比，将亚临界二氧化碳储罐中的亚临界二氧化碳注入加料罐中，使待萃物料在加料罐中先进行混合、浸润。
14、在本专利技术的一些实施例中，所述氮气加压子系统包括依次相连的氮气储罐、压缩机和氮气缓存罐，所述氮气储罐用于储存降压分离子系统分离出的氮气与外界供应的氮气，所述氮气缓存罐的气体出口与射流加料器的高压相入口相连。
15、优选的，所述氮气加压子系统还包括氮气瓶，其用于给氮气储罐提供氮气，氮气瓶与氮气储罐相连。
16、来自氮气储罐中的氮气经压缩机加压至压力不低于萃取釜的萃取压力，然后加压后的高压氮气进入氮气缓存罐，作为射流加料器的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，包括制冷加压循环子系统、供料子系统、氮气加压子系统、连续萃取子系统和降压分离子系统；
2.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述制冷加压循环子系统，包括依次连接的二氧化碳储罐、制冷机、加压泵和恒温器；所述二氧化碳储罐用于储存降压分离子系统分离出的二氧化碳与外界供应的二氧化碳。
3.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述供料子系统包括依次相连的储料罐和加料罐，所述储料罐用于储存待萃物料，待萃物料靠重力进入加料罐，所述加料罐的出料口与射流加料器的低压相入口相连；还包括用于储存制冷加压循环子系统供应的亚临界二氧化碳的亚临界二氧化碳储罐，亚临界二氧化碳储罐的出口与加料罐的物料入口和射流加料器的低压相入口分别相连。
4.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述氮气加压子系统包括依次相连的氮气储罐、压缩机和氮气缓存罐，所述氮气储罐用于储存降压分离子系统分离出的氮气与外界供应的氮
5.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述降压分离子系统包括萃取物分离机组和萃余物分离机组；
6.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述氮气加压循环机组包括依次相连的气液分离器和压缩机，萃取釜顶部的气体出口与气液分离器的物料入口相连，分离出的气体经压缩机加压后通过萃取釜底部的气体入口重新进入萃取釜内，分离出的液体进入降压分离子系统。
7.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，萃取釜顶部的气体出口处设有除雾器，萃取釜内的气体经除雾器除雾后进入氮气加压循环机组。
8.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，萃取釜内输入的高压氮气的压力不低于萃取时超临界二氧化碳的压力，且高压氮气在充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统中为气态，不发生相变；
9.一种充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离方法，其特征在于，采用权利要求1-8任一所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，包括如下步骤：
10.如权利要求9所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离方法，其特征在于，高压氮气的压力不低于萃取釜内的萃取压力；
...【技术特征摘要】
1.一种充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，包括制冷加压循环子系统、供料子系统、氮气加压子系统、连续萃取子系统和降压分离子系统；
2.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述制冷加压循环子系统，包括依次连接的二氧化碳储罐、制冷机、加压泵和恒温器；所述二氧化碳储罐用于储存降压分离子系统分离出的二氧化碳与外界供应的二氧化碳。
3.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述供料子系统包括依次相连的储料罐和加料罐，所述储料罐用于储存待萃物料，待萃物料靠重力进入加料罐，所述加料罐的出料口与射流加料器的低压相入口相连；还包括用于储存制冷加压循环子系统供应的亚临界二氧化碳的亚临界二氧化碳储罐，亚临界二氧化碳储罐的出口与加料罐的物料入口和射流加料器的低压相入口分别相连。
4.如权利要求1所述的充气式超临界二氧化碳流态化连续萃取分离系统，其特征在于，所述氮气加压子系统包括依次相连的氮气储罐、压缩机和氮气缓存罐，所述氮气储罐用于储存降压分离子系统分离出的氮气与外界供应的氮气，所述氮气缓存罐的气体出口与射流加料器的高压相入口相连。
5.如权利要求1所述的充气式超临...
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