[實用新型]一種用于超臨界流體萃取設備的新型水加熱系統

有效

• 申請號: 201220267677.8
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN202605770U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 羅松明;蒲彪;劉書亮;葉勁松;王燕高
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: B01D11/00
• 分類號: B01D11/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

????本實用新型涉及超臨界萃取技術領域，確切地說就是涉及一種適用于超臨界萃取設備的以水為媒介的加熱系統的實施裝置。

背景技術

超臨界流體萃取分離過程的原理是利用超臨界流體（如二氧化碳）對某些特殊天然產物具有特殊溶解作用，利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系，即利用壓力和溫度對超臨界流體溶解能力的影響而進行的。在超臨界狀態下，將超臨界與待分離的物質接觸，使其有選擇性地把極性大小、沸點高低和分子量大小的成分依次萃取出來。當然，對應各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以控制條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成普通氣體，被萃取物質則完全或基本析出，從而達到分離提純的目的。有的設備生產商在萃取和分離工序之后，還增設了精餾工序，以達到將所萃取得到的產物按照不同的揮發性來進行分離和收集。超臨界流體萃取、分離和精餾等工序的設備在運行過程中都要求保持一定的溫度。

超臨界流體萃取、分離和精餾等工序的設備在運行過程中都要求保持一定的溫度，為此，設備制造商開發出了內熱式陶瓷絕緣加熱器和加熱水套兩種加熱保溫的裝置。

授權公告號為CN2179191Y，授權公告日為1994年10月12日的中國實用新型專利說明書中公開的“超臨界流體萃取儀”，設計了內熱式陶瓷絕緣加熱器來實現萃取裝置的加熱保溫操作，該加熱保溫裝置可加熱達到200℃或更高的溫度，但是設備的成本較高。

由于超臨界萃取儀的萃取、分離等工序要求的溫度較低，一般不超過50-60℃，根據這一特點，超臨界設備制造商設計開發了水加熱系統來實現超臨界萃取裝置的加熱保溫操作，以降低設備的生產成本和減少超臨界設備使用客戶的使用費用。目前各個超臨界設備制造商設計的水加熱系統的結構如圖1所示。這種傳統水加熱系統的主要特征在于：

①萃取釜體或分離釜體（9）、精餾柱（14）的加熱保溫操作通過其外圍的螺旋水管型加熱水套（10）來實現；

②水箱（1）的頂部比加熱水套（10）底部的出水管路（7）略低，為便于操作的方便，目前的水箱（1）常常置于地面上，所以目前的水箱（1）都未設置排水管路；

③為便于水箱（1）用水的添加，僅設計了一個加水口（5），而未設置加水管路；

④加熱水套（10）頂部的進水管路（12）通過一個水泵（13）與水箱（1）連接起來，從而使水箱（1）的熱水能流向加熱水套（10）中。有的制造商則將加熱水套（10）的進水管路（12）置于加熱水套（10）的底部，而將其出水管路（7）設置在加熱水套（10）的頂部。由于水泵作用的對象是熱水，如果將水泵置于水箱的頂部之上，則水更容易發生汽化而大大降低水泵輸送熱水的效率，同時由于傳統水加熱系統的第二個特征的存在，所以設備制造商普遍地選擇了將水泵（13）浸沒于水箱（1）中的設計思路。

傳統水加熱系統的缺點在于：

①為實現萃取釜體或分離釜體（9）、精餾柱（14）的加熱保溫操作，加熱水套（10）中的熱量需要經過“水管的管壁”和“萃取或分離釜體的容器壁”兩層介質后才能傳遞到萃取釜體或分離釜體（9）、精餾柱（14）中，所以傳熱效率較低；

②水箱（1）未設置排水管路和加水管路，“向水箱（1）中加水”或“排出水箱（1）中的水”的實施都較麻煩；

③水泵（13）整體浸沒于水箱（1）中，因水箱（1）未設計排水管路，水泵（13）在工作結束后仍將受到高溫水的浸泡，在早期的超臨界設備中使用的水泵（13）的外部結構為鐵質材料，有的還在水泵（13）的外表面涂有油漆，在長期的浸泡作用下，這種鐵質水泵的泵體密封結構和葉輪都將逐漸腐蝕而最終無法正常工作，產生的水垢也會影響加熱水套（10）中水的正常流動，并影響萃取釜體或分離釜體（9）、精餾柱（14）的加熱保溫操作的實施。雖然近年來有設備制造商新采用了一種以硬塑料取代鐵質作為水泵（13）葉輪的外部封閉結構材料，但是仍將這種水泵（13）浸沒于水箱（1）中，硬塑料如果長期浸沒于水（尤其是需長期受熱并處于較高溫度的水）中，在一定的使用時間后，這種硬塑料因頻繁受熱作用仍將逐漸產生損壞的情況，從而影響加熱水套（10）的正常運行。近年來，有的研究者探討了70-90℃的超臨界萃取工藝條件，傳統水加熱系統的水泵在這種實驗條件下工作，將更容易損壞。

實用新型內容